FR2753301A1 - Dispositif de transport de signal electrique protege contre les perturbations electromagnetiques - Google Patents

Abstract

Dispositif de transport de signal électrique comportant une âme (75) et un conducteur extérieur (70) séparés par un diélectrique (78). L'âme, le conducteur extérieur et/ou le diélectrique présente(nt) des discontinuités formant des discontinuités d'impédances. L'ensemble des discontinuités est choisi pour permettre de limiter la propagation vers l'âme d'une onde perturbatrice dans un domaine déterminé de fréquences. Par exemple, l'âme est divisée en sections successives (721 , 722 , 723 ) ayant des impédances nettement différentes.

Description

DISPOSITIF DE TRANSPORT DE SIGNL.LECTRIQ^E PROTEGE CCtTRE LES

PERTURBATINS.LECTRCOGMTIQUES

L'invention est relative à un dispositif de transport

de signal électrique protégé contre les perturbations électroma-

gnétiques. La densité d'ondes électromagnétiques transmises par diverses voies, notanmment hertziennes, augmente constammnent du fait du développement des télécommunications et de l'augmentation du nombre d'émetteurs radios ou de télévision. Cette augmentation de densité entraîne un accroissement du risque de perturbations pour les appareils de toute nature. L'exemple le plus courant de pollution de ce type est la perturbation qu'apportent les ondes électromagnétiques sur les câbles de transport de signaux qui, en

général, constituent des antennes réceptrices.

Pour protéger les appareils ou équipements connectés aux câbles, on prévoit, jusqu'à présent, notaimment des filtres à

inductances et condensateurs. Ces filtres sont relativement com-

pliqués et onéreux. La complexité et le coût augmentent avec la

bande passante des signaux qu'on veut éliminer.

Dans la demande de brevet européen nO 624 885 au nom de Alcatel Câble, on a décrit un câble filtrant intrinsèquement les perturbations électromagnétiques dans la ganmmne de fréquences inférieures à 1 gigahertz. Ce câble, de structure coaxiale, est constitué d'une âme métallique entourée d'au moins deux couches dont l'une est une couche de matériau diélectrique et dont

l'autre, placée entre l'âme et cette couche de matériau diélec-

trique sur au moins une partie de la longueur du câble, est une couche de matériau composite semiconducteur comprenant une matrice isolante et un polymère conducteur non dopé à liaisons

conjuguées. Ce câble peut éviter l'utilisation de filtres dis-

crets. Toutefois, la limitation à 1 gigahertz ne convient pas

pour toutes les applications.

L'invention vise à fournir un dispositif de transport de signal s'opposant aux perturbations électromagnétiques sur une

large gamme de fréquences et qui est simple et économique à réa-

liser. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce

que l'âme, le conducteur extérieur et/ou le diélectrique présen-

tent des discontinuités formant des discontinuités d'impédance, l'ensemble des discontinuités étant choisi pour permettre de limiter la propagation vers l'âme d'une onde perturbatrice dans

un domaine déterminé de fréquences.

A l'emplacement des discontinuités, les ondes perturba-

trices sont réfléchies en grande partie, ce qui empêche leur pro-

pagation dans le câble.

Avantageusement, les discontinuités, ou gradients im-

portants d'impédances, sont obtenues en disposant de façon alter-

née des tronçons de câble d'impédance élevée et des tronçons de

câble d'impédance faible.

De préférence, la succession des discontinuités est telle qu'elle forme des filtres interférentiels éliminant ladite

gammrne déterminée de fréquences.

Les impédances nécessaires pour créer les filtrages (interférentiels ou non) se succèdent soit selon la direction

axiale du dispositif de type coaxial, soit en direction radiale.

