EP3072234A1 - Improved radiofrequency power limiter, and associated radiofrequency emitter and/or receiver chain and low-noise amplifying stage - Google Patents

Improved radiofrequency power limiter, and associated radiofrequency emitter and/or receiver chain and low-noise amplifying stage

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Publication number
EP3072234A1
EP3072234A1 EP14799480.0A EP14799480A EP3072234A1 EP 3072234 A1 EP3072234 A1 EP 3072234A1 EP 14799480 A EP14799480 A EP 14799480A EP 3072234 A1 EP3072234 A1 EP 3072234A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
limiter
transistor
radio frequency
input
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14799480.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Philippe Plaze
Vincent Petit
Benoît Mallet-Guy
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP3072234A1 publication Critical patent/EP3072234A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
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    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
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    • H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
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    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
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    • H03F2200/211—Indexing scheme relating to amplifiers the input of an amplifier can be attenuated by a continuously controlled transistor attenuator
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    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
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    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Definitions

  • Radiofrequency power limiter Radiofrequency transmission and / or reception string and associated low noise amplification stage
  • the present invention relates to radiofrequency power limiters (RF in the following).
  • a limiter 10 is generally used in a reception channel 1, downstream of an RF reception antenna 20 and upstream of an amplification stage 30 and a treatment stage 40
  • the amplification stage 30 comprises, at the input, a low noise amplifier 32, called LNA (according to the acronym "Low Noise Amplifier”).
  • LNA low noise amplifier
  • the function of the limiter is to protect the LNA amplifier from high power signals received by the antenna.
  • Such a limiter is also used downstream of a LNA amplifier that is robust to high power signals, in order to protect the downstream part of the reception chain, for example components of the processing stage that would be sensitive to power levels. too high, such as coders.
  • such a limiter is used in any RF transmission / reception chain requiring, at one point or another, a limitation of the level of the maximum power delivered at the input of a sensitive component.
  • the limiters are generally made from PIN diode because they offer good power handling.
  • the PIN diodes are placed in a "head-to-tail" configuration.
  • the limiter 100 comprises two pairs of diodes 102, 104 and 1 12, 1 14, the diodes of each pair being placed head to tail.
  • Such a configuration makes it possible to clipping the positive half-wave and the negative half-wave of an input signal, beyond a power threshold P0.
  • the PIN diodes are placed in parallel.
  • the limiter 200 comprises three diodes 202, 204, 206 in parallel. Such a configuration makes it possible to clip the input signal from a power threshold P0.
  • the triggering threshold P0 of the limiter is mainly related to the type of PIN diodes used and their characteristics in direct current (DC). For example, in FIG. 4 representing the output power Pout of the limiter 100 as a function of the input power Pin, the threshold P0 is approximately 14.75 dBm. However, the PO threshold can not be set. This lack of "reconfigurability" of a limiter does not produce a "standard” limiter and use it in different applications operating in the same bandwidth.
  • the invention therefore aims to overcome the aforementioned problem, in particular by providing a reconfigurable limiter.
  • the subject of the invention is a radiofrequency power limiter, characterized in that it comprises at least one transistor, a drain of the or each transistor being connected directly to a mesh connecting an input and an output of the limiter, a source of the or each transistor being connected to a common reference potential, and a gate of the or each transistor being connected to a common control potential, the or each transistor being unpolarized between its drain and its source during the operation of the limiter.
  • the limiter comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the mesh connecting the input and the output of the limiter comprises, between the connection nodes of the drains of the first and second transistors, an intermediate inductance
  • the mesh connecting the input to the output of the limiter comprises an input inductance between the input of the limiter and a connection node of the drain of an upstream transistor, and / or an output inductance between a connection node of the drain of a downstream transistor among said at least one transistor and the output of the limiter;
  • the gate of the or each transistor is connected to the common control potential (Voff), via a protection resistor;
  • the drain of the or each transistor is connected directly to the mesh connecting the input and the output of the limiter
  • the source of the or each transistor is connected directly to the reference potential
  • control potential corresponds to a first terminal of a voltage source, the other terminal of the voltage source being connected to said reference potential;
  • the voltage source is controlled by a suitable control signal
  • the or each transistor is a field effect transistor
  • An electrical equivalent in a low power operating area is given by a transmission line; it is realized in a power technology, in particular a technology based on Gallium Nitride.
  • the invention also relates to a component of the low noise amplifier type, characterized in that it incorporates a limiter as defined above.
  • the invention also relates to a radio frequency signal transmission or reception channel, characterized in that it comprises a limiter as defined above.
  • FIG. 1 schematically represents an RF reception chain
  • FIG. 2 is a block diagram of a diode-to-diode limiter according to the state of the art
  • Figure 3 is a block diagram of a diode limiter in parallel according to the state of the art
  • Fig. 4 is a graph showing the output power as a function of the input power at 10 GHz for the back-to-back diode limiter of Fig. 2;
  • FIG. 5 is a block diagram of a cold FET limiter with GaN technology according to the invention.
