Caractéristiques d’un transmetteur
Figure: Transmetteur à oscillateur de puissance d’un radar russe P-37 (code OTAN « Bar Lock »)
Le transmetteur est un appareil électronique qui génère une impulsion électromagnétique de la gamme des ondes radio qui sera envoyé à l’antenne pour diffusion. Il doit pouvoir:
- Produire l’onde de radiofréquence à une puissance moyenne et de pointe désirée;
- Émettre des ondes sur une gamme de fréquences;
- Émettre de façon stable la ou les fréquences désirées afin de permettre un traitement reproductibles des données;
- Être modulable en fréquence ou en phase pour les besoins de la formation de l’impulsion;
- Être fiable, facile à entretenir et efficace pour une très longue durée de vie.
Le transmetteur radar est construit en tenant compte des appareils qu’il alimente et ce chapitre décrira ceux-ci. Les types principaux de transmetteurs sont:
- Les oscillateurs de puissance (OP) : un tube à vide ou une cavité résonnante, habituellement un magnétron, génère une impulsion de radiofréquence lorsqu’il est excité par générateur de décharges de puissance de courant continu appelé modulateur. Ce type est utilisé dans les radars non-cohérents ou pseudo-cohérents (la cohérence étant la possibilité de toujours émettre des impulsions de même phase).
- Les amplificateurs de puissance (AP) : un générateur d’onde envoie une impulsion à un amplificateur de puissance comme un amplitron, un klystron ou un amplificateur à semi-conducteurs. Les radars utilisant ce type sont la plupart du temps cohérents et plus récents. Un cas spécial est celui des antennes réseau actives où chaque éléments radiants ou chaque groupe d’éléments possède sont transmetteur.
La Figure 1 montre un transmetteur à magnétron, au centre de l’image, avec une ligne coaxiale qui le joint au guide d’onde de transmission vers l’antenne. Habituellement, les magnétrons de puissance sont joints directement au guide d’onde. À côté du magnétron et de ses aimants, il y a un modulateur à thyratron. Le transformateur d’impulsion, le réseau conformateur d’impulsions avec la diode de charge et le transformateur de haute tension se trouvent dans le compartiment inférieur de l’image.
Les radars à antenne réseau à commande de phase utilisent encore le plus souvent des tubes à vide pour micro-ondes dans leur transmetteur, plutôt que des modules à semi-conducteurs de transmission et réception plus récents, pour leur plus grande puissance. Voici un sommaire des technologies de transmetteurs:
| Technology | Fréquence maximale | Puissance Maximale/Moyenne |
Gain typique | Largeur de bande typique | |
|---|---|---|---|---|---|
| OP | Magnétron | 95 GHz | 1 MW / 500 W )¹ | - | Fixed…10% |
| Impatt diode | 140 GHz | 30 W / 10 W )¹ | - | Fixed…5% | |
| Oscillateur a interaction élargie (OIE) | 220 GHz | 1 kW / 10 W )² | - | 0,2% (électrique) 4% (mécanique) | |
| AP | Helix Tube à onde progressive (TOP), Helix | 95 GHz | 4 kW / 200 W )¹ | 40…60dB | Octave/ multioctave |
| TOP à anneau | 18 GHz | 8 kW / 400 W )¹ | 40…60dB | 5…15% | |
| TOP à cavité couplée | 95 GHz | 100 kW / 25 kW )¹ | 40…60dB | 5…15% | |
| Klystron à interaction élargie (KIE) | 280 GHz | 1 kW / 10 W )² | 40…50dB | 0.5…1% | |
| Klystron | 35 GHz | 50 kW / 5 kW )¹ | 30…60dB | 0.1…2% (inst.) 1…10% (mech.) | |
| Amplificateur à champs croisées (ACC) | 18 GHz | 500 kW / 1 kW )¹ | 10…20dB | 5…15% | |
| Transistor bipolaire à jonctions BJT | 5 GHz | 300 W / 30 W )³ | 5…10dB | 10…25% | |
| Transistor à effet de champ au GaAs (FET) | 30 GHz | 15 W / 5 W )¹ | 5…10 dB | 5…20% | |
Table 1: Technologies différentes de transmetteurs radars à impulsions
Source: Tracy V. Wallace, Georgia Tech Research Institute, Atlanta, Georgia