Couverture ElectroniqueS n°127

À l'occasion de la dernière édition de la manifestation European Microwave Week, les annonces d'importance se sont faites plutôt discrètes, tant dans le domaine des solutions de test et de mesure que dans celui des composants et des sous-systèmes RF et micro-ondes. Les visiteurs et les congressistes, en grand nombre cette année, ont quant à eux eu tout loisir de converser sur les grands sujets du moment. Pour la 21 e édition de l'European Microwave Week (EuMW), qui s'est déroulée du 23 au 28 septembre 2018, conférenciers, exposants, visiteurs et organisateurs ont pris la direction de l'Espagne, et plus particulièrement de Madrid. Pour cette première dans la capitale espagnole et sous la chaleur, le nombre de sociétés exposantes a été en recul comparé à celui de l'année précédente – on a dénombré 323 exposants contre 353 lors de l'édition 2017 –, mais le nombre de congressistes, lui, a atteint un record, avec 1 606 personnes uniques enregistrées. Plusieurs fabricants dans le domaine du test et de la mesure n'avaient en effet pas fait le déplacement jusqu'à la Feria de Madrid par rapport aux éditions précédentes de Nuremberg (Allemagne) en 2017 et de Londres (Royaume-Uni) en 2016. D'autres sociétés encore n'étaient présentes que via des distributeurs, à l'instar de l'américain Tektronix qui avait pourtant lancé, quelques semaines auparavant, plusieurs nouveaux produits, à savoir les analyseurs de spectre USB RSA513A et RSA518A travaillant à une gamme de fréquence de 9kHz à respectivement 13,6 et 18 GHz, ainsi que la série d'oscilloscopes numériques à signaux mixtes MSO 6 ( voir Electroniques n°97 ). Les principaux acteurs de la mesure RF et hyperfréquence, eux, étaient bien là, avec plusieurs innovations dans leurs cartons. La manifestation itinérante European Microwave Week qui pour la première fois dans son histoire s'est tenue à Madrid, a rassemblé plus de 300 exposants et sociétés représentées. Des oscilloscopes pour toutes les bourses Sur le stand de l'américain Keysight Technologies, ce dernier n'était pas venu les mains vides. Il présentait en effet, pour la première fois, la série d'oscilloscopes numériques Infiniium UXR. Pour donner une idée de la révolution que représente cette nouvelle série dans le domaine de l'oscilloscopie, il suffit de mentionner deux paramètres: les modèles UXR110xA affichent une bande passante maximale de 110GHz (2 ou 4 voies analogiques) et une fréquence d'échantillonnage par voie de 256 Géch./s ! « Il s'agit d'une vraie bande passante analogique, qui n'est pas obtenue par une technique d'entrelacement, par exemple. Au cœur de nos nouveaux oscilloscopes numériques UXR se trouve un chipset d'acquisition de données en technologie phosphure d'indium (InP) », explique Joe Haver, Product Manager CSG Digital &Photo-nics chez Keysight Technologies. Le leader mondial en solutions de test et mesure électroniques présentait également, sur son stand, la nouvelle série d'instruments de mesure USB Streamline. « Pour une même fonction de mesure, nous proposons différentes approches, telles que les instruments de table, les solutions modulaires PXI Express, les appareils por-tables et les instruments USB. Il y a deux, trois ans, la société a décidé de réellement investir dans ces instruments contrôlés par un PC », rappelle Giovanni d'Amore, EMEAI Marketing Brand Manager chez Keysight Technologies. Keysight Technologies présentait notamment, sur son stand, la série d'oscilloscopes numériques très haut de gamme Infiniium UXR. Les modèles UXR110xA affichent une bande passante maximale de 110GHz et une fréquence d'échantillonnage par voie de 256 Géch./s. C'est ce qui a amené au développement des oscilloscopes deux voies P924xA (bande passante de 200, 500MHz et 1GHz, fréquence d'échantillonnage de 2,5Géch./s par voie, profondeur mémoire de 4 Mpoints en standard), des analyseurs de réseau vectoriels deux ports P937xA (gamme de fréquence allant de 300 kHz jusqu'à 26,5GHz, plancher de bruit de - 108 dBm à 1 GHz, gamme de puissance de - 40 à + 7 dBm à 1GHz, bruit de phase de - 84dBc/Hz à 10 kHz d'une porteuse de 1 GHz) et du générateur de formes d'onde arbitraires I/Q trois canaux