WO2011003724A1 - Coupleur de wilkinson intégré dans un circuit imprimé et dispositif hyperfréquence comportant un tel coupleur - Google Patents

Coupleur de wilkinson intégré dans un circuit imprimé et dispositif hyperfréquence comportant un tel coupleur Download PDF

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WO2011003724A1
WO2011003724A1 PCT/EP2010/058707 EP2010058707W WO2011003724A1 WO 2011003724 A1 WO2011003724 A1 WO 2011003724A1 EP 2010058707 W EP2010058707 W EP 2010058707W WO 2011003724 A1 WO2011003724 A1 WO 2011003724A1
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resistor
metal
resistors
coupler according
port
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PCT/EP2010/058707
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Inventor
Claude Drevon
David Nevo
Laurent Bodin
Original Assignee
Thales
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

Definitions

  • the present invention relates to a Wilkinson coupler integrated into a printed circuit and to a microwave device comprising such a coupler. It applies in particular to the field of telecommunications of microwave signals such as in particular radiofrequency channels and beam forming networks of transmitting and receiving antennas, for example antennas placed onboard a satellite.
  • this type of coupler comprises three ports 1, 2, 3 constituting, in the divider configuration, an input port 1 and two output ports 2, 3, the input and output ports. output being reversed in the case where the coupler is used in combiner configuration.
  • the coupler is terminated by a load resistor Rc mounted between the two output ports 2, 3.
  • the value of the load resistor Rc is determined so that the coupler is balanced and there is no reflection in entry or exit.
  • some equipment such as beamforming networks need the value of the load resistance to be accurate to between 1 and a few percent.
  • the brazing material must be brought to a high brazing temperature which is difficult to achieve on an organic substrate such as the dielectric of a multilayer printed circuit; for example, the brazing temperature is of the order of 290 ° Celsius for a brazing material made of a gold-tin alloy compatible with gold endings of such resistors.
  • the brazing temperature is of the order of 290 ° Celsius for a brazing material made of a gold-tin alloy compatible with gold endings of such resistors.
  • This process is complex and expensive to implement and presents quality risks especially as these operations must generally be performed for a very large number, for example of the order of a thousand, individual resistors.
  • the total thickness of the printed circuit obtained is greatly increased because of the thickness of the electronic component to be embedded in enough dielectric material.
  • the object of the invention is to provide a Wilkinson coupler integrated in a printed circuit not having the disadvantages of existing devices, not requiring the machining of metallized holes in the printed circuit for the measurement of the load resistance and having a load resistor whose value can be adjusted with a required accuracy and measured during its adjustment.
  • the invention relates to a Wiikinson coupler mounted on a printed circuit comprising a first access port connected to a second and a third access port via two metal transmission lines of the same length and a resistor. load circuit short-circuited between the second and third access ports, characterized in that the load resistor consists of three adjacent independent resistors interconnected.
  • each resistor has an adjustable and measurable value individually.
  • each resistor is measurable during the adjustment.
  • the three independent resistors are connected via two transverse metal tracks, each transverse metal track being disposed between two adjacent resistors.
  • the first resistor is connected between a first end metal terminal connected to a metal access line to the third port and the first transverse track and in that the third resistor is connected between the second transverse track and a second one. end metal terminal connected to a metal line for access to the second port.
  • the first and second end metal terminals are interconnected via the two metal transmission lines connected to the first port, the two transmission lines forming a metal track connected in a loop.
  • the three independent resistors are connected in a triangle.
  • the three independent resistors have an identical value equal to one third of the value of the desired load resistance.
  • the invention also relates to a microwave device comprising at least one such Wilkinson coupler.
  • FIG. 1 a diagram of an example of a Wilkinson coupler, according to the prior art
  • FIG. 2 a diagram of an example of a Wilkinson coupler, according to the invention.
  • FIG. 3 a diagram of an enlargement of the load resistance of the Wilkinson coupler of FIG. 2, according to the invention
  • FIGS. 4a to 4c an example of the power curves in transmission and in reflection on the three ports of a coupler, according to the invention
  • FIG. 5 an example of a circuit diagram of a device for measuring the load resistance of a Wilkinson coupler, according to the invention.
