JON B. HAGEN National Astronomy and lonosphere Center, Cornell University

COMPRENDRE ET UTILISER

L’ÉLECTRONIQUE DES 1

HAUTES-FRIQUENCES

DE LA GALENE À LA RADIOASTRONOMIE

PRINCIPES ET APPLICATIONS

TRADUCTION : BRUNO SAVORNIN FlERZ

PUBLITRONIC / ELEKTOR

Sommaire

1 Introduction 4 Circuits hautes fréquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Faible largeur de bande des signaux HF . . . . . . . . .

Impédance et admittance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3

Analyse des circuits alternatifs . rappel . . . . . . . . . . 3

Résonance série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Résonance parallèle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Circuits non linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Problèmes 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Adaptation d’impédance 1 Adaptation par transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . 8

RéseauenL., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

un réseau en L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Méthode rapide pour concevoir

Les réseaux en il et en T améliorent le facteur Q . . 12

Le réseau en double L abaisse le facteur Q 13

13

Éléments réactifs à pertes et rendement des réseaux d’adaptation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Résumé sur le facteur Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

. . . . . . 6 Circuits série et parallèle équivalents . . . . . . . . . . .

3 Amplificateurslinéaires Amplificateur à une seule maille . . . . . . . . . . . . . . 16

Montage émetteur-suiveur . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Amplificateurs à émetteur commun

et à base commune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Un transistor. deux alimentations . . . . . . . . . . . . . 18

Deux transistors. deux alimentations . . . . . . . . . . . 19

Amplificateurs de courant alternatif . . . . . . . . . . . 21 Amplificateurs basses fréquences . . . . . . . . . . . 2 1 Amplificateurs hautes fréquences . . . . . . . . . . . 23 Note sur l’adaptation d’un amplificateur

de puissance à sa charge . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Filtres 1

Exemple de filtre passe-bas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Évolution vers le filtre passe-bande . . . . . . . . . . . . 32 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Filtres passe-bas normalisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Annexe4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Convertisseurs de fréquence Emploi d’un multiplicateur parfait

comme changeur de fréquence . . . . . . . . . . . . . 41

Changeurs de fréquence à commutation . . . . . . . . . 43

Dispositif changeur de fréquence non linéaire . . . . 45

Mélangeur à diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Récepteur radio Caractéristiques essentielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Amplification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Poste à galène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Récepteur à amplification directe . . . . . . . . . . . . . . 49

Récepteur superhétérodyne . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Réjection de la fréquence-image . . . . . . . . . . . . 51

de la fréquence-image ? . . . . . . . . . . . . . . . . 51

à double changement de fréquence . . . . . . . . 52

Comment résoudre le problème

Récepteur superhétérodyne

Commande automatique de gain . . . . . . . . . . . . . . 53

Réducteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Traitement numérique du signal dans un récepteur ....................... 53 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

7 Amplificateurs en classe C et en classe D Amplificateurs en classe C . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Analyse simplifiée du fonctionnement

Analyse générale d’un fonctionnement en classe C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

en classe C avec un tube ou un transistor réel Remarques sur l’attaque . . . . . . . . . . . . . . . . . . Circuits alimentés en série et en parallèle . . . . .

comme multiplicateur de tension . . . . . . . . . Amplificateur de puissance en classe C . . . . . .

pour un meilleur rendement . . . . . . . . . . . . .

Utilisation d’un amplificateur en classe C

Amplificateur en classe C modifié

Redresseur triphasé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

55

56

58 58 58

60 60

60

Amplificateur en classe D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 Amplificateur en classe D résonnant en série . . 61 Amplificateur en classe D résonnant

enparallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Classe C ou classe D ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

8 Lignes de transmission Notions fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

et de la vitesse de propagation . . . . . . . . . . . . . . 66

par une ligne de transmission . . . . . . . . . . . . . . 67 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

Détermination de l’impédance caractéristique

Modification d’une impédance

9 Adaptation d’impédance 2 Impédances spécifiées par leur coefficient

deréflexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

10 Alimentations Redresseur à deux alternances . . . . . . . . . . . . . . . 79

Autorégulation d’une alimentation à bobine entête . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

Ondulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Redresseur à une alternance . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1

Alimentation régulée électroniquement . . . . . . . . . 82

11 Modulation d’amplitude Analyse de l’AM dans le domaine temporel . . . . . . 86

Analyse de l’AM dans le domaine fréquenciel . . . . 87

Modulation à haut niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Modulateur en classe A . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Modulateur en classe B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Modulateur en classe S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 Modulateur numérique/analogique . . . . . . . . . . 92

Ce qui se fait actuellement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

12 Modulation à porteuse supp+& Bande latérale unique ...................... 96

Détecteur-produit ....................... 96 Autres avantages de la BLU . . . . . . . . . . . . . . . 97

Création d’un signal BLU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Méthode de mise en phase . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Méthode de filtrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

Méthode de Weaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 BLU avec amplificateurs en classe C

ou en classe D ....................... 100 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Problèmes ............................ 100

13 Oscillateurs Oscillateurs à relaxation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Oscillateurs électroniques sinusoïdaux . . . . . . . . . 103

Oscillateur involontaire .................... 106

Oscillateur résonnant en série . . . . . . . . . . . . . . . 107

Oscillateurs à résistance négative . . . . . . . . . . . . . 108

Dynamique de l’oscillateur . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Stabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Exemple de conception - l’oscillateur Colpitts . . . 1 10

Exemple numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

14 Boucles à phase asservie Mode continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Mode discontinu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

de la fréquence 1 14 Autres convertisseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Réglage de la phase par la commande

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Analogie mécanique d’une PLL 1 15 Convertisseur à liaison par transformateur . . . . . . 138

Dynamique de la boucle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 17

Filtre de boucle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 18

Analyse linéaire d’une PLL 1 18

Circuit de sortie de lignes dans les terminaux à tube à rayons cathodiques

Bibliographie 142

et dans les récepteurs de télévision . . . . . . . . . 139 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Réponse en fréquence d’une boucle Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 detype1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Réponse en fréquence d’une boucle

detypeII 119 Réponse en régime transitoire 120

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Wattmètres directifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . et ondes stationnaires

Wattmètre directif en ligne 144 Utilisation d’un multiplicateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . en détecteur de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Plage de fonctionnement et stabilité . . . . . . . . . . Temps de verrouillage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

121

122 Pont d’impédance résistif . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

Ondes stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Effets des ondes stationnaires sur la ligne de transmission d’une antenne 147 Problèmes 148

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Récepteur à PLL 123 Bibliographie 123 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15 Synthétiseurs de fréquences 18 Amplificateurs HF de petits signaux

Réseau linéaire à deux accès (quadripôle) . . . . . . 149 Synthèse directe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Caractéristiques d’un amplificateur - gain. Synthèse directe par mélange et division . . . . 126 largeur de bande et impédances . . . . . . . . . . . . 150

. . . . . . . . 150 Synthèse directe numérique . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Caractéristiques de surcharge . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Spectre de bruit du DDS 128 Intermodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 . . . . . . . . . . . . . . . . Vitesse de commutation et continuité de phase . . 130 Dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Bruit de phase dû aux multiplicateurs Amplificateurs à bande étroite . . . . . . . . . . . . . . . 153

Amplificateurs à large bande . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Schéma équivalent d’un transistor . . . . . . . . . . . . 154

Conception d’un amplificateur . . . . . . . . . . . . . . 155

et aux diviseurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

Amplificateurs BF simples . . . . . . . . . . . . . . . 155 16 Convertisseurs à découpage Amplificateur à base commune . . . . . . . . . . . . 156

Analyse d’un convertisseur élémentaire . . . . . . . 133 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Convertisseur buck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

Mode continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Filtres 2 . Filtres à couplage Mode discontinu 134

Convertisseur buck/boost . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 par Mode continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Inverseurs d’imDédance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Mode discontinu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

Convertisseur boost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Exemple d’application . filtre passe-bande ayant

une largeur de bande fractionnaire de 1 % . . . . . 162

Conséquences liées au fait que le facteur Q estfini . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Procédures d’ accord. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Autres filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I66

20 Coupleurs hybrides Couplage directif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

Hybride à transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Hybrides en quadrature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Amplificateur symétrique . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Combinateur de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Autres hybrides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

de Wilkinson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Hybride en anneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Hybrides en échelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Hybrides à composants discrets . . . . . . . . . . .

