FR3140485A1 - Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence - Google Patents

Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence Download PDF

Info

Publication number
FR3140485A1
FR3140485A1 FR2210050A FR2210050A FR3140485A1 FR 3140485 A1 FR3140485 A1 FR 3140485A1 FR 2210050 A FR2210050 A FR 2210050A FR 2210050 A FR2210050 A FR 2210050A FR 3140485 A1 FR3140485 A1 FR 3140485A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
insulating element
connection
connector
cable
connector according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2210050A
Other languages
English (en)
Inventor
Laurent Pichon
Jean DUTERTRE
Vincent SALOU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THERMOCOAX
Thermocoax SAS
Original Assignee
THERMOCOAX
Thermocoax SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THERMOCOAX, Thermocoax SAS filed Critical THERMOCOAX
Priority to FR2210050A priority Critical patent/FR3140485A1/fr
Priority to PCT/EP2023/077152 priority patent/WO2024068985A1/fr
Publication of FR3140485A1 publication Critical patent/FR3140485A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/5216—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases characterised by the sealing material, e.g. gels or resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521—Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46—Bases; Cases
    • H01R13/533—Bases, cases made for use in extreme conditions, e.g. high temperature, radiation, vibration, corrosive environment, pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)

Abstract

L’invention concerne un connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence comprenant au moins un boîtier cylindrique métallique (1) dans lequel est logé un élément isolant (2) dans lequel est inséré une broche de connexion (3), dont une extrémité constitue la partie de connexion du connecteur sur un autre connecteur ou sur un appareil et dont l’autre extrémité constitue une partie de connexion avec le fil conducteur du câble. L’invention consiste en ce que l’élément isolant (2) est constitué d’une céramique Figure 1.

Description

Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence
La présente invention concerne le domaine des connecteurs pour câbles et en particulier un connecteur haute fréquence de type N, SMA, HN et TNC pour les câbles coaxiaux de transmission de signaux haute fréquence et plus particulièrement des câbles coaxiaux à isolant minéral.
Un connecteur de type N est conçu pour transporter des signaux à des fréquences allant jusqu’à 11 GHz, également jusqu’à 18 GHz (type N) et, pour ceux de type SMA, voire même jusqu’à 65 GHz.
De tels connecteurs permettent ainsi de relier des câbles, en particulier des câbles à isolant minéral permettant la transmission de signaux haute fréquence qui sont utilisés dans des domaines d’application tels que le domaine spatial, le domaine des centrales d’énergies, le domaine militaire. Ces domaines d’application peuvent être soumis à des conditions sévères d’utilisation, de pression, de radiations et de température, notamment des conditions sévères en température pouvant dépasser les 500°C.
Les câbles blindés à isolant minéral sont des câbles coaxiaux constitués d’un conducteur central métallique et d’une gaine métallique creuse cylindrique entourant ledit conducteur central et entre lesquels est introduit un isolant réfractaire en poudre tel que minéral de type magnésie, alumine ou silice, la gaine externe métallique étant en acier inoxydable, cuivre ou en un alliage de nickel tel que celui connu sous la dénomination commerciale Inconel 600.
De tels câbles sont notamment résistants au feu et utilisés dans des lieux pouvant accueillir du public, tels que des centres commerciaux, des aéroports, des salles de réception, ou dans des environnements industriels comportant des zones à risques comme des zones militaires, spatiales ou des zones avec un niveau élevé de propreté (Semi-Conducteur). Ils sont notamment utilisés dans de nombreux domaines de l’industrie dans lesquels on utilise des capteurs, des éléments chauffants ou des câbles de transmission de signaux électriques qui doivent résister à des environnements présentant des conditions de plus en plus sévères telles que vide, pression, température, cryogénie, environnement radiatif, humidité...
De tels câbles servent ainsi à relier des dispositifs espacés les uns des autres et il est donc nécessaire de prévoir des moyens de raccordement de ces câbles aux dispositifs, voire des câbles entre eux.
Les dispositifs connecteurs de câbles sont des parties extrêmement critiques de ces composants puisqu’elles doivent assurer la continuité électrique des conducteurs, empêcher la migration d’humidité dans l’isolant tout en préservant la tenue diélectrique du câble.
En pratique il s’agit souvent d’un point faible car il s’avère, parfois, compliqué de réunir toutes ces qualités lorsqu’on se trouve dans un environnement très chaud et humide.