P9336A (bande de 135 ou 540 MHz, résolution de 16 bits, bruit de phase en sortie de - 135dBc/Hz à 10 kHz d'une porteuse de 100 MHz, performance d'EVM typique de 0,3 % en LTE/LTE Advanced), qui constituent la série Streamline. Parmi les nouveautés présentées sur son stand, Rohde & Schwarz mettait en avant le convertisseur d'ondes planes PWC200. Il s'agit du premier système permettant de mesurer précisément les caractéristiques de champ lointain d'une antenne à courte portée dans la zone de champ proche. Du côté de l'allemand Rohde & Schwarz, les principales annonces du salon portaient sur la nouvelle version de l'analyseur de spectre et de signal FSW, le système PWC200 et l'extension de l'offre de générateurs. Le groupe allemand a en effet amélioré significativement les performances de tous les modèles 26 GHz et au-delà de sa série haut de gamme FSW. Ces derniers bénéficient désor-mais, en option, d'une largeur d'analyse interne de 2 GHz – l'analyse des signaux large bande de systèmes radar ou des signaux IEEE 802.11ad est possible sans recourir à un numériseur externe – et d'une bande passante de 800 MHz (au lieu de 500MHz) pour l'analyse en temps réel. Autre amélioration, « le bruit de phase est inférieur de 10 dB à celui des modèles précédents, ce qui est particulièrement important dans les applications de résolution de problèmes de modulation 5G dans la gamme milli-métrique », précise Wolfgang Wendler, Product Management Spectrum and Signal Analyzer chez Rohde & Schwarz. Le convertisseur d'ondes planes PWC200, lui, est le premier système permettant de mesurer précisément les caractéristiques de champ lointain d'une antenne à courte portée dans la zone de champ proche. Fonctionnant à des fréquences jusqu'à 6GHz, ce réseau à commande de phase bidirectionnel est composé de 156 antennes Vivaldi à large bande. Chaque antenne possède un déphaseur et un atténuateur pour générer une onde plane sphérique de 1m de diamètre à une distance d'environ 1,5 m de l'équipement à tester. Auparavant, les industriels devaient mettre en œuvre une chambre très grande, de par l'utilisation de miroirs, et onéreuse, à cause de la précision desdits miroirs. Avec le PWC200, les utilisateurs disposent d'un moyen à l'encombrement réduit et moins cher, ce qui le rend idéal pour les applications de Massive MIMO. Des générateurs pour l'automobile, les télécoms Parmi les autres nouveautés, signalons l'introduction de trois nouveaux générateurs, que les visiteurs pouvaient découvrir au travers de la démonstration de test des systèmes avancés d'aide à la conduite ( Advanced Driver Assistance Systems ou ADAS). Le système répondant aux exigences de test obligatoires de la directive sur les équipements radio comprenait en effet le générateur d'échos radar automobiles AREG100A, la chambre blindée ATS1500A, et les générateurs de signal vectoriel SMBV100B et de signal analogique SMB100B. Développé en étroite collaboration avec l'industrie automobile pour les tests en production de masse (OEM et équipementiers de rang 1), l'AREG100A fonctionne dans la bande ISM 24 GHz et la bande E à 77 ou 79 GHz, avec une largeur d'analyse instantanée de 4 GHz, et permet de simuler des échos de quatre objets cibles artificiels au maximum, à une distance donnée (4m ou de 5 à 300m). Il est même possible, en option, d'appliquer des décalages Doppler personnalisables afin de reproduire un mouvement radial des objets. Successeurs des SMB100A et SMBV100A, les générateurs de signal RF milieu de gamme SMB100B (8 kHz à 1, 3 ou 6 GHz) et SMBV100B (8 kHz à 3 ou 6 GHz) se distinguent tous les deux par leur pureté spectrale (bruit de phase de - 126 dBc/Hz typique à 20 kHz d'une porteuse de 1GHz), leur puissance de sortie et la facilité d'utilisation grâce à un écran tactile. Avec un niveau de puissance de sortie compris entre - 145 et + 20 dBm en standard, jusqu'à + 30 ou + 36 dBm avec l'option K31 ou B32, à 1GHz et sans amplificateur externe, les utilisateurs bénéficient d'une configuration de test simplifiée et peuvent s'affranchir des temps d'arrêt pour étalonnage. Parmi les autres évolutions, citons une bande passante RF de 500MHz (interne) ou 2GHz (entrées I/Q externes), des