Coupleurs directifs généraux . . . . . . . . . . . . . . . 177 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I78

Applications d’un hybride à transformateur . . 170

Diviseur de puissance (ou combinateur)

176

21 Bruit de l’amplificateur 1 Bruitthermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Facteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

Amplificateurs montés en cascade . . . . . . . . . . . 183

Autres paramètres du bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

Mesure du facteur de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

22 II.ansformateurs et symétriseurs d’antenne Courants dans le transformateur

Schéma équivalent en BF d’un transformateur

et transformateur idéal . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

parfaitement couplé et sans perte . . . . . . . . . . . 188

parfaitement couplé et sans perte . . . . . . . . 189 Fonctionnement d’un transformateur

Analogie mécanique d’un transformateur parfaitement couplé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Cas du transformateur imparfaitement couplé . . . 191 Transformateur à accord décalé . . . . . . . . . . . . 192

Transformateurs classiques avec noyaux magnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . 193

à noyau de fer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Courants de Foucault et noyaux feuilletés . . . . 193 Conception des transformateurs

Température maximale et taille du transformateur . . . . . . . . . . . . . . 196

Transformateurs à ligne de transmission . . . . . . . 197 Symétriseurs d’antenne .................... 198

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

23 Circuits à guides d’ondes Guides d’ondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Explication simple de la propagation dans un guide d’ondes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Propagation du mode fondamental dans un guide d’ondes rectangulaire . . . . . . . . 204 Longueur d’onde dans le guide d’ondes . . . . . 205 Forme du champ magnétique . . . . . . . . . . . . . 205 Courants dans les parois . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

une transmission d’énergie à faibles pertes . . . . 207

Impédance d’un guide d’ondes . . . . . . . . . . . . . . 207

Comparatif guide d’ondes contre câble coaxial pour

Adaptation de circuits à guides d’ondes. . . . . . . . 208

Jonctions de guides d’ondes à trois accès . . . . . . . 209

Jonctions de guides d’ondes à quatre accès . . . . . 210

Annexe 1 : guide d’ondes à pertes minimales contre ligne coaxiale à pertes minimales . . . . . . 210

Annexe 2 : dimensions d’une ligne coaxiale . . . . 213 Pertes minimales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Puissance maximale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Tension maximale ...................... 213 Qualités relatives d’une ligne coaxiale

de50Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

24 procédés de télévision Analyse d’une image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 15

Système de Nipkow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

Signal vidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6 Synchronisation des lignes. . . . . . . . . . . . . . . 217 Synchronisation des trames . . . . . . . . . . . . . . 21 8

Norme de télévision NTSC . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6

Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 19 Son . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

Autres normes de télévision . . . . . . . . . . . . . . . . 221

Télévision en couleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Trois couleurs dans un canal . . . . . . . . . . . . . 22 1 Compatibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Filtres en peigne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Procédé PAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

Procédé SECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

Émetteurs de télévision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Récepteurs de télévision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

Télévision numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

Procédé ATSC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Compression vidéo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Couleur, son et paquets . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 7 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Récepteurs de télévision en couleur . . . . . . . . 229

25 Modulateurs d’impulsions radar Modulateurs à ligne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

26 Commutation TR 1, Techniques des radars à auto-duplexage . . . . . . . 244

245 Commutateurs TR à ligne . . . . . . . . . . . . . . . 246 Duplexeurs équilibrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

Commutateurs à diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

Utilisation des diodes en commutation HF . . . . . 248 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

Composants et circuits de commutation TR . . . .