  • FIG. 6 an example of a microwave device comprising two Wilkinson couplers.
  • the coupler example according to the invention diagrammatically shown in FIG. 2 comprises three ports 1, 2, 3 constituting, in the divider configuration, an input port 1 and two output ports 2, 3.
  • the coupler and the load resistor are made by a known photolithograph process on a multilayer printed circuit comprising a substrate covered with a resistive layer and a metal layer, for example copper.
  • a first etching makes it possible to make the transmission lines of the coupler and a second etching makes it possible to realize the load resistance of the coupler.
  • the load resistance Rc short-circuited, must be able to be precisely measured and adjusted.
  • the load resistance Rc of the coupler consists of an array of three adjacent resistors R1, R2, R3 separated by means of two transverse metal tracks 9, 10, the metal being able to be example of copper.
  • a first resistor R1 is connected between a first end metal terminal 11 connected to a metal port access line 12 and a first transverse track 9, a second resistor R2 is connected between the first transverse track 9 and a second track 10, the third resistor R3 is connected between the second transverse track 10 and a second end metal terminal 13 connected to a metal line 14 for access to the port 2.
  • first and the second end metal terminals 11, 13 are interconnected via the two transmission lines 4, 5 connected to the port 1, the two transmission lines 4, 5 forming a metal track connected in a loop.
  • Each of the resistors R1, R2, R3 of the resistor network has an intrinsic value such that the sum of the values of the three independent resistors R1, R2, R3 is equal to the value of the load resistor Rc.
  • the three resistors R1, R2, R3 may be identical and have a value equal to one third of the value of the load resistor Rc.
  • R2, R3 makes it possible to change nothing from the point of view of the microwaves supplying the coupler, the three adjacent resistors R1, R2, R3 acting as a single resistor Rc short-circuited whose value is equal to the sum values of the three resistant. Because of the short circuit, the three resistors R1, R2, R3 can be considered as a network of resistors connected in a triangle. The influence of the splitting of the load resistor Rc into three resistors R1, R2, R3 on the performance of the coupler was verified by simulations.
  • FIG. 4a shows that the reflection coefficients S11, S22, S33 of a signal applied respectively to the ports 1, 2 or 3 are very small at the central operating frequency of the coupler.
  • the coefficient S11 is of the order of -48 dB at the frequency of 1.6 GHz. Therefore, when a signal is applied to the input port 1, there is no reflection of this signal which is fully transmitted to the ports 2 and 3.
  • FIG. 4b shows that at the operating frequency, the signal transmission coefficients S23 from port 2 to port 3 and reciprocally S32 are virtually zero. Ports 2 and 3 are perfectly isolated from each other.
  • FIG. 4c shows the transmission coefficients S21 and S31 between ports 1 and 2 and between ports 1 and 3.
  • the power transmitted between outputs 2 and 3 and input 1 are almost equal, which means that the coupler is properly balanced.
  • the difference observed between the two curves is due to divergences in calculation of the simulator used.
  • the splitting of the load resistor Rc into three adjacent resistors and the addition of two metal tracks 9, 10 between two adjacent resistors R1, R2 and R2, R3 allows to be able to connect a metal connecting pin on each of the two transverse tracks 9, 10 and a metal pin on one of the tracks 11, 13 bypassing the load resistor Rc. It then becomes possible to connect a measuring device, for example of ohmmeter type, between the three connection terminals 11, 9, 10 and accurately measure, successively, the value of each of the three resistors R1, R2, R3.
  • the guard point is the point A located between a first resistor R1 and a second resistor R2 and the resistance measured is a third resistor R3.
  • the resistor R3 has a first end connected to the resistor R1 at a point B and a second end connected to the resistor R2 at a point C.
  • a current source I is applied to the point B.
  • a guard amplifier G having a first input connected to the point B, a second input connected to the point A and an output connected to the point A, detects the voltage at the first end B of the resistor R3 and applies this voltage to the guard point A. The voltage at the guard point A and at point B are then equal and there is no current in the resistor R1.