fonctions de suivi d'enveloppe (ET) et de pré-distorsion numérique (DPD), ainsi qu'une nouvelle interface utilisateur associée à un écran tactile. < Le français Hytem a présenté son nouveau récepteur de mesure de champs RF. Associé à un émetteur, il permet de surveiller simultanément jusqu'à trois fréquences différentes, dans la gamme allant de 700MHz à 4GHz. Toujours dans le domaine de la génération, le britannique Pico Technlogy et l'israélien Tabor Electronics, distribué en France par Qualitysource (groupe Spherea Test & Services), ont tous les deux lancé quelques semaines avant le salon les synthétiseurs RF respectifs PicoSource AS108 (300 kHz à 8GHz) et Lucid (100kHz à 3, 6 ou 12 GHz, selon le modèle LS3081, LS6081 ou LS1291). Pour les deux fabricants, il s'agit de l'arrivée sur un nouveau segment de marché, car le britannique est dans les oscilloscopes numériques USB, et l'israélien spécialisé dans les générateurs et les amplificateurs de signal ( nous y reviendrons dans un prochain numéro ). « Cette nouvelle gamme n'est qu'un aperçu des futurs produits sur lesquels travaille notre division RF créée récemment. Ces nouvelles fonctionnalités nous permettent non seulement d'élargir notre portefeuille de produits, mais aussi d'offrir une gamme plus large de solutions à nos clients OEM actuels et potentiels qui cherchent à utiliser et/ou intégrer nos capacités dans leurs plateformes », explique Ron Glazer, CEO de Tabor Electronics. Sur son stand, Pico Technology, qui propose, depuis juin 2017, l'analyseur de réseau vectoriel PicoVNA 106, mettait également en avant ses nouveaux kits de calibration TA430 (insérable, avec connecteurs mâle et femelle) et TA431 (non insérable, avec connecteurs femelles). Sur le stand de l'américain National Instruments, conférenciers et visiteurs avaient l'opportunité de voir différentes démonstrations pour le test d'amplificateurs de puissance 5G pour infrastructures, le test d'amplificateurs de puis-sance 5G pour mobiles, le test des semi-conducteurs avec un système STS T1 doté d'un seul châssis PXI et la conception des filtres, des systèmes radar, etc., avec les dernières évolutions de la version 14 de l'environnement de conception AWR, ainsi que deux démonstrations de son partenaire allemand Konrad. L'une de ces deux démonstrations mettait en avant, pour la première fois, une solution de test Bluetooth LE OTA ( Over-The-Air ) pour un système de mesure de la pression de pneu. Rappelons que National Instruments a notamment mis sur le marché, en début d'année, la version 2.0 de LabView NXG ( voir Electroniques n°98 ). Les Français également présents Du côté des exposants français, parmi lesquels on pouvait compter AirMems, le pôle de compétitivité Alpha-RLH, Amcad Engineering, AO Techn-nologies, les instituts de recherche XLIM et IEMN, Getelec, Inoveos, Jet Metal Technologies, Omnic, Park Electrochemical Corp., Presto Engineering, Radiall, Smart Plastic Products (S2P), Spherea Test & Services et Yole Development, IkaLogic a dévoilé l'analyseur logique 200MHz de la série SP ( nous y reviendrons dans un prochain numéro ), et Hytem a présenté son nouveau récepteur de mesure de champs RF. Associé à un émetteur, il permet de surveiller simultanément jusqu'à trois fréquences différentes, dans la gamme allant de 700MHz à 4GHz. « Les industriels recherchent des produits simples à utiliser pour réaliser des tests de propagation des signaux CW (Continuous Wave, onde entretenue) et vérifier en temps réel la couverture à l'intérieur d'un bâtiment », explique Alain Désiré, directeur général d'Hytem. Signalons aussi le nouvel analyseur de bruit de phase en temps réel HA7062D (10MHz à 26GHz, voire 40GHz en option disponible début 2019, offset de mesure de 0,1 Hz à 100 MHz, accès direct à l'oscillateur local interne des modèles HSX), de l'américain Holzworth Instrumentation, distribué en France par Matech Electronique. Du côté d'Anritsu, le japonais a profité de l'édition 2018 d'EuMW pour dévoiler ses nouveaux composants coaxiaux. La série W1 comprend le séparateur ( splitter ) à deux résistances W241A (perte d'insertion de 8,25dB et perte de retour de l'entrée de 15 dB, entre 50 et 67 GHz), le diviseur de