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Duplexeur à diodes PIN

Figure 1 : Principe du duplexeur à diodes PIN

Figure 1 : Principe du duplexeur à diodes PIN

Une diode PIN a une impédance interne qui dépend de la tension appliquée, appelée polarisation, à ses bornes. La résistance au passage des micro-ondes passe typiquement de 6 kilo-ohms en polarisation inverse à 5 ohms en polarisation directe. Les diodes PIN peuvent donc être utilisées comme des interrupteurs selon le diagramme simplifié de la figure 1 :

Les duplexeurs à semi-conducteurs basés sur des diodes PIN sont de plus en plus courants car ils donnent une bonne séparation entre les signaux émis et reçus, la commutation est rapide et ils ont une longue durée de vie. L’ajout d’un limitateur par diode laisse passer les signaux de faible puissance sans atténuation notable et au-delà d’un seuil limite leur amplitude à une constante. Dans le cas de puissances élevées, cet ajout doit être couplé activement au circuit pour minimiser les pertes et avoir une bonne séparation des canaux d’émission et de transmission. Cela complique la conception du circuit et augmente le risque de défaillance catastrophique du récepteur si le circuit du duplexeur se brise. En plus, l’utilisation de puissances élevées abaisse l’isolation des canaux et augmente le temps de commutation. Il faut le plus souvent plusieurs limiteurs en série pour obtenir une bonne isolation.

Le circuit imprimé de la figure 2 sert de commutateur. Il comporte deux diodes PIN, le long d’une ligne à ruban équilibrée, qui permettent la commutation de l’énergie de radiofréquence entre deux chemins, selon la tension appliquée à leurs bornes. Le signal peut aller soit vers une charge fictive ou vers le module de sortie, généralement vers le récepteur.

Charge
fictive
Lignes résonnantes
Coupleur directif
Diodes
PIN

Figure 2 : Duplexeur à diodes PIN et ligne à ruban équilibrée.

Charge
fictive
Lignes résonnantes
Coupleur directif
Diodes
PIN

Figure 2 : Duplexeur à diodes PIN et ligne à ruban équilibrée.

Les diodes PIN nécessitent une tension de contrôle qui est habituellement fournie par le synchroniseur. Ils ont :

Avantages : 

  • Durable ;
  • Pas d’amorçage ;
  • Commutation rapide.
     

Désavantages : 

  • Pilote complexe nécessaire ;
  • Bris peut être catastrophique pour les appareils en aval ;
  • Nécessite une protection supplémentaire pour les grandes puissances.