  • the resistors R3 and R2 then form a conventional measuring bridge. If Im is the current flowing in the resistor R3, the current Ig that flows in the resistor R2 is such that:
  • An amplifier 20 connected between points B and C makes it possible, at its output at point C, to reduce a voltage proportional to a current I which is injected at point B and which passes through resistor R3.
  • a converter 21 determines the value of the resistor R3 by virtue of the ratio between the voltage at the point C which it measures and the value of the known current I.
  • the value of the resistor R1 can be determined in the same way by permutating the guard point and the measuring points.
  • the value of each of the resistors R1, R2, R3 can then be adjusted independently of the other two resistances to have a total resistance having a value equal to the desired load resistance value Rc. It is also possible to independently measure each of the resistors R1, R2, R3 and to adjust only one.
  • the adjustment of the value of the resistors can be achieved by a known method of adjustment by laser beam, the measurement of the resistance during adjustment being carried out continuously during the adjustment of this resistance.
  • the laser may be similar to those used for adjusting thin film resistors or thick layers. Its wavelength may for example be chosen to be of the order of 1.07 micrometers.
  • the power of the laser beam is programmed according to the material to be adjusted and the support of the resistance.
  • the support of the resistor may be for example ceramic material, or organic, or another type of material usually used in the field of printed circuits.
  • the Wilkinson coupler can be used in any type of microwave device such as, for example, in the equipment of the radio frequency transmission and reception of telecommunication signal chains, in particular in the beam forming networks of the multi-beam antennas or in the linearization modules which equip amplification circuits of the telecommunication signals.
  • FIG. 6 shows a diagram of a linearizer comprising two Wilkinson couplers 61, 62.
  • the first coupler 61 is a divider of the power of the input signals between two channels 63, 64 of FIG. output transmission while the second coupler 62 recombines the power of the processed signals on each of the channels into a single output signal.

Abstract

Le coupleur de Wilkinson monté sur un circuit imprimé comporte un premier port d'accès (1) connecté à un deuxième port d'accès (2) et à un troisième port d'accès (3) par l'intermédiaire de deux lignes de transmission métalliques (4, 5) de même longueur et une résistance de charge (Rc) montée en court-circuit entre les deuxième et troisième ports d'accès (2, 3), caractérisé en ce que la résistance de charge (Rc) est constituée de trois résistances (R1, R2, R3) indépendantes adjacentes reliées entre elles. Le coupleur s'applique notamment au domaine des antennes de satellite et plus particulièrement aux réseaux de formation de faisceaux des antennes.

Description

Coupleur de Wilkinson intégré dans un circuit imprimé et dispositif hyperfréquence comportant un tel coupleur La présente invention concerne un coupleur de Wilkinson intégré dans un circuit imprimé et à un dispositif hyperfréquence comportant un tel coupleur. Elle s'applique notamment au domaine des télécommunications de signaux hyperfréquence tels que notamment aux chaînes radiofréquence et aux réseaux de formation de faisceaux des antennes d'émission et de réception, par exemple les antennes placées à bord d'un satellite.
Ii est connu d'utiliser des coupleurs de Wilkinson pour la combinaison ou la division de signaux radiofréquence. Comme représenté schématiquement sur la figure 1 , ce type de coupleur comporte trois accès 1 , 2, 3 constituant, dans la configuration de diviseur, un port d'entrée 1 et deux ports de sortie 2, 3, les ports d'entrés et de sortie étant inversés dans le cas où le coupleur est utilisé en configuration de combineur. Le coupleur est terminé par une résistance de charge Rc montée entre les deux ports de sortie 2, 3. La valeur de la résistance de charge Rc est déterminée de façon que le coupleur soit équilibré et qu'il n'y ait pas de réflexion en entrée ni en sortie. Dans le domaine des antennes d'émission et de réception, certains équipements tels que les réseaux de formation de faisceaux ont besoin que la valeur de la résistance de charge ait une précision comprise entre 1 et quelques pour cent.
