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Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence



  1. #1
    hort

    Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence


    ------

    Bonjour à tous,

    Pour mon premier post sur ce forum, je souhaiterais mettre à contribution votre esprit visionnaire sur une confrontation de deux technologies : les tubes à ondes progressives et les semi-conducteurs.

    Bien que les tubes soient arrivés bien avant les semi-conducteurs, ils sont encore aujourd’hui utilisés dans des applications très spécifiques (antenne satellite de forte puissante et haute fréquence par exemple).

    Sans rentrer dans un débat pour savoir quelle est la meilleure technologie aujourd’hui, je souhaiterais plus connaître l’évolution probable de ces deux technologies l’une par rapport à l’autre dans le domaine de l’amplification de signal haute fréquence.

    Peut-on espérer que des innovations sur les tubes (et oui il paraît qu’il y en a encore…) permettent à cette technologie de survivre face à la concurrence des semi-conducteurs ?

    Ou

    Doit on attendre dans les 10 à 20 prochaines années à une évolution des semi-conducteurs (augmentation du rendement, de la puissance et plus généralement des performances en haute fréquence) telle que les tubes deviennent obsolètes même dans les applications spécifiques.

    Merci d’avance pour vos réponses,

    Slt,

    -----

  2. #2
    PIXEL

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    devoir à rendre quand ?

  3. #3
    hort

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Bonjour pixel,

    C'est un peu plus important qu'un "simple" devoir...
    Décision délicate à prendre dans ma vie pro...

    Merci de me dire ton avis si tu en as un

  4. #4
    PIXEL

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    de la prospective technologique à 20 ans.... c'est illusoire !

    un développement d'un obcur labo peut pulvériser les plus beaux plans !


    un exemple :

    quand on a lancé les premiers satellites TV au début des années 80's, la réception par le particulier n'était pas prévue: les performance des composants SHF pour les têtes de réception imposaient des paraboles de 3 ou 4 mètres pour obtenir un C/N acceptable.

    En MOINS DE DEUX ANS , les labos ( surtout japonais) ont sorti des transistors AsGa qui pulvérisaient les performance du matériel disponible, ce qui eu deux conséquences :

    1) permettre la réception par le particulier avec des paraboles de moins d'un mètre.

    2) foutre par terre les projets de satellites à haute puissance ( TDF1 et 2 et ses jumeaux allemands TVsat1 et 2) dont les prfomances : TOP de 250 Watts devenaient inutiles et chères.

    D'autant que ces tubes (ce qui revient à ton sujet) se sont avérés peu fiables et pétaient les uns après les autres.

    Ce qui permet d'observer que l'évolution des étages de puissance des Sats fut dicté PLUS par les systèmes de réception, que par la course à la puissance embarquée.

    voila un petit résumé (bien incomplet) de l'historique de l'affaire , pour commencer.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    f6bes

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Bjr hort,
    De plus un tube OP , c'est une usine à gaz pour le faire fonctionner.
    Sortir des GHz en Solid State, c'est nettement plus simple.

    A+

  7. #6
    PIXEL

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Bjr hort,
    De plus un tube OP , c'est une usine à gaz pour le faire fonctionner.
    Sortir des GHz en Solid State, c'est nettement plus simple.

    A+
    j'ignore la limite actuelle des transos en SHF , bandes Ku et autres....

    si tu as des infos fraiches...

  8. #7
    hort

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    D'après ce que vous dites les tubes sont déjà obsolètes... Or il y a encore des applications qui utilise cette techno (satellite de l'armée...)
    Voici quelques liens pour vous en convaincre:
    http://pdf.aiaa.org/preview/CDReadyM...V2003_2343.pdf
    http://www.djmelectronics.com/articl...lid-state.html
    http://www.see.asso.fr/club23/anterieur.htm#tube1

    Il semblerait que la recherche dans ce domaine dans les dernières années a permis à cette techno de se maintenir et de faire ce que le solid-state n'est pas capable ou encore capable de faire.

    f6bes, dans certaine application peu importe qu'il y est un usine à gaz pour faire fonctionner un système. L'armée veut des système sur mesure, peu importe le prix, il faut d'abord que ça réponde à leur cahier technique... Et si les tubes représentent la seule solution...

    Si je ne m'abuse tous les satellites encore de nos jours ont des tubes..

    Beaucoup de boite qui fabrique des ampli de puissance pour la RF ont une gamme non négligeable d'ampli ATOP:
    http://www.ifi.com/web/html/intro/TWTamplifiers.htm
    http://www.arww-rfmicro.com/html/122...ifier_twta.asp
    http://www.rfamplifiers.com/
    http://www.miteq.com/satcom/poweramp1.htm
    ...



    Certes il n'y en a plus beaucoup en france (une seule entreprise je crois...) mais des boite comme thales (Thales Alenia Space) intègre cette techno pour certaine antenne .

  9. #8
    PIXEL

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    tu poses une question et tu donnes les réponses....

    il faut savoir que les mirlitaires exigent du matériel "durci" contre les radiations et l'EMP, et , dans ce cas , les tubes sont plus robustes.

  10. #9
    f6bes

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Bjr à toi,
    Dépasser la centaine de watts en solid state sur 10 GHz c'est certainement une limite .
    Pour atteindre et dépasser le kW le TOP est certainment plus performant.
    En satellite (peut etre les militaires) je ne crois pas qu'il faille le kW pour "arroser".

    Enfin les satellites étant en place, tant qu'ils "vivent" on les laisse la haut !
    On va pas s'amuser à les "descendre" pour le plaisir !