Lorsqu’un câble à isolant minéral est dénudé pour mettre en place un dispositif connecteur, on retire donc la gaine extérieure et l’isolant minéral pour laisser apparaître le fil conducteur métallique de manière à le relier à un autre composant tel qu’un passage ou traversée verre-métal ou céramique-métal ou tout autre composant approprié formant connecteur.
Un connecteur de ce type constitue donc une partie de connexion mâle ou une partie de connexion femelle, comprenant une traversée étanche et hermétique constituée d’un isolant logé dans une gaine en métal.
Ces connecteurs sont conformes aux normes applicables MIL-C-39012C / MIL-STD-202 / MIL-STD-348…, et présentent généralement une impédance de 50 ohms.
Lors d’une utilisation de ce type de connecteur dans des conditions de température standard, inférieures à 200°C, l’isolant est de préférence du PTFE (PolyTétraFluoroEthylène). Dans des conditions de température plus élevées, on utilise une traversée hermétique verre-métal qui supporte typiquement 400°C.
Comme déjà évoqué, ce type de connecteur nécessite toutefois de mettre à nu le fil conducteur du câble, laissant ainsi la possibilité à un arc électrique de se former en service entre conducteur et blindage (gaine métallique extérieure). Ce risque est d’autant plus grand que le câble de puissance fonctionne sous une tension élevée (par exemple pour un câble de transmission de signaux reliés à des détecteurs spécifiques). De fortes tensions ne sont alors pas applicables durablement.
L’invention a donc pour but de proposer un connecteur haute fréquence pour connecter des câbles de transmission de signaux tels que des signaux HF dans des conditions d’utilisation sévères permettant de garantir une bonne transmission des signaux sans risque de dégradation du signal.
Dans le cas de transmission de signaux à haute fréquence, il est crucial de garantir l’intégrité des signaux qui se propagent au travers des câbles et connecteurs. En effet les signaux au-dessus de 100MHz, sont impactés par l’impédance des composants du circuit qui, si elle est mal prise en compte, peut provoquer des pertes de signaux, à la sortie du câble de transmission et donc des pertes d’informations au travers de ce câble.
Lorsqu’un signal passe d’un conducteur ayant une certaine impédance à un autre ayant une impédance identique, il se transmet de manière optimale sans perte du signal transmis. En revanche, si les impédances sont différentes, il se produit des réflexions et des atténuations qui dégradent le signal transmis.
L’impédance d’un connecteur pour câble de transmission de signaux concerné par la présente invention est de 50 Ohms, et dépend de différents facteurs tels que la constante diélectrique de certains éléments au sein du connecteur.
Il est donc important de s’assurer que, pour les signaux à haute fréquence, un connecteur garantisse une valeur cible d’impédance, avec une certaine tolérance.
L’invention a donc pour but de proposer un connecteur haute fréquence qui présente une impédance identique, de 50 ohms par exemple, tout le long dudit connecteur, c’est-à-dire sans zone présentant une impédance différente.
A cet effet, l’invention se rapporte à un connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence comprenant au moins un boîtier cylindrique métallique dans lequel est logé un élément isolant dans lequel est inséré une broche de connexion, dont une extrémité constitue la partie de connexion du connecteur sur un autre connecteur ou sur un appareil et dont l’autre extrémité constitue une partie de connexion avec le fil conducteur du câble, l’invention consistant en ce que l’élément isolant est constitué d’une céramique.
Ainsi de manière avantageuse, dans la mesure où l’élément isolant est une céramique, celle-ci est préférentiellement choisie de manière à pouvoir présenter une bonne tenue mécanique à des températures supérieures à 500°C, et le connecteur haute fréquence selon l’invention est alors utilisable dans des milieux présentant des conditions sévères, voire extrêmes notamment au niveau des conditions de température qui peuvent être supérieures à 500°C, allant même jusqu’à 1000°C et, ce sans altération ou perte du signal transmis.
Selon une forme de réalisation préférée, l’élément isolant est constitué d’un matériau choisi parmi les céramiques de type oxyde ou nitrure tel que le carbure de silicium SiC, le nitrure d’aluminium AlN, le nitrure de Bore BN, la silice SiO2, l’alumine Al2O3, le quartz. De préférence, l’élément isolant se présente sous forme d’un disque présentant un orifice central dans lequel la broche est engagée.
L’impédance du connecteur selon l’invention devant être d’une valeur prédéterminée, de préférence de 50 Ohms, la forme tel que disque, tube et les dimensions de l’élément isolant sont définies en fonction de la permittivité diélectrique du matériau constituant ledit élément isolant, de la fréquence du signal à transmettre et de la température de l’environnement d’utilisation, supérieure à 500°C, de manière à obtenir une impédance de valeur prédéterminée, en l’occurrence 50 Ω, dans le connecteur.
