Brevet FR2005555A1 — publié le 19691212

La présente invention concerne des composants électriques capacitifs comportant une paire d'électrodes suporposées de mêmes dimensions, isolées l'une de l'autre par un matériau diélectrique et enroulées sur elles-mêmes de manière à constituer un rouleau. Dc tols composants constituent des tronçons de ligne de transmission artificielle à constantes reparties et des condensateurs pour courant continu. La ligne de transmission se distinguc du condensateur à courant continu du fait quc l'une au noins do scs électrodes présente une résistance ou une inductance, ou los deux, de valeur notable ainsi qu'une capacité par longueur unitaire des électrodes superposées. Dans uno ligno artificielle, la connexion doit normalement entre faite aux doux extrémités, ce qui signifie que les deuX extréités du conducteur dc ligne, ou bien dans le cas d'une ligne artificielle équilibrée, las quatre oxtrénités des conducteurs de ligne, doivent être sorties sur des borncs appropriées. Dans la fabrication des condonsateurs conventionnels du type enroule', il est courant de faire unc connexion au bord dc chacune dos électrodes au noyen dtun revêtement métallique sur chaque face terinale du rouleau, le revêtement étant relié au bord d'une électrode correspondante sur toute sa longueur. L'inductancc et la résistance séries sont ainsi largement éliminées du fait que spires adjacentes d'une même électrode sont court-circuitées. Dans la présente invention, une technique analogue est prévue pour permettre aux deux extrémités d'une conducteur d'une ligne artificielle enroulée d'être sorties respectivement sur une borne d'une paire de bornes concentriques réalisées sous la forme do revêtements métalliques sur une face terminale du rouleau.L'invention peut aussi s'appliquer à un condensateur, dont la résistance ou l'inductance peut être faible par rapport à colle d'une ligne artificielle, de manière que les connexions aux deux électrodes puissent être faites sur une paire do bornes concentriques réalisées par revêtement d'uno face terminale du condensateur cnroulé. L'invention sera mieux comprise à la lecture do la deseriptibn qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en sc reportant aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, la disposition de la métallisation sur la surface d'une bande diélectrique comportant un conducteur d'une ligne de transmission artificielle;; - la figure 2, une vue schématique en perspective d'une extrémité du rouleau obtenu en enroulant la bande de la figure i sur elle-même - la figure 3, la manière dont est disposé un masque do matériau isolant pour constituer un isolement entre les deux bornes concentriques réalisécs à l'une des extrémités du rouleau eonforménont à l'invention ; - les figures 4a ct 4b, la disposition relative dc la paire de conducteurs de ligne et du masque isolant dans unc- ligne artificielle équilibrée réalisée conformément à l'invention ; - la figure 5, l'application de l'invention à un condensateur à faible inductance. On va procéder maintenant à le description ditaillée dc l'invention en se reportant tout d'abord à la figure 1 sur laquelle la bande diélectrique 1 s'étend sur une longueur AD (= EF) et sur une largeur DF. Ellc est métallisée, comme repré- senté par les zones hachurées, sur la totalité de sa surface sauf sur le bord EF, le long d'une raie BC et sur la zone s'étendant entre G et H. La-raie BC s'étend depuis la proximité des extrémités de l'électrode constituée par la métallisation 2 et parallèlement au bord AD de la bande.La métallisation s'étend donc de ce côté sur toute la longuour de la bande sauf sur l'intervalle GH dont la position optimale peut entre plus près d'une extrémité de la bande qùe dc l'autre. La marge non revêtue de métal EF, la raie BC et l'intervalle GH peuvent être facilement obtenus par érosion de Ia métallisation qui antérieurement recouvrait la totalité de la bandes La surface opposée de la bande peut être entièrement métallisée à l'exception d'une marge étroite.On vcrra que la zone marginale métallisée BG est en prolongement ininterrompu avec l'extrémité A dc l'électrode et que la zone narginale HO est on prolongement ininterrompu avec l'extrémité D dc l'électrode. Si, lorsque la bande est enroulée, l'on dépose du métal par vaporisation sur la face terminale constituée par le bord AD, on obtient une zone terminale qui est on contact sur toute sa longueur avec la zone marginale AG et la zone marginale