Actuellement, ii est connu d'insérer une résistance dans un circuit imprimé multicouches par un procédé de photolithographie comportant une double gravure. Ce type de procédé ne permet pas d'obtenir une résistance dont Ia valeur a la précision requise. II est donc fondamental de pouvoir mesurer et ajuster cette résistance de charge avec la précision requise.
II est connu d'ajuster la valeur d'une résistance au moyen d'une installation laser et de mesurer cette valeur pendant l'usinage au laser comme décrit par exemple dans le document US 2007/0012666, cependant la résistance de charge d'un coupleur de Wilkinson étant placée en court- circuit entre les deux ports de sortie, elle n'est parcourue par aucun courant et ii n'existe actuellement pas de méthode permettant de la mesurer. Ce procédé n'est donc actuellement pas applicable au coupleur de Wiikinson car on ne sait pas mesurer la valeur de la résistance de charge pendant l'ajustage.
Pour résoudre ce problème, au lieu de réaliser la résistance Rc par un procédé de photolithographie, il est connu d'utiliser un composant électronique (en anglais : chip) contenant une résistance de valeur précise et de braser Ia résistance, entre les deux ports d'accès 2, 3 du coupleur, à l'intérieur d'une couche d'un circuit imprimé multicouches pendant ia fabrication du circuit imprimé. Cependant, pour pouvoir insérer la résistance Rc dans le circuit imprimé multicouches sur lequel est monté !e coupleur de Wilkinson, il est nécessaire d'ouvrir le circuit imprimé puis de noyer la résistance dans un matériau diélectrique. Par ailleurs, pendant la réalisation du circuit imprimé muiticouches, Ie matériau de brasage doit être porté à une température de brasage élevée ce qui est difficile à réaliser sur un substrat organique tel que le diélectrique d'un circuit imprimé multicouches; par exemple la température de brasage est de l'ordre de 290°Celsius pour un matériau de brasage en alliage or-étain compatible des terminaisons dorées de telles résistances. Ce procédé est complexe et coûteux à mettre en œuvre et présente des risques au niveau de la qualité d'autant plus que ces opérations doivent généralement être réalisées pour un très grand nombre, par exemple de l'ordre du millier, de résistances individuelles. En outre, l'épaisseur totale du circuit imprimé obtenu est fortement accrue en raison de l'épaisseur du composant électronique qui doit être enrobé dans suffisamment de matériau diélectrique. Enfin, après brasage de la résistance entre deux ports du coupleur de Wilkinson, il n'est plus possible de réaliser des mesures de la résistance, ce qui présente un risque d'un point de vue de la qualité, d'autant plus que le joint de brasure va subir des contraintes de pression et de température pendant la fabrication du circuit imprimé multicouches. Une autre solution décrite dans le document US 5705962 utilise un point milieu en séparant la résistance de charge en deux résistances avec une piste métallique. Ceci permet d'avoir, pour la mesure, deux résistances en parallèle. Cependant cette solution ne permet pas de mesurer individuellement la valeur de chacune des résistances mais seulement la valeur d'un rapport entre les deux résistances en parallèle. Ce système ne permet donc pas une précision suffisante, ni une mesure exacte de la résistance totale de charge. En outre, cette solution nécessite de réaliser un trou métallisé dans le circuit imprimé, ce qui prend beaucoup de place lorsqu'il s'agit de circuits complexes comportant un nombre très important de coupleurs de Wilkinson.
Le but de l'invention est de réaliser un coupleur de Wilkinson intégré dans un circuit imprimé ne comportant pas les inconvénients des dispositifs existants, ne nécessitant pas l'usinage de trous métallisés dans le circuit imprimé pour la mesure de la résistance de charge et ayant une résistance de charge dont la valeur peut être ajustée avec une précision requise et mesurée pendant son ajustage.
Pour cela, l'invention concerne un coupleur de Wiikinson monté sur un circuit imprimé comportant un premier port d'accès connecté à un deuxième et un troisième ports d'accès par l'intermédiaire de deux lignes de transmission métalliques de même longueur et une résistance de charge montée en court-circuit entre les deuxième et troisième ports d'accès, caractérisé en ce qu'il la résistance de charge est constituée de trois résistances indépendantes adjacentes reliées entre elles.