Un connecteur selon l’invention est constitué soit d’une partie de connexion mâle soit d’une partie de connexion femelle. L’interface entre les connecteurs mâle et femelle selon l’invention est conforme aux normes applicables (MIL-C-39012C / MIL-STD-202 / MIL-STD-348…) afin d’être connectable également à des connecteurs du même type à savoir du type SMA, du type N standard (basse température) tel que par exemple un connecteur de type N mâle selon l’invention avec un connecteur de type N standard femelle.
A cet effet, le connecteur selon l’invention comprend donc un boîtier cylindrique métallique, de forme principalement tubulaire, dont les dimensions et notamment le diamètre, correspondent à ces normes.
Comme déjà évoqué, la forme et les dimensions de l’élément isolant sont définies en fonction de la fréquence du signal transmis et de la température d’utilisation, pour obtenir une impédance de valeur prédéterminée tel que 50 Ω, en tenant compte de la permittivité diélectrique de l’élément isolant ; cette dernière étant une caractéristique intrinsèque dudit matériau constituant l’élément isolant.
Ainsi, l’élément isolant peut se présenter notamment sous la forme d’un disque dont le diamètre externe est supérieur au diamètre interne du boîtier cylindrique métallique, ledit boîtier comportant alors un logement de réception adapté audit élément isolant.
Afin de ne pas modifier le connecteur qui doit rester conforme aux normes utilisées, on prévoit de décaler l’élément isolant par rapport à l’extrémité de connexion du connecteur. Ainsi, l’élément isolant du connecteur selon l’invention est de préférence positionné sensiblement au centre du boîtier cylindrique entre les extrémités « standard » du connecteur.
Ainsi, un élément de connexion tel qu’une broche de connexion, de préférence métallique, s’étend au travers de l’élément isolant comportant un orifice traversant à cet effet, logé dans le boîtier métallique. Une fois la broche de connexion métallique engagée au travers de l’élément isolant, les extrémités de la broche sont disposées de part et d’autre dudit élément isolant, et permettent pour l’une la connexion avec le fil conducteur d’un câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence et pour l’autre la connexion avec un autre connecteur ou appareil, selon les normes standards.
Les extrémités de connexion de la broche de connexion métallique sont donc disposées de part et d’autre dudit élément isolant, et de préférence écartées dudit élément isolant, pour pouvoir être positionnées dans les zones d’extrémité du boîtier métallique qui permettent pour l’une le raccordement avec le câble et pour l’autre, la connexion sur un autre connecteur en conformité avec les normes en vigueur.
Les extrémités de connexion et de raccordement de la broche sont donc écartées dudit élément isolant et du logement de réception ménagé dans le boîtier, ce qui crée une zone d’espacement définie entre l’élément isolant et chaque extrémité de la broche de connexion, dans ledit boîtier.
Ainsi, le connecteur selon l’invention qui intègre une traversée étanche céramique/métal, comporte un boîtier métallique dont les parties d’extrémité sont dites « standard », à savoir que les dimensions de ces extrémités de boîtier permettent d’une part la connexion avec un connecteur de dimensions standard complémentaires selon les normes en vigueur, et d’autre part le raccordement avec un câble à isolant de transmission à haute fréquence de type standard également. Le boîtier métallique de ce connecteur selon l’invention comporte en outre une partie entre lesdites extrémités du boîtier, cette partie définissant un logement de réception pour l’élément isolant, qui peut notamment être de dimensions différentes des dimensions des parties d’extrémité dudit boîtier.
Ainsi, si l’élément isolant est sous forme d’un disque de diamètre supérieur au diamètre interne du boîtier, ledit boîtier comporte un logement de réception et les extrémités de connexion de la broche de connexion s’étendent de part et d’autre dudit élément isolant, de manière écartée dudit élément isolant, de sorte qu’une fois la connexion effectuée sur chaque extrémité de la broche par l’autre connecteur et par le câble, une zone dite d’espacement est créée de chaque côté dudit élément isolant.
La zone d’espacement du côté extrémité de connexion de la broche sur un câble à isolant minéral, définit, entre l’élément isolant et l’extrémité du câble, de préférence à isolant minéral, un compartiment qui peut avantageusement être rempli d’un matériau isolant électrique tel qu’un matériau isolant en céramique, un isolant minéral tel que la silice, un gaz, par exemple de l’hélium, de l’air, ce qui permet de garantir une valeur d’impédance prédéterminée et tel qu’appropriée pour un connecteur selon l’invention à savoir une impédance de 50 Ohms.
A l’extrémité de connexion de la broche sur un câble à isolant minéral, la broche qui a traversé l’élément isolant présente une portion de connexion autour de laquelle un fourreau est rapporté pour protéger ladite portion de connexion et définir un logement dans lequel le fil conducteur dénudé d’un câble est logeable pour venir en connexion avec l’extrémité de connexion de la broche, ce fourreau permet de créer la zone d’espacement entre l’élément isolant et l’extrémité du câble.
De préférence, le compartiment comprend un matériau isolant de préférence un isolant minéral de préférence identique à celui constituant l’isolant minéral du câble. Les dimensions de ce compartiment sont définies par des paramètres fixes tels que le diamètre intérieur du boîtier (fixé par la norme), et par des paramètres variables tels que la longueur de la zone d’espacement, le diamètre du fourreau pour définir une impédance de valeur prédéterminée, de préférence de 50 Ω du connecteur.
D’autre part, au niveau de l’extrémité de connexion sur un autre connecteur ou sur un appareil, la zone d’espacement permet, lors de la connexion de définir un compartiment rempli d’air, ce qui permet de garantir une valeur d’impédance prédéterminée, pour le connecteur haute fréquence, à savoir une valeur de 50 Ohms.
Afin de définir cette zone d’espacement, la broche de connexion présente, entre son extrémité de connexion à un autre connecteur ou un appareil et l’élément isolant, une portion de broche s’étendant entre ladite extrémité de connexion et l’élément isolant, et définissant ainsi dans le boîtier cylindrique métallique, la zone d’espacement. Cette zone d’espacement autour de cette portion de broche est remplie d’air lors de la connexion. Les dimensions de cette zone d’espacement sont alors définies par des paramètres fixes tels que le diamètre interne DC du boîtier (fixe du fait des normes), la permittivité de l’air contenu dans cette zone d’espacement et la permittivité du matériau céramique utilisé et par des paramètres variables tels que la longueur et le diamètre de la portion de broche, afin d’obtenir une impédance de valeur prédéterminée de 50Ω.
Les dimensions des zones d’espacement (longueur) peuvent ainsi varier en fonction de la céramique utilisée et de sa permittivité, ces dimensions pouvant notamment être nulles.
Comme déjà évoqué, selon une forme de réalisation préférée, l’élément isolant se présente sous forme d’un disque de diamètre extérieur supérieur au diamètre interne du boîtier cylindrique métallique, ledit boîtier cylindrique métallique comportant un logement de réception dudit élément isolant.
Selon une forme de réalisation particulièrement préférée, le boîtier cylindrique métallique est constitué de deux parties de boîtier assemblées, l’extrémité de jonction de ces deux parties de boîtier étant conformée pour constituer le logement de réception qui accueille l’élément isolant.
De préférence, l’extrémité d’une première partie du boîtier cylindrique métallique présente une collerette en saillie radiale pourvu d’un rebord délimitant le logement de réception de l’élément isolant, l’extrémité de la seconde partie du boîtier présentant une collerette en saillie radiale qui, venant en appui sur le rebord de la première partie de boîtier, forme ainsi un capot qui ferme le logement de réception de l’élément isolant.
Ainsi, l’invention vise également un câble coaxial à isolant minéral de transmission de signaux haute fréquence pourvu au moins à une extrémité d’un connecteur haute fréquence selon l’invention.
L’invention concerne ainsi un câble, dans lequel la zone d’espacement, entre l’élément isolant et l’extrémité du câble à isolant minéral, définit un compartiment rempli d’un matériau isolant tel qu’un matériau isolant en céramique, un gaz, l’extrémité de connexion sur un autre connecteur ou sur un appareil, présentant une zone d’espacement qui, lors d’une connexion, définit un compartiment entre cette extrémité de connexion et l’élément isolant, rempli d’air. Ces deux zones d’espacement permettent de garantir une valeur d’impédance prédéterminée, pour le connecteur haute fréquence à savoir une valeur de 50 Ohms, avec des connecteurs conformes aux normes. En fonction de l’élément isolant utilisé on peut donc avoir une longueur de ces zones d’espacement qui varie entre 0 et une valeur L.
Ainsi, il est notamment aisé de définir une impédance déterminée de 50 ohms sur ces zones d’espacement en réglant la longueur et diamètre de la portion de broche par rapport à la permittivité diélectrique de l’air.
Avec une telle structure, on obtient un connecteur qui permet une tenue à des températures élevées tout en garantissant une impédance homogène sur l’ensemble du connecteur.