  • FIG. 6 is an equivalent diagram of the limiter of FIG. 5 in a linear operating zone
  • Fig. 7 is a graph of the transmission response of the limiter of Fig. 5 in a linear operating area
  • FIG. 8 is a graph of the reflection coefficients at the input and at the output of the limiter of FIG. 5 in a linear operating zone
  • Fig. 9 is a graph of gain versus input power for a frequency of 10 GHz for different values of the control potential of the limiter of Fig. 5;
  • Fig. 10 is a graph of the output power vs. input power for a frequency of 10 GHz for different values of the control potential of the limiter of Fig. 5.
  • the RF power limiter 300 is made from a plurality of transistors Ti. These are preferably field effect transistors FET (for "Field Effect Transistor” in English). If another type of transistor is used, the correspondence between source, drain and gate of a FET transistor to the corresponding terminals of this other type of transistor is obvious to those skilled in the art.
  • FET Field Effect Transistor
  • the limiter 300 comprises four transistors Ti identical to each other.
  • the transistors are placed in parallel between the input E and the output S of the limiter
  • the mesh connecting the input E to the output S comprises first, second, third and fourth nodes, Ni.
  • the drain d of the i th transistor Ti is connected to the i th node Ni, while the source s of the i th transistor Ti is connected to a reference potential, for example to ground.
  • the transistors Ti are said to be cold, that is to say that they are not biased between their drain d and their source s during the operation of the limiter 300.
  • the limiter 300 also comprises a plurality of Li inductors (also called self-inductances). They are placed in series, with respect to one another, in the mesh connecting the input E to the output S.
  • Li inductors also called self-inductances
  • FIG. 5 five inductances Li are used: the first L1 between the input E and the first node N1 ; the second L2, between the first node N1 and the second node N2; the third L3, between the second node N2 and the third node N3; the fourth L4, between the third node N3 and the fourth node N4; and the fifth L5, between the fourth node N4 and the output S.
  • Li impedances for example have the same value L.
  • first and fifth inductors L1 and L5 is optional to take into account the wiring son connected to the input E and the output S of the limiter 300, these wiring son can be likened to inductances.
  • the grid g. the i th transistor Ti is connected via a protective resistor R, to a polarization potential (or control voltage) Voff.
  • the resistors Ri have an identical value R.
  • a voltage source 320 makes it possible to establish the value of the potential difference between the polarization potential and the reference potential, that is to say between the gate g. and the source s of each transistor Ti.
  • the bias potential Voff is selected and applied so as to block the transistors Ti.
  • the transistors Ti connected in parallel, are, as a first approximation, equivalent to capacitors Ci.
  • the equivalent capacities Ci are identical to each other. Thus, in the linear operating zone of the limiter 300, it is equivalent to a transmission line. Such an electrical equivalent of the limiter of FIG. 5 is shown in FIG.
  • the linear operating zone of the limiter 300 is given by the frequency range having a gain between 0 and -3 dB.
  • the linear operating zone extends to a characteristic cutoff frequency fc.
  • Such a limiter since it is equivalent to a transmission line makes it possible to limit transmission losses within the linear operating zone of the limiter (that is to say outside the power limitation range, below the P0 threshold).
  • Such a limiter also has a good input power matching (curve C1 in FIG. 8) and output (curve C2 in FIG. 8), over an extended frequency range.
  • the power operating range of the limiter 300 is adjustable using the value of the control voltage Voff applied by the voltage source 320.
  • FIGS. 9 and 10 respectively show the power gain of the limiter 300 as a function of the input power Pin, or, to allow a comparison with FIG. 4 of the prior art, the output power Pout. according to the Pin input power.
  • FIG. 9 thus shows the evolution of the gain of the limiter 300 as a function of the input power Pin of a 10 GHz RF signal, for a control voltage Voff applied between the gate g. and the source s of cold FET transistors between -20 V and
  • FIG. 10 shows the evolution of the RF power Pout at the output of the limiter 300 as a function of the input power Pin of a 10 GHz RF signal, for a control voltage Voff applied between the gate g. and the source s of cold FET transistors between -20 V and -4 V.
  • the adaptation of the voltage delivered by the source 320 thus makes it possible to reconfigure the limiter 300 as a function of its use. It can be a fixed voltage source, chosen during the production of the reception chain, or a modifiable voltage source, depending on a suitable control signal.
  • the diodes on which the limiters of the prior art are constructed are not always available in integrated circuit technologies of the type MMIC (according to the acronym "Monolithic Microwave Integrated Circuit”).
  • MMIC Complementary Metal-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Oxide-Ox-Ox
  • the solution presented above allows integration in MMIC technology. It is for example possible to integrate, on the same circuit, a limiter and a low noise amplifier (LNA). The component thus obtained allows a saving of space and thus to achieve an RF receiver chain having increased compactness.