27 Démodulateurs et détecteurs Détecteur à diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

que le redresseur est parfait . . . . . . . . . . . . . 252

avec une diode réelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

en courant alternatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

et du code Morse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

Analyse du fonctionnement en supposant

Analyse du fonctionnement

Détecteur à diode à liaison

Détection de la bande latérale unique (BLU)

Détecteur de produit pour l’AM . . . . . . . . . . . . . 255

Détecteur AM synchrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

Démodulateurs FM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Démodulateur FM à PLL . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Détecteur FM tachymétrique . . . . . . . . . . . . . 256 Détecteur FM à ligne à retard . . . . . . . . . . . . . 257

en quadrature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Détecteur de pente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 Discriminateur de Foster-Seeley . . . . . . . . . . . 259

Détecteurs de puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Démodulateur FM de la composante

28 Modulation de fréquence et modulation de phase Bases de la modulation angulaire . . . . . . . . . . . . . 264

Spectre de fréquences en FM . . . . . . . . . . . . . 265

Largeur spectrale de la FM à large bande . . . . 266 FM ou PM à bande étroite . . . . . . . . . . . . . . . 265

Multiplication de fréquence d’un signal FM . . 266

Bmit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 Comment améliorer le rapport S/B en FM . . . 267 Rapport S/B en sortie d’un signal AM

ayant une porteuse de même puissance . . . . 268 Étude comparative du bruit FM/AM

Préaccentuation et désaccentuation . . . . . . . . . 269 en présence de signaux forts . . . . . . . . . . . . 268

FM. AM et capacité de transmission . . . . . . . . . . 269

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

VI

29 Antennes et propagation des ondes radioélectriques Antennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Ondes électromagnétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

Propagation dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

Directivité et gain d’une antenne . . . . . . . . . . . . . 273

Aire d’interception équivalente d’une antenne . . . 274

Liaison radio avec un astronef . . . . . . . . . . . . . . . 275

Liaisons radio terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276

Propagation dans l’ionosphère . . . . . . . . . . . . 277 Ionosphère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

Réflexion des ondes sur l’ionosphère . . . . . . . 278 Propagation diurne et nocturne . . . . . . . . . . . . 278

279 Autres modes de propagation . . . . . . . . . . . . . Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

30 Bruit de l’amplificateur 2 Adaptation de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1

Schémas équivalents de quadripôles bruités . . . . 282

Facteur de bruit d’un schéma équivalent . . . . . . . 282

Circuits en parallèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

Mesure de bruit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

31 Bruit de l’oscillateur Spectre de puissance d’un oscillateur linéaire . . . 289

Décroissance du bruit latéral . . . . . . . . . . . . . 290 Bruit de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1

Effet de la non linéarité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

Interférométrie d’imagerie . . . . . . . . . . . . . . . 297

Radarastronomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Lune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Vénus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

Cartographie à retard Doppler (ou delay- Doppler) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Overspreading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

33 Radiospectrométrie Filtres et batteries de filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

Spectrométrie à autocorrélation . . . . . . . . . . . . . . 304 Autocorrélateurs matériels . . . . . . . . . . . . . . . 305 Autocorrélation à 1 bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

Spectrométrie à transformation de Fourier. . . . . . 307

Spectromètre acousto-optique . . . . . . . . . . . . . . . 308

Spectromètrie à compression . . . . . . . . . . . . . . . . 309

Compression d’impulsions radar . . . . . . . . . . . . . 310 Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

34 Appareils de contrôle de laboratoire Mesures de la puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

Mesures de la tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

Mesures de l’impédance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 Mesures d’impédance

avec balayage de fréquence . . . . . . . . . . . . . 316

Problèmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Index ......................... 321

32 Radioastronomie et radarastronomie Découverte du bruit cosmique . . . . . . . . . . . . . . 294

Radiométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

Spectrométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

Interférométrie .......................... 296

Index

A

Adaptation 9 Abaque de Smith 72

amplificateur 24 bruit 28 1 guide d’ondes 208 impédance 8, 10, 12, 14,71,73,75,77 réseau 72 transformateur 8

Adler 285 Admittance 4

Alimentation 79,80,82,84 autorégulation 80 découpage 138 ondulation 81 redresseur à deux alternances 79 redresseur à une alternance 81 régulée 82 télévision 234 triphasée 83,85

