Synthèse d`ondes électriques picosecondes de puissance par

UNIVERSITE DE LIMOGES
ECOLE DOCTORALE Science – Technologie – Santé
FACULTE DES SCIENCES ET TECHNIQUES
Thèse N° : 53-2006
Thèse
pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université de Limoges
Discipline : Electronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique
Spécialité : Optique
présentée et soutenue par
Bertrand VERGNE
le 28 Septembre 2006
Synthèse d’ondes électriques picosecondes de puissance par
commutation optoélectronique – Application aux radars à bande
spectrale ultralarge
Thèse dirigée par Alain BARTHELEMY et codirigée par Vincent COUDERC
Jury :
Rapporteurs
Dominique LAFORE Ecole Généraliste d’Ingénieurs de Marseille
Jean PAILLOL Université de Pau
Examinateurs
Alain BARTHELEMY XLim
Vincent COUDERC XLim
Bernard JECKO XLim (Président du jury)
Pierre RAYMOND Institut Saint Louis
Invités
Morgan BRISHOUAL Délégation Générale pour l’Armement
Sylvain COLSON Centre d’électronique de l’armement
Dominique GONTIER Commissariat à l’Energie Atomique
Michèle LALANDE XLim

2

3
REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier l’ensemble des personnes ayant participé à mes travaux de thèse pour leurs
conseils et ainsi que les personnes de l’atelier mécanique pour la réalisation des diverses pièces.
Plus particulièrement je remercie mes responsables pour leur confiance et l’autonomie qu’ils m’ont
accordée.

4

5
SOMMAIRE
INTRODUCTION.......................................................................................................9
PARTIE I ...................................................................................................................15
I. Introduction aux circuits hyperfréquences.............................................................................17
I.1 Notions Hyperfréquences...............................................................................................17
I.1.a Différents types de lignes de propagation..................................................................17
I.1.b Modèle électrique équivalent de la ligne de propagation ..........................................18
I.1.c Exposant de propagation et impédance......................................................................20
I.2 Coefficient de réflexion .................................................................................................21
I.3 Paramètres S et matrices................................................................................................22
I.4 Matériaux et caractéristiques .........................................................................................23
I.4.a Conductivité électrique..............................................................................................23
I.4.b Constante diélectrique................................................................................................24
I.4.c Tangente de fuites......................................................................................................25
I.4.d Rigidité diélectrique...................................................................................................26
I.4.e Exemples de valeurs...................................................................................................26
I.5 Bilan sur les circuits hyperfréquences ...........................................................................27
I.6 Génération d’impulsions brèves de haute puissance......................................................27
I.6.a Les différents composants actifs................................................................................27
I.6.b Circuits associés aux commutateurs de haute puissance ...........................................29
I.7 Etat de l’art.....................................................................................................................31
I.7.a Générateurs à base d’électronique rapide ..................................................................32
I.7.b Générateurs à base d’éclateurs à gaz..........................................................................33
I.7.c Générateurs à base de semiconducteurs photosensibles............................................34
I.7.d Résumé des performances – Application à la génération ULB.................................38
PARTIE II..................................................................................................................41
II. Interaction rayonnement matière ...........................................................................................43
II.1 Généralités concernant l’absorption du rayonnement lumineux....................................43
II.1.a Absorption directe ou intrinsèque..........................................................................43
II.1.b Absorption indirecte et extrinsèque .......................................................................45