Avantageusement, chaque résistance a une valeur ajustable et mesurable individuellement. Avantageusement, chaque résistance est mesurable pendant l'ajustage.
Avantageusement, les trois résistances indépendantes sont reliées par l'intermédiaire de deux pistes métalliques transversales, chaque piste métallique transversale étant disposée entre deux résistances adjacentes.
Avantageusement, la première résistance est connectée entre une première borne métallique d'extrémité reliée à une ligne métallique d'accès au troisième port et la première piste transversale et en ce que la troisième résistance est reliée entre la deuxième piste transversale et une deuxième borne métallique d'extrémité reliée à une ligne métallique d'accès au deuxième port.
Avantageusement, la première et la deuxième bornes métalliques d'extrémité sont reliées entre elles par l'intermédiaire des deux lignes de transmission métalliques connectées au premier port, les deux lignes de transmission formant une piste métallique reliée en boucle.
Avantageusement, les trois résistances indépendantes sont connectées en triangle.
Selon un mode de réalisation particulier, les trois résistances indépendantes ont une valeur identique égale à un tiers de la valeur de la résistance de charge souhaitée.
L'invention concerne aussi un dispositif hyperfréquence comportant au moins un tel coupleur de Wilkinson. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la suite de la description donnée à titre d'exemple purement iliustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés qui représentent :
figure 1 : un schéma d'un exemple de coupleur de Wilkinson, selon l'art antérieur ;
figure 2 : un schéma d'un exemple de coupleur de Wilkinson, selon l'invention ;
figure 3 : un schéma d'un agrandissement de la résistance de charge du coupleur de Wilkinson de la figure 2, selon l'invention ;
figures 4a à 4c : un exemple des courbes de puissances en transmission et en réflexion sur les trois accès d'un coupleur, selon l'invention ; figure 5 : un exemple de schéma électrique d'un dispositif de mesure de la résistance de charge d'un coupleur de Wilkinson, selon l'invention.
figure 6 : un exemple de dispositif hyperfréquence comportant deux coupleurs de Wilkinson.
L'exemple de coupleur selon l'invention représenté schématiquement sur ia figure 2 comporte trois accès 1 , 2, 3 constituant, dans la configuration de diviseur, un port 1 d'entrée et deux ports 2, 3 de sortie. Le port d'entrée 1 est relié aux deux ports 2, 3 de sortie par l'intermédiaire de deux lignes de transmission métallique 4, 5 de longueur Λ/4 et d'impédance caractéristique Z= 2y!R, λ étant la longueur d'onde correspondant à la fréquence de fonctionnement du coupleur, R étant l'impédance des accès d'entrée 1 et de sortie 2, 3. Pour que la puissance incidente au port 1 soit divisée de manière égaie entre les ports de sorties 2 et 3 qui sont alors mutuellement isolés, il faut que le coupleur soit terminé par une résistance de charge Rc égale au double de l'impédance R des accès du coupleur Rc=2R, la résistance Rc étant montée entre les deux ports 2, 3 de sortie. Le coupleur et la résistance de charge sont réalisés par un procédé connu de photolithographte sur un circuit imprimé multicouches comportant un substrat recouvert d'une couche résistive et d'une couche métallique, par exemple en cuivre. Une première gravure permet de réaliser les lignes de transmission du coupleur et une deuxième gravure permet de réaliser la résistance de charge du coupleur.
