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rapport projet LP
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RAPPORT DE PROJET :
SYSTME DE RCEPTION 1270MHZ
Fabienne Chataigner
Thierry Lavedan
Yannick Avelino
annes 2004 - 2005
Matres de projet :
M. Philippe Bouysse
M. Michel Prigent
M. Jean-Nol Boutin
Site de Brive La Gaillarde
Dpartement Gnie lectrique et Informatique Industrielle de lInstitut
Universitaire de Technologie du Limousin
UNIVERSIT DE LIMOGES
L i c e n c e p r o f e s s i o n n e l l e d l e c t r o n i q u e e t
d o p t i q u e d e s t l c o m m u n i c a t i o n sO p t i o n : T r a i t e m e n t d u s i g n a l a p p l i q u
a u x t l c o m m u n i c a t i o n s s a n s f i l
L i c e n c e p r o f e s s i o n n e l l e d l e c t r o n i q u e e t
d o p t i q u e d e s t l c o m m u n i c a t i o n sO p t i o n : T r a i t e m e n t d u s i g n a l a p p l i q u
a u x t l c o m m u n i c a t i o n s s a n s f i l
7 r u e J u l e s V a l l s - 1 9 1 0 0 B r i v e L a G a i l l a r d e
Re
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rcie
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nts
1
Remerciements
Nous tenons remercier ces quelques personnes,
qui, grce leur contribution, nous ont permis
d'achever ce projet dans les temps :
M. Philippe BOUYSSE : Enseignant, Chercheur
M. Michel PRIGENT : Chef de Dpartement, Enseignant, Chercheur
M. Jean-Nol BOUTIN : Enseignant
M. Carlos VALENTE : Responsable Technique
Mme Danielle COSTA : Adjoint Technique
So
mm
air
e
2
Introduction.........................................................................................page 3
1.1.1 - Dfinition des besoins
1.1.2 - Diffrentes solutions
3.3.1 - Introduction
3.3.2 - Premiers essais
3.3.3 - Logiciel de simulation ADS
3.3.4 - Fabrication et essais
1 - Vue gnrale du projet
2 - Etude de loption choisie
3.Fractionnement du projet
............................................................page 4
.........................................................page 6
.................................................................page 10
3.1.1 - Antenne
3.1.1.1 - Adaptation des diples
3.1.1.2 - Simulation du rseau complet
3.1.2 - Dphaseur
3.1.2.1- Coupleur hybride+varicap
3.1.2.2 - Lignes commutes
3.2.1 - Le dtecteur logarithmique
3.2.1.1 - Intrt
3.2.1.2 - Le choix de lAD 8313
3.2.1.3 - Ralisation
3.2.2 - Convertisseur analogique-numrique
3.2.2.1 - Le Choix de lAD 7819
3.2.2.2 - Ralisation
3.2.3 - Microcontrleur
3.2.3.1 - Fonctionnement
1.1 - Rflexion sur les diffrentes options concernant la forme du projet
2.1 - Synoptique gnral
2.2 - Lart de la re-composition
2.3 - Synoptique gnral
2.4 - Etude
3.1 - Antenne, dphasage
3.2 - Mesure de niveau et logique
3.3 - Pramplificateur
Conclusion.........................................................................................page 28
Annexes.............................................................................................page 29
INTRODUCTION
Intr
od
uc
tio
n
3
Notre projet porte sur la ralisation de la partie antenne dune chane de rception
sur 1270MHz.Le problme pos est celui de la rception de signaux mis par une
personne se dplaant avec une camra et un metteur de tlvision damateur conu
lan dernier .
Assurer une telle rception nest pas facile, surtout dans nos btiments
modernes o lon rencontre des problmes de rflexions multiples et de rotations de
phases imprvisibles. Tous ces paramtres sallient bien souvent pour rendre toute
transmission impossible et donner en rsultat une image catastrophique.