puissance à trois résistances W240A (perte d'insertion de 8,25dB et perte de retour de l'entrée de 13 dB, entre 50 et 67 GHz), un coupleur directionnel et les atténuateurs fixes 41W-x (atténuation de 3, 6 ou 10 dB). Ils supportent tous une bande de fréquence allant du continu à 110GHz, d'où l'absence d'adaptateurs et de certains de leurs effets, et donc d'un calibrage, et ils disposent d'un connecteur W1 (compatible avec les connecteurs 1,0mm). Tabor Electronics s'est officiellement lancé quelques semaines avant le salon dans un nouveau segment de marché avec le synthétiseur RF Lucid, série composée des modèles LS3081, LS6081 et LS1291. « Tous ces composants de qualité métrologique affichent des performances ultra-précises et une répétabilité pour les mesures à très hautes fréquences. Ils permettent de réduire la complexité des mesures et le temps de préparation, ainsi que d'améliorer la précision, comparé aux solutions à interface millimétrique », explique Ferdinand Gerhardes, EMEA Business Development Manager chez Anritsu. On retrouvait également, sur le stand du japonais, un analyseur de réseau vectoriel VectorStar MS4640B avec la nouvelle option - 048, qui en fait le premier instrument capable de réaliser des mesures de facteur de bruit en modes unipolaire, commun et désormais différentiel, sur des composants à 3 ou 4 ports. Cette option n'est disponible que dans les modèles de gamme de fréquence allant de 70kHz à 20GHz ou de 10MHz (70 kHz en option) à 40 et 70GHz. De la commutation à la CEM Le britannique Pickering Interfaces, lui, n'était pas venu les mains vides. La société présentait en effet la famille 40-88xA de 13 commutateurs RF à semiconducteur (10MHz à 8 GHz, configurations SPDT, SP4T, SP6T, SP8T, SP16T et matrice 4x4), les multiplexeurs microondes LXI 60-801 (4 voies) et 60-802 (6 voies), ainsi que le châssis 60-106. « En complément des modèles portables dotés de 2 et 4 emplacements, le châssis USB/LXI au format rack 1U 60-160 peut accueillir jusqu'à six ressources de commutation et/ou de mesure RF et, ainsi, venir s'ajouter à un analyseur de réseau vectoriel, par exemple. Cette solution permet de s'affranchir des contraintes de câblerie, et elle est bien plus économique qu'un châssis PXI à 18 emplacements », explique Michael Crespin, directeur commercial de Pickering Interfaces France. Les multiplexeurs micro-ondes 60-801 et 60-802 se distinguent par la disponibilité de 4, 8, 12 ou 16 groupes de 6 multiplexeurs, pour une bande de fréquence allant du continu à 6, 18, 26,5 ou 40GHz, ainsi que par un format compact (19 pouces de 1U et 2U, selon le nombre de groupes) et par une connectivité LXI. « Ces solutions prêtes à l'emploi permettent là aussi de ne pas recourir à un châssis PXI, et donc d'essayer de se rapprocher de la problématique du client à moindre coût. Nous adaptons pour cela les boîtiers », ajoute Michael Crespin. Enfin l'américain Amplifier Research (AR) n'était pas en reste, lui non plus, question nouveautés. AR Europe présentait sur son stand les amplificateurs large bande de classe A à semi-conducteur 20S6G18A et 40S6G18B (puissance RF minimale respective de 20 et 40 W, de 6 à 18GHz), destinés au test d'immunité rayonnée, au remplacement des amplificateurs à tube à ondes progressives ( Traveling Wave Tube Amplifiers ou TWTA) et aux applications de guerre électronique. « Nous proposons désormais également les amplificateurs audio compacts 7114, 7118 et 7136 de notre partenaire AE Techron, destinés aux applications automobiles et militaires », indique Bernard Bessot, directeur commercial d'AR France. Ces amplificateurs AC/DC, associés chacun à une alimentation DC de précision et indépendante, fonctionnent en mode 4 quadrants, à une fréquence comprise entre le continu et 150kHz. Ils fournissent respectivement un courant de 15A à 13,5 V DC (400 W rms), de 9A à 48 V DC (425 W rms) et de 5A de 13,5 à 48 V DC (900 W rms), et ils affichent une vitesse de balayage respective de 50, 75 et 165 V/µs. « Notre autre partenaire Boonton Electronics a lancé la sonde de puissance RF CPS2008 (50 MHz à 6GHz, dynamique de - 40 à +20 dBm) à un prix défiant toute concurrence et pouvant se connecter à un PC en USB