AM 86 capacité de transmission 269,271 détecteur à diode 25 1 domaine fréquentiel 87 domaine temporel 86 émetteur-récepteur 86 formes d’ondes 88

complexe 4

Amplificateur asymétrique 20

basses fréquences 21

bande étroite 153 base commune 17,156

BF 155 bruit 181,182,184,186,281,282,284,286 cascode 154 classe A 18,22 classe B 20,22 classe C 55,57,59 classe D 61,63 classe F 60 collecteur commun 17 conception 155,157 courant alternatif 21,23,25

dynamique 153 émetteur commun 17,155

gain, largeur de bande, impédances 150 hautes fréquences 23 HF 149,150,152,154,156 intermodulation 151 large bande 153 limiteur 149 linéaire 16,149 linéarité 152 neutrody nage 151 parallèle 58,62 paramètres Z 149 petits signaux 23,149,150,152,154, 156

puissance, adaptation 24

en pont 20

puissance 60

push-pull rendement série slew-rate stabilité surcharge symétrique télévision totem pole tube vitesse de balayage

Analyseur réseau spectre

Antenne aire équivalente direc tivi té gain s y métriseur

transformateur

Armstrong ATSC Auto-duplexage

19 18,22,60

58,61 19

150 151

19,22,172 228 20 58 19

316 3 17

272,274,276,278,280 274 273 273

187, 188, 190, 192, 194, 196, 198,199,200,201,202 187, 188, 190, 192, 194,

196,198,200,202 104

235,237 244

322 Index

Autocorrélateur 1 bit matériel

Autorégulation

B

305 305 80

Balun 187,198 Bessel 27 BFO, voir Oscillateur de battement BLU 96

avantages 97 classe C 100 classe D 100 création 97,99,101 méthode de filtrage 97 méthode de mise en phase 98 méthode de Weaver 99

Boucle à phase asservie 114,110,118,120,122,124 analogie mécanique analyse linéaire démodulateur dynamique filtre de boucle plage de fonctionnement principe récepteur régime transitoire stabilité temps de verrouillage type1 type II

Bruit adaptation amplificateur

amplificateurs en cascade circuits en parallèle conductance cosmique facteur FM mesure oscillateur paramètres phase résistance schémas équivalents synthétiseur température

115 118,119

256 117 118 122 114 123 1 20 1 22 122 119 119

28 1 181, 182, 184, 186, 28 1,282,284,286

183 284 283 294

182,281 266,267

185,285,287 288,290,292

184 130,131,291

28 1,283 282 1 28 181

thermique transistor

Butte rwo rth

C Câble

bifilaire coaxial

Cascode Champ

électrique électromagnétique magnétique

fréquence, à commutation fréquence, non linéaire fréquence, symétrique double

Chrominance, processeur Circuit, analyse Colpitts Combinateur

puissance Wlkinson I

diode ligne

impulsions radar vidéo

Conductance bruit

Convertisseur analyse autres types boost buck bucmoost

Changeur

/ L CommutateurTR - ’ / ‘ I ’ ,

Compression

181 28 1 27

65 65,207

154

203,272 204

204,205,272

43 45 44

233 3

105

I

découpage 133,134,136,138,140,142 direct 139 Jlyback 138 forward 139 fréquence 41,42,44,46 indirect 138 liaison par transformateur 138

directif 144,168,177,179,316 hybride 168,170,172,174,176,178,180 inverse 177

Coupleur

174 174

244,246,248,250 247 246

310,311 235

4 283

133 138 137 133 135

Index 323

D Dahlke 282 Démodulateur 251,252,254,256,258,260,262 FM 256,257,259 PLL 256 quadrature 257

Dempingscoeficiënt 119 Désaccentuation 269 Détecteur 251,252,254,256,258,260,262

diode 251,253 ligne à retard 257 parfait 252 pente 258

produit 255 puissance 26 1,263 quadratique 26 1 réel 252 synchrone 255 tachy métrique 256