  • LNA low noise amplifier
  • the limiter shown above can be realized in a power technology, preferably a power MMIC technology.
  • a power MMIC technology based on Gallium Nitride (GaN) makes it possible to produce a limiter with good power handling.
  • GaN Gallium Nitride

Landscapes

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  • Amplifiers (AREA)

Abstract

The invention relates to a radiofrequency power limiter (300) comprising at least one transistor (T1, T2, T3, T4), a drain (D) of the or each transistor being directly connected to a mesh connecting an inlet (E) and an outlet (S) of the limiter, a source (S) of the or each transistor being connected to a common reference potential, and a gate (G) of the or each transistor being connected to a common command potential (Voff), the or each transistor being non-polarised between the drain thereof and the source thereof during the operation of the limiter.

Description

Limiteur de puissance radiofréquence amélioré ; Chaîne d'émission et/ou de réception radiofréquence et étage d'amplification faible bruit associés  Enhanced radiofrequency power limiter; Radiofrequency transmission and / or reception string and associated low noise amplification stage
La présente invention est relative aux limiteurs de puissance radiofréquence (RF dans ce qui suit). The present invention relates to radiofrequency power limiters (RF in the following).
Comme représenté schématiquement sur la figure 1 , un limiteur 10 est généralement utilisé dans une chaîne de réception 1 , en aval d'une antenne 20 de réception RF et en amont d'un étage d'amplification 30 et d'un étage de traitement 40. L'étage d'amplification 30 comporte, en entrée, un amplificateur faible bruit 32, dit LNA (selon l'acronyme anglais « Low Noise Amplifier »). La fonction du limiteur est de protéger l'amplificateur LNA des signaux de forte puissance, reçus par l'antenne.  As shown diagrammatically in FIG. 1, a limiter 10 is generally used in a reception channel 1, downstream of an RF reception antenna 20 and upstream of an amplification stage 30 and a treatment stage 40 The amplification stage 30 comprises, at the input, a low noise amplifier 32, called LNA (according to the acronym "Low Noise Amplifier"). The function of the limiter is to protect the LNA amplifier from high power signals received by the antenna.
Un tel limiteur est également utilisé en aval d'un amplificateur LNA robuste aux signaux de forte puissance, afin de protéger la partie aval de la chaîne de réception, par exemple des composants de l'étage de traitement qui seraient sensibles à des niveau de puissance trop élevés, tels que des codeurs.  Such a limiter is also used downstream of a LNA amplifier that is robust to high power signals, in order to protect the downstream part of the reception chain, for example components of the processing stage that would be sensitive to power levels. too high, such as coders.
Plus généralement, un tel limiteur est utilisé dans toute chaîne d'émission/réception RF nécessitant, en un point ou en un autre, une limitation du niveau de la puissance maximum délivrée en entrée d'un composant sensible.  More generally, such a limiter is used in any RF transmission / reception chain requiring, at one point or another, a limitation of the level of the maximum power delivered at the input of a sensitive component.
Actuellement, les limiteurs sont généralement réalisés à partir de diode PIN, car celles-ci offrent une bonne tenue en puissance.  Currently, the limiters are generally made from PIN diode because they offer good power handling.
Selon un premier mode de réalisation d'un limiteur de l'état de la technique, les diodes PIN sont placées dans une configuration « tête-bêche ». Sur la figure 2, le limiteur 100 comporte deux paires de diodes 102, 104 et 1 12, 1 14, les diodes de chaque paire étant placées tête-bêche. Une telle configuration permet d'écrêter la demi-alternance positive et la demi-alternance négative d'un signal d'entrée, au-delà d'un seuil P0 de puissance.  According to a first embodiment of a limiter of the state of the art, the PIN diodes are placed in a "head-to-tail" configuration. In Figure 2, the limiter 100 comprises two pairs of diodes 102, 104 and 1 12, 1 14, the diodes of each pair being placed head to tail. Such a configuration makes it possible to clipping the positive half-wave and the negative half-wave of an input signal, beyond a power threshold P0.
Selon un second mode de réalisation d'un limiteur de l'état de la technique, les diodes PIN sont placées en parallèle. Sur la figure 3, le limiteur 200 comporte trois diodes 202, 204, 206 en parallèle. Une telle configuration permet d'écrêter le signal d'entrée à partir d'un seuil P0 de puissance.  According to a second embodiment of a limiter of the state of the art, the PIN diodes are placed in parallel. In FIG. 3, the limiter 200 comprises three diodes 202, 204, 206 in parallel. Such a configuration makes it possible to clip the input signal from a power threshold P0.