La résistance de charge Rc, montée en court-circuit, doit pouvoir être mesurée et ajustée avec précision. Pour cela, conformément à l'invention, la résistance de charge Rc du coupleur est constituée d'un réseau de trois résistances R1 , R2, R3 adjacentes séparées par l'intermédiaire de deux pistes métalliques transversales 9, 10, le métal pouvant être par exemple du cuivre. Une première résistance R1 est connectée entre une première borne métallique d'extrémité 11 reliée à une ligne métallique 12 d'accès au port 3 et une première piste transversale 9, une deuxième résistance R2 est connectée entre la première piste transversale 9 et une deuxième piste transversale 10, la troisième résistance R3 est reliée entre la deuxième piste transversale 10 et une deuxième borne métallique d'extrémité 13 reliée à une ligne métallique 14 d'accès au port 2. En outre, ia première et la deuxième bornes métalliques d'extrémité 11 , 13 sont reliées entre elles par l'intermédiaire des deux lignes de transmission 4, 5 connectées au port 1 , les deux lignes de transmission 4, 5 formant une piste métallique reliée en boucle. Chacune des résistances R1 , R2, R3 du réseau de résistances a une valeur intrinsèque telle que la somme des valeurs des trois résistances indépendantes R1 , R2, R3 soit égale à la valeur de la résistance de charge Rc. Par exemple, bien que ce ne soit pas indispensable, les trois résistances R1 , R2, R3 peuvent être identiques et avoir une valeur égale à un tiers de ia valeur de la résistance de charge Rc.
Le fait de scinder la résistance de charge Rc en trois résistances R1 ,
R2, R3 permet de ne rien changer du point de vue des micro-ondes qui alimentent le coupleur, les trois résistances R1 , R2, R3 adjacentes se comportant comme une résistance unique Rc mise en court-circuit dont la valeur est égale à la somme des valeurs des trois résistantes. En raison du court-circuit, les trois résistances R1 , R2, R3 peuvent être considérées comme un réseau de résistances connectées en triangle. L'influence de la scission de la résistance de charge Rc en trois résistances R1 , R2, R3 sur les performances du coupleur a été vérifiée par simulations.
Les courbes de puissance en transmission et en réflexion sur les trois accès du coupleur sont représentées sur les figures 4a, 4b, 4c. La figure 4a, montre que les coefficients de réflexion S11 , S22, S33 d'un signai appliqué respectivement sur les ports 1 , 2 ou 3 sont très faibles à la fréquence de fonctionnement centrale du coupleur. En particulier, sur la figure 4a, le coefficient S11 est de l'ordre de -48dB à la fréquence de 1 ,6GHz. Par conséquent, lorsque l'on applique un signal sur le port d'entrée 1 , ii n'y a pas de réflexion de ce signal qui est entièrement transmis aux ports 2 et 3.
La figure 4b montre qu'à la fréquence de fonctionnement, ies coefficients S23 de transmission du signal du port 2 vers le port 3 et réciproquement S32 sont quasiment nuls. Les ports 2 et 3 sont donc parfaitement isolés entre eux.
La figure 4c montre les coefficients de transmission S21 et S31 entre ies ports 1 et 2 et entre les ports 1 et 3. La puissance transmise entre les sorties 2 et 3 et l'entrée 1 sont quasiment égales, ce qui signifie que le coupleur est correctement équilibré. L'écart observé entre les deux courbes sont dues à des divergences de calcul du simulateur utilisé. Du point de vue de la possibilité de mesure de la résistance de charge, la scission de la résistance de charge Rc en trois résistances adjacentes et l'ajout de deux pistes métalliques 9, 10 entre deux résistances adjacentes R1 , R2 et R2, R3 permet de pouvoir connecter une broche métallique de connexion sur chacune des deux pistes transversales 9, 10 et une broche métallique sur l'une des pistes 11 , 13 court-circuitant la résistance de charge Rc. Il devient alors possible de brancher un appareil de mesure, par exemple de type ohmmètre, entre les trois bornes de connexion 11 , 9, 10 et de mesurer de façon précise, successivement, la valeur de chacune des trois résistances R1 , R2, R3.
