Un transformateur d'impédance complexe accordable

Un transformateur d’impédance complexe accordable

Résultats

C_p

C(V) Avantages :

deux paires de diodes une longueur totale de λ/3

substrat FR4 : ε

= 4 diodes BAT62-W03 :

L

= 1,8 nH C

= 0,1 pF R

= 6 Ω

0,22 pF < C(V) < 0,35 pF avec 40V>V>0V

f = 5 GHz

Conception :

technologie CPW deux polarisations

différentes

Schéma électrique équivalent des diodes :

Capacité CMS V₂

V₂ V₁

V₁

Coupure

V1=40V ; V2=40V F = 5,4 GHz

|S₁₁| = -23 dB

|S₂₁| = -5,5 dB

Accord en fréquence pour une charge Z

de 50 Ω :

Simulations : Mesures :

C1 = C2 = Cmax

F = 4,46 GHz

|S₁₁| = -20 dB

|S₂₁| = -4,9 dB

C1 = C2 = Cmoy

F = 5 GHz

|S₁₁| = -38 dB

|S₂₁| = -4,7 dB

C1 = C2 = Cmin

F = 5,28 GHz

|S₁₁| = -25 dB

|S₂₁| = -4,6 dB

V1=1V ; V2=0V F = 4,7 GHz

|S₁₁| = -21 dB

|S₂₁| = -7,5 dB

V₁=10V ; V₂=0.2V F = 1 GHz

|S11| = -40 dB

|S21| = -7,5 dB -40

-30 -20 -10 0

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7

fréquence (GHz)

|S11| (dB)

-10 -5 0 5 10

|S21| (dB)

|S11|

|S21|

-40 -30 -20 -10 0

3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7

fréquence (GHz)

|S11| (dB)

-10 -5 0 5 10

|S21| (dB)

|S21|

|S11|

Transformateur d’impédance Z_c, ₂

Z_c, ₁ Z_c, ₃ Z_in=50

Z_out D1

D2

Influence de la résistance série des diodes sur les charges complexes adaptables (|S

|<-20dB et |S

|>-2dB) :

0.5 1

-1

1

R

= 0 Ω R

= 2 Ω R

= 4 Ω R

= 6,6 Ω

1

0.5 1 0.5 1

|S

|>-8dB

Charges complexes adaptable |S

|<-20dB à 5GHz :

|S

|>-4,4dB |S

|>-2dB

|S

|>-20dB

Simulation de l’adaptation en fonction de la charge complexe Z

: Un transformateur d’impédance accordable :

trois diodes varactors

deux lignes quart d’onde microstrip 4 Ω < Z < 392 Ω à 2.25 GHz (|S

|> -2 dB) une bande passante accordable de 10%

*J.H. Sinsky, and C.R. Westgate, “Design of an electronically tunable microwave impedance transformer”, IEEE International Microwave Symposium Digest, MTT-S, Vol. 2, pp. 647-650, June 1997.

L

C

C

λ/4 λ/4

C

C

C

R_s L_s

choix de θiet Zc

Z_out à l’abaque de

Smith

C₁et C_{2 .} [Cmin, C_max]

Calcul des matrices ABCDet S

|S11|<−20 dB et/ou

|S21|>−2 dB

C_i< C_max Load[n] = Z_out

n=n+1 non

oui oui

Résultat = Loads [0 to n]

présenté sur l’abaque de

Smith Zout < Z_end

non

non oui

A.-L. Perrier*, P. Ferrari**, J.-M. Duchamp*, D. Vincent***

* LAHC, Université de Savoie, 73376 Le Bourget-du-lac, France

** IMEP, INP de Grenoble, BP 257, 38016 Grenoble cedex1, France

*** DIOM, Université de St Etienne, 42023 St Etienne, France

Introduction

système compact système accordable large bande passante

Applications

diviseur de puissance adaptation de transistors

Notre structure ^λ/3 Etat de l’art ^*

Conclusion

couverture partielle de l’abaque de Smith

☺ bande passante : 10%

☺ adaptation de -20 dB

pertes d’insertion importantes

Perspectives

compacité ~ λ/10

meilleure couverture de l’abaque de Smith faibles pertes d’insertion

intégration

diviseur de puissance