Le boîtier cylindrique métallique est réalisé en un matériau adapté à une utilisation dans des environnements corrosifs et soumis à de hautes températures choisi parmi l’acier inoxydable tel que ceux des références 304L, 316L, le nickel sous la référence 200, 270, un alliage de Fer/Nickel tel que le ferronickel, en cuivre, et des alliages du type de ceux connus sous la dénomination commerciale Inconel.
De préférence, la broche de connexion est constituée d’un matériau métallique de faible résistivité électrique, pour limiter les pertes par effet Joule, choisi parmi le cuivre, tel que désigné Cuc2, Cua, Cub (selon la norme NFA 51050), l’inox tel que 304L/316L, nickel 200/270, alliages Fe/Ni, des alliages du type de ceux connus sous la dénomination commerciale Inconel.
L’assemblage de l’élément isolant, du boîtier métallique et de la broche métallique est réalisé par brasage, le type de brasure étant choisi en fonction de la résistance thermique prédéterminée pour le connecteur. Cette brasure permet également de conférer le niveau d’étanchéité et d’herméticité souhaité. De tels assemblages peuvent se réaliser par procédés de brasage actif, par brasage réactif direct, par brasage eutectique direct ou par soudage diffusion ou thermocompression.
De préférence, le connecteur ainsi obtenu est étanche et hermétique et présente une étanchéité à l’hélium avec un niveau de fuite inférieur à 3.10-8 atm.cm-3.s-1. Les connecteurs selon l’invention sont conçus pour s’adapter spécifiquement aux câbles à isolant minéral et permettent avantageusement de limiter au maximum les pertes en terme de transmission des signaux transmis.
De préférence, l’assemblage entre le connecteur et le câble à isolant minéral est réalisé par brasage ou soudage. Le diamètre extérieur des câbles est compris entre 0,5 et 10 mm.
En conséquence le diamètre intérieur du boîtier cylindrique métallique est choisi complémentaire.
Le connecteur selon l’invention est avantageusement utilisable dans de nombreux domaines de l’industrie avec des environnements d’utilisation présentant des conditions de plus en plus sévères de températures.
On décrira maintenant l’invention plus en détails en référence au dessin dans lequel les figures représentent :
une vue en coupe d’un connecteur selon l’invention de type mâle ;
une vue en perspective éclatée du connecteur selon la ;
une vue en coupe d’un connecteur selon l’invention de type femelle ;
une vue en coupe de deux connecteurs selon l’invention avant connexion.
Un connecteur selon l’invention, de type mâle est représenté à la et comprend un boîtier cylindrique métallique 1 constitué de deux parties de boîtier assemblées 11, 12. Ce boîtier cylindrique métallique 1 présente un diamètre interne DC correspondant au diamètre externe d’un câble à isolant minéral C pouvant être logé dedans et fixé par brasure ou soudure. Ces dimensions sont conformes aux normes applicables pour ce type de connecteurs.
L’extrémité de jonction des deux parties de boîtier 11, 12 est conformée pour constituer un logement de réception 10 qui accueille un élément isolant 2 tel qu’une traversée en céramique.
L’élément isolant 2 est, dans l’exemple décrit, constitué d’un matériau tel qu’une céramique alumine Al2O3. La nature du matériau constituant l’isolant ainsi que son dimensionnement (épaisseur) sont choisis en fonction de la fréquence du signal transmis, des températures d’utilisation et de la permittivité diélectrique dudit matériau afin de réaliser un connecteur présentant une impédance de 50 ohms.
De préférence, ce matériau isolant permet de conférer une étanchéité à l’hélium avec un niveau de fuite inférieur à 3.10-8atm.cm-3.s-1 ainsi qu’une tenue mécanique à haute température, c’est-à-dire supérieure à 500°C.
Cet élément isolant ou traversée en céramique 2 présente la forme d’un disque. En fonction du type de céramique utilisée, ce disque présente un diamètre externe DD qui est supérieur au diamètre interne DC du boitier cylindrique métallique 1. Ainsi, l’extrémité d’une première partie 11 du boîtier 1 présente une collerette en saillie radiale 111 pourvu d’un rebord 112 délimitant un logement de réception dans lequel est logé le disque constituant l’élément isolant 2, l’extrémité de la seconde partie du boîtier 12 présente une collerette 121 en saillie radiale qui, venant en appui sur le rebord 112, forme ainsi un capot qui ferme le logement de réception 10 de l’élément isolant 2.