ou RJ45. Le fabricant, qui est connu dans le domaine de la wattmétrie RF impulsionnelle et haut de gamme, se positionne aussi maintenant avec des solutions de mesure de puissance CW et moins chères », poursuit Bernard Bessot. À noter que Boonton Electronics, entité de l'américain Wireless Telecom Group, a renouvelé ses analyseurs de puissance RF, avec le modèle 4500C. Cette nouvelle génération (2 voies RF, 30MHz à 40 GHz, étendue de mesure de - 60 à +20dBm, etc.) succède au 4500B, dont il reprend les contrôles en face avant et l'interface utilisateur. UN NOMBRE RECORD DE CONGRESSISTES > Pour sa 21 e édition, la manifestation European Microwave Week (EuMW), qui regroupe la 48 e European Microwave Conference (MuWC), la 13 e European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC) et la 15 e European Radar Conference (EuRAD), a pris la direction du sud et est venue s'installer, six jours durant et pour la première fois, à Madrid. L'édition 2018 a été contrastée, à tous les niveaux d'ailleurs. Si la surface totale des stands est restée stable (3261m 2 au lieu de 3256m 2 en 2017 à Nuremberg, en Allemagne), le nombre de sociétés exposantes a été en recul sur la même période (323 contre 353). > En ce qui concerne l'exposition, 1357 personnes s'étaient préenregistrées. «Nous nous réjouissons du nombre de congressistes attendus, avec un nombre record de 1606 personnes uniques enregistrées. En sus des 406 présentations orales et des 105 posters, nous organisons cette année 15 keynotes industriels, preuve de notre volonté d'être au plus près de l'industrie», rappelait Magdalena Salazar-Palma (Université Carlos III), présidente générale d'EuMW 2018, lors de la session d'ouverture. > Il est à noter qu'après 2000, 2005, 2010 et 2015, la manifestation fera son retour à Paris l'an prochain. La 22 e édition se tiendra en effet à la Porte de Versailles, et ce du 29 septembre au 4 octobre 2019 (du 1 er au 3 octobre pour l'exposition). La date butoir pour soumettre les articles (papers) a été fixée au 11 février 2019. Des bandes millimétriques convoitées L'an dernier, lors de la même manifestation, Ommic avait présenté une puce GaN sur silicium 100 nm regroupant un commutateur unipolaire (SPDT), un amplificateur de puissance (PA) de 4 W (+ 36 dBm) et un amplificateur faible bruit (LNA) affichant un facteur de bruit de 2,8 dB. La bande couverte était ici suffisamment large, soit de 26 à 34 GHz, pour réaliser des démonstrateurs travaillant dans une fenêtre de la bande Ka exploitée par la 5G. Depuis, plusieurs fabricants de stations de base ont passé des commandes de circuits personnalisés, tenant compte des spécifi-cités relatives à l'intégration dans leurs systèmes. VectraWave a exposé une gamme variée de produits et de cartes d'évaluation: amplificateurs de puissance et faible bruit, récepteurs optiques, pilotes de modulateur électro-optique, codeurs NRZ-DPSK… < Avec le CGY2651UH/C1, qui est à même de fournir 10 W entre 37 et 43GHz, les amplificateurs de puissance en GaN 100nm d'Ommic montent en fréquence. À Madrid, Ommic a mis l'accent sur un amplificateur de puissance tirant profit du même procédé GaN sur silicium 100 nm. Couvrant la bande 37 à 43GHz, le CGY2651UH/C1 délivre 10 W (+ 40 dBm), alors que son rendement en puissance ajoutée (PAE) est de 30% à 40 GHz, pour un gain de 22 dB à la même fréquence. Ce circuit intégré monolithique hyperfréquence (MMIC) est adapté 50O tant à l'entrée qu'à la sortie. La puce de 3,6x2,8mm², actuelle-ment en phase d'échantillonnage, cible les applications télécoms, radars et spatiales. « Les fréquences situées aux alentours de 40GHz présentent beaucoup d'intérêt pour plusieurs marchés, dont celui du FWA (Fixed Wireless Access) aux États-Unis, afin de rempla-cer la fibre optique pour apporter l'Internet à très haut débit chez l'abonné », analyse Cédric Corrège, ingénieur des ventes chez Ommic. Un autre produit GaN sur silicium 100 nm dévoilé par Ommic est un amplificateur très large bande (0,6 à 40GHz), notamment destiné à l'instrumentation ou à la réalisation de brouilleurs. Le CGY2550UH/C1 délivre 1W (+30dBm), soit bien plus que les amplificateurs large bande en GaAs. Et ce, avec un gain, situé