Le seuil P0 de déclenchement du limiteur est principalement lié au type de diodes PIN utilisées et à leurs caractéristiques en courant continu (DC). Par exemple, sur la figure 4 représentant la puissance de sortie Pout du limiteur 100 en fonction de la puissance d'entrée Pin, le seuil P0 est d'environ 14,75 dBm. Cependant, le seuil PO ne peut pas être réglé. Cette absence de « reconfigurabilité » d'un limiteur ne permet pas de produire un limiteur « standard » et de l'utiliser dans différentes applications, fonctionnant dans la même bande passante. The triggering threshold P0 of the limiter is mainly related to the type of PIN diodes used and their characteristics in direct current (DC). For example, in FIG. 4 representing the output power Pout of the limiter 100 as a function of the input power Pin, the threshold P0 is approximately 14.75 dBm. However, the PO threshold can not be set. This lack of "reconfigurability" of a limiter does not produce a "standard" limiter and use it in different applications operating in the same bandwidth.
L'invention a donc pour but de pallier le problème précité, notamment en proposant un limiteur reconfigurable.  The invention therefore aims to overcome the aforementioned problem, in particular by providing a reconfigurable limiter.
Pour cela, l'invention a pour objet un limiteur de puissance radiofréquence, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un transistor, un drain du ou de chaque transistor étant connecté directement à une maille reliant une entrée et une sortie du limiteur, une source du ou de chaque transistor étant connectée à un potentiel de référence commun, et une grille du ou de chaque transistor étant connectée à un potentiel de commande commun, le ou chaque transistor étant non polarisé entre son drain et sa source au cours du fonctionnement du limiteur.  For this, the subject of the invention is a radiofrequency power limiter, characterized in that it comprises at least one transistor, a drain of the or each transistor being connected directly to a mesh connecting an input and an output of the limiter, a source of the or each transistor being connected to a common reference potential, and a gate of the or each transistor being connected to a common control potential, the or each transistor being unpolarized between its drain and its source during the operation of the limiter.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le limiteur comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :  According to particular embodiments, the limiter comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
- il comporte au moins des premier et second transistors, et dans lequel la maille reliant l'entrée et la sortie du limiteur comporte, entre les nœuds de connexion des drains des premier et second transistors, une inductance intermédiaire ;  it comprises at least first and second transistors, and wherein the mesh connecting the input and the output of the limiter comprises, between the connection nodes of the drains of the first and second transistors, an intermediate inductance;
- la maille reliant l'entrée à la sortie du limiteur comporte une inductance d'entrée entre l'entrée du limiteur et un nœud de connexion du drain d'un transistor amont, et/ou une inductance de sortie entre un nœud de connexion du drain d'un transistor aval parmi ledit au moins un transistor et la sortie du limiteur ;  the mesh connecting the input to the output of the limiter comprises an input inductance between the input of the limiter and a connection node of the drain of an upstream transistor, and / or an output inductance between a connection node of the drain of a downstream transistor among said at least one transistor and the output of the limiter;
- la grille du ou de chaque transistor est connectée au potentiel de commande (Voff) commun, par l'intermédiaire d'une résistance de protection ;  the gate of the or each transistor is connected to the common control potential (Voff), via a protection resistor;
- le drain du ou de chaque transistor est connecté directement à la maille reliant l'entrée et la sortie du limiteur ;  the drain of the or each transistor is connected directly to the mesh connecting the input and the output of the limiter;
- la source du ou de chaque transistor est connectée directement au potentiel de référence ;  the source of the or each transistor is connected directly to the reference potential;
- le potentiel de commande correspond à une première borne d'une source de tension, l'autre borne de la source de tension étant connectée audit potentiel de référence ;  the control potential corresponds to a first terminal of a voltage source, the other terminal of the voltage source being connected to said reference potential;
- la source de tension est commandée par un signal de commande adapté ;  the voltage source is controlled by a suitable control signal;
- le ou chaque transistor est un transistor à effet de champ ;  the or each transistor is a field effect transistor;
- un équivalent électrique dans une zone de fonctionnement faible puissance est donné par une ligne de transmission ; - il est réalisé dans une technologie de puissance, notamment une technologie à base de Nitrure de Gallium. - An electrical equivalent in a low power operating area is given by a transmission line; it is realized in a power technology, in particular a technology based on Gallium Nitride.
L'invention a également pour objet un composant du type amplificateur faible bruit, caractérisé en ce qu'il intègre un limiteur tel que défini ci-dessus.  The invention also relates to a component of the low noise amplifier type, characterized in that it incorporates a limiter as defined above.
L'invention concerne encore une chaîne d'émission ou de réception de signaux radiofréquences, caractérisée en ce qu'elle comporte un limiteur tel que défini ci-dessus.  The invention also relates to a radio frequency signal transmission or reception channel, characterized in that it comprises a limiter as defined above.