    A+

  11. #10
    annjy

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Citation Envoyé par hort Voir le message
    D'après ce que vous dites les tubes sont déjà obsolètes... Or il y a encore des applications qui utilise cette techno (satellite de l'armée...).........
    Bonjour,

    vaste sujet...
    j'aurai peut-être un peu plus de temps ce soir, mais voici des axes de réflexion:

    - avantage des TOP: rapport poids/puissance (donnée fondamentale en spatial) malgré leur faible rendement
    - inconvénient : mauvais rapport signal/bruit.
    - les semiconducteurs évoluent très vite en montant en fréquence. Ceci s'explique partiellement par la finesse de gravure......et certaines études montrent que plus on grave fin, plus la durée de vie diminue (ce qui ne pose aucun problème pour des composants destinés à des PC grand Public (périmés en moins de 3 ans), mais en pose dans le militaire ou le spatial)
    - certaines études font également état de leur fragilité vis à vis des rayonnements cosmiques.....(attention en aéroporté et spatial....)


    A+,
    JY

  12. #11
    f6bes

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    Bjr à toi,
    Dépasser la centaine de watts en solid state sur 10 GHz c'est certainement une limite .
    Bjr à tous,

    Bon j'étais pas trop loin de la vérité !
    http://www.cfo-news.com/Toshiba-anno...lus_a1226.html
    Mais apparemment c'était il y a ............3 ans.
    A+

  13. #12
    hort

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Citation Envoyé par PIXEL Voir le message
    tu poses une question et tu donnes les réponses....
    Pixel,
    Je n'ai malheureusement pas la réponse... C'est juste qu'il me semblait que vous considériez les tubes comme une techno complètement dépasser alors qu'ils sont encore utilisés de nos jours.... Ca me semblait tellement tranché par rapport à ce que j'ai pu lire ailleurs...

    annjy,
    Si tu passes par là, peux tu développer tes idées...

    Merci

  14. #13
    PIXEL

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Citation Envoyé par hort Voir le message
    . C'est juste qu'il me semblait que vous considériez les tubes comme une techno complètement dépasser

    Merci
    OÙ et QUAND ai-je écrit ça...

    merci de me citer avec références.

  15. #14
    hort

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Pixel,
    C'était une impression générale de la conversation (pas toi particulièrement). Il me semblait qu'il n'y avait aucun intéret à utiliser les tubes aujourd'hui. J'ai dû mal comprendre ou mal interpréter... SORRY

    D'ailleurs, pour quelles raisons préfert-on les tubes à la place des solid-state?
    Tu disais que les tubes étaient plus robuste contre les radiations... et encore...???

    J'ai lu aussi que les nouveaux satellite intègrait encore des tubes. Est-ce vrai?

    La puissance atteinte par les tubes est souvent mis en avant par les défenseurs des tubes, mais comme le dit f6bes il semblerait qu'il n'est pas nécessaire d'avoir de très forte puissance pour "arroser"... A quoi sert cette puissance alors?....

  16. #15
    annjy

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Citation Envoyé par hort Voir le message
    .......
    annjy,
    Si tu passes par là, peux tu développer tes idées...
    Re bonsoir,

    comme je l'ai déjà dit, le sujet est vaste....et dépend de l'utilisation.

    - En spatial, on raisonne en fonction du prix du kg en orbite...
    - bande de fréquence large ou étroite? (sur les TOP, quand j'ai parlé de 20% de rendement, je pensais à des applications très large bande. en bande étroite, on atteint 60 à 70% d'après la littérature existante)
    - gamme de puissance?

    Je suggère une recherche sur Google (ou autre) :
    "TWTA vs solid-state amplifier" par exemple

    (nota: anglophone obligatoire. TWTA pour Travelling Wave Tube Amplifier, vs pour versus,....etc)

    A+,
    JY

  17. #16
    annjy

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Re,

    je n'avais pas cherché en français....

    mais avec "tube à onde progressive etat solide", on trouve par exemple ceci:

    http://www.techniques-ingenieur.fr/a...e-choix--.html

    A+,
    JY

  18. #17
    Topchef

    Re : Tube à ondes progressives vs semi-conducteur – amplification haute fréquence

    Bonjour
    Désole de vous répondre 3 ans après mais il a fallu améliorer les performances des tubes
    La problématique pour les amplis spatiaux est d'avoir un produit fiable ( 15 ans de duree de vie) dans un environnement sévère ( température, vibration, chocs, rayonnements) et avoir des rendements électriques très élevés. Pourquoi : rendement électrique élevé est requis car la puissance disponible à bord est limitée ( elle est fournie par les panneaux solaires) . L'avantage d'avoir un rendement électrique élevé est que la dissipation thermique est faible ( la capacité des caloducs a evacuer les calories est limitée ) ex : un tube ku de 70 % de rendement consommera 100w pour une puissance RF de 70w et donc aura une dissipation de 30w, c'est un point très intéressant au niveau satellite. Une tendance forte à ce jour est d'augmenter la puissance RF a bord ( lié à la Tv hd, internet a haut débit, de plus en plus de chaînes télé) et donc le rendement électrique devient de plus en plus important. C'EST la raison pour laquelle le tube est la techno utilisée pour les satellites géostationnaires . L' état solide fait des progrès , notamment avec le GaN depuis peu mais cette techno ne permet pas d'avoir des rendements élevés à haute fréquence la ou le business se développe , les tus ont donc encore de beaux jours devant eux sachant qu ils n ont pas dit leur dernier mot ( développements en cours pour avoir plus de puissance et plus de rendement)
    C est un domaine très intéressant ou l' Europe est leader et ou le marche sé porte bien, cela mets un peu de baume au cœur en cette période difficile

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