Réalisation et caractérisation de lignes à retard pour carcinotron aux fréquences centimétrique, millimétrique et térahertz

Realization and characterization of carcinotron delay line at centimeter, millimeter and terahertz frequencies

• Auteur / Autrice : Rémy Villeneuve
• Direction : Philippe Lévêque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences, photonique et systèmes
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes électromagnétiques

Mesures microondes

Défauts

Usinage

Lignes à retard

Mots clés libres

Carcinotron

Mesure de pertes

Terahertz

Résumé

Le carcinotron (ou tube à ondes rétrogrades) présente une baisse de puissance en sortie trop élevée au dessus de 800 GHz. Cette baisse de rendement est en partie due à des défauts d’usinage sur sa ligne à retard. De nouvelles techniques d’usinage ont été mises au point depuis et il est nécessaire de les caractériser. Ainsi, des méthodes de mesure de pertes et de dispersion doivent être mise en place. Parmi elles, trois méthodes ont été retenues dont deux en ondes progressives avec couplage, par guide et par rayonnement, et une en onde stationnaire avec couplage par guide. La mesure à des fréquences térahertz demandant un certain recul, les premières mesures ont été réalisées sur des lignes à retard identiques, à un facteur d’échelle près, mais fonctionnant à 10 et 100 GHz. Les résultats ainsi obtenus ont permis la validation des différentes méthodes de mesure. En conséquence, les perspectives vers une mesure sur une ligne à taille réelle fonctionnant à 1 THz sont étudiées en conclusion de ces travaux.

The carcinotron (or backward wave oscillator) presents too great a decrease above 800 GHz. This decrease of yield is partly due to machining defects on its delay line. New machining techniques have been developed since and it is necessary to characterize them. Thus, methods for measuring losses and dispersion should be set up. Among them, three methods have been selected : two in progressive waves with guide and radiation coupling, and one in stationary wave with wave guide coupling. In the terahertz domain, measurement requires careful analysis, so the first measurements have been performed on identical delay lines, with a scale factor, but running at 10 and 100 GHz. The results obtained have enabled us to validate the different methods of measurement. Accordingly, the perspectives of a measurement on a line size operating at 1 THz are reviewed at the conclusion of this work.