111

Editorial

Les sixidmes Journdes nationales microondes ont eu lieu en juin 1989 ~ Montpellier. Le succOs de ces journ~es se confirme d'ann~e en annie. II fait apparaftre l' int~r~t grandissant ports ~ ce domaine par la communaut~ scientifique franfaise. Ce succds traduit aussi l'efficacit( du travail effectu~ par les organisateurs. II convient de fdliciter en particulier M. J. P. Nougier et son ~quipe montpelli~raine qui ont ~t~ les artisans des JNM 89.

Les Annales des t~ldcommunications consacrent en 1990 deux num~ros d la publication d'articles obtenus ?l partir des communications de ces journs Ils couvrent plusieurs thdmes abord~s pendant les diff~rentes sessions, en privildgiant deux grands axes : d'une part les m~thodes pratiques permettant d'~tudier les circuits non lin~aires, d'autre part la r~gion du spectre couvrant les ondes millim~triques et submillim(triques.

Ce numOro des Annales des t~l~communications r~unit les articles sur les circuits non lin~aires auxquels s'ajoutent quelques articles sur les antennes. Le prochain num~ro de mai-juin publiera les travaux sur les ondes millim~triques et submillim~triques.

Circuits non lin6aires

La conception assist6e par ordinateur des circuits 61ectroniques est devenue aujourd'hui le moyen logique permettant de passer de << l'id6e >> ?~ la r6alisation d'une fonction 61ectronique.

L'irruption de la CAO dans le domaine particulier que constituent les circuits analogiques non lin6aires microondes est relativement r6cente. Elle est due h la conjonction de trois facteurs principaux :

- - la disponibilit6 de calculateurs puissants; - - le d6veloppement d'une technologie monolithique

cofiteuse qui autorise peu d'erreur au niveau de la conception;

- - l'6mergence d'applications des circuits 61ectroni- ques h des syst~mes extr~mement complexes, par exem- pie les antennes ~ balayage 61ectronique.

On peut classer les m6thodes de simulation mises en ~euvre actuellement pour analyser les r6ponses des circuits analogiques non lin6aires, dans deux grandes cat6gories :

- - la premiere regroupe les m6thodes qui, dans leur principe m~me, sont approch6es, mais permettent d'appr6hender les ph6nom~nes physiques pr6sents dans le circuit;

- - la seconde comprend les m6thodes qui, en principe, visent a obtenir la solution num6rique exacte de l'6tat transitoire et/ou 6tabli d'un circuit non lin6aire soumis

une excitation donn6e (on notera que les circuits dits autonomes sont en fait physiquement soumis aux excitations des g6n6rateurs de bruit toujours pr6sents dans un circuit, ou aux transitoires provoqu6s par la mise en route des g6n6rateurs d'alimentation du circuit).

Bien entendu, la mise en forme num6rique de telles m6thodes ambne toujours des impr6cisions dues aux troncatures et/ou discr&isations des variables 6tudi6es.

I1 apparalt donc que chacune, parmi les diff6rentes m6thodes de simulation existantes, est mieux adapt6e

?~ l'analyse d'un type de circuit ou d'un type d'exci- tation donn6. Par ailleurs, opposer les m6thodes dites << exactes >> aux m6thodes approch6es serait faire preuve d'une m6connaissance totale de la d6marche utilis6e en conception des circuits o0 les m6thodes approch6es per- mettent de d6finir logiquement, par raisonnement, une premiere topologie de circuit, et o?a les m6thodes num6ri- ques pr6cises sont utilis6es pour calculer la r6ponse ef- fective du circuit ainsi d6fini.

Les articles pr6sent6s dans ce num6ro ont 6t6 s61ec- tionn6s parmi les contributions aux Journ6es nationales microondes de Montpellier et sont donc orient6s plus particuli~rement vers la conception des circuits et dis- positifs utilis6s en microondes.

L'article de R. Qu6r6, E. Ngoya et al. pr6sente l'6tat de l'art dans le domaine des 6tudes de simulation des circuits analogiques non lin6aires. Les m6thodes d6crites s'appliquent h des circuits de taille quelconque et per- mettent de r6soudre une bonne partie des probl~mes ac- tuellement pos6s par la simulation des fonctions 61ec- troniques non lin6aires utilis6es en hyperfr6quences. On notera l'accent mis sur l'analyse des instabilit6s et du bruit dans les circuits non lin6aires. Ces deux aspects constituent deux axes dans lesquels les m6thodes de si- mulation vont assur6ment se d6velopper dans les pro- chaines ann6es.

L'article de M. Hessane et al. a trait ~ la simulation des oscillations en hyperfr6quences. A c e s fr6quences, la surtension des r6sonateurs utilis6s peut ~tre tr~s im- portante. I1 devient difficile de rechercher l'6tat 6ta- bli ~ l'aide de m6thodes temporelles. Celles-ci ne se pr~tent pas non plus ais6ment ~ l'analyse du bruit dans ces circuits oO les fr6quences mises en jeu incluent des basses fr6quences (bruit en 1 / f ) et des hyperfr6quences (fr6quence d'oscillation et ses harmoniques). L'utilisa- tion de la m6thode d'6quilibrage harmonique associ6e

1/2 ANN TELr 45, n ~ 3-4, 1990

112

au principe des matrices de conversion, utilisEes dEj~ pour l'analyse des mElangeurs, permet d'obtenir, avec des temps de calcul convenables, l'Etat Etabli de l'oscil- lateur et son spectre de bruit de phase.