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :  The invention and its advantages will be better understood on reading the following description of an exemplary embodiment, given solely for illustrative and nonlimiting purposes, and with reference to the appended drawings in which:
La figure 1 représente schématiquement un chaîne de réception RF ; FIG. 1 schematically represents an RF reception chain;
La figure 2 est un schéma de principe d'un limiteur à diodes tête-bêche selon l'état de la technique ; FIG. 2 is a block diagram of a diode-to-diode limiter according to the state of the art;
La figure 3 est un schéma de principe d'un limiteur à diodes en parallèle selon l'état de la technique ;  Figure 3 is a block diagram of a diode limiter in parallel according to the state of the art;
La figure 4 est un graphe représentant la puissance de sortie en fonction de la puissance d'entrée à 10 GHz pour le limiteur à diodes tête-bêche de la figure 2 ;  Fig. 4 is a graph showing the output power as a function of the input power at 10 GHz for the back-to-back diode limiter of Fig. 2;
La figure 5 est un schéma de principe d'un limiteur à FET froids en technologie GaN selon l'invention ;  FIG. 5 is a block diagram of a cold FET limiter with GaN technology according to the invention;
La figure 6 est un schéma équivalent du limiteur de la figure 5 dans une zone de fonctionnement linéaire ;  FIG. 6 is an equivalent diagram of the limiter of FIG. 5 in a linear operating zone;
La figure 7 est un graphe de la réponse en transmission du limiteur de la figure 5 dans une zone de fonctionnement linéaire ;  Fig. 7 is a graph of the transmission response of the limiter of Fig. 5 in a linear operating area;
La figure 8 est un graphe des coefficients de réflexion en entrée et en sortie du limiteur de la figure 5 dans une zone de fonctionnement linéaire ;  FIG. 8 is a graph of the reflection coefficients at the input and at the output of the limiter of FIG. 5 in a linear operating zone;
La figure 9 est un graphe du gain en fonction de la puissance d'entrée pour une fréquence de 10 GHz pour différentes valeurs du potentiel de commande du limiteur de la figure 5 ; et,  Fig. 9 is a graph of gain versus input power for a frequency of 10 GHz for different values of the control potential of the limiter of Fig. 5; and,
La figure 10 est un graphe de la puissance de sortie en fonction de la puissance d'entrée pour une fréquence de 10 GHz pour différentes valeurs du potentiel de commande du limiteur de la figure 5.  Fig. 10 is a graph of the output power vs. input power for a frequency of 10 GHz for different values of the control potential of the limiter of Fig. 5.
Un mode de réalisation préférentiel d'un limiteur de puissance radiofréquence selon l'invention va être présenté en référence à la figure 5.  A preferred embodiment of a radiofrequency power limiter according to the invention will be presented with reference to FIG.
Sur cette figure, le limiteur de puissance RF 300 est réalisé à partir d'une pluralité de transistors Ti. Il s'agit de préférence de transistors à effet de champ FET (pour « Field Effect Transistor » en anglais). Si un autre type de transistor est utilisé, la correspondance entre source, drain et grille d'un transistor FET vers les bornes correspondantes de cet autre type de transistor est évidente pour l'homme du métier. In this figure, the RF power limiter 300 is made from a plurality of transistors Ti. These are preferably field effect transistors FET (for "Field Effect Transistor" in English). If another type of transistor is used, the correspondence between source, drain and gate of a FET transistor to the corresponding terminals of this other type of transistor is obvious to those skilled in the art.
Sur la figure 5, le limiteur 300 comporte quatre transistors Ti identiques entre eux. In Figure 5, the limiter 300 comprises four transistors Ti identical to each other.
Les transistors sont placés en parallèle entre l'entrée E et la sortie S du limiteurThe transistors are placed in parallel between the input E and the output S of the limiter
300. 300.
Plus précisément, la maille reliant l'entrée E à la sortie S comporte des premier, second, troisième et quatrième nœuds, Ni.  More specifically, the mesh connecting the input E to the output S comprises first, second, third and fourth nodes, Ni.
Le drain d du ieme transistor Ti est connecté au ieme nœud Ni, tandis que la source s du ieme transistor Ti est connectée à un potentiel de référence, par exemple à la masse. The drain d of the i th transistor Ti is connected to the i th node Ni, while the source s of the i th transistor Ti is connected to a reference potential, for example to ground.
Les transistors Ti sont dit froids, c'est à dire qu'ils ne sont pas polarisés entre leur drain d et leur source s au cours du fonctionnement du limiteur 300.  The transistors Ti are said to be cold, that is to say that they are not biased between their drain d and their source s during the operation of the limiter 300.
Le limiteur 300 comporte également une pluralité d'inductances Li (aussi dénommées self-inductances). Elles sont placées en série, les unes par rapport aux autres, dans la maille reliant l'entrée E à la sortie S. Sur la figure 5, cinq inductances Li sont utilisées : la première L1 entre l'entrée E et le premier nœud N1 ; la seconde L2, entre le premier nœud N1 et le second nœud N2 ; la troisième L3, entre le second nœud N2 et le troisième nœud N3 ; la quatrième L4, entre le troisième nœud N3 et le quatrième nœud N4 ; et la cinquième L5, entre le quatrième nœud N4 et la sortie S.  The limiter 300 also comprises a plurality of Li inductors (also called self-inductances). They are placed in series, with respect to one another, in the mesh connecting the input E to the output S. In FIG. 5, five inductances Li are used: the first L1 between the input E and the first node N1 ; the second L2, between the first node N1 and the second node N2; the third L3, between the second node N2 and the third node N3; the fourth L4, between the third node N3 and the fourth node N4; and the fifth L5, between the fourth node N4 and the output S.