Notre objectif a donc t le dveloppement dun systme directif pouvant tre
asservi sur la position de lemetteur.
Nous avons essay de fournir une solution plus originale ce problme que la
simple antenne directive sur un rotor
La solution dveloppe est inspire des antennes lectroniques balayage
utilises principalement dans des applications radar.
4Vu
e g
n
ra
le
Vue gnrale
1.1 - Rflexion sur les diffrentes options concernant la forme du projet
1.1.1 - Dfinition des besoins
1.1.2 - Diffrentes solutions
5Vu
e g
n
ra
le
1.1.1-Dfinition des besoins :
Le problme pos est celui de la conception dun systme de rception permettant de
saffranchir des rflexions du signal dans lenvironnement de propagation.
En effet, lutilisation dantenne omnidirectionnelle pose principalement deux
difficults :
-faible gain, imposant une augmentation de la puissance de lmetteur.
- sensibilit gale au signal utile et ses rflexions
Ceci peut poser des problmes, par exemple si ces deux signaux arrivent avec des
conditions de phase diffrentes (pire : en opposition de phase)
1.1.2-Diffrentes solutions :
Lantenne directive monte sur rotor
Une antenne (type Yagi) est monte sur un axe rotatif dont le mouvement est assur
par un moteur, lui mme est asservi par un systme de mesure.
+ possibilit dune antenne ayant la foi un grand gain et une trs bonne
directivit
- forte sollicitation mcanique de la liaison entre lantenne et le reste du
systme (par exemple cble coaxial)
- temps de rotation de lantenne assez lev (inertie mcanique...)
Lantenne balayage lectronique
Lantenne balayage lectronique ne comporte pas dlment mobile. Elle est
constitu de plusieurs antennes ayant un lobe large. On fait varier le dphasage entre ces
antennes pour orienter le lobe de rayonnement de lantenne rsultante.
+ grande vitesse pour passer dune position lautre
+ fiabilit : pas dlment mobile
- circuits dphasage variable difficiles raliser
- besoin de beaucoup dlments pour avoir un grand gain
1.1 - Rflexion sur les diffrentes options
concernant la forme du projet
Rcepteur
Immeuble
Rflexion
Rception directe
2 - Etude de loption choisie
Etu
de
de
lo
pti
on
ch
ois
ie
6
2.1 - Synoptique gnral
2.2 - Lart de la re-composition
2.3 - Synoptique gnral
2.4 - Etude
2.1- :Synoptique gnral
A la base, LAEB nest rien dautre quune transposition un peu plus haut en
frquence des phased networks of antennas utiliss sur les bandes dcamtriques par
certains radioamateurs. Le principe est assez simple : coupler au travers de dphaseurs
variables des antennes ayant un lobe de rayonnement large. On recombine ensuite les
ondes reues de manire avoir une antenne virtuelle rsultante au lobe de rayonnement
contrlable. Ce contrle se fait donc au travers des dphaseurs.
2.2 - Lart de la re-composition
A ce stade, un grand dessin vaut mieux quun discourt trop court (fig 1):
Ce dessin permet de comprendre
intuitivement le fonctionnement dun rseau
dantennes sans dphasage.
En partant de deux diple ayant un
diagramme de rayonnement omnidirectionnel
(fig2), lon obtient un diagramme comportant 2
lobes symtriques (zone bleu de fig1 dans
laquelle est lutilisateur 1, ou configuration A de la
fig3).
Pour un rseau de deux diples, si lon fait
varier la distance les sparant, ET le dphasage
entre les deux, on a (fig3):
Etu
de
de
lo
pti
on
ch
ois
ie
2 - Etude de loption choisie
1
2
Signaux de lutilisateur 1 :
Signaux de lutilisateur 2 :
fig1
fig2
Rseau de deux diples
espacs de /2 sans
dphasage.
fig3Dphasage
Dis
tan
ce
en
tre
le
s d
ip
les
A
B
7
82. - :
Pour pouvoir obtenir un lobe de rayonnement plus directif, nous nous sommes
orient vers une solution 4 diples :
2.4 - Etude :
Sur la page suivante, lon trouve une simulation avec le logiciel Eznec dun tel rseau
de 4 diples.
Le principe est donc finalement assez simple, puisque lon combine les signaux
venant de chaque diple en les ayant pralablement retard individuellement de manire
diffrente. Le but est de remettre en phase un signal venant de la direction choisie
3 Synoptique gnral
Mesure de
niveau
Prampli
CCAN
Chane de
rception
Signal DC
Signal UHF (1270MHz)
Signal numrique
Dphaseur
variable
Coupleur
Dphaseur
variable
Dphaseur
variable
Dphaseur
variable
Sol
Diples quart donde
/4
/4
/4
Etu
de
de
lo
pti
on
ch
ois
ie
Etu
de
de
lo
pti
on
ch
ois
ie
9
(rappelons que les diples sont espac d1/4 donde). Par consquent, pour un dphasage
donn (retard correspondant cet espacement physique des brins), lon obtient une rgion
de lespace (diagramme de rayonnement de lantenne) pour laquelle les 4 signaux venant
de chaque diples sont en phase. Le couplage de ces signaux donne donc un gain
maximum de +6dB pour cette rgion (4 fois lamplitude) par rapport au gain dun seul diple.
Sorti de cette rgion, lamplitude du signal diminue pour aller jusqu lannulation totale
(opposition de phase).
10
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
3 - Fractionnement du projet
3.1 - Antenne, dphasage
3.2 - Mesure de niveau et logique
3.3 - Pramplificateur
3.1.1 - Antenne
3.1.1.1 - Adaptation des diples
3.1.1.2 - Simulation du rseau complet
3.1.2 - Dphaseur
3.1.2.1- Coupleur hybride+varicap
3.1.2.2 - Lignes commutes
3.2.1 - Le dtecteur logarithmique
3.2.1.1 - Intrt
3.2.1.2 - Le choix de lAD 8313
3.2.1.3 - Ralisation
3.2.2 - Convertisseur analogique-numrique
3.2.2.1 - Le Choix de lAD 7819
3.2.2.2 - Ralisation
3.2.3 - Microcontrleur
3.2.3.1 - Fonctionnement
3.3.1 - Introduction
3.3.2 - Premiers essais
3.3.3 - Logiciel de simulation ADS
3.3.4 - Fabrication et essais
11
Fra
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ne
me
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jet
3.1 - ANTENNE ET DEPHASAGE
3.1-Antenne, dphasage
Le projet tant constitu de 4
diples identiques, il nous faut nous
intresser la ralisation de lun
dentre eux.
3.1.1-Antenne
Pour ne pas avoir de problme
de symtriseur, nous avons dcid de
raliser des diples sur un plan de
masse. Individuellement, grce aux
proprits de ce plan de masse,
chacun de ces diple se comporte
comme un doublet de Hertz. La figure
ci-contre montre son diagramme de
rayonnement (simul avec Eznec).
Le point important ici est bien sr que le doublet est parfaitement omnidirectionnel
dans le plan horizontal.
Cependant, il faut aussi remarquer que, la frquence sur laquelle il est taill, le
doublet prsente une impdance de 75. Une adaptation doit donc tre effectue pour
chaque diple.
3.1.1.1 - Adaptation des diples
Ladaptation se fait grce une ligne quart donde de transformation dimpdance :
(Ref : The ARRL UHF/Microwave experimenters manual, chap. 6 : Design techniques)
12
Chaque diple est donc immdiatement suivi dune telle adaptation. Une option
aurait t de concevoir des dphaseur ayant une impdance caractristique de 75, mais
ceci naurait pas t pratique dans la phase de dveloppement.
