Qu'est-ce qu'un amplificateur hyperfréquence?
Un amplificateur hyperfréquence est un dispositif destiné à améliorer le signal de puissance de sortie d'un dispositif hyperfréquence, généralement en augmentant l'amplitude ou la hauteur de l'onde qui est directement liée à son niveau de puissance. Ceci est accompli en canalisant une puissance d'entrée supplémentaire vers le dispositif à micro-ondes de sorte que son rayonnement à micro-ondes transporte plus d'énergie. Ces amplificateurs fonctionnent généralement aux basses fréquences du spectre des ondes radioélectriques (300 MHz ou plus) et sont utilisés à diverses fins, des communications à large bande aux systèmes radar, en passant par la guerre électronique. Il existe différents types d'amplificateurs hyperfréquences, notamment le Gyrotron, le Klystron et l'Amplitron, également appelé amplificateur à champ croisé (CFA) ou Platinotron.
Dans les communications à large bande, un amplificateur hyperfréquence repose sur une technologie à transistors comme le transistor à jonction bipolaire (BJT) et le transistor à effet de champ (FET). De tels amplificateurs sont souvent des systèmes multi-étages destinés à perpétuer la puissance d’un signal sur de longues distances, l’accent étant mis sur l’efficacité du signal transmis par rapport à celui de tout bruit introduit en cours de route. En outre, bien que l’instabilité des circuits de polarisation soit commune aux amplificateurs, le développement de circuits intégrés pour le contrôle de polarisation en retour a servi d’application de mise en mémoire tampon pour rendre la stabilité de ce type d’amplificateur hyperfréquence beaucoup plus fiable à partir de 2011.
Le Gyrotron est un amplificateur hyperfréquence qui fonctionne à un niveau de fréquences plus élevé dans le spectre radioélectrique, d’une plage allant de 20 gigahertz à une plage de puissance allant jusqu’à 35 gigahertz. Il est utilisé pour des applications spécialisées telles que les tours montantes, les satellites et les satellites ou les systèmes d’émission de radars planétaires. Bien que les Gyrotrons aient été conçus pour la première fois à la fin des années 50, les premiers modèles ne pouvaient atteindre des niveaux de puissance qu'en milliwatts. La Russie, pionnière dans la recherche sur leur développement, atteignait une puissance de 22 kilowatts à la fin des années 1970.
L'amplificateur à champ croisé ou Amplitron est un autre type d'amplificateur hyperfréquence à large bande qui possède des propriétés similaires à celles d'un magnétron, ce qui en fait un dispositif utile pour les accélérateurs nucléaires. Il peut produire des niveaux de puissance maximum dans la plage des mégawatts à partir de 2011, mais fonctionne généralement au niveau du kilowatt, ce qui le rend utile dans bon nombre des mêmes applications que le Gyrotron. Bien que l’amplitron puisse augmenter l’efficacité nominale des équipements à micro-ondes jusqu’à environ 70%, il est généralement utilisé comme amplificateur de signal intermédiaire dans les équipements.
Le Klystron est une sorte d'hybride parmi les outils d'amplification comme le Gyrotron et Amplitron. Il s’agit d’un amplificateur hyperfréquence capable de produire des signaux d’ondes porteuses de faible puissance et de forte puissance. Il est utilisé à la fois dans les systèmes de télécommunication et dans la recherche sur les accélérateurs de particules. Le Klystron est antérieur à la conception du Gyrotron. Il a été conçu pour la première fois en 1937 par deux frères, Russell et Sigurd Varian, à l’Université Stanford aux États-Unis. La découverte par les deux hommes est réputée avoir contribué à l'avancement du développement des systèmes de radar aux États-Unis et au Royaume-Uni avant le début de la Seconde Guerre mondiale, mais le Klystron a été intégré aux systèmes de radar utilisés par l'Allemagne pendant la guerre, tandis que les puissances alliées s'appuyaient plutôt sur des moyens plus puissants. Les équipements à magnétron développés pour la première fois en 1940.