Les impédances Li ont par exemple la même valeur L.  Li impedances for example have the same value L.
Il est à noter que la présence des première et cinquième inductances L1 et L5 est facultative pour tenir compte des fils de câblage connectés à l'entrée E et à la sortie S du limiteur 300, ces fils de câblage pouvant être assimilés à des inductances.  It should be noted that the presence of the first and fifth inductors L1 and L5 is optional to take into account the wiring son connected to the input E and the output S of the limiter 300, these wiring son can be likened to inductances.
La grille g. du ieme transistor Ti est connectée, via une résistance de protection Ri, à un potentiel de polarisation (ou tension de commande) Voff. The grid g. the i th transistor Ti is connected via a protective resistor R, to a polarization potential (or control voltage) Voff.
Les résistances Ri ont une valeur identique R.  The resistors Ri have an identical value R.
Une source de tension 320 permet d'établir la valeur de la différence de potentiel entre le potentiel de polarisation et le potentiel de référence, c'est-à-dire entre la grille g. et la source s de chaque transistor Ti.  A voltage source 320 makes it possible to establish the value of the potential difference between the polarization potential and the reference potential, that is to say between the gate g. and the source s of each transistor Ti.
Dans la zone de fonctionnement linéaire du limiteur 300, le potentiel de polarisation Voff est choisi et appliqué de façon à bloquer les transistors Ti.  In the linear operating zone of the limiter 300, the bias potential Voff is selected and applied so as to block the transistors Ti.
Ainsi, dans la zone de fonctionnement linéaire du limiteur 300, les transistors Ti, montés en parallèle, sont, en première approximation, équivalents à des capacités Ci.  Thus, in the linear operating zone of the limiter 300, the transistors Ti, connected in parallel, are, as a first approximation, equivalent to capacitors Ci.
Les capacités équivalentes Ci sont identiques entre elles. Ainsi, dans la zone de fonctionnement linéaire du limiteur 300, celui-ci est équivalent à une ligne de transmission. Un tel équivalent électrique du limiteur de la figure 5 est représenté sur la figure 6. The equivalent capacities Ci are identical to each other. Thus, in the linear operating zone of the limiter 300, it is equivalent to a transmission line. Such an electrical equivalent of the limiter of FIG. 5 is shown in FIG.
Sur la figure 7, la zone de fonctionnement linaire du limiteur 300 est donnée par la plage de fréquences présentant un gain entre 0 et -3dB. La zone de fonctionnement linéaire s'étend jusqu'à une fréquence de coupure fc caractéristique.  In FIG. 7, the linear operating zone of the limiter 300 is given by the frequency range having a gain between 0 and -3 dB. The linear operating zone extends to a characteristic cutoff frequency fc.
La fréquence de coupure fc du limiteur est liée aux capacités équivalentes (Ci = The cutoff frequency fc of the limiter is linked to the equivalent capacities (Ci =
C) ainsi qu'aux inductances (Li = L), par la relation fc = Les inductances (Li = L) sont elles-mêmes choisies en fonction des capacités équivalentes (Ci = C) pour obtenir l'équivalence 'une ligne de transmission d'impédance caractéristique Zc, en utilisant la relation Zc = (Zc étant généralement choisie égale à 50 Ω). Le choix du transistor, C) as well as to the inductances (Li = L), by the relation fc = The inductances (Li = L) are themselves chosen according to the equivalent capacitances (Ci = C) to obtain the equivalence of a transmission line of characteristic impedance Zc, using the relation Zc = (Zc being generally chosen equal to 50 Ω). The choice of the transistor,
et par conséquent de sa capacité équivalente, permet donc de définir la fréquence de coupure du limiteur. and therefore its equivalent capacity, thus allows to define the cutoff frequency of the limiter.
Un tel limiteur puisqu'il est équivalent à une ligne de transmission permet de limiter les pertes en transmission à l'intérieur de la zone de fonctionnement linéaire du limiteur (c'est-à-dire en dehors de la plage de limitation en puissance, au-dessous du seuil P0).  Such a limiter since it is equivalent to a transmission line makes it possible to limit transmission losses within the linear operating zone of the limiter (that is to say outside the power limitation range, below the P0 threshold).
Un tel limiteur présente également une bonne adaptation en puissance en entrée (courbe C1 sur la figure 8) et en sortie (courbe C2 sur la figure 8), sur une gamme de fréquence étendue.  Such a limiter also has a good input power matching (curve C1 in FIG. 8) and output (curve C2 in FIG. 8), over an extended frequency range.
La plage de fonctionnement en puissance du limiteur 300 est réglable à l'aide de la valeur de la tension de commande Voff appliquée par la source de tension 320.  The power operating range of the limiter 300 is adjustable using the value of the control voltage Voff applied by the voltage source 320.