Pour réaliser Ia mesure, l'une des trois bornes de connexion est appelée point de garde. La tension est calculée et forcée à ce point de garde pour qu'il n'y ait pas de courant dans l'une des trois résistances non mesurée, comme représenté sur l'exemple de schéma électrique de la figure 5. Sur cette figure, le point de garde est le point A situé entre une première résistance R1 et une deuxième résistance R2 et la résistance mesurée est une troisième résistance R3. La résistance R3 comporte une première extrémité connectée à la résistance R1 en un point B et une deuxième extrémité connectée à la résistance R2 en un point C. Une source de courant I est appliquée au point B. Un amplificateur de garde G ayant une première entrée connectée au point B, une deuxième entrée connectée au point A et une sortie connectée au point A, détecte la tension à la première extrémité B de la résistance R3 et applique cette tension au point de garde A. La tension au point de garde A et au point B sont alors égales et il n'y a donc pas de courant dans la résistance R1. Les résistances R3 et R2 forment alors un pont de mesure classique. Si Im est le courant qui circule dans la résistance R3, le courant Ig qui circule dans la résistance R2 est tel que :
R3 . Im = R2 . Ig
Un amplificateur 20 connecté entre les points B et C permet, sur sa sortie au point C, de ramener une tension proportionnelle à un courant I qui est injecté au point B et qui traverse la résistance R3. Un convertisseur 21 détermine alors la valeur de la résistance R3 grâce au rapport entre la tension au point C qu'il mesure et la valeur du courant I connue.
La valeur de la résistance R1 peut être déterminée de la même façon en permutant le point de garde et les points de mesure. La valeur de chacune des résistances R1 , R2, R3 peut alors être ajustée indépendamment des deux autres résistances pour avoir une résistance totale ayant une valeur égale à la valeur de résistance de charge Rc souhaitée. Ii est également possible de mesurer indépendamment chacune des résistances R1 , R2, R3 et de n'en ajuster qu'une seule. L'ajustage de la valeur des résistances peut être réalisé par un procédé connu d'ajustage par faisceau laser, la mesure de la résistance en cours d'ajustage étant réalisée en continu pendant l'ajustage de cette résistance. Par exemple, le laser peut être similaire à ceux utilisés pour l'ajustage des résistances couches minces ou couches épaisses. Sa longueur d'onde peut par exemple être choisie de l'ordre de 1 ,07 micromètre. La puissance du faisceau laser est programmée en fonction du matériau à ajuster et du support de la résistance. On pourra choisir par exemple un laser YAG démultiplié fonctionnant dans l'infrarouge et ayant une puissance de l'ordre de 3 Watts. Le support de la résistance peut être par exemple en matériau céramique, ou organique, ou en un autre type de matériau habituellement utilisé dans le domaine des circuits imprimés.
Le coupleur de Wilkinson peut être utilisé dans tout type de dispositif hyperfréquence tel que par exemple, dans les équipements des chaînes radiofréquence d'émission et de réception de signaux de télécommunication, notamment dans les réseaux de formation de faisceaux des antennes multi- faisceaux ou dans les modules de linéarisation qui équipent des circuits d'amplification des signaux de télécommunication. A titre d'exemple non limitatif, la figure 6 montre un schéma d'un linéariseur comportant deux coupleurs de Wilkinson 61 , 62. Le premier coupleur 61 est un diviseur de !a puissance des signaux d'entrée entre deux voies 63, 64 de transmission de sortie alors que le deuxième coupleur 62 recombine la puissance des signaux traités sur chacune des voies en un seul signal de sortie. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Coupleur de Wilkinson intégré dans un circuit imprimé comportant un premier port d'accès (1 ) connecté à un deuxième port d'accès (2) et à un troisième port d'accès (3) par l'intermédiaire de deux lignes de transmission métalliques (4, 5) de même longueur et une résistance de charge (Rc) montée en court-circuit entre les deuxième et troisième ports d'accès (2, 3), caractérisé en ce que la résistance de charge (Rc) est constituée de trois résistances (R1 , R2, R3) indépendantes adjacentes reliées entre elles.
2. Coupleur de Wilkinson selon !a revendication 1 , caractérisé en ce que, chaque résistance (R1 , R2, R3) a une valeur ajustable et mesurable individuellement.
3. Coupleur de Wilkinson selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque résistance (R1 , R2, R3) est mesurable pendant l'ajustage.
4. Coupleur de Wilkinson selon la revendication 3, caractérisé en ce que, la somme des valeurs des trois résistances adjacentes (R1 , R2, R3) est égale à la valeur de la résistance de charge (Rc).