De manière à favoriser la liaison entre les deux parties de boîtiers 11, 12, le rebord 112 et le rebord de la collerette 121 sont de forme complémentaire, emboîtables et liés par une soudure par exemple une soudure laser.
Le boîtier 1 est réalisé en alliage du type de ceux connus sous la dénomination commerciale Inconel ou tout autre matériau métallique.
Une broche de connexion métallique 3 formant le contact central du connecteur, s’étend au travers de l’élément isolant 2 dans un orifice central 21. Elle présente ainsi de part et d’autre de l’élément isolant 2, une première extrémité 31 de type mâle (à la ) ou de type femelle 310 (à la ) permettant la connexion à un autre connecteur de type complémentaire et une seconde extrémité pour former une portion de connexion 34 avec le fil conducteur d’un câble.
De plus, entre la première extrémité 31 de connexion et l’élément isolant, la broche présente une portion de broche 32 s’étendant entre ladite première extrémité 31 et l’élément isolant 2, de sorte que la première extrémité de connexion 31 est écartée de l’élément isolant 2. La broche présente en outre une portion de broche 33 qui traverse l’élément isolant 2 et s’étend en saillie du côté opposé de l’élément isolant 2 sous la forme de la portion de connexion 34.
L’extrémité de connexion 31 s’étend donc dans une première partie de boîtier 11 formant l’extrémité de connexion avec un autre connecteur et l’extrémité de connexion 34 s’étend dans la seconde partie de boîtier 12 dans laquelle le câble C est étant engagé. Un fourreau 4 est prévu et entoure la portion de connexion de la broche 34 pour former une extrémité de connexion du connecteur avec le câble.
L’extrémité de connexion 31 est une extrémité de connexion de type mâle sous forme d’une pointe d’enfichage. L’extrémité de connexion peut également être une extrémité de connexion de type femelle 310 sous forme d’un logement d’enfichage comme cela est visible sur la .
La broche de connexion métallique 3 est fixée dans l’élément isolant 2 par brasure et l’élément isolant 2 est lui-même fixé dans le boîtier métallique 1 par brasure également. Cette brasure permet de garantir une étanchéité au sein du connecteur.
Comme déjà évoqué, l’extrémité de connexion de la broche 3 avec le câble est constituée de la portion de connexion 34 entourée du fourreau 4 définissant un logement de réception 41 dans lequel est engageable le fil conducteur dénudé d’un câble à isolant minéral. Ce fourreau 4 définit entre l’élément isolant 2 et l’extrémité du câble, c’est-à-dire la gaine métallique et l’isolant minéral, une zone d’espacement ZEC (délimité par des pointillés sur la ) de sorte que ladite extrémité du câble présentant l’isolant minéral est maintenue écartée de l’élément isolant 2 par ladite zone de d’espacement ZEC.
Cette zone d’espacement ZEC définit entre l’élément isolant 2 et l’extrémité du câble à isolant minéral, au sein du boîtier 1 un compartiment dans lequel est introduit un matériau isolant de préférence un isolant minéral de préférence identique à celui constituant l’isolant minéral du câble. Les dimensions de cette zone d’espacement ZEC sont définies par des paramètres fixes tels que le diamètre intérieur du boîtier (fixé par la norme), et par des paramètres variables tels que le diamètre du fourreau 4 et la longueur de cette zone d’espacement ZEC pour définir une impédance de 50 Ω du connecteur.
Comme cela est visible à la , un connecteur selon l’invention de type femelle présente une structure similaire à celle du connecteur de type mâle de la , excepté l’extrémité de connexion 310 de la broche 3 qui présente un alésage axial dans lequel peut être engagé l’extrémité de connexion 31 sous forme d’une pointe d’enfichage d’un connecteur de type mâle.
Comme on l’a vu ci-dessus, entre l’extrémité de connexion 31, 310 de la broche 3 et l’élément isolant 2 s’étend une portion de broche 32. Une zone d’espacement ZEA (délimitée par des pointillés) autour de cette portion de broche 32 est remplie d’air lors de la connexion. Les dimensions de cette zone d’espacement ZEA sont définies par des paramètres fixes tels que le diamètre interne DC du boîtier (fixe du fait des normes), la permittivité de l’air contenu dans cette zone d’espacement ZEA et la permittivité du matériau céramique utilisé et des paramètres variables tels que la longueur de la zone d’espacement et le diamètre de la portion de broche 32, afin d’obtenir une impédance de 50Ω.
L’élément isolant en céramique 2 est localisé au centre du connecteur C ainsi formé. La géométrie de l’élément isolant en céramique 2, à savoir son diamètre extérieur, son diamètre intérieur, diamètre du passage de la broche, pour obtenir une impédance de 50Ω, en tenant compte de la permittivité diélectrique dudit matériau isolant.