aux alen-tours de 16 dB, sensiblement équivalent. « Nous développons actuellement une ligne de produits en GaN, dont des LNA robustes fonctionnant en bande X, notre procédé GaN se montrant en effet très performant en termes de facteur de bruit », conclut Cédric Corrège. Vue sur le stand de TriLight Microwave, la gamme de produits de VectraWave, une société créée en 2006 et basée à Lannion. Forte de 17 per-sonnes, celle-ci conçoit des composants et des solutions pour les communications par fibre optique et les équipements travaillant dans les bandes hyperfréquences et millimétriques. Le catalogue de VectraWave comprend des LNA, des PA de moyenne/forte puissance (MPA, HPA), des amplificateurs à transimpé-dance (TIA) pour les récepteurs optiques, des codeurs binaires à haut débit, des déphaseurs… Cette offre est proposée sous la forme de circuits intégrés RF (RFIC) et hyperfréquences (MMIC), de modules multi-puces (MCM) ou de sous-sys-tèmes en boîtiers connectori-sés. La société est aussi à même de répondre à la demande des clients souhaitant des réalisations personnalisées, répondant à un cahier des charges précis. VectraWave fait appel à divers partenaires fondeurs (WIN Semiconductors, UMS, Ommic, TowerJazz…), afin de sélectionner les technologies (GaAs, BiCmos SiGe, GaN) les plus adaptées aux performances souhaitées. À l'occasion de la manifestation, le français a mis en exergue deux amplificateurs distribués très large bande, actuellement échantillonnés, faisant appel à un procédé GaAs pHEMT 0,15 µm. Ces MMIC, pour l'instrumentation, les applications télécoms et les convertisseurs optoélectroniques rapides, délivrent une puissance maximale de + 20 dBm, dans une bande allant de quelques kilohertz à 50 GHz pour le VWA 5000078AA, jusqu'à 70 GHz pour le VWA 5000083AA. « Par rapport à nos produits antérieurs, nous avons élargi la bande passante. D'un côté, nous montons plus haut en fréquence, de l'autre, nous répondons aux exigences des applications télécoms qui demandent de transmettre des données sur un très large spectre, en conservant un régime d'amplification linéaire important », précise Benoît Haentjens, CTO de VectraWave. Le moindre intérêt de ces amplificateurs 50 et 70GHz n'est pas d'intégrer un dispositif de polarisation protégé par un brevet. Ce qui évite l'usage d'un Té de polarisation externe, simplifiant de la sorte l'utilisation du composant. Cet amplificateur LDMOS en boîtier QFN d'Ampleon constitue un Doherty intégré pour les applications 5G «Massive Mimo» à 3,5GHz. Les LDMOS parés pour la 5G Du côté d'Ampleon, on donnait la primeur au cellulaire avec la présentation de nombreux PA pour stations de base, dont certains dévolus à la 5G. Il est ici fait appel à des LDMOS, mais aussi à des transistors en GaN. D'ailleurs, à titre de comparaison, la société a développé un amplificateur Doherty intégré à base de LDMOS (le BLM9D3436-30AB en boîtier PQFN de 8x8mm), couvrant la bande 3,4 à 3,6GHz, de même qu'une carte équivalente avec un MMIC en GaN (le CMM3H3438-30 en boîtier PQFN de 7 x 7 mm). Compte tenu de la mise en œuvre du procédé «Massive MIMO » (mMIMO) et de la répartition de la puissance sur de nombreux éléments radiants (par exemple 64 éléments par secteur de 120° couvert par une antenne), le niveau de la puissance demandée à un PA 5G unitaire s'avère relativement modeste, ce qui se traduit par des formats de boîtiers compacts. Si, pour la réalisation des étages de puissance des stations de base cellulaires, les technologies LDMOS et GaN sont en compétition, Ampleon reconnaît que la plupart de ses clients optent encore pour des LDMOS éprouvés et moins onéreux, en dépit d'un rendement inférieur. Et ce d'autant plus que la société a développé une structure entièrement monolithique, selon laquelle toutes les briques constitutives d'un amplificateur en configuration Doherty sont intégrées sur la puce LDMOS. Cela inclut les chaînes d'amplification des voies principale et auxiliaire, le répartiteur de puissance à l'entrée et le combineur final. « Cette technologie dite “Integrated Doherty” est unique, tous nos concurrents utilisant en effet plusieurs puces. Nous tirons même profit des inductances des fils