En effet, en adaptant directement les diples, nous avons la possibilit dutiliser de la
connectique 50 immdiatement, et donc nous pouvons travailler sur les modules de
manire indpendantes, et les interconnecter ensuite. Cependant, il est vident que lidal,
dans une seconde phase du projet, serait daboutir une conception monocarte supprimant
toute connectique (et donc limitant les pertes).
A ce moment, une fois les techniques matrises, les adaptations pourront tre
supprimes, et les circuits de dphasage et de couplage pourront se faire en 75. Seule une
adaptation en sortie du coupleur sera alors ncessaire.
3.1.1.2 - Simulation du rseau complet
(Voir page 8)
On peut conclure de ces simulations le tableau de dphasage suivant :
3.1.2-Dphaseur
Nous avons explor deux voies pour la ralisation des dphaseurs variables.
3.1.2.1- Coupleur hybride+varicap
La premire, qui semble la plus lgante pour rsoudre le problme pos est
lutilisation dun coupleur avec des varicaps.
En effet, cette solution constitue en un circuit qui nous permet un dphasage continu.
Zc
Diple
Z1=75
Dphaseur
Z2=50
/4 @ 1270 Mhz
=> Zc=61,24
Diple 1 Diple 2 Diple 3 Diple 4
0 0 0 -90 -90
45 0 -90 -90 -180
90 0 -90 0 -90
135 -90 -180 0 -90
180 -90 -90 0 0
225 -180 -90 -90 0
270 -90 0 -90 0
315 -90 0 -180 -90
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du
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jet
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Fra
cti
on
ne
me
nt
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pro
jet
Principe du dphaseur coupleur :
Les charges prsentant une dsadaptation, on observe un phnomne de rflexion
de londe incidente :
et se sparent donc pour donner :
En faisant varier la valeur de la charge (diode Varicap par exemple), on change la
phase de londe rflchie, et lon obtient alors un dphaseur variable.
Construction du dphaseur :
Pour construire un tel dphaseur, nous avons commenc par construire un coupleur
de type BranchLine dont voici la structure physique (Z0 tant limpdance de la ligne sur le
substrat utilis) :
Cependant, aprs
avoir ralis le coupleur,
les pertes dinsertion
trop leves nous ont
pouss vers ltude
dune autre solution.
1
2
3
4
a
a
a
b
b
b
b
1 3
4
1
2
3
4
x
x
1/ 2
1/ 2
-j/ 2
-j/ 2
0
-90
et
et
14
3.1.2.2 - Lignes commutes
Avec cette solution, ce sont des dphasages discrets que lon a. Le principe est
beaucoup plus simple.
Principe :
Un module de dphasage est constitu de 3 ligne Microstrip. La premire dphase le
signal de n degrs, la seconde de n+90, et la 3e de n+180. Il suffit alors de commuter ces
lignes pour pouvoir avoir une variation de phase.
Commutation des lignes :
Nous avons dcid de commuter nos lignes laide de diodes PIN.
Extrait de The pin diode circuit designers handbook de Microsemi :
Vb1
Vb3
Vb2 Vb1
Vb3
Vb2N degrs
N+180 degrs
N+90 degrs
Fra
cti
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ne
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jet
15
Pour des raisons de rapport performance/prix (0,3 pice), nous avons choisi dutiliser des
BAR63-02W. En effet, dans notre cas, le prix de ces diodes est rellement important tant
donn leur nombre dans le projet (3 lignes * 2diodes * 4dphaseurs = 24 diodes).
Nous avons choisi de polariser la diode sous une trentaine de mA. Ainsi, la rsistance srie
est assez faible (de lordre d1Ohm), et la rsistance placer pour la polarisation est
suffisamment leve pour ne pas intervenir sur ladaptation.
