FR2936910A1

FR2936910A1 - Protection device for coaxial signal transmission line, has spark gap circuit connecting socket and central conductor, and including two bipolar spark gaps that are arranged in series, where socket is traversed by central orifice

Info

Publication number: FR2936910A1
Application number: FR0856768A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Lefranc
Original assignee: CITEL SAS
Current assignee: CITEL SAS
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2010-04-09
Anticipated expiration: 2028-10-07
Also published as: FR2936910B1

Abstract

The device (1) has a spark gap circuit connecting a socket (2) and a central conductor (5), and including two bipolar spark gaps (7) e.g. gas spark gaps, that are arranged in series. The socket encloses the central conductor, and is traversed by a central orifice (3). The central conductor has a notch (6) that is arranged opposite to the lateral orifice. Connection tubes (10) are arranged on both sides of the socket. A joint (9) is arranged between a plug (8) and a surface of the socket.

Description

Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif de protection pour ligne de transmission. Etat de la technique Il existe des dispositifs de protection pour ligne de transmission, destinés à être insérés le long d'une ligne de transmission coaxiale. Un dispositif de transmission de ce type comprend une enveloppe destinée à être reliée aux blindages des câbles coaxiaux, et un conducteur interne destiné à être relié aux conducteurs centraux des câbles coaxiaux. Le conducteur interne est relié à l'enveloppe par un éclateur, ce qui permet de protéger la ligne de transmission contre les surtensions. Selon les variantes, l'éclateur peut être un éclateur bipolaire à chambre unique ou un éclateur tripolaire, à deux chambres communicantes. Technical Field of the Invention The present invention relates to a protection device for a transmission line. STATE OF THE ART There are protection devices for the transmission line intended to be inserted along a coaxial transmission line. A transmission device of this type comprises an envelope intended to be connected to the shields of the coaxial cables, and an internal conductor intended to be connected to the central conductors of the coaxial cables. The internal conductor is connected to the envelope by a spark gap, which protects the transmission line against overvoltages. According to the variants, the spark gap may be a single-pole bipolar spark gap or a three-pole spark gap, with two communicating chambers.