et des capacités parasites des transistors pour les lignes quart d'onde qui sont normalement réalisées sur le PCB », explique Christophe Cugge, vice-président marketing d'Ampleon. « À propos du LDMOS, j'entends dire depuis longtemps qu'il ne sera pas capable de monter en fréquence, mais à chaque nouvelle génération, la dixième chez nous, nous repoussons les limites , poursuit Christophe Cugge. Mais il est évident que plus l'on monte simultanément en puissance et en fréquence, plus le GaN devient intéressant. En outre, dans les applications multi-bandes de forte puissance moyenne, un seul amplificateur en GaN sera susceptible de couvrir la totalité du spectre, ce qui ne sera pas envisageable avec un étage final LDMOS ». Cette montée en fréquence du LDMOS est illustrée par le BLCF9G4650(S)-20, destiné aux radars en bande C. Ce transistor de neuvième génération (Gen9) en boîtier SOT1228 fonctionne entre 4,6 et 5GHz. Il fournit une puissance crête de 20 W et son gain est supérieur à 16 dB. Ce qui, en comparaison avec des transistors en GaN, représenterait 3 dB de plus, pour un rendement, certes inférieur, mais assez proche. Même stratégie chez NXP Semiconductors, qui continue à faire évoluer ses LDMOS (et ce depuis plus de 25 ans et les premiers produits de Motorola, devenu Freescale puis NXP), dont le rendement ne cesse de s'améliorer à petits pas et la fréquence de travail d'être repoussée (jusqu'à 5 GHz), tout en investissant fortement sur le GaN. « Le LDMOS est encore un choix préférentiel dans de nombreuses applications. Par exemple, certains de nos clients les utilisent parce que les amplificateurs sont plus simples à linéariser. Le GaN souffre d'effets indésirables connus, comme les phénomènes de pièges qui créent des effets mémoire, qui demandent plus d'efforts de conception pour les corriger. Pour notre dernière génération de transistors en GaN, nous avons travaillé sur ce sujet et fait en sorte que les produits soient plus facilement linéarisables », se félicite Patrick Clapier, ingénieur d'applications RF chez NXP. Pour cet événement, NXP a notamment montré un driver LDMOS ultra-large bande, qui entrera en production en fin d'année. Ciblant les infrastructures cellulaires, l'amplificateur A3I35D025WN à deux étages, en boîtier plastique de type TO270WB-17, est exploitable dans la bande 3,2 à 4 GHz. Adapté 50 O à l'entrée et la sortie, il fournit 35 W (+45,4dBm) à 3dB de compression, alors que son gain est situé aux alentours de 28dB. Avec des Doherty (multi-puces) LDMOS dans un seul boîtier, au lieu de deux auparavant, NXP a également répondu aux attentes de ses clients qui souhaitent avoir des radios de plus en plus compactes. Les designs mMIMO s'affinent Pour les réseaux 5G mMIMO en mode de duplexage temporel (TDD), la société a présenté une carte de démonstration réalisée à partir de ses différents modules : amplificateur de puissance LDMOS, pré-driver, commutateur Rx/Tx avec LNA (2,3 à 5GHz). La stratégie d'intégration de la société consiste à développer des modules adaptés 50 O, tant à l'entrée qu'à la sortie, et à tirer parti des avantages de chaque technologie (GaAs, LDMOS, SiGe) pour obtenir le meilleur compromis possible entre les performances, l'encombrement sur la carte (ici, 21 x 35 mm² pour le frontal RF) et le coût. À destination des applications industrielles, scientifiques et médicales, ou encore pour les émetteurs TV/radio dans la bande VHF, NXP exposait également des designs de référence réalisés autour de ses LDMOS 65 V de la série MRFX. Sous une telle tension de service, il est alors envisageable de fournir de très fortes puissances, tout en conservant une impédance de sortie raisonnable afin de simplifier l'adaptation à 50O. À puissance donnée, le courant est aussi plus faible, ce qui diminue le stress pour l'alimentation du système. Ainsi, les MRFX1K80H (boîtier céramique) et MRFX1K80N (boîtier plastique surmoulé, à résistance thermique améliorée) sont dimensionnés pour dispenser 1800 W en mode CW et ce jusqu'à 400 MHz. Le MRFX600H est quant à lui un LDMOS 65 V de 600 W, alors que le MRFX035H est un driver de 35 W pour les étages de puissance élaborés autour des deux transistors précédents. < Œuvre