Ceci est illustré par les figures 9 et 10, qui présentent respectivement le gain en puissance du limiteur 300 en fonction de la puissance Pin en entrée, ou, pour permettre une comparaison avec la figure 4 de l'art antérieur, la puissance de sortie Pout en fonction de la puissance d'entrée Pin.  This is illustrated by FIGS. 9 and 10, which respectively show the power gain of the limiter 300 as a function of the input power Pin, or, to allow a comparison with FIG. 4 of the prior art, the output power Pout. according to the Pin input power.
La figure 9 présente ainsi l'évolution du gain du limiteur 300 en fonction de la puissance d'entrée Pin d'un signal RF à 10 GHz, pour une tension de commande Voff appliquée entre la grille g. et la source s des transistors FET froids comprise entre -20 V et FIG. 9 thus shows the evolution of the gain of the limiter 300 as a function of the input power Pin of a 10 GHz RF signal, for a control voltage Voff applied between the gate g. and the source s of cold FET transistors between -20 V and
-4 V. -4 V.
La figure 10 présente l'évolution de la puissance RF Pout en sortie du limiteur 300 en fonction de la puissance d'entrée Pin d'un signal RF à 10 GHz, pour une tension de commande Voff appliquée entre la grille g. et la source s des transistors FET froids comprise entre -20 V et -4 V.  FIG. 10 shows the evolution of the RF power Pout at the output of the limiter 300 as a function of the input power Pin of a 10 GHz RF signal, for a control voltage Voff applied between the gate g. and the source s of cold FET transistors between -20 V and -4 V.
Les pertes à bas niveau de puissance (Pin inférieur à P0) varient très peu en fonction de la tension de commande Voff (de l'ordre de 0,2 dB). Par contre, la tension de commande Voff permet de faire évoluer le seuil PO de déclenchement du limiteur 300 sur une gamme de valeurs étendue, entre POmin = + 15 dBm (pour Voff = -4 V) et POmax = 39 dBm (pour Voff = -20 V). The losses at low power level (Pin less than P0) vary very little according to the control voltage Voff (of the order of 0.2 dB). On the other hand, the control voltage Voff makes it possible to change the triggering point OP of the limiter 300 over an extended range of values between POmin = + 15 dBm (for Voff = -4 V) and POmax = 39 dBm (for Voff = -20 V).
L'adaptation de la tension délivrée par la source 320 permet ainsi de reconfigurer le limiteur 300 en fonction de son utilisation. Il peut s'agir d'une source de tension fixe, choisie lors de la fabrication de la chaîne de réception, ou d'une source de tension modifiable, en fonction d'un signal de commande adapté.  The adaptation of the voltage delivered by the source 320 thus makes it possible to reconfigure the limiter 300 as a function of its use. It can be a fixed voltage source, chosen during the production of the reception chain, or a modifiable voltage source, depending on a suitable control signal.
Avantageusement, les diodes à base desquels sont construits les limiteurs de l'art antérieur ne sont pas toujours disponibles dans des technologies de circuits intégrés du type MMIC (selon l'acronyme anglais « Monolithic Microwave Integrated Circuit »). De ce fait, les possibilités d'intégration des limiteurs de l'art antérieur avec d'autres composants réalisés en technologie MMIC (en particulier avec des amplificateurs faible bruit LNA) sont limitées.  Advantageously, the diodes on which the limiters of the prior art are constructed are not always available in integrated circuit technologies of the type MMIC (according to the acronym "Monolithic Microwave Integrated Circuit"). As a result, the possibilities of integrating limiters of the prior art with other components made in MMIC technology (in particular with LNA low noise amplifiers) are limited.
Au contraire, la solution présentée ci-dessus autorise une intégration en technologie MMIC. Il est donc par exemple possible d'intégrer, sur un même circuit, un limiteur et un amplificateur faible bruit (LNA). Le composant ainsi obtenu permet un gain de place et ainsi de réaliser une chaîne de réception RF présentant une compacité accrue.  On the contrary, the solution presented above allows integration in MMIC technology. It is for example possible to integrate, on the same circuit, a limiter and a low noise amplifier (LNA). The component thus obtained allows a saving of space and thus to achieve an RF receiver chain having increased compactness.