Le connecteur comporte en outre des moyens de fixation tels qu’un écrou de vissage 5 propres à coopérer avec des moyens de fixation complémentaires ménagés sur un autre connecteur. On prévoit également un joint 6, une rondelle 8, une bague d’écrou 7.

Claims (14)

  1. Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence comprenant au moins un boîtier cylindrique métallique (1) dans lequel est logé un élément isolant (2) dans lequel est inséré une broche de connexion (3), dont une extrémité constitue la partie de connexion du connecteur sur un autre connecteur ou sur un appareil et dont l’autre extrémité constitue une partie de connexion avec le fil conducteur du câble, caractérisé en ce que l’élément isolant (2) est constitué d’une céramique.
  2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément isolant (2) est une céramique présentant une bonne tenue mécanique à des températures supérieures à 500°C.
  3. Connecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’élément isolant (2) est constitué d’un matériau choisi parmi les céramiques de type oxyde ou nitrure, tel que le nitrure d’aluminium AlN, la silice SiO2, l’alumine Al2O3, le nitrure de Bore BN, le quartz.
  4. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dimensions de l’élément isolant (2) sont définies en fonction de la permittivité diélectrique du matériau constituant ledit élément isolant (2), de la fréquence du signal à transmettre et de la température de l’environnement d’utilisation, de manière à obtenir une impédance de valeur prédéterminée dans le connecteur.
  5. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la broche de connexion (3) s’étend au travers de l’élément isolant (2), les extrémités de connexion de la broche de connexion (3) étant disposées de part et d’autre de l’élément isolant (2).
  6. Connecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les extrémités de connexion de la broche de connexion (3) sont écartées dudit élément isolant (2), une zone d’espacement étant définie entre l’élément isolant (2) et chaque extrémité de connexion de la broche de connexion (3).
  7. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, à l’extrémité de connexion de la broche de connexion (3) sur un câble, la broche de connexion (3) présente une portion de connexion (34) autour de laquelle un fourreau (4) est rapporté pour définir un logement dans lequel le fil conducteur dénudé du câble est logeable pour venir en butée de connexion avec l’extrémité de connexion de la broche (3).
  8. Connecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la zone d’espacement du côté extrémité de connexion de la broche de connexion (3) sur un câble, définit, entre l’élément isolant (2) et l’extrémité du câble, un compartiment dont les dimensions sont définies par des paramètres fixes tels que le diamètre intérieur du boîtier cylindrique métallique (1), et par des paramètres variables tels que le diamètre du fourreau et la longueur de la zone d’espacement pour définir une impédance de valeur prédéterminée.
  9. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la zone d’espacement du côté extrémité de connexion de la broche de connexion (3) sur un câble est remplie d’un matériau isolant électrique tel qu’un matériau isolant en céramique, un isolant minéral tel que la silice, un gaz, tel que l’hélium, de l’air.
  10. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que dans la zone d’espacement, entre l’extrémité de connexion à un autre connecteur ou un appareil et l’élément isolant, s’étend une portion de broche, cette zone d’espacement étant remplie d’air.
  11. Connecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les dimensions de cette zone d’espacement sont définies par des paramètres fixes tels que le diamètre interne DC du boîtier cylindrique métallique, la permittivité de l’air contenu dans cette zone d’espacement et la permittivité du matériau céramique utilisé pour l’élément isolant et par des paramètres variables tels que la longueur et le diamètre de la portion de broche, afin d’obtenir une impédance prédéterminée.
  12. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l’élément isolant (2) se présente sous forme d’un disque dont le diamètre externe (DD) est supérieur au diamètre interne (DC) du boîtier cylindrique métallique (1), ledit boîtier cylindrique métallique (1) comportant un logement de réception (10) adapté audit élément isolant (2).
  13. Connecteur selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le boîtier cylindrique métallique (1) est constitué de deux parties de boîtier assemblées (11, 12), l’extrémité de jonction de ces deux parties de boîtier (11, 12) étant conformée pour constituer le logement de réception 10 qui accueille un élément isolant (2).
  14. Câble coaxial à isolant minéral pourvu à une extrémité d’un connecteur haute fréquence selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la zone d’espacement, entre l’élément isolant (2) et l’extrémité du câble à isolant minéral, définit un compartiment rempli d’un matériau isolant tel qu’un matériau isolant en céramique, un gaz, l’extrémité de connexion sur un autre câble ou sur un appareil, présentant une zone d’espacement qui, lors d’une connexion, définit un compartiment rempli d’air entre cette extrémité de connexion et l’élément isolant (2).