Le filtrage se base sur le fait qu'à la limite entre deux impédances différentes, un signal d'une fréquence donnée est

partiellement transmis et est partiellement réfléchi. Le coeffi-

cient de réflexion dépend de la succession des impédances à

l'aval de la discontinuité. Pour éliminer une large bande de fré-

quences, par exemple de 1 kilohertz à 18 gigahertz, il est néces-

saire de prévoir une distribution convenable d'impédances. On a constaté que le ncxnombre d'impédances nécessaires pour filtrer un large spectre de fréquences parasites pouvait être limité à un

nombre raisonnable. Dans un exemple ce nombre est égal à 17.

Dans une réalisation, qui concerne une succession

axiale, ou longitudinale, d'impédances différentes et qui s'app-

lique plus particulièrement à un dispositif de type coaxial, on prévoit que l'âme présente des parties successives dé diamètres différents. Par exemple, le diamètre de l'âme peut prendre deux valeurs différentes et les éléments successifs ont des longueurs variables pour créer la suite d'impédances permettant le filtrage

désiré.

En variante, le conducteur extérieur présente des par-

ties successives de diamètres internes différents. Dans ce cas, le conducteur central, ou âme, a, de préférence, un diamètre constant. Il est cependant possible de combiner des variations de

diamètre de l'âme et du conducteur extérieur.

Ces réalisations s'appliquent plus particulièrement aux connecteurs destinés à être interposés entre, d'une part, un câble soumis à des perturbations électromagnétiques, et d'autre

part, un appareil à protéger contre ces perturbations.

Dans une autre réalisation, qui s'applique plus spécia-

lement à un câble incorporant des tmoyens de protection contre les perturbations électromagnétiques, deux impédances successives se

distinguent par la configuration de leurs conducteurs extérieurs.

Par exemple, une impédance présente un conducteur extérieur qui entoure complètement, sans ajour, la section correspondante de câble tandis que le conducteur extérieur de la section suivante présente des ajours. Ce dernier conducteur peut être réduit à un simple fil reliant les conducteurs extérieurs sans ajour de la section précédente et de la section suivante. Comme dans les autres exemples, les longueurs des diverses sections diffèrent et les sections sont disposées selon une séquence imposée par les

fréquences à éliminer.

Le choix des longueurs des diverses sections est imposé principalement par le filtrage requis. Mais d'autres contraintes peuvent intervenir. En particulier, il est nécessaire de minimi-

ser la longueur totale. A cet effet, on peut choisir les lon-

gueurs des sections à partir d'une décomposition de type fractal.

Dans une variante, qui s'applique à tous les modes de

réalisation décrits ci-dessus, la variation d'impédance est obte-

nue en disposant dans des sections successives des matériaux dié-

lectriques à permittivité et/ou perméabilité différentes.

Bien que l'application préférée soit le filtrage passe-

bas, l'invention s'applique à tout type de filtrage, c'est-à-dire qu'elle permet aussi la réalisation d'un filtrage passe-haut ou

passe-bande.

Les dispositions de l'invention, qui permettent un fil-

trage en fréquences, peuvent être combinées avec un filtrage en

amplitude. Ce filtrage est, de préférence, effectué grâce à l'u-

tilisation, entre l'âme et le conducteur extérieur, d'un matériau diélectrique à propriété de seuil, c'est-à-dire qui est isolant en dessous d'une valeur déterminée de champ électrique et qui est

conducteur au-dessus de cette valeur. De cette manière, les per-

turbations d'amplitude supérieures à une valeur déterminée sont

éliminées par dérivation vers la masse, si le conducteur exté-

rieur est connecté à la masse. Le matériau à seuil remplit com-

plètement ou partiellement l'espace entre le conducteur extérieur

et l' âme.