HD, court-circuitant ainsi la résistance et l'inductance de ces zones marginales et établissant le contact avec les extrémités respectives de l'électrode.La position de l'intervalle GH sur la longueur de la bande peut être choisie de manière que la largeur radiale des zones de contact soit toujours la même. Des moyens doivent être prévus pour empêcher le revêtenent métallique de la face terminale d'interconnecter les bords de l'intervalle OH, dont la longueur peut être inférieure à un tour du rouleau, ou d'interconnecter les spires adjacentes entre les parties marginales avoisinantes de AG et HD. Afin d'assurer l'isolement nécessaire entre les deux bornes concentriques formées par le revêtement métallique sur la face terninale, deux morceaux de ruban adhésif de nasquage 3 sont placés l'un sur et l'autre sous l'intervalle OH et les zones marginales avoisinantes de métallisation, de façon à recouvrir une longueur de la bande correspondant à au noins un tour et une fraction du tour suivant, et les bords des deux morceaux de ruban adhésif qui dépassent sont collés ensemble. La bande 1 ainsi qu'une bande isolante 4, laquelle né doit pas-venar tout -à fait jusqu'aux bords de la bande 1, sont ensuite enroulées ensenble comme illustré trés - schématique- nent par-la figuré 2-sur laquelle les zones narginales métallisées AG et HD sont respectivement réprésentées en 5 et 6, l'intervalle les séparant étant représenté en 7 et les deux morceaux de ruban de masquage non collés ensemble, en 3. Comme représenté par la figure 3, sur laquelle le roulleau est représenté en 8, lorsque les deux morceaux de ruban de masquage sont collés ensemble, ils entourent complètement l'intervalle 7 correspondant à OH sur la figure i ainsi que les zones marginales avoisinantes métallisées, de chaque côté. De plus, le masque ainsi obtenu s'étend sur au moine un tour et une fraction du tour suivant du rouleau dc sorte que la face terminale peut alors être métallisée afin de constituer une paire do bornes concentriques 9 et 10 dont ltune établit le contact avec la zone marginale AG et l'autre avec la zone marginale HD (figure t). Une fois que les bornes ont été constituées, la partie dépassante du masque 3 peut hêtre arasée.A l'autre extrémité du rouleau, la face terminale peut entre entièrement nétallisée afin de constituer une troisiène borne connectant le plan terre sur toute sa longueur. La marge non métallisée le long de DF sur la face supérieure de la bande (figure 1) empêche le revêtement métallique de la face terminale de court-circuiter l'électrode en 2. Bien que dans ce qui précède on ait supposé que deux moreceaux de ruban adhésif soient utilisés pour masquer l'intervalle, il est évident que l'on peut à volonté utiliser à la place un seul morceau de ruban replié de chaque côté de la bande. On peut encore utiliser un scul norceau de ruban ayant la longueur d'au moins deux tours qui se recouvrent et sont collés ensenble. On a supposé qu'un plan terre était constitué par métallisation de la face opposée de la bande 1 nais il est bien évident que l'on pourrait aussi bien prévoir la métallisation sur la surface de la bande intermédiaire 4 et, le cas échéant, le masque peut très bien recouvrir un bord de cette bande. La ligne artificielle non équilibrée décrite dans ce qui précède peut Btre plus particulièrement utilisée pour des résoaux à trois bornes dans lesquels le conducteur d'une ligne artificielics ayant dos résistances séries et des capacités en dérivation réparties entre la ligne et le plan terre, est connecté entre deux des bornes du réseau, et le plan terre est adapté à travers une resistance extérieure à la troisième borne Le filn présente une grande pointe d'affaiblissement à une fréquence donnée. Pour une ligne artificielle équilibrée, on peut utiliser le dispositif des figures 4a ct 4b. Pour cela, on prend une bande diélectrique métallisée 1, telle que celle décrite à l'aide de la figure 1, ainsi qu'une deuxième bande identique 10 que l'on placc sur la bande 1 de façon que les zones non métallisées des deux bandes coïncident.Ainsi, l'intervalle 11 situé entre les zones marginales 12 et 13 de la bande 10 correspond à l'intervalle 7 situé entre los zones marginales 14 et 15 de la bande 1, tandis qu'une bordure non métallisée 16, s'étendant sur la longueur supérieure de la bande tO-, conne on le voit sur la figure 4b, recouvre les zones marginales 14 et 15 de la bande 1 ct correspond à la nargc non métallisée 17 do la bande 1. Un morceau de ruban dