Filtre à éléments distribués

Un filtre à éléments distribués est un filtre électronique dans lequel la capacité, l'inductance et la résistance (les éléments du circuit) ne sont pas localisées dans des condensateurs, des inducteurs et des résistances discrets comme dans les filtres classiques. Son but est de laisser passer une gamme de fréquences de signaux, mais d'en bloquer d'autres. Les filtres conventionnels sont construits à partir d'inductances et de condensateurs, et les circuits ainsi construits sont décrits par le (en), qui considère que chaque élément est "localisé" à un endroit. Ce modèle est simple d'un point de vue conceptuel, mais il devient de moins en moins fiable lorsque la fréquence du signal augmente ou, de manière équivalente, lorsque la longueur d'onde diminue. Le (en) s'applique à toutes les fréquences et est utilisé dans la théorie des lignes de transmission ; de nombreux composants à éléments distribués sont constitués de courtes longueurs de lignes de transmission. Dans la vision distribuée des circuits, les éléments sont répartis sur la longueur des conducteurs et sont inextricablement mélangés. La conception d'un filtre ne concerne généralement que l'inductance et la capacité, mais en raison de ce mélange d'éléments, ils ne peuvent pas être traités comme des condensateurs et des inductances "localisés" séparés. Il n'existe pas de fréquence précise au-dessus de laquelle les filtres à éléments distribués doivent être utilisés, mais ils sont surtout associés à la bande des micro-ondes (longueur d'onde inférieure à un mètre). Les filtres à éléments distribués sont utilisés dans de nombreuses applications similaires à celles des filtres à éléments localisés, telles que la (en) du canal radio, la (en) de bruit et le multiplexage de nombreux signaux sur un canal. Les filtres à éléments distribués peuvent être construits pour avoir n'importe laquelle des formes de bande possibles avec des éléments localisés (passe-bas, passe-bande, etc.), à l'exception du passe-haut, qui n'est généralement qu'approximatif. Toutes les classes de filtres utilisées dans les conceptions à éléments localisés (Butterworth, Tchebychev, etc.) peuvent être mises en œuvre en utilisant une approche à éléments distribués. Il existe de nombreuses formes de composants utilisés pour construire des filtres à éléments distribués, mais tous ont la propriété commune de provoquer une (en) sur la ligne de transmission. Ces discontinuités présentent une impédance réactive à un front d'onde se déplaçant le long de la ligne, et ces réactances peuvent être choisies par conception pour servir d'approximations pour des inducteurs, des condensateurs ou des résonateurs localisés, selon les besoins du filtre. Le développement des filtres à éléments distribués a été stimulé par les besoins militaires en matière de radar et de contre-mesures électroniques pendant la Seconde Guerre mondiale. Des filtres analogiques à éléments groupés avaient été développés depuis longtemps, mais ces nouveaux systèmes militaires fonctionnaient à des fréquences micro-ondes et de nouvelles conceptions de filtres étaient nécessaires. À la fin de la guerre, la technologie a trouvé des applications dans les liaisons hyperfréquences utilisées par les compagnies de téléphone et d'autres organisations disposant de vastes réseaux de communication fixes, comme les diffuseurs de télévision. Aujourd'hui, on retrouve cette technologie dans plusieurs produits de consommation de masse, tels que les convertisseurs (la figure 1 en donne un exemple) utilisés avec les antennes de télévision par satellite.