Ralisation :
Nous avons ralis les dphaseurs sur de lpoxy standard (FR4) de 0,8m. Sur ce substrat,
les lignes 50 mesurent 1,44mm de large, et une rotation de phase complte est effectu
pour une longueur de ligne de
127,82mm. En ralit, ceci est assez
thorique dans la mesure o nous ne
connaissons pas avec prcision les
caractristiques de la plaque dpoxy
utilise. Cest probablement l la source
des 2 degrs derreur mesurs.
Cependant, cette erreur nest pas trs
significative quand au fonctionnement.
Mesures :
Impdance : 47
Pertes dinsertion : 1,2dB
Relations de phase :
Ligne 1 : 26 => 0
Ligne 2 : 117 => 91
Ligne 3 : 208 => 182
Fra
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jet
16
3.2 - MESURE DE PUISSANCE ET LOGIQUE
3.2.1 - Le dtecteur logarithmique
3.2.1.1 - Intrt
L'intrt dans ce montage est qu'il permet la mesure de la puissance reue par les
antennes sur une plage de tension comprise entre 0 et 2 V.
3.2.1.2 - Le choix de AD 8313
Nous avons choisi ce dtecteur logarithmique en fonction du prix mais aussi de sa
tension d'alimentation (2.7 et 5.5V), de sa bande passante (0.1Ghz et 2.5Ghz), et de sa
grande dynamique (>70dB). De plus, l'impdance d'entr leve du dtecteur
logarithmique permet de l'adapter facilement sur 50 ohms.
Avec cette abaque, la frquence de 1.9Ghz, on peut voir la plage de tension de
sortie du dtecteur qui est de 0.45 a 1.75V en pratique. L'entre peut donc varier entre
-73dBm et -6dBm.
3.2.1.3 - Ralisation
Voici le schma que nous avons ralis :
RPROT = 500
500 500 v
Fra
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Sous proteus :
Avec isis nous avons dssin le schma du dtecteur logarithmique
Avec ares nous avons effectu le typon double face du dtecteur logarithmique.
Le typon est conu pour des composants CMS. Nous avons cr le package de
lAD8313. En effet, il est en botier Msop, qui ne figure pas dans les bibliothques.
3.2.2 - Convertisseur analogique-numrique
Le CAN AD7819 permet d'obtenir une image binaire sur 8 bits de la puissance
mesure. Ce cAN 8 bits peut effectuer une conversion toutes les 4,5s. Il se connecte via
linterface parallle dun microcontrleur.
3.2.2.1 - Le Choix de lAD 7819
Ci dessous, on peut voir la fonction de transfert du CAN 8 bits. La rsolution est 1 LSB
=Vref/256 .
Fra
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3.2.2.2 - Ralisation
Schma lectrique. (avec une alimentation de 5V faite avec un rgulateur 7805.)
Typon du CAN :
Le CAN se connecte en parallle avec un microcontrleur. La figure montre
l'interface entre lAD7819 et un 8051.
Fra
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Le schma montre le diagramme de synchronisation lors dune liaison parallle.
L'interface parallle de AD7819 est remise zro si BUSY un niveau logique 1.
Lorsque CS et RD sont l'tat bas, on lit les donnes sur 8 bits.
3.2.3 - Microcontrleur
3.2.3.1 - Fonctionnement
L'objectif est de suivre la source mettrice, dans notre cas, c'est une personne qui se
promne avec un camscope dot d'un metteur sur un rayon de 0 100 m.
Ce programme (voir annexe) permet d'obtenir la meilleure rception possible. Il
envoie aux dphaseurs un code binaire permettant de polariser les diodes pour obtenir les
dphasages voulus. On oriente ainsi le lobe de rayonnement de l'antenne. La mesure de
l'nergie reue pour chaque position permet de choisir la bonne position du lobe de
rayonnement, et donc les bons dphasages.
Sur la page suivante, on peut dcouvrir lalgorithme du programme principal. Il permet de
choisir la ligne du tableau de dphasage donnant le meilleur rsultat.