Pour transmettre un signal de manière satisfaisante, l'impédance caractéristique du dispositif de protection doit être adaptée à celle de la ligne de transmission dans la bande de fréquences utilisée. Or, on a constaté que l'adaptation des dispositifs de protection connus n'était pas satisfaisante pour des fréquences élevées, par exemple au-delà du continu à plus de 6 GHz. Résumé de l'invention Un problème que la présente invention propose de résoudre est de fournir un dispositif de protection pour ligne de transmission, qui ne présente pas les inconvénients précités de l'art antérieur. En particulier, un but de l'invention est de proposer un dispositif de protection qui présente une adaptation satisfaisante même pour des fréquences élevées, par exemple dans la bande du continu à plus de 6 GHz. La solution proposée par l'invention est un dispositif de protection pour ligne de transmission, comprenant un premier conducteur et un deuxième conducteur, dans lequel un circuit à éclateur relie le premier conducteur au deuxième conducteur, caractérisé par le fait que le circuit à éclateur comprend deux éclateurs en série. Les inventeurs ont constaté que, de manière surprenante, un tel dispositif de protection présente une bonne adaptation même pour des 35 fréquences élevées. To transmit a signal satisfactorily, the characteristic impedance of the protection device must be adapted to that of the transmission line in the frequency band used. However, it has been found that the adaptation of the known protection devices is not satisfactory for high frequencies, for example beyond the continuous at more than 6 GHz. SUMMARY OF THE INVENTION A problem that the present invention proposes to solve is to provide a protection device for a transmission line, which does not have the aforementioned drawbacks of the prior art. In particular, an object of the invention is to provide a protection device which has a satisfactory adaptation even for high frequencies, for example in the continuous band at more than 6 GHz. The solution proposed by the invention is a protection device for a transmission line, comprising a first conductor and a second conductor, in which a spark gap circuit connects the first conductor to the second conductor, characterized in that the spark gap circuit comprises two spark gaps in series. The inventors have found that, surprisingly, such a protection device has good adaptation even for high frequencies.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux éclateurs sont des éclateurs bipolaires. Avantageusement, les deux éclateurs sont des éclateurs à gaz. De préférence, le premier conducteur présente la forme d'une 5 douille qui entoure le deuxième conducteur. L'invention propose aussi l'utilisation d'un dispositif de protection selon l'invention pour transmettre un signal dans une bande de fréquences allant du continu à plus de 6 GHz. Brève description des figures 10 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : 15 - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe d'un dispositif de protection selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un graphe représentant le comportement en fréquence du dispositif de protection de la figure 1, et 20 - la figure 3 est un graphe représentant le comportement en fréquence d'un dispositif de protection de l'art antérieur. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Le dispositif de protection 1 est destiné à être inséré dans une ligne de transmission coaxiale, afin d'apporter une protection contre les 25 surtensions. Il comprend une douille 2 traversée par un orifice central 3. La douille 2 comprend également un orifice latéral 4 qui débouche dans l'orifice central 3. Le dispositif de protection 1 comprend également un conducteur central 5, qui traverse l'orifice central 3. Le conducteur central 5 30 présente une encoche 6 agencée en regard de l'orifice latéral 4. Le conducteur central 5 est relié à la douille 2 par deux éclateurs 7 et un bouchon 8. Les deux éclateurs 7 sont agencés en série, l'un reposant dans l'encoche 6 et l'autre étant en contact avec le bouchon 8. Le bouchon 8 est vissé dans l'orifice latéral 4. Un joint 9 est agencé entre 35 le bouchon 8 et la surface de la douille 2. According to one embodiment of the invention, the two spark gaps are bipolar spark gaps. Advantageously, the two spark gaps are gas spark gaps. Preferably, the first conductor is in the form of a socket which surrounds the second conductor. The invention also proposes the use of a protection device according to the invention for transmitting a signal in a frequency band ranging from DC to more than 6 GHz. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be better understood, and other objects, details, features and advantages thereof will become more clearly apparent in the following description of a particular embodiment of the invention, given only for illustrative and non-limiting, with reference to the accompanying drawings. In these drawings: FIG. 1 is a perspective and sectional view of a protection device according to one embodiment of the invention, FIG. 2 is a graph showing the frequency behavior of the protection device of FIG. Figure 1; and Figure 3 is a graph showing the frequency behavior of a prior art protective device. DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION The protection device 1 is intended to be inserted into a coaxial transmission line, in order to provide protection against overvoltages. It comprises a bushing 2 through which a central orifice 3. The bushing 2 also comprises a lateral orifice 4 which opens into the central orifice 3. The protective device 1 also comprises a central conductor 5, which passes through the central orifice 3. The central conductor 5 has a notch 6 arranged opposite the lateral orifice 4. The central conductor 5 is connected to the socket 2 by two spark gaps 7 and a plug 8. The two spark gaps 7 are arranged in series, one resting in the notch 6 and the other being in contact with the plug 8. The plug 8 is screwed into the lateral orifice 4. A seal 9 is arranged between the plug 8 and the surface of the sleeve 2.

La structure interne des éclateurs 7 n'est pas représentée sur la figure 1. Par exemple, chaque éclateur 7 est un éclateur bipolaire, à gaz, à chambre unique. Les deux éclateurs 7 sont identiques. En variante, d'autres types d'éclateur peuvent être utilisés. The internal structure of the spark gaps 7 is not shown in FIG. 1. For example, each spark gap 7 is a bipolar spark gap, with a single chamber. The two spark gaps 7 are identical. Alternatively, other types of spark gap may be used.