De plus, la configuration de l'âme ou du conducteur extérieur est telle qu'elle comporte des parties de faible rayon de courbure de façon à engendrer un effet de pointe permettant d'abaisser le seuil de champ électrique extérieur à partir duquel

le matériau diélectrique devient conducteur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réa-

lisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-

annexés sur lesquels: la figure 1 représente une partie d'un câble selon 1 'invention, la figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, la figure 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1, la figure 4 est un schéma électrique équivalent à un tronçon de câble, la figure 5 est un diagramme montrant une variation d'impédance en fonction de la fréquence,

la figure 6 est un schéma servant à expliquer le fil-

trage interférentiel, la figure 7 est un schéma servant à expliquer une décomposition fractale pour choisir des longueurs d'impédances, la figure 8 est un schéma montrant l'utilisation d'un connecteur selon 1 'invention, la figure 9 est un schéma de connecteur conforme à l'invention, la figure 10 est un schéma correspondant à une variante de la figure 9, la figure lia est une coupe selon la ligne lia de la figure 10, la figure l1b est une coupe selon la ligne l1b de la figure 10, la figure 12 est un schnéma d'une variante, et

la figure 13 est un schéma d'une autre variante.

Le mode de réalisation de l'invention que l'on va décrire en relation avec les figures 1 à 3, concerne un câble 10 du type coaxial, comportant une âme 11, ou conducteur central, un conducteur extérieur 12 et un diélectrique 13 entre l'âme 11 et

le conducteur 12.

Ce câble est divisé, sur au moins une partie de sa

longueur, en sections d'impédances différentes de façon à réali-

ser un filtrage de type interférentiel pour filtrer, c'est-à-dire éliminer, les perturbations électromagnétiques 15 détectées par le câble lui-même fonctionnant en antenne réceptrice à 1' égard de

ces perturbations 15.

Dans cet exemple, l'âme 11 est un fil de cuivre de dia- mètre 11,2 rmm, le conducteur extérieur 12 est un feuillard (ruban plat) de cuivre d'épaisseur 0,05 mm en contact avec la surface extérieure 131 du diélectrique 13 en polyéthylène. Le diamètre

extérieur de l'anneau de polyéthylène est de 21 mmn.

Pour réaliser le filtrage mentionné ci-dessus, au moins sur une partie de sa longueur, le câble 10 est divisé en sections

d'impédances variables, deux sections successives ayant des impé-

dances sensiblement différentes. Sur la figure 1, on a représenté trois sections 21, 22, 23. Ces sections, ou cellules, diffèrent

les unes des autres par les paramètres suivants: la configura-

tion du conducteur extérieur 12 et la longueur.

Le conducteur extérieur 12 des cellules 21 et 23 a la forme d'un manchon 24 non ajouré, entourant donc complètement le

diélectrique (figures 1 et 2).

Le conducteur extérieur de la cellule 22 est un simple fil 122, parallèle à l'axe du câble, de diamètre 1,2 mm reliant

les manchons des cellules 21 et 23. Autrement dit, dans la cel-

lule 22, la plus grande partie de la surface extérieure de l'an-

neau de polyéthylène 13 est dénudée.

Dans une variante, à la place d'un conducteur extérieur sous forme d'un feuillard, notamment de cuivre, on prévoit un

vernis conducteur.

La succession des cellules est telle que chacune pré-

sente, à son entrée, une impédance qui est sensiblement diffé-

rente de l'impédance d'entrée de la cellule suivante. Dans un

mode de réalisation, on ne prévoit que deux valeurs d'impédances.

Le tableau ci-dessous représente une séquence, ou motif, de 17 impédances successives ayant les caractéristiques suivantes:

TABLEAU I

rang de 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 la cellule longueur50 1 15 7 79 63 91 55 67 85 33.35 19 55 1 100 50 (cm) Zc (ohms) 23 300 23 300 23 3 00 23 300 23 300 23 300 23 300 23 300 23

Cette séquence est une alternance d'impédances d'en-

trées de valeurs 23 et 300 ohms.

L'invention repose sur le fait que les discontinuités créées par la succession d'impédances de valeurs différentes pro-

voque des réflexions qui empêchent la propagation des ondes per-

turbatrices. Pour mieux comprendre comment s'effectue la réflexion, on rappelle ici qu'un câble coaxial, dont le diamètre de l'âme est a et dont le diamètre interne du conducteur extérieur est b, présente une impédance caractéristique Z0 définie par la formule suivante: Z0 = 2x l - ) (1) Dans cette formule, l est l'impédance d'onde qui est définie par le formule suivante: J.L0 _= = tr x (2)

Dans cette formule, y est la perméabilité du diélec-

trique entre l'âme et le conducteur extérieur, s sa permittivité,

go est la perméabilité du vide et sO est la permittivité du vide.