Tableau reprsentant les valeurs binaires en fonction du dphasage voulu :
Diple 1 Diple 2 Diple 3 Diple 4
0 0 0 -90 -90
45 0 -90 -90 -180
90 0 -90 0 -90
135 -90 -180 0 -90
180 -90 -90 0 0
225 -180 -90 -90 0
270 -90 0 -90 0
315 -90 0 -180 -90
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
20
Dpart
Algorithme :
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
Non
Oui
Oui Non
A=A+1
B
3.3.1 - Introduction
Le but est de raliser la meilleure adaptation possible sur 50 en entre et en sortie.
C'est une adaptation d'impdance pour obtenir un gain aussi grand que posible. D'autre
part, le pramplificateur tant utilis en rception, il est important qu'il fonctionne en rgime
linaire.
Pour avoir le maximum de gain en puissance, il faut assurer le mieux possible le
transfert de puissance en entre et en sortie. C'est dire qu'il faut adapter en insrant des
quadriples, d'une part entre le gnrateur et le transistor, et d'autre part entre le transistor
et la charge 50.
On utilise les paramtres S pour reprsenter le fonctionnement du transistor, une
frquence de 1,3 GHz, pour un point de polarisation donn, i=8,9mA. On peut utiliser les
paramtres S car on est dans le cas d'un fonctionnement petit signal linaire de
l'amplificateur.
Paramtres S de l'amplificateur bfp620 :
Dans les conditions suivantes Vce=2.0 V, Ic=9.0 mA, on a:
C'est ces paramtres S que l'on a utilis pour la simulation du pr-amplificateur dans
le logiciel ADS, la frquence de 1,3 GHz.
3.3.2 - Premiers essais
Pour concevoir l'amplificateur faible
bruit, on s'est aid d'une application dj
ralis qui utilise le transistor BFP620.
Cette tude a t faite une frquence de
1,9 GHz (cf. doc. Annexe).
Nous avons tout d'abord utilis le
logiciel RFSim99. Ce logiciel permet
21
3.3 - PREAMPLIFICATEUR
Rseau
dadaptation
en entre
Transistor bfp620
Rseau
dadaptation
en sortie
SijZg=50W
Zl=50WEg
Fra
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on
ne
me
nt
du
pro
jet
22
dtudier des circuits d'adaptation. Cependant lorsque nous avons voulu simuler le
fonctionnement sous forme de lignes, les rsultats taient incohrents. Simultanment
nous avons dcouvert le logiciel ADS 2004 qui nous a permis daller plus loin dans notre
tude.
On peut remarquer sur le schma de la page prcdente la technique dadaptation
particulire utilise par Infineon : il ny a pas dlment dadaptation en entre du montage.
On modifie limpdance de sortie pour que limpdance dentre ne soit pas trop mauvaise.
Ainsi, on espre amliorer le facteur de bruit de lensemble.
3.3.3 - Logiciel de simulation ADS
Ensuite, on a ralis des tests sur le logiciel de simulation ADS. Il nous a permis
d'amliorer les rsultats grce plusieurs optimisations sur les diffrents composants.
En partant de ce schma, si lon transforme en ligne et si lon ajoute la polarisation, on a :
Nous avons choisi dutiliser des lignes /4 pour amener la polarisation sur le transistor.