L'article de C. Dalle et al. prEsente une application intEressante des diodes h avalanche ~ la division de frEquence. On peut rEaliser une division de frEquence analogique ~ l'aide d'une reactance non linEaire; on a alors affaire ~ un diviseur paramEtrique. Or une diode avalanche, pratiquement rEduite ~ sa zone d'avalanche, est Equivalente ~ une inductance non linEaire. On peut donc en principe utiliser une telle diode pour concevoir un diviseur de frEquence. L'Etude thEorique prEsentEe s'appuie sur un module physique macroscopique de la diode, du type dErive-diffusion. L'Etude exp6rimentale montre l'intEr& que peut comporter la presence d'une frEquence intermEdiaire dans un diviseur de frEquence de ce type.

La fonction division de frEquence peut aussi &re rEa- lisEe ~ l'aide d'un transistor. C'est une telle rEalisation qui est prEsentEe dans l'article de R. QuErE, M. Camiade et al. Les auteurs expliquent d'abord simplement le fonc- tionnement d'un tel diviseur : il s'agit en fait d'un os- cillateur que l 'on emp~che d'osciller en ajustant conve- nablement son point de polarisation. Lorsqu'il y a un signal incident ~ une frEquence proche d'une frEquence harmonique de l'oscillateur, celui-ci entre en oscilla- tion d'une part, et se synchronise par harmonique sur la frEquence incidente d'autre part; il y a division de frEquence cohErente. Une analyse complete du diviseur de frEquence par la mEthode d'Equilibrage harmonique est ensuite prEsentEe et compar6e aux rEsultats expEri- mentaux.

L'article de N. Haese et al. pr6sente une analyse tr~s complete d'un dispositif oscillateur constituE d'une diode ~ resistance negative qui peut ~tre une diode Gunn ou ~ avalanche, montEe dans un circuit oscilla- teur en guide radial couple ~ un guide rectangulaire. L'analyse du circuit en guide d'onde est rEalisEe dans le domaine frEquentiel, l 'analyse du composant semicon- ducteur dans le domaine temporel. Le raccordement des solutions h rinterface permet d'obtenir l'Etat Etabli de

I~DITORIAL

l'oscillateur. L'analyse pr6sent6e et les rEsultats expEri- mentaux obtenus en montre clairement les avantages.

Les articles de E Temcamani et al. d'une part et de P. Fellon et al. d'autre part et qui ont trait eux aussi aux dispositifs actifs, prEsentent trois types de transis- tors microondes pouvant &re d'excellents candidats pour l'amplification de puissance : il s'agit des transistors gEn&alement nommEs DMT (transistor ~ effet de champ uIs h canal dop6), HEMT (transistor ~t mobilitE Electroni- que ElevEe) multicanaux et MISFET. Aujourd'hui, l'Epi- taxie par jet molEculaire permet de rEaliser des struc- tures de transistor complexes. Ces structures peuvent associer des semiconducteurs diffErents et par exemple A1 GaAs/GaAs donnant ainsi lieu ~ des hEtErojonctions dont les propriEtEs semblent extr~mement prometteuses dans les transistors DMT et HEMT multicanaux. Par ail- leurs, un semiconducteur comme l 'InP permet d'espErer l'obtention de puissances intEressantes, par millim~tre de largeur de grille, en fonctionnement r~ISFET. Les auteurs dEcdvent dans ces deux articles une analyse thEorique de chacune des structures qui s'accompagnent, pour les transistors DMT et rmMW de rEalisations expErimentales. La lecture de ces deux articles montre bien le degrE de complexitE atteint dans la rEalisation de transistors optimaux. La structure optimale de chaque type de tran- sistor Etant dEpendante de l'utilisation que l 'on souhaite en faire.

Enfin dans le dernier article, M. Bouregba et al. nous dEcrivent un oscillateur ~ diode tunnel resonant. Ces diodes utilisent des hEtErostructures h double barri~re. Des densitEs de courant de crates tr~s ElevEes, favorables ~t un fonctionnement en oscillateur h haute frEquence, ont EtE observEes exp6rimentalement. Les auteurs dEcrivent aussi le comportement d'une telle diode aussi bien 77 K qu'h 300 K.

Nous esp6rons que ces quelques articles choisis pour leur int&& scientifique et l'ouverture qu'ils proposent pour l'avenir, permettront aux lecteurs de se faire une idEe plus precise de l'Etat d'avancement de la recherche dans les circuits non linEaires microondes.

Juan OBREGON erofesseur *

* Institut de recherche en communications optiques microondes, 123, avenue Albert-Thomas, F-87060 Limoges Cedex.

ANN T~LECOMMUN., 45, n ~ 3-4, 1990 2/2