Une onde de fréquence f propagée dans une cellule co-

axiale présente une longueur d'onde kg ayant la valeur suivante: 2n 2x c g = - _ 2= c (3) g 3 a x -s f x Sr-rr

Dans cette formule, c est la vitesse de la lumière.

Un câble peut encore être représenté par le schéma équivalent de la figure 4, c'est-à-dire avec deux bornes d'entrée 261, 262 et deux bornes de sortie 271, 272. Entre les bornes 261 et 271 se trouvent une résistance 28 qui représente la résistance linéique des conducteurs métalliques et, en série, une inductance

29 qui représente l'inductance des conducteurs. Dans la représen-

tation de la figure 4, une borne de l'inductance 29 est reliée à

la résistance 28, et l'autre borne à la borne de sortie 271.

Entre les bornes 271 et 272, se trouvent, d'une part, une conductance 30 qui est la conductance du diélectrique entre

l'âme et le conducteur extérieur, et d'autre part, un condensa-

teur 31, en parallèle sur la conductance 30, qui représente le condensateur formé par les deux armatures, c'est-à-dire l'âme et

le conducteur extérieur, et le diélectrique.

L'impédance de chaque tronçon de ligne ou câble peut

être calculée à partir de ces paramètres et de ce schéma équiva-

lent. Ainsi, l'impédance d'entrée Zcc d'un tronçon de ligne d'im-

pédance Z0, sans perte, de longueur 1, et qui est fermé sur un courtcircuit est égale à: Zcc = j.Z0.tanh(yl), y = a + j3 = a + jc/c (4) La ligne étant sans perte, on obtient: Zcc = j.Z0.tan(al/c) (5) Cette impédance varie donc en fonction de la fréquence, comane représenté par le diagramne de la figure 5 sur lequel on a

porté la fréquence f en abscisses et l'impédance Zcc en ordon-

nées. Sur ce diagramme, on voit que l'impédance présente une valeur infinie lorsque la longueur 1 de la ligne est égale à un nombre impair de quarts de longueurs d'onde, et une valeur nulle quand la longueur 1 du tronçon de ligne est égale à un nombre

pair de quarts de longueurs d'onde.

On montre aisément que lorsque le tronçon de ligne n'est pas en courtcircuit, mais en circuit ouvert, l'impédance ZcO en circuit ouvert présente des zéros (0) pour un nombre impair de quarts de longueurs d'onde, et des pôles (ou valeurs

infinies) pour un nombre pair de quarts de longueurs d'onde.

On voit donc que la longueur de chaque section déter-

mine les fréquences filtrées. Par ailleurs, à la transition entre deux impédances (dont la valeur dépend de la fréquence), une onde incidente est

réfléchie, c'est-à-dire retourne vers la source, sans être pro-

pagée à l'aval. Le coefficient de réflexion R a la valeur sui-

vante: R Zg - Ze onde réfléchie R =-= Zg + Ze onde incidente Dans cette formule, Zg est l'impédance à la source, c'est-à-dire à l'amont, tandis que Ze est l'impédance de la ligne

dans le plan d'entrée, c'est-à-dire l'impédance côté aval.

Étant donné qu'un câble ou dispositif selon l'invention comporte une multiplicité de transitions, on cxomprend aisément que, globalement, le pouvoir filtrant dépend de l'ensemble des

transitions. Cette propriété sera mieux comprise avec la descri-

ption de la figure 6 sur laquelle la ligne 35 représente le plan séparant les cellules 21 et 22 et la ligne 36 représente le plan séparant les cellules 22 et 23. On voit qu'une onde incidente 37

est partiellement réfléchie (flèche 38) et partiellement trans-

mise (flèche 39). A la transition 36, de même, l'onde 39 est par-

tiellement transmise (flèche 40) et partiellement réfléchie (flèche 41). L'onde réfléchie globale sera donc la superposition

de toutes les réflexions partielles aux transitions.

Le choix des longueurs des diverses sections est imposé surtout par le gabarit des fréquences à rejeter. Toutefois, cette contrainte laisse encore une latitude de choix; on pourra donc choisir les diverses longueurs de façon à satisfaire à d'autres conditions; en particulier, on peut minimiser la longueur totale

du moyen de filtrage.

On décrit ci-après, en relation avec la figure 7, un

exemple de déconmposition en structure fractale qui permet d'at-

teindre cet objectif. Cet exemple ne concerne cependant pas le câble de la figure 1 dans lequel le matériau diélectrique est le même sur toute la longueur du câble. Il concerne un câble ou un connecteur qui présente des tronçons se distinguant les uns des autres par la valeur de la permittivité (ou la perméabilité) du diélectrique. On choisit un facteur de découpage, par exemple de 0,54 ou 6, et on découpe la longueur totale 40' d'un motif de filtrage

en deux tronçons 41' et 42'. Le premier tronçon 41' a une lon-

gueur LV (L est la longueur totale du motif et W le facteur de découpage) et sa permittivité gr est égale à la permittivité du diélectrique. Le second tronçon 42' a une longueur L (1-M) et sa permittivité est Er//(1-W). De cette manière, les deux tronçons, de longueurs inégales, enmmagasinent la même énergie, le tronçon

de plus faible longueur ayant une permittivité diélectrique aug-

mentée pour comptenser sa longueur plus faible.

Ensuite, on poursuit le découpage de chacun des tron-

çons 41' et 42' de la même manière. Ainsi, le tronçon 42' est découpé en tronçons 42'1 et 42'2. Le tronçon 42'1 est de longueur L(1-W)W et la permittivité du diélectrique est erW(1-W); le tronçon 42'2 a une longueur L(1-if)2 et la permittivité de son q2 diélectrique est: sr ()2 (i- W)2' On peut, bien entendu, utiliser d'autres décompositions

fractales, par exemple, une décomposition de Cantor.

En plus du choix des longueurs des divers tronçons, il faut également déterminer l'ordre de succession des tronçons. Cet ordre sera déterminé de façon empirique de façon à obtenir le filtrage désiré; pour cette détermination empirique, on peut, bien entendu, effectuer des simulations numériques pour approcher

par approximations successives le spectre de filtrage désiré.

On va maintenant décrire, en relation avec les figures 8 à 10, l'utilisation de l'invention pour la réalisation d'un connecteur 60 (figure 8) destiné à être interposé entre un câble 61 et un appareil ou équipement 62 dont le signal sur l'entrée 63 (ou sortie) provient du (ou va au) câble 61. Le connecteur 60 a pour but d'éliminer les perturbations 65 détectées par le câble 61 fonctionnant conne une antenne réceptrice d'ondes perturba- trices. On peut noter que, bien qu'on ait prévu un connecteur à l'extérieur d'un appareil 62 à protéger, on peut, bien

entendu, loger ce connecteur ou filtre 60 à l'intérieur de l'ap-

pareil 62.

Dans cet exemple, le connecteur 60 a, en plus de sa fonction de filtrage de fréquences perturbatrices, une fonction d'écrêtage, c'est-à-dire de limitation d'amplitude des signaux

appliqués sur l'entrée 63.

On se réfère maintenant à la figure 9. Le connecteur filtrant 60 se présente sous la forme d'un cylindre de longueur mm environ et de diamètre extérieur 25 mmin. Il présente un manchon extérieur 70 constituant le conducteur extérieur du

connecteur dont la structure d'ensemble est coaxiale. Ce conduc-

teur extérieur 70 est relié à la masse à l'aide d'un moyen 71,

par exemple à vis et cosse.

Le filtrage est obtenu, cromme dans l'exemple décrit en relation avec les figures 1 à 3, en prévoyant sur la longueur du

connecteur 60, une succession de cellules d'impédances variables.

