EP0074870B1 - Support de conducteur intérieur rigide longtitudinalement et transversalement pour lignes et connecteurs coaxiaux dans les domaines haute fréquence et micro-ondes - Google Patents

Support de conducteur intérieur rigide longtitudinalement et transversalement pour lignes et connecteurs coaxiaux dans les domaines haute fréquence et micro-ondes Download PDF

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EP0074870B1
EP0074870B1 EP82401562A EP82401562A EP0074870B1 EP 0074870 B1 EP0074870 B1 EP 0074870B1 EP 82401562 A EP82401562 A EP 82401562A EP 82401562 A EP82401562 A EP 82401562A EP 0074870 B1 EP0074870 B1 EP 0074870B1
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section
connectors
inner conductor
cross
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Hanspeter Staeger
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Radiall Industrie SA
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Radiall Industrie SA
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    • 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
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/18—Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1834—Construction of the insulation between the conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the present invention relates to an internal conductor coaxial support for high frequency and microwave coaxial lines and connectors.
  • the coaxial lines and the coaxial connectors are used for the transmission under shielding of electromagnetic waves.
  • the line has a homogeneous construction longitudinally and thus a defined characteristic impedance and that the inner conductors arranged concentrically are fixed in longitudinal and transverse directions with respect to the outer conductors without this attachment is not adversely affected by circulating electromagnetic waves.
  • the connectors such supports must also make it possible to absorb, without mechanical deformation, the connection and disconnection forces acting in the longitudinal direction.
  • the supports in the form of discs currently used consist most often of a cylindrical body in solid or cellular dielectric which is placed between elements of internal conductor and external conductor produced in a special way.
  • This arrangement has the disadvantage of reducing the maximum transmissible frequency because, due to the shortening of the wavelength in the dielectric, it occurs already before the limit frequency of the connected coaxial line is obtained, that is to say -already say for lower frequencies, undesirable oscillation modes which impair transmission.
  • the present invention proposes to provide a construction which prevents this frequency limitation and which, thanks to its new design, further improves the longitudinal rigidity and the transverse rigidity of the support compared to the usual embodiments currently.
  • the subject of the present invention is a mechanically rigid support for an inner conductor for high frequency and microwave coaxial lines and connectors, characterized in that it comprises an outer conductor element with symmetry of revolution provided with at least four slots and an inner conductor of reduced section to keep the characteristic impedance constant over the length of the support, the inner conductor being automatically centered and immobilized longitudinally by at least four elastic dielectric plates preformed convexly with respect to the median axis and introduced into the slots of the outer conductor element.
  • the external conductor element has a reduced internal diameter relative to the coaxial connection line, ensuring a transmission limit frequency at least as high as the coaxial connection line insulated with air.
  • the support according to the invention comprises a segmented arrangement of dielectric supports (d) in the form of sheets or plates which, in the form of quarter arcs, automatically center the inner conductor (i ) in relation to the external conductor.
  • the inner conductor of reduced section along the length I 1 can be of circular section of diameter di (fig. 1) or of polygonal section, in particular square (fig. 2A), ensuring immobilization in rotation relative to to the outside conductor.
  • An externally pressed locking sleeve (m) reinforces this centering and ensures blocking.
  • Z designates the characteristic impedance in Ohm, e. the relative dielectric constant resulting from the introduction of the dielectric plates, D 1 the internal diameter of the split element of external conductor n, d 1 the diameter of the internal conductor.