Grce l'outil LineCalc du logiciel ADS, on trouve une ligne /4 50 de dimensions :
L = 34,927 mm
W= 1,67 mm
MLIN
TL1
L=2.3 mm
W=1 mm
Subst="MSub1"
MLIN
TL2
L=2.3 mm
W=1 mm
Subst="MSub1"
MSUB
MSub1
Rough=0.1 um
TanD=1.8e-3
T=35 um
Hu=1.0e+036 um
Cond=1.0E+50
Mur=1
Er=3.5
H=0.76 mm
MSub
S_Param
SP1
Freq=
S-PARAMETERS
C
C4
C=1.5 pF
V_DC
SRC1
Vdc=3.0 V
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
MLIN
TL4
L=5.18524 mm
W=1.67 mm
Subst="MSub1"
L
L1
R=
L=8.2 nH
Term
Term1
Z=50 Ohm
Num=1
C
C1
C=100 pF
C
C2
C=100 pF
STEE
Tee1
W3=1.5 mm
W2=1.67 mm
W1=1.5 mm
Subst="MSub1"
MLIN
TL5
L=34.93 mm
W=1.67 mm
Subst="MSub1"
R
R1
R=33 kOhm
MLIN
TL6
L=3 mm
W=1.50032 mm
Subst="MSub1" S2P
SNP1
21
Ref
MLIN
TL7
L=34.93 mm
W=1.67 mm
Subst="MSub1"
R
R3
R=101 Ohm
R
R2
R=10 Ohm
C
C3
C=100 pF
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
C
C1
C=1.5 pF
C
C2
C=Cp fF
L
G3
R=
L=8.2 nH
Term
Term1
Z=50 Ohm
Num=1 S2P
SNP1
21
Ref
L
L2
R=
L=Le pH
Term
Term2
Z=50 Ohm
Num=2
23
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
La capacit qui vaut 540fF est quivalente une ligne TL4 de dimensions :
L = 4,26 mm
W= 1,67 mm
On a C = tan(L) / (Zc.)
Or = 2 / -3
= 2 / 123,35.10
= 50,94
L = 1/ .arctan(C.Zc.)-15 9
L = 1/50,94.arctan (540.10 . 50 . 2.. 1,3.10 )
L = 4,26 mm
On est sur 50 donc W = 1,67 mm.
Rsultats de la simulation sous ADS :
24
L'adaptation sur 50 n'est pas satisfaisante, il est difficile d'avoir une bonne
adaptation en entre et en sortie en mme temps. C'est pourquoi on est tout de mme pass
la ralisation sans avoir une adaptation parfaite, pour pouvoir tester le transistor.
3.3.4 - Fabrication et essais :
Le prampli est ralis sur un substrat RF35 (fiche caractristique en annexe).F
rac
tio
nn
em
en
t d
u p
roje
t
BFP620C1
C2C3
R1R2
R3
C4L1
V=5 Volts
100 pF
100 pF
100 pF
33 kW
4,6 pF
8,2 nH
10 W
101 W
Typon :Implantation :
Mesures lanalyseur de rseaux :
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
25
Au dbut de nos tests, nous avions utilis une capacit C4 dune valeur d1,5pF. Mais
nous navions pas dinformations quand son comportement 1,3GHz. Les rsultats
ntant pas satisfaisants, nous avons dcid daugmenter sa valeur. Des essais comparatifs
nous ont orient vers la valeur de 4,6pF.
Le gain du pr-amplificateur est satisfaisant, il est de 19,5dB une frquence de
1,27Ghz. Ceci correspond exactement nos simulations. Cependant, pour obtenir ce
rsultat, nous avons d effectuer une modification. Un des lments assurant ladaptation
dimpdance en sortie est linductance de 8,2nH CMS. Comme pour tous les composants
discrets, on ne peut pas tre certain de la valeur relle 1,3GHz. Pour pouvoir diminuer la
valeur de cette inductance, nous avons rajout un morceau de clinquant de cuivre
reprsentant une capacit parallle la masse.
Ladaptation mesure est encore moins bonne que celle simule, puisque lon a 8dB
au lieu de 11dB, cependant, lcart observ nest pas trs important.
Reste voir si cette mthode dadaptation est efficace quand au facteur de bruit.
Malheureusement, nous ne disposons pas de lquipement ncessaire cette mesure.
Il ne faut cependant pas oublier que le prampli est ici TRES large bande, et quil faut
le faire prcder dun filtre destin diminuer la bande de bruit avant toute mesure.