Le limiteur présenté ci-dessus peut être réalisé dans une technologie de puissance, de préférence une technologie MMIC de puissance. Par exemple, le choix d'une technologie MMIC à base de Nitrure de Gallium (GaN) permet de réaliser un limiteur offrant une bonne tenue en puissance.  The limiter shown above can be realized in a power technology, preferably a power MMIC technology. For example, the choice of a MMIC technology based on Gallium Nitride (GaN) makes it possible to produce a limiter with good power handling.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Limiteur de puissance radiofréquence (300), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un transistor (T1 , T2, T3, T4), un drain du ou de chaque transistor étant connecté directement à une maille reliant une entrée (E) et une sortie (S) du limiteur, une source du ou de chaque transistor étant connectée à un potentiel de référence commun, et une grille du ou de chaque transistor étant connectée à un potentiel de commande (Voff) commun, le ou chaque transistor étant non polarisé entre son drain et sa source au cours du fonctionnement du limiteur. 1. Radiofrequency power limiter (300), characterized in that it comprises at least one transistor (T1, T2, T3, T4), a drain of the or each transistor being connected directly to a mesh connecting an input (E) and an output (S) of the limiter, a source of the or each transistor being connected to a common reference potential, and a gate of the or each transistor being connected to a common control potential (Voff), the or each transistor being non polarized between its drain and its source during the operation of the limiter.
2. - Limiteur de puissance radiofréquence selon la revendication 1 , comportant au moins des premier et second transistors (Ti, Ti+1 ), et dans lequel la maille reliant l'entrée (E) et la sortie (S) du limiteur (300) comporte, entre les nœuds (Ni, Ni+1 ) de connexion des drains des premier et second transistors, une inductance (Li) intermédiaire. 2. - Radio frequency power limiter according to claim 1, comprising at least first and second transistors (Ti, Ti + 1), and wherein the mesh connecting the input (E) and the output (S) of the limiter (300). ) comprises, between the nodes (Ni, Ni + 1) for connecting the drains of the first and second transistors, an intermediate inductance (Li).
3. - Limiteur de puissance radiofréquence selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la maille reliant l'entrée (E) à la sortie (S) du limiteur (300) comporte : 3. - Radio frequency power limiter according to claim 1 or claim 2, wherein the mesh connecting the input (E) to the output (S) of the limiter (300) comprises:
- une inductance (L1 ) d'entrée entre l'entrée du limiteur et un nœud (N1 ) de connexion du drain d'un transistor (T1 ) amont ;  an input inductor (L1) between the input of the limiter and a node (N1) for connecting the drain of an upstream transistor (T1);
et/ou and or
- une inductance (L5) de sortie entre un nœud (N4) de connexion du drain d'un transistor (T4) aval parmi ledit au moins un transistor et la sortie (S) du limiteur.  an output inductance (L5) between a drain connection node (N4) of a transistor (T4) downstream of said at least one transistor and the output (S) of the limiter.
4.- Limiteur de puissance radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la grille du ou de chaque transistor (Ti) est connectée au potentiel de commande (Voff) commun, par l'intermédiaire d'une résistance de protection (Ri). 4. Radio frequency power limiter according to any one of the preceding claims, wherein the gate of the or each transistor (Ti) is connected to the common control potential (Voff), via a protection resistor ( Ri).
5.- Limiteur de puissance radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le drain du ou de chaque transistor (Ti) est connecté directement à la maille reliant l'entrée (E) et la sortie (S) du limiteur (300). 5. A radiofrequency power limiter according to any one of the preceding claims, wherein the drain of the or each transistor (Ti) is connected directly to the mesh connecting the input (E) and the output (S) of the limiter ( 300).
6.- Limiteur de puissance radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source du ou de chaque transistor (Ti) est connectée directement au potentiel de référence. 6. Radio frequency power limiter according to any one of the preceding claims, wherein the source of the or each transistor (Ti) is connected directly to the reference potential.
7. - Limiteur de puissance radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le potentiel de commande (Voff) correspond à une première borne d'une source de tension (320), l'autre borne de la source de tension étant connectée audit potentiel de référence. 7. - radio frequency power limiter according to any one of the preceding claims, wherein the control potential (Voff) corresponds to a first terminal of a voltage source (320), the other terminal of the voltage source being connected to said reference potential.
8. - Limiteur de puissance radiofréquence selon la revendication 7, dans lequel la source de tension est commandée par un signal de commande adapté. 8. - radio frequency power limiter according to claim 7, wherein the voltage source is controlled by a suitable control signal.
9. - Limiteur de puissance radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque transistor (Ti) est un transistor à effet de champ. 9. - radio frequency power limiter according to any one of the preceding claims, wherein the or each transistor (Ti) is a field effect transistor.
10. - Limiteur de puissance radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans une technologie de puissance, notamment une technologie à base de Nitrure de Gallium. 10. - Radio frequency power limiter according to any one of the preceding claims, characterized in that it is realized in a power technology, including a technology based on Gallium Nitride.
1 1 . - Composant du type amplificateur faible bruit, caractérisé en ce qu'il intègre un limiteur (300) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10. 1 1. - Component of the low noise amplifier type, characterized in that it incorporates a limiter (300) according to any one of claims 1 to 10.
12. - Chaîne (1 ) d'émission ou de réception de signaux radiofréquences, caractérisée en ce qu'elle comporte un limiteur (300) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12. - Chain (1) for transmitting or receiving radio frequency signals, characterized in that it comprises a limiter (300) according to any one of claims 1 to 10.
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