FR2210050A 2022-09-30 2022-09-30 Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence Pending FR3140485A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2210050A FR3140485A1 (fr) 2022-09-30 2022-09-30 Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence
PCT/EP2023/077152 WO2024068985A1 (fr) 2022-09-30 2023-09-29 Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2210050A FR3140485A1 (fr) 2022-09-30 2022-09-30 Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence
FR2210050 2022-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3140485A1 true FR3140485A1 (fr) 2024-04-05

Family

ID=84820335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2210050A Pending FR3140485A1 (fr) 2022-09-30 2022-09-30 Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3140485A1 (fr)
WO (1) WO2024068985A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2700223A1 (fr) * 1993-01-07 1994-07-08 Spinner Gmbh Elektrotech Connecteur coaxial 7/16.
US5677631A (en) * 1996-06-07 1997-10-14 Western Atlas International, Inc. Coaxial two port waveguide flowline sensor
GB2314631A (en) * 1996-06-26 1998-01-07 Philips Electronics Nv Composite capacitive sensor device
FR2961355A1 (fr) * 2010-06-09 2011-12-16 Mirion Technologies Ist France Connecteur de raccordement de cables electriques

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2700223A1 (fr) * 1993-01-07 1994-07-08 Spinner Gmbh Elektrotech Connecteur coaxial 7/16.
US5677631A (en) * 1996-06-07 1997-10-14 Western Atlas International, Inc. Coaxial two port waveguide flowline sensor
GB2314631A (en) * 1996-06-26 1998-01-07 Philips Electronics Nv Composite capacitive sensor device
FR2961355A1 (fr) * 2010-06-09 2011-12-16 Mirion Technologies Ist France Connecteur de raccordement de cables electriques

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024068985A1 (fr) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7144274B2 (en) Hermetically sealed, weldable connectors
FR2619253A1 (fr) Dispositif pour le raccord de deux structures pour hyperfrequences, coaxiales et de diametres differents
EP2953203B1 (fr) Dispositif de transmission d'energie d'un milieu a un autre
EP0014639B1 (fr) Procédé pour préparer l'extrémité d'un câble coaxial souple à très haute fréquence pour la mise en place d'un élément de connecteur
FR3035500B1 (fr) Procede de realisation d'une sonde de temperature
EP3360391B1 (fr) Dispositif élémentaire d'application d'une énergie micro-onde avec applicateur coaxial
FR3140485A1 (fr) Connecteur haute fréquence pour câble coaxial de transmission de signaux haute fréquence
EP2619901B1 (fr) Amplificateur faible bruit cryogenique
FR2667449A1 (fr) Connecteur pour un cable coaxial blinde.
EP1504500B1 (fr) Procede de scellage de contacts de connecteur de traversee de cloison de type coaxiaux, contact coaxial adapte et connecteur ainsi obtenu
WO2021005215A1 (fr) Dispositif terminal pour câble blinde a isolant mineral
FR3111745A1 (fr) Dispositif connecteur pour câble blindé à isolant minéral
FR2688096A1 (fr) Liaison coaxiale enfichable.
RU2567763C1 (ru) Кабельный ввод и способ его монтажа
FR2638574A1 (fr) Procede et dispositif de liaison coaxiale hyperfrequence
EP0125172B1 (fr) Procédé pour préparer l'extrémité d'un câble coaxial souple à très haute fréquence pour la mise en place d'un élément de connecteur et manchon utilisable pour la mise en oeuvre du procédé
FR2740920A1 (fr) Dispositif de raccord arriere pour connecteur electrique
EP1300913A1 (fr) Connecteurs pour courants hautes tensions fonctionnant dans le vide
FR2514577A1 (fr) Partie arriere de connecteur etanche, avec bague de continuite de masse pour cable blinde, et procede de fabrication de celle-ci
FR2711836A1 (fr) Traversée étanche de ligne coaxiale hyperfréquence, formant support d'accessoire, pour enceinte de confinement.
EP4037107A1 (fr) Dispositif de connexion électrique à douille
EP0785598B1 (fr) Boítier de raccordement pour câbles coaxiaux, en particulier pour signaux de télévision
FR2715452A1 (fr) Tuyauterie électriquement isolée.
EP1225672B1 (fr) Dispositif de contrôle d'arc interne pour module de raccordement d'une ligne haute tension à isolation gazeuse
EP2946435A1 (fr) Antenne a guide d'onde miniaturisee

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20240405