26
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
27
5
4,
V
14
V,
4
2,8
3 V
4 V
0,1
Courant i=7,8 mA
Relevs tensions et courant
Fra
cti
on
ne
me
nt
du
pro
jet
Co
nc
lus
ion
28
Ce projet nous a permis de valider nos acquis thoriques. Les diffrentes tapes pour
la conception dun systme ont t abordes. Ces tapes permettent de dcouvrir comment
on ralise un projet complet, de la recherche documentaire jusqu la ralisation finale. Le
fait de passer par toutes ces tapes permet dexprimenter plusieurs outils.
Nous avons pu nous familiariser avec certains logiciels que lon ne connaissait pas
avant comme RFSim99, ADS ou encore Proteus pour raliser les typons.
Le champ des comptences mis en jeu pour la ralisation de ce projet est assez
vaste. Il regroupe en effet les domaines aussi diffrents que le numrique et les
hyperfrquences.
Les pistes suivre pour les tudiants continuant ce projet sont : la ralisation dun
filtre de bande 1,2GHz-1,3GHz, la mise au point de la partie numrique (et pourquoi pas sa
simplification), rduire le nombre de cartes (mettre tous les dphaseurs sur le mme circuit
par exemple). Il reste dvelopper le coupleur 4 vers 1.
Conclusion
An
ne
xe
s
29
Annexes
Seules les premires pages des
documentations de composants sont en
annexe. Les documentations compltes
sont disponibles sur le CD.
An
ne
xe
s
31
Platine antenne.
Dtail de 3 des 6 diodes constituant un dphaseur.
Photo dun dphaseur.
// programme en langage C
#include
#include
#include
sbit busy = P1^3; //dclaration des bits utiliss
sbit cs = P1^1;
sbit rd = P1^2;
sbit convst = P1^0;
unsigned char result;
unsigned char port2;
unsigned char port1;
void tempo(unsigned char temps) //ss programme de
temporisation
{
unsigned char compteur=0;
TMOD |=0x22; TMOD &=0xfe;
TH0=0x37; // rechargement pour 1ms
TR0=1;
while (compteur != temps) {
if ( TF0 ) { TF0 =0;
compteur ++; } }
TR0=0;
TMOD &=0xFd; // remet le timer en mode 0
}
// ss programme de conversion du CAN AD8719
void lanceconv()
{ cs=1;
rd=1;
convst=1;
tempo(3);
convst=0;
tempo(1);
busy=1;
tempo(2);
convst=1;
tempo(5);
busy=0;
cs=0;
rd=0;
tempo(5);
cs=1;
rd=1;
tempo(20);
}
// envoie des rglages des degrs des antennes
//et reception de la conversion
void envoi(int i)
{
P2=port1;
P4=port2;
if (i==1)
{
port1 == 0b00001001;
port2 == 0b00010010;
}
if (i==2)
{
port1 == 0b00001010;
port2 == 0b00010100;
}
if (i==3)
{
port1 == 0b00001010;
port2 == 0b00010100;
}
if (i==4)
{
port1 == 0b00010100;
port2 == 0b00001010;
}
if (i==5)
{
port1 == 0b00010010;
port2 == 0b00001001;
}
if (i==6)
{
port1 == 0b00100010;
port2 == 0b00010001;
}
if (i==7)
{
port1 == 0b00010001;
port2 == 0b00010001;
}
if (i==8)
{
port1 == 0b00010001;
port2 == 0b00100010;
}
}
// la meilleur position de l'antenne
void position()
{
int b, a,i , tab;
i=0;
P3=0;
a=0;
b=0;
tab=0;
while(btab)
{ tab=result;
i=i+1+a;
a=0;
}
else
{ a=a+1;
}
tempo(4000);
}
envoi(i);
printf("le bon dphasage est %d",i);
tempo(2000);
}
void main(void)
{
while(1)
{
position();
}
}
An
ne
xe
s
32
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