Détec teur-produi t 96 Détection 123

BLU 254 code Morse 254

phase 121

enveloppe Déviation, circuits Discriminateur

Foste r-Seeley Duplexeur

25 1 234 257 259 246

Effet Miller 154 Émetteur, télévision 228 Émetteur-récepteur AM 86 Émetteur-suiveur 17 Équations de Maxwell 1,205,273

Facteur de bruit Facteur de qualité, voir Facteur Q Facteur Q

Fessenden Filtre

incidence

autres types Bessel boucle à phase asservie Butte worth

182,281 10 10

165 ‘ 1 50

27 166,167

27 118 27

constantes localisées 27 conversion 32,33 exemple 162,163 normalisé 28 passe-bas 27,35 passe-haut 40 passe-tout 40,101 peigne 224 procédure d’accord 166 radiospectrométrie 303 résonateur 158,160,162,164,166 Tchebychev 27

FM 264 bande étroite 265 bruit 266,267 capacité de transmission 269,271 démodulation 256,257,259 désaccentuation 269 excursion 264 indice 265 large bande 266 préaccentuation 269 SB 267 spectre 265

Foster 259 Foucault 193 Fourier 303 Fréquence

attribution 2, 86 changeur 41 convertisseur 41,42,44,46 double changement 52 excursion 264 image 51 mesure d’impédance 3 16 multiplicateur 56 multiplication 266 spectre 265 synthèse directe 125 synthèse directe numérique 127,129 synthèse indirecte 126 s yn thé ti seur 125,126,128,130,132

G Gilbert Guide d’ondes

adaptation câble coaxial champ courants

42

208 207 203 206

324 Index

diaphragme dimensions forme impédance jonction à quatre accès jonction à trois accès longueur d'onde pertes propagation T magique vitesse de propagation

208 204 204 207 210 209 205

210,211 203,204,205

210 207

Hariley Haus Hybride

104 285 144

180" 170 90" 1 70 anneau 175 application 1 70 autres types 174,175 composants discrets 176 coupleur 168,170,172,174,176,178,180 duplexeur 246 échelle 175 guide d'ondes 177 quadrature 170,171,173 T magique 177 transformateur 169

Impédance adaptation caractéristique coefficient de réflexion complexe inverseur mesure pont pont résistif transfert direct transfert inverse

Inductance fuite magnétisation mutuelle

Interférométrie imagerie

4 8, 10, 12, 14,71,73,75,77

65 71,73,75,77

4 158,159,161

314,315,317,319 3 14 146 149 150

191 189 189

296,297 297

Ionosphère propagation réflexion

277,279 277 278

Jansky Jonction

guide d'ondes tourniquet

K Khinchin

294

209,210 244

304

Ligne commutateur TR impédance caractéristique modification d'impédance modulateur notions pertes retard transformateur transmission vitesse de propagation

synchronisation amplificateur luminance, processeur

Lignes

246 66

67,69 239,241,243

65 69,210

240,257 197

65,66,68,70 66

217 16, 18,20,22,24,26

232

Matrice de décodage Maxwell, équations Mélangeur

bande latérale unique diode

Mesure bruit impédance pont d'impédance résistif puissance tension

Miller Mode

autres types fondamental

233 1

47 45,47

285,287 314,315,317,319

146 144,313

313 154

204 204,205

Index 325

Modulateur classe A classe B classe S impulsions radar ligne numérique/analogique

Modulation à haut niveau à porteuse supprimée amplitude angulaire fréquence FSK indice phase PSK quadrature télévision

Monoplexeur Morse Multiplicateur

cellule de Gilbert détecteur de phase fréquence tension

N Neutrod y nage Nipkow NTSC

90 90 91

238,240,242 239,241,243

92 3

89,91 94,96,98, 100 86,88,90,92

264,265 264,266,268,270

123 265

264,266,268,270 123 222 219 244 254 41 42

121 56,266

60

151 215

216,217,219

Onde stationnaire 144,146,147,148 effets 147 taux 147

bilan d’une liaison 275 réflexion 278

Ondes radioélectriques propagation 272,274,276,278,280

Ondulation 81 Oscillateur 102,104,106,108,110,112

à relaxation 102 à résistance négative 108 Armstrong 104 bruit 288,290,292 Colpitts 105,110 commandé en tension 103