Par exemple, l'impédance d'entrée de la première cellule 721 est de 6 ohms, l'impédance d'entrée de la seconde cellule 722 est de ohms, l'impédance d'entrée de la troisième cellule 723 est égale à l'impédance d'entrée de la cellule 721, c'est-à-dire de ohms, etc. Le nombre de cellules est, dans cet exemple, égal à

17.

Le découpage en cellules d'impédances d'entrée alter-

nées est obtenu par la configuration du conducteur central ou âme. Ainsi, la première cellule 721 présente un diamètre extérieur maximal de 20, 2 mm et une longueur de 20 mn. Dans la seconde cellule 722, le diamètre maximal de l'âme 75 est de 5,6 mm et la longueur de cette cellule 722 est de 9 mm. Les cellules suivantes de rang impair présentent un diamètre extérieur de l'âme égal à celui de la cellule 721, tandis que les cellules suivantes de rang pair présentent un diamètre de l'âme égal au

diamètre de l'âme de la cellule 722.

Dans cet exemple, toutes les cellules de rang impair, de plus grand diamètre, ont la même longueur de 20 mm, tandis que les cellules de rang pair ont des longueurs variables. Le choix

de ces paramètres est effectué, comeï décrit plus haut, en fonc-

tion du filtrage désiré. En outre, les cellules de rang impair ont une même impédance d'entrée (6 ohms), tandis que toutes les cellules de rang pair ont une même impédance d'entrée (60 ohms)

sensiblement plus élevée.

Ce connecteur permet d'éliminer les fréquences pertur-

batrices supérieures à 10 kilohertz et pouvant atteindre 18 giga-

hertz. Le matériau diélectrique 78 remplissant l'espace entre

l'âme 75 et le conducteur extérieur 70 est de préférence un maté-

riau à comprortement non linéaire, tel qu'une polyaniline ou un

zwitterion. Par "comportement non linéaire", on entend un maté-

riau qui est isolant pour une valeur de champ électrique infé-

rieure à un seuil déterminé et qui devient conducteur quand le champ électrique dépasse ce seuil. De cette manière, pour des champs électriques dépassant le seuil, le signal est dérivé vers

la masse grâce à la connexion 71.

Cette disposition permet une protection supplémentaire en amplitude. Un exemple typique est la protection contre les

effets de la foudre.

Cependant, de façon plus générale, on cherche à proté-

ger l'équipement 62 (figure 6) contre les signaux d'une amplitude

supérieure à un seuil VS déterminé. Il n'est pas toujours pos-

sible de sélectionner le matériau 78 de façon telle qu'il

devienne conducteur à partir d'un seuil de champ électrique cor-

respondant à la tension maximale admissible sur l'entrée 63 de l'équipement 62, le seuil de déclenchement du matériau 78 étant

intrinsèquement à un niveau relativement élevé.

Pour utiliser les propriétés du matériau 78 afin de protéger "en amplitude" l'équipement 62, on configure l'âme 75 et/ou la surface interne du conducteur extérieur 70 avec des

arêtes ou pointes. Ces arêtes, ou zones à faible rayon de cour-

bure, permettent d'augmenter localement la valeur du champ élec-

trique dans le matériau 78 et donc d'abaisser sensiblement le seuil de champ extérieur à partir duquel ce matériau 78 devient conducteur. De façon plus précise, du fait de l'effet de pointe, le champ électrique appliqué est augmenté localement, au niveau de la pointe, d'un facteur 10 à 100. De cette manière le seuil de déclenchement du matériau 78 est diminué d'un facteur 10 à 100, le seuil étant mesuré par le champ électrique global et non le

champ électrique local (au niveau des arêtes ou pointes).

Dans l'exemple de la figure 9, les pointes ou arêtes sont réalisées par des ondulations de la surface extérieure de

l'âme 75. Ainsi, en section par un plan axial, la surface exté-

rieure de l'âme pour chaque cellule n'est pas un segment de

droite mais une suite de demi-cercles 80, 81 de diamètre 0,4 mm.

On obtient ainsi un effet de pointes, d'une part, par les demi-

cercles 80, 81 et, d'autre part, grâce aux arêtes 82 constituées

des cercles à la jonction entre les demi-cercles.

Dans la variante représentée sur les figures 10, lia et

llb, le connecteur 60' comporte, camme dans l'exemple précédem-

ment décrit, un manchon extérieur 70' relié à la masse, une âme

' et un matériau non linéaire 78'.

Cet exemple se distingue du précédent principalement par une configuration différente de l'âme, celle-ci ayant, en

section, la forme d'un polygone (figures l1a et l1b), de préfé-

rence régulier. Dans l'exemple, le nombre de côtés du polygone

est de douze.

Ce sont les sommets du polygone (qui sont des arêtes dans l'espace) qui confèrent l'effet de pointe, c'est-à-dire qui permettent de déclencher le matériau 78' pour un champ électrique extérieur sensiblement inférieur à son seuil intrinsèque de

déclenchement (passage de l'état isolant à l'état conducteur).

Chaque cellule 72'1, 72'2, etc. est divisée en sous-

cellules. Ainsi, la cellule 72'1 comporte deux sous-cellules 851 et 852 de longueurs égales et la cellule 72'2 comprend trois sous-cellules 861, 862 et 863, toutes trois de même longueur. La

section de l'âme pour deux sous-cellules successives faisant par-

tie d'une même cellule, est la même, mais est décalée angulai-

rement. Ce décalage angulaire, autour de l'axe du connecteur 60', est, de préférence, égal à la moitié de l'angle au centre (30 dans l'exemple) sous lequel est vu chaque côté du polygone, comme représenté par les figures lia et llb. Cette disposition a pour but d'homogénéiser la répartition dans l'espace des arêtes afin de diminuer les échauffements locaux du matériau diélectrique et, surtout, de limiter le risque de production d'arcs électriques

entre les arêtes et le conducteur extérieur.

Les exemples décrits ci-dessus concernent une distribu-

tion d'impédances en direction longitudinale, cette distribution ayant pour but de diminuer le couplage (grâce à des ruptures ou gradients d'impédances) entre les ondes perturbatrices et l'aval

du câble ou connecteur.

Dans l'exemple représenté sur la figure 12, les gra-

dients d'impédances sont obtenus en prévoyant un câble compor-

tant, autour de l'âme 90, plusieurs couches de diélectriques 91, 92, 93, etc. dont les permittivités diélectriques diffèrent de façon à créer lesdites ruptures d'impédance permettant de limiter

ou de réduire à zéro le couplage entre une perturbation exté-

rieure 95 et l'âme 90.

Par exemple, la couche 93 est constituée de polyani-

line, la couche 92 est en polyéthylène et la couche 91 est un polymère conducteur. La couche 91 est un polymère conducteur

dopé. Sa conductivité est comprise entre 1 et 1000 S/cm. Avanta-

geusement, ce polymère conducteur dopé est une polyaniline dopée.

Le dopant est par exemple l'acide chlorhydrique, l'acide sulfu-

rique, l'acide camphrosulfonique ou un acide sulfonique sub-

* stitué. La nature de la couche 91 est susceptible de nombreuses variantes. L'invention n'est pas limitée au cas d'un câble à un seul conducteur. Elle s'étend aussi à la protection d'un ensemble de câbles. Par exemple, elle peut s'appliquer à la protection

d'une paire de câbles de transmission téléphonique, cxomme repré-

senté sur la figure 13.