5. Coupleur de Wilkinson selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les trois résistances (R1 , R2, R3) indépendantes sont reliées par l'intermédiaire de deux pistes métalliques transversales (9, 10), chaque piste métallique transversale (9, 10) étant disposée entre deux résistances adjacentes (R1 , R2) et (R2, R3).
6. Coupleur de Wilkinson selon la revendication 5, caractérisé en ce que, la première résistance (R1 ) est connectée entre une première borne métallique d'extrémité (1 1 ) reliée à une ligne métallique (12) d'accès au troisième port (3) et la première piste transversale (9) et en ce que la troisième résistance (R3) est reliée entre la deuxième piste transversale (10) et une deuxième borne métallique d'extrémité (13) reliée à une ligne métallique (14) d'accès au deuxième port (2).
7. Coupleur de Wilkinson selon la revendication 6, caractérisé en ce que, la première et la deuxième bornes métalliques d'extrémité (11 , 13) sont reliées entre elles par l'intermédiaire des deux lignes de transmission métalliques (4, 5) connectées au premier port (1), les deux lignes de transmission (4, 5) formant une piste métallique reliée en boucle.
8. Coupleur de Wilkinson selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les trois résistances (R1 , R2, R3) indépendantes sont connectées en triangle.
9. Coupleur de Wilkinson selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trois résistances (R1 , R2, R3) indépendantes ont une valeur identique égale à un tiers de la valeur de la résistance de charge (Rc) souhaitée.
10. Dispositif hyperfréquence caractérisé en ce qu'il comporte au moins un coupleur de Wilkinson selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709662A (zh) * 2012-06-05 2012-10-03 摩比天线技术（深圳）有限公司 紧凑型Wilkinson功分器及阵列天线的馈电网络
JP2013157746A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Sumitomo Electric Device Innovations Inc カプラおよび半導体装置
CN104966867A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 南京理工大学 一种s波段微型双微波自负载正交功分器
CN104993197A (zh) * 2015-07-13 2015-10-21 南京理工大学 一种uhf波段外负载功分平衡滤波器
CN107464980A (zh) * 2017-09-07 2017-12-12 南京理工大学 一种超宽带六十四路功分器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105247734A (zh) * 2013-05-29 2016-01-13 古特尔株式会社 多频带天线系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070012666A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Denso Corporation Laser trimmed semiconductor device and a method of manufacturing the same
EP1906484A1 (fr) * 2006-09-28 2008-04-02 Selex Communications S.P.A. Capacité distribuée dans des lignes à ruban, filtres, transformateurs, résonateurs et combinateurs

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367445A (en) * 1981-03-30 1983-01-04 Motorola Inc. Impedance transforming three port power divider
US4851795A (en) * 1988-03-04 1989-07-25 Motorola, Inc. Miniature wide-band microwave power divider
US5097233A (en) * 1990-12-20 1992-03-17 Hughes Aircraft Company Coplanar 3dB quadrature coupler
US5847625A (en) * 1997-04-02 1998-12-08 Tx Rx Systems Inc. Power Divider directional coupler
US6201439B1 (en) * 1997-09-17 2001-03-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power splitter/ combiner circuit, high power amplifier and balun circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070012666A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Denso Corporation Laser trimmed semiconductor device and a method of manufacturing the same
EP1906484A1 (fr) * 2006-09-28 2008-04-02 Selex Communications S.P.A. Capacité distribuée dans des lignes à ruban, filtres, transformateurs, résonateurs et combinateurs

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013157746A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Sumitomo Electric Device Innovations Inc カプラおよび半導体装置
CN102709662A (zh) * 2012-06-05 2012-10-03 摩比天线技术（深圳）有限公司 紧凑型Wilkinson功分器及阵列天线的馈电网络
CN104966867A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 南京理工大学 一种s波段微型双微波自负载正交功分器
CN104993197A (zh) * 2015-07-13 2015-10-21 南京理工大学 一种uhf波段外负载功分平衡滤波器
CN107464980A (zh) * 2017-09-07 2017-12-12 南京理工大学 一种超宽带六十四路功分器

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