Ondes électromagnétiques 1

de battement dynamique en série exemple Hartley involontaire linéaire non linéarité sinusoïdal stabilité

Overspreading

94 109 107

111,113 104 106

289,291 292,293 103,105

109 301

PAL Paramètres

Y z

Filtre Phase, détecteur PLL PM

bande étroite Préaccentuation Procédé de télévision

ATSC disques de Nipkow NTSC PAL SECAM

Propagation constante diurne et nocturne ionosphère vide

Puissance combinateur densité spectrale détecteur diviseur mesure spectre

225

157 149,157

27 121 114 264 265 269

215,216,218,220,222,224, 226,228,230,232,234,236

235,237 215

216,217,219 221,225 221,227

272,274,276,278,280 69

278 277 273

1 74 303

261,263 174

144,313 289,291

Q-mètre Quadrature, hybride Quadripôle

schéma équivalent

315 170,171,173

149 282

326 Index

R Radar

auto-duplexage commutateur TR compression d’impulsions couverture latérale duplexeur équilibré modulateur d’impulsions monoplexeur monostatique ouverture dynamique thyratron

cartographie à retard Doppler Lune overspreading Vénus

Radioastronomie Radiométrie

Radarastronomie

244 244,246,248,250

310,311 300 246

238,240,242 244 244 300 238

298,299,301 300 298 301 299 294 295

Radiospectrométrie 303,304,306,308,310,312 Reber 294 Récepteur

amplification 48

caractéristiques 48 amplification directe 49

commande automatique de gain 53 fréquence-image galène hétérodyne PLL radio réducteur de bruit superhétérodyne télévision traitement numérique

Redresseur deux alternances triphasé une alternance

adaptation analyseur deux accès en double L en échelle en L en P en T ligne à retard phase minimale

Résistance, bruit

Réseau

51 49 50

123 48,50,52,54

53 50,51

139,228,229,23 1,233 53

79 83,85

81

72 316 149 13 5

9, 11 12 12

240 40

281,283

Résonance parallèle 4 série 4

Résonateur, filtre 158,160,162,164,166 Rothe

S SECAM Seeley Signal

bande latérale unique chrominance deux bandes latérales et porteuse supprimée luminance vidéo

Smith Son stéréophonique Spectromètre

acousto-optique compression transformation de Fourier

282

227 259

96 223 94

222 216 72

229

308 309 307

Spectrométrie 296,303 autocorrélation 304,305

Symétriseur, antenne 187, 188,190,192,194,196, 198,199,200,201,202

Susceptance 4

Synchronisation lignes processeur trames

Synthétiseur bruit bruit de phase continuité de phase fréquences mélange et division vitesse de commutation

T Tchebychev Télévision

autres normes circuit de sortie de lignes compatibilité couleur émetteur historique image modulation

217 233 218

128 130,131

130 125,126,128,130,132

126 130

27

22 1 139,141,143

222 221,223,229

228 215 215 219

Index 327

W numérique 234 procédés 215,216,218,220,222,224,

226,228,230,232,234,236 Wattmètre récepteur 228,229,23 1,233 Weaver son 220 Wiener son stéréophonique 229 Wilkinson sous-porteuse 222

Température de bruit antenne 181 récepteur 181

réciprocité 275 Wiener- Khinchin 304

Thyratron 238 TOS 147 Trames, synchronisation 218 Transconductance, cellule de Gilbert 42

Théorème

Transformateur accord décalé adaptation analogie mécanique antenne

coefficient de couplage conception convertisseur courants hybride idéal inductance mutuelle ligne de transmission noyau feuilleté noyau magnétique paramètres physiques schéma équivalent

Transformation de Fourier Transistor

bruit schéma équivalent

Transmission capacité ligne longueur électrique

Tube-image

192 8

190 187, 188, 190, 192,

194,196,198,200,202 189 1 94 138

187,193 169 187 189 197 193

193,195 196

188,189 303

28 1 154

269,271 65,66,68,70

70 233

vco Voltmètre vectoriel VSWR, voir TOS

103,114 3 13

144,146,148 99

304 174