Les deux câbles téléphoniques ont pour références 1 et 102. Ils sont disposés dans une enveloppe 103 remplie de maté-

riaux diélectriques alternés en direction longitudinale. Ainsi, sur la figure, on voit la limite 111 entre deux cellules 1101 et 1102. La première, de référence 1101, comporte un isolant formé de résine phénolique dont la permittivité relative est de 5 et la seconde, de référence 1102, comporte un polyéthylène relativement

conducteur de permittivité 2,3. Comme dans les modes de réalisa-

tion précédenmment décrits, cette variation de permittivité dié-

lectrique dans une surface 111, perpendiculairement à l'axe 104, permet un fort gradient d'impédance limitant le couplage pour les perturbations. De préférence, on prévoit une succession d'une

pluralité de cellules qui est telle qu'on crée un filtrage inter-

férentiel comme décrit plus haut.

chaque câble 101 ou 102 comporte, autour de chaque fil

103, un polymère conducteur 105 qui présente l'avantage de per-

mettre une dissipation des ondes perturbatrices sous forme de chaleur, en complément de la diminution du couplage réalisée par

les ruptures d'impédances.

Il n'est, bien entendu, pas indispensable, comme repré-

senté, que les conducteurs 101 et 102 soient disposés parallèle-

ment. Ils peuvent être disposés de façon torsadée pour limiter

les interférences ou perturbations en mode différentiel.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de transport de signal électrique compor-

tant une âme (11; 75; 75'; 90; 101, 102) et un conducteur extérieur (12, 122; 70; 70'; 103) séparés par un diélectrique (13; 78; 78'; 91, 92, 93; 1101, 1102), caractérisé en ce que l'âne, le conducteur extérieur et/ou le diélectrique présente(nt) des discontinuités formant des discontinuités (35, 36)

d'impédance, l'ensemble des discontinuités étant choisi pour per-

mettre de limiter la propagation vers l'âme d'une onde perturba-

trice dans un domaine déterminé de fréquences.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les discontinuités se succèdent selon la direction de

l'axe du dispositif.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté-

risé en ce que les discontinuités se succèdent en direction

radiale.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la succession de disconti-

nuités est telle qu'elle forme des filtres interférentiels élimi-

nant des fréquences dans ledit domaine déterminé.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le domaine déterminé est com-

pris entre 1 kilohertz et 18 gigahertz.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les discontinuités affectant le conducteur extérieur (12), ce dernier est divisé, en direction

axiale, en sections alternées, la première section (21) de l'al-

ternance comportant un conducteur extérieur recouvrant de façon sensiblement complète le diélectrique et la seconde section (22) de l'alternance comprenant un conducteur extérieur (122) avec au

moins un ajour.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour les éléments de la seconde section, le conducteur

extérieur a la forme d'un fil (122) parallèle à l'axe du dispo-

sitif et reliant les conducteurs extérieurs des éléments adja-

cents (21, 23).

8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caracté-

risé en ce que le conducteur extérieur (12) est constitué par un feuillard métallique.

9. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caracté-

risé en ce que le conducteur extérieur (12) est sous la forme

d'un vernis.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que, entre l'âme (90) et le conducteur extérieur, on prévoit plusieurs couches diélectriques (91, 92, 93).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que l'âme présente des sections de dia-

mètres différents.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'âme comporte une pluralité de sections successives, les

sections de rang impair (721, 723; 72'1) ayant un premier dia-

mètre, et les sections de rang pair (722; 72'2), un second dia-

mètre.

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caracté-

risé en ce que les sections de rang impair (ou pair) ont toutes la même longueur, et en ce que les sections dont le rang est de

l'autre parité ont des longueurs variables.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

11 à 13, caractérisé en ce que les sections de rang pair présen-

tent une impédance d'entrée d'une première valeur et les sections de rang impair ont une impédance d'entrée d'une seconde valeur,

sensiblement différente de la première valeur.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que les discontinuités en direction axiale sont réalisées en prévoyant des diélectriques (1101,1102)

de permittivités ou perméabilités sensiblement différentes.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la longueur de chaque tronçon entre deux discontinuités successives, et la permittivité ou perméabilité du matériau dans chaque tronçon sont telles que tous les tronçons enmmagasinent

sensiblement la même énergie.

17. Application du dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes à un câble.

18. Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 à un connecteur (60) destiné à relier un

câble (61) de transport de signal à un appareil ou équipement (62).