de NXP, le transistor large bande de 125 W MMRF5017HS exploite un procédé GaN sur carbure de silicium. Mais chez NXP, on fait aussi de la RF avec des LDMOS logés dans des boîtiers traditionnels de types TO-220 et TO-247, afin d'adresser les marchés grand public pour lesquels un faible coût est impératif. « L'un des marchés que nous visons avec ces LDMOS 50 V est celui de la décongélation ultra-rapide et uniforme des produits alimentaires, grâce à l'émission d'un champ RF à 40,68 MHz », explique Laurent Gauthier, ingénieur d'applications EMEA pour les produits RF de puissance chez NXP. Ce principe de décongélation « intelligente » avait été évoqué lors du dernier CES de Las Vegas. Il est à noter que ces transistors estampillés MRF300AN (300 W à 40MHz en CW) et MRF101AN (100 W à 40MHz en CW) sont aussi déclinés dans des versions (suffixe BN), dont le brochage en miroir (concrètement, les broches de grille et de drain sont permutées), afin de réaliser plus facilement des étages push-pull. Côté GaN, le MMRF5017HS, un transistor large bande (30MHz à 2,2GHz) de 125 W, est conçu pour une large palette d'applications militaires (radars, brouilleurs…) et commerciales (réseaux mobiles des services d'urgence, applications industrielles, scientifiques et médicales…). « Ce transistor 50 V en GaN sur carbure de silicium est caractérisé par une capacité de sortie très faible et par une impédance de sortie un peu plus élevée qu'un LDMOS. De ce fait, l'adaptation d'impédance dans une bande d'une telle largeur devient possible », souligne Laurent Gauthier. Du GaN au menu pour les radars Autre acteur important sur la scène GaN, le japonais Sumitomo Electric a mis en évidence les transistors dévoilés lors du salon IMS2018 (International Microwave Symposium), qui s'est tenu du 10 au 15 juin à Philadelphie. Les SGN3135500H-R et SGC0910-300A-R sont des HEMT adaptés de forte puissance pour les radars dans les bandes S et X, respectivement. Le premier fournit 570W en régime impulsionnel, entre 3,1 et 3,5GHz et sous 50V (tension drain-source), alors que son gain est typiquement de 11,6 dB. Le second délivre pour sa part 340 W entre 9 et 10 GHz, pour un gain typique de 9,3dB. Également pour les radars, mais ceux de la bande C entre 5,2 et 5,9 GHz, Wolfspeed a introduit deux MMIC en GaN en petit boîtier céramique de 12,7 mm de côté. D'un côté le CMPA5259025F est un amplificateur de 25 W/28 V, de l'autre le CMPA5259050F est un amplificateur de 50 W/28 V. Le gain en petit signal excède ici 30 dB, alors que le rendement est supérieur à 50 % à la fréquence centrale. Une participation active pour UMS ( United Monolithic Semiconductors ) au travers de pré-sentations et lors d'ateliers et de conférences sur des thèmes divers, tels que les grandes tendances observées dans le domaine des amplificateurs de puissance pour la 5G ou les récents développements de composants de puissance en GaN sur carbure de silicium (GaN/SiC). Son dernier process HEMT GaN/SiC 0,15 µm, alias GH15, qui permettait déjà de réaliser des démonstrateurs, pour la 5G dans les bandes millimétriques et autres applications jusqu'à 35 GHz environ (bande Ka), sera pleinement qualifié l'an prochain. Parmi les derniers produits du fondeur (GaAs, GaN sur SiC), nous mentionnerons les CHA6652-98F et CHA655098F, deux PA à trois étages en GaAs pHEMT 0,15 µm, avec détecteur de puissance intégré. Le premier délivre 2 W entre 21 et 27,5 GHz. Destiné aux systèmes de communication de point à point, il fait montre d'une très grande linéarité (IP3 en sortie situé à +39 dBm) et est compatible avec les techniques de prédistorsion numérique les plus récentes. Ce MMIC est proposé sous la forme d'une puce nue ou est encapsulé dans un boîtier QFN. Quant au CHA6550-98F, il est peu ou prou similaire au précédent, si ce n'est qu'il couvre la bande 17 à 23,6 GHz pour adresser les marchés télécom/satcom.

La manifestation EuMW a témoigné de la diversité des applications RF et micro-ondes

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure

La manifestation EuMW a témoigné de la diversité des applications RF et micro-ondes

Dans la même rubrique

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure