Résumé
Cet article analyse les possibilités des amplificateurs de puissance à diode à avalanche et temps de transit dans les bandes de fréquences dites X (5,2 – 11GHz) et Q (26–40GHz) en vue de l’intégration de ces dispositifs dans les systèmes de télécommunication. Cette analyse s’appuie sur une étude à la fois théorique et expérimentale de l’influence des paramètres du composant et des conditions de fonctionnement sur les principales caractéristiques de l’amplificateur: gain, bande passante, linéarité, conversion entre modulation d’amplitude et de phase, variations du temps de propagation de groupe, puissances de sortie. Elle permet de dégager dans ce sens les conditions nécessaires à l’obtention de caractéristiques maximales pour un amplificateur à diode à avalanche et temps de transit fonctionnant tant en régime à moyenne puissance qu’à forte puissance. Cette étude indique de plus les méthodes, voire les compromis d’ordre pratique visant à satisfaire les exigences notamment des amplificateurs de télécommunication. Les caractéristiques intéressantes dans les bandes X et Q permettent d’augurer très favorablement de leur utilisation dans des systèmes.
Abstract
In this paper, the IMPATT amplifier possibilities for use in Telecommunication systems are analysed in both X (5,2–11GHz) and Q ( 26–40GHz) bands. This analysis is devoted to a theoretical as well as experimental study of the influence of both diode parameters and operating conditions on the principal amplifier characteristics: gain, bandwidth, linearity, AM-to-PM conversion, group delay variations, output power. This allows to put forward the necessary conditions in order to obtain optimum Impatt amplifier characteristics when operated under moderate or high power conditions. Furthermore, this study suggests methods or practical compromises in order to meet the required specifications for Telecommunication amplifiers. The interesting performances achieved in both X and Q bands will enable Impatt amplifiers to be used in various systems.
Similar content being viewed by others
Bibliographie
Doumbia (I.),Carnez (B.),Le Borgne (A.),Salmer (G.). — Amplificateur bande X à diode à avalanche en arséniure de gallium.Acta Electron., Fr. (avr. 1974),17, n∘ 2, pp. 193–211.
Schroeder (W. E.),Haddad (G. I.). Non linear properties of IMPATT devices (Propriétés non linéaires des dispositifs à diodes IMPATT).Proc. I.E.E.E., U. S. A. (fév. 1973),61, n∘ 21, pp. 153–182.
Ku (W. H.),Scherer (E.). Gain bandwidth optimization of avalanche diode amplifiers (Optimalisation du produit gain par largeur de bande d’amplificateurs à diode à avalanche).I.E.E.E. Trans. MTT, U. S. A. (nov. 1970),18, n∘ 11, pp. 932–942.
Peterson (D. F.). A device characterization and circuit design procedure for realizing high-power millimeter wave IMPATT diode amplifiers (Méthode de caractérisation du composant actif et de calcul du circuit pour réaliser des amplificateurs de grande puissance en ordres millimétriques à diodes Impatt).I.E.E.E. Trans. MTT, U. S. A. (nov. 1973),21, n∘ 11, pp. 681–688.
Salmer (G.), Doumbia (I.), Carnez (B.), Mircea (A.). — Locally tuned reflection type IMPATT diode amplifier (Amplificateur à diode Impatt, de type à réflexion, accordé localement).Proc. European Microwave Conference, Bruxelles (1973), n∘ 1, pp. A.6.5.
Kuno (H. J.),English (D. L.). Non linear and large signal characteristics of millimeter wave IMPATT amplifiers (Caractéristiques non linéaires en signal fort d’amplificateur à diodes Impatt en ondes millimétriques).I.E.E.E. Trans. MTT, U. S. A. (nov. 1973),21, n∘ 11, pp. 703–706.
Rolland (P. A.). Utilisation des diodes à avalanche pour la multiplication de fréquences de rang élevé en ondes millimétriques.Thèse de 3ecycle, Lille (juil. 1973), 39 p.
Misawa (T.),Kenyon (N. D.). An oscillator circuit with cap structure for millimeter wave IMPATT diodes (Circuit oscillateur à structures en baïonnette pour diodes Impatt fonctionnant en ondes millimétriques).I.E.E.E. Trans. MTT, U. S. A. (nov. 1970),18, n∘ 11, pp. 969–970.
Salmer (G.),Pribetich (J.),Farrayre (A.),Kramer (B.). Theoretical and experimental study of IMPATT oscillator efficiency (Etude théorique et expérimentale de l’efficacité d’un oscillateur Impatt).J. appl. Phys., U. S. A. (1973),44, pp. 314–324.
Doumbia (I.),Salmer (G.),Constant (E.). High frequency limitation on silicon IMPATT diode: velocity modulation (Limitation des diodes Impatt en silicium en ondes décamétriques).J. appl. Phys., U. S. A. (avr. 1975),46, n∘ 4, pp. 1831–1833.
Kuvas (R.),Lee (C. A.). A quasistatic approximation for semiconductor avalanche (Approximation quasi statique pour des dispositifs semiconducteurs à avalanche).J. appl. Phys., U. S. A. (mars 1970),41, n∘ 4, pp. 1743–1755.
Monroe (J. W.). The effects of package parasitics on the stability of microwave negative resistance devices (Effets des paramètres parasites du boîtier sur la stabilité de dispositifs micro-ondes à résistance négative).I.E.E.E. Trans. MTT, U. S. A. (nov. 1973),21, n∘ 11, pp. 731–735.
Carnez (B.). Amplificateurs hyperfréquences bande X à diodes à avalanche.Thèse de 3ecycle, Lille (1975), 57 p.
De Jaeger (J. C.). Amplificateurs à diode ATT en bande Q.Thèse de 3ecycle, Lille (à paraître).
Scherer (E. F.). Large signal operation of avalanche diode amplifiers (Fonctionnement d’amplificateurs à diodes à avalanche en signal fort).I.E.E.E. Trans. MTT, U. S. A. (nov. 1970),18, n∘ 11, pp. 922–932.
Lee (C. W.). High power negative resistance amplificers (Amplificateurs à résistance négative à puissance élevée).Microwave J., U. S. A. (fév. 1972),15, n∘ 12, pp. 29–37.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Doumbia, I., de Jaeger, J.C. & Salmer, G. Amplificateurs hyperfréquences utilisant des diodes a avalanche et temps de transit pour application en télécommunication. Ann. Télécommunic. 31, 373–386 (1976). https://doi.org/10.1007/BF03004224
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF03004224