Le dispositif de protection 1 comprend également deux tubes de raccord 10 agencés de part et d'autre de la douille 2, et deux diélectriques 11 agencés respectivement entre le conducteur central 5 et un des tubes de raccord 10. Lorsque le dispositif de protection 1 est intégré dans une ligne de transmission coaxiale, les tubes de raccord 10 sont connectés aux blindages des câbles coaxiaux et le conducteur central 5 est connecté aux conducteurs centraux des câbles coaxiaux. En cas de surtension sur la ligne de transmission, les éclateurs 7 deviennent conducteurs, ce qui permet de protéger la ligne. The protection device 1 also comprises two connecting tubes 10 arranged on either side of the socket 2, and two dielectrics 11 respectively arranged between the central conductor 5 and one of the connecting tubes 10. When the protective device 1 is integrated in a coaxial transmission line, the connecting tubes 10 are connected to the shields of the coaxial cables and the central conductor 5 is connected to the central conductors of the coaxial cables. In case of overvoltage on the transmission line, the spark gaps 7 become conductive, which protects the line.

L'homme du métier familier des dispositifs de protection peut constater que la principale différence entre le dispositif de protection 1 et des dispositifs de protection connus est la présence des deux éclateurs 7 en série, alors que dans l'art antérieur on rencontre un unique éclateur. Les inventeurs ont constaté que, de manière surprenante, cette différence permet un meilleur comportement en fréquence du dispositif de protection 1. L'impédance caractéristique du dispositif de protection 1 est adaptée à celle de la ligne, même pour des fréquences élevées, par exemple supérieures à 3 GHz et au moins jusqu'à 6 GHz. Le comportement en fréquence du dispositif de protection 1 est représenté sur la figure 2. Plus précisément, la courbe du haut représente la perte d'insertion dans une ligne de 50 ohms en fonction de la fréquence, et la courbe du bas représente le rapport d'onde stationnaire (ROS), en fonction de la fréquence. L'échelle des fréquences est logarithmique et s'étend de 9 kHz à 6 GHz. Those skilled in the art of protection devices can see that the main difference between the protection device 1 and known protection devices is the presence of the two spark gaps 7 in series, whereas in the prior art a single spark gap is encountered. . The inventors have found that, surprisingly, this difference allows a better frequency behavior of the protection device 1. The characteristic impedance of the protection device 1 is adapted to that of the line, even for high frequencies, for example higher at 3 GHz and at least up to 6 GHz. The frequency behavior of the protection device 1 is shown in FIG. 2. More precisely, the top curve represents the insertion loss in a 50 ohm line as a function of frequency, and the bottom curve represents the ratio of stationary wave (ROS) as a function of frequency. The frequency scale is logarithmic and ranges from 9 kHz to 6 GHz.

A titre de comparaison, le comportement en fréquence d'un dispositif de l'art antérieur est représenté sur la figure 3. On peut constater en comparant ces figures que le dispositif de protection 1 présente une perte d'insertion plus faible que le dispositif de l'art antérieur. De même, le rapport d'onde stationnaire du dispositif de protection 1 est moins élevé que celui du dispositif de l'art antérieur, en particulier pour les fréquences élevées. Cela montre un meilleur comportement du dispositif de protection 1, en particulier pour les fréquences élevées jusqu'à 6 GHz. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. For comparison, the frequency behavior of a device of the prior art is shown in Figure 3. It can be seen by comparing these figures that the protection device 1 has a lower insertion loss than the device of the prior art. Similarly, the standing wave ratio of the protection device 1 is lower than that of the device of the prior art, particularly for high frequencies. This shows a better behavior of the protection device 1, especially for high frequencies up to 6 GHz. Although the invention has been described in connection with a particular embodiment, it is obvious that it is not limited thereto and that it comprises all the technical equivalents of the means described and their combinations if they are within the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Protection device (1) for a transmission line, comprising a first conductor (2) and a second conductor (5), in which a spark gap circuit connects the first conductor to the second conductor, characterized in that the spark gap circuit comprises two spark gaps (7) in series.

2. Protective device according to claim 1, wherein the two spark gaps are bipolar spark gaps.

3. Protective device according to claim 1 or 2, wherein the two spark gaps are spark gaps.

4. Protection device according to one of the preceding claims, wherein the first conductor (2) has the shape of a sleeve which surrounds the second conductor (5).

5. Use of a protection device (1) according to one of the preceding claims for transmitting a signal in a frequency band from DC to more than 6 GHz.