  • the narrowing of the inner conductor i and the reduction of the inner diameter D 1 of the outer conductor over the partial length 1 1 of the support disc ensures, in addition to the mechanical fixing in the longitudinal direction, that the upper limit frequency, reduced due to the influence of the dielectric in sheets, is again increased so as to be approximately greater than or equal to that of the surrounding coaxial system with air insulation.
  • the support of great length compared to the diameter ensures a great transverse mechanical resistance so that the support, in its entirety, is insensitive with respect to the bending forces of the inner conductor.
  • the longitudinal fixing of the segments of dielectric sheets is ensured by the fact that a longitudinal edge is applied at (0) to the end of the slot while the other edge abuts in (p) on the outer conductor of the adjacent coaxial line to be connected.
  • the support is produced as illustrated in the drawing.
  • the additional grooves q visible in FIG. 1 in the split body of the outer conductor serve for the electrical compensation of the field distortions resulting from the jump in diameter D / d 2 to D 1 / d 1 and are dimensioned in the usual way.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un support coaxial de conducteur intérieur pour lignes et connecteurs coaxiaux haute fréquence et micro-ondes.
  • Les lignes coaxiales et les connecteurs coaxiaux servent à la transmission sous blindage d'ondes électromagnétiques. Dans les dispositifs coaxiaux, il est important, avant tout, que la ligne présente une construction homogène longitudinalement et ainsi une impédance caractéristique définie et que les conducteurs intérieurs disposés concentriquement soient fixés en sens longitudinal et en sens transversal par rapport aux conducteurs extérieurs sans que cette fixation ne soit influencée de façon dommageable par les ondes électromagnétiques en circulation. En ce qui concerne les connecteurs, de tels supports doivent aussi permettre d'absorber sans déformation mécanique les forces de connexion et de déconnexion s'exerçant en sens longitudinal.
  • Les supports sous forme de disques actuellement utilisés se composent le plus souvent d'un corps cylindrique en diélectrique plein ou cellulaire qui est mis en place entre des éléments de conducteur intérieur et de conducteur extérieur réalisés de façon spéciale. Cet agencement a pour inconvénient de réduire la fréquence maximale transmissible car, du fait du raccourcissement de la longueur d'onde dans le diélectrique, il se produit déjà avant l'obtention de la fréquence limite de la ligne coaxiale raccordée, c'est-à-dire déjà pour des fréquences plus faibles, des modes d'oscillation indésirables qui nuisent à la transmission.
  • La présente invention se propose de fournir une construction qui empêche cette limitation de fréquence et qui, grâce à sa conception nouvelle, améliore en outre la rigidité longitudinale et la rigidité transversale du support par rapport aux réalisations usuelles actuellement.
  • La présente invention a pour objet un support mécaniquement rigide de conducteur intérieur pour lignes et connecteurs coaxiaux haute fréquence et micro-ondes, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément de conducteur extérieur à symétrie de révolution muni d'au moins quatre fentes et un conducteur intérieur de section réduite pour maintenir constante l'impédance caractéristique sur la longueur du support, le conducteur intérieur étant automatiquement centré et immobilisé longitudinalement par au moins quatre plaquettes diélectriques élastiques préformées de manière convexe par rapport à l'axe médian et introduites dans les fentes de l'élément de conducteur extérieur.
  • Dans un mode de réalisation particulier, l'élément de conducteur extérieur présente un diamètre intérieur réduit par rapport à la ligne coaxiale de raccordement, assurant une fréquence limite de transmission au moins aussi élevée que la ligne coaxiale de raccordement isolée à l'air.
  • Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire la structure et le fonctionnement d'un mode de réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel :
    • la figure 1 illustre le support de conducteur intérieur selon l'invention,
    • la figure 2 est une coupe selon A-A de la figure 1,
    • la figure 2A est une vue partielle correspondant à la figure 2 d'une variante de réalisation,
    • la figure 3 est une vue éclatée illustrant le support selon l'invention et les éléments coaxiaux de raccordement du connecteur correspondant et de la ligne coaxiale raccordée.
  • En se référant au dessin, on voit que le support selon l'invention comprend un agencement segmentaire d'appuis diélectriques (d) en forme de feuilles ou plaquettes qui, sous la forme de quarts d'arc, centrent automatiquement le conducteur intérieur (i) par rapport au conducteur extérieur. Le conducteur intérieur de section réduite sur la longueur I1 (ftg. 3) peut être de section circulaire de diamètre di (fig. 1) ou de section polygonale, en particulier carrée (fig. 2A), assurant une immobilisation en rotation par rapport au conducteur extérieur. Un manchon de verrouillage (m) enfoncé extérieurement renforce ce centrage et assure le blocage. Les appuis diélectriques (d) sont constitués en un matériau diélectrique à faibles pertes flexible élastiquement et sont introduits après préformation mécanique dans les fentes du corps de conducteur extérieur (n). Afin de compenser l'influence électrique du diélectrique sur l'impédance caractéristique, le rapport de diamètres du conducteur extérieur par rapport au conducteur intérieur doit
    Figure imgb0001
    être corrigé selon la formule d'impédance caractéristique Z = · log D1/d1.
  • Dans cette formule Z désigne l'impédance caractéristique en Ohm, e. la constante diélectrique relative résultant de l'introduction des plaquettes de diélectrique, D1 le diamètre intérieur de l'élément fendu de conducteur extérieur n, d1 le diamètre du conducteur intérieur. Le rétrécissement du conducteur intérieur i et la réduction du diamètre intérieur D1 du conducteur extérieur sur la longueur partielle 11 du disque de support assure, outre la fixation mécanique en sens longitudinal, que la fréquence limite supérieure, réduite du fait de l'influence du diélectrique en feuilles, est à nouveau augmentée de manière à être à peu près supérieure ou égale à celle du système coaxial environnant à isolation à l'air. Le support de longueur importante par rapport au diamètre assure une grande résistance mécanique transversale de telle sorte que le support, dans sa totalité, est insensible vis-à-vis des forces de flexion du conducteur intérieur. Dans le conducteur extérieur, la fixation longitudinale des segments de feuilles diélectriques est assurée parle fait qu'un bord longitudinal s'applique en (0) à l'extrémité de la fente tandis que l'autre bord vient buter en (p) sur le conducteur extérieur de la ligne coaxiale adjacente à raccorder. On voit sur la vue éclatée de la figure 3, outre la construction du support en forme de disque, le connecteur correspondant b) et la ligne coaxiale raccordée c).
  • A titre d'exemple, on a réalisé un support pour un système coaxial avec une fréquence limite supérieure de 40 GHz et une impédance caractéristique de Z = 50 fi, les dimensions coaxiales étant D = 3,0 mm et d2 = 1,30 mm. Le support est réalisé comme illustré au dessin.
  • Les dimensions peuvent être toutes rapportées aux dimensions respectives de conducteur extérieur et de conducteur intérieur du système coaxial :
    Figure imgb0002
    d1 = 0,7 - d2
    • Longueur L - 2 D
    • Diamètre DA sur le manchon extérieur m - 1,7 - D Longueur d'appui 11 - 1,3 · D
  • Les gorges supplémentaires q visibles à la figure 1 dans le corps fendu de conducteur extérieur servent à la compensation électrique des distorsions de champ résultant du saut de diamètre D/d2 à D1/d1 et sont dimensionnées de manière usuelle.

Claims (4)

1. Support mécaniquement rigide de conducteur intérieur pour lignes et connecteurs coaxiaux haute fréquence et micro-ondes, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément (n) de conducteur extérieur à symétrie de révolution muni d'au moins quatre fentes et un conducteur intérieur (i) de section réduite pour maintenir constante l'impédance caractéristique sur la longueur du support, le conducteur intérieur étant automatiquement centré et immobilisé longitudinalement par au moins quatre plaquettes diélectriques élastiques (d) préformées de manière convexe par rapport à l'axe médian et introduites dans les fentes de l'élément de conducteur extérieur (n).
2. Support selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de conducteur extérieur (n) présente un diamètre intérieur (D1) réduit par rapport à la ligne coaxiale de raccordement.
3. Support selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le conducteur intérieur (i) dans sa zone de section réduite présente une section circulaire.
4. Support selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le conducteur intérieur (i) dans sa zone de section réduite présente une section polygonale, notamment carrée.
EP82401562A 1981-08-20 1982-08-20 Support de conducteur intérieur rigide longtitudinalement et transversalement pour lignes et connecteurs coaxiaux dans les domaines haute fréquence et micro-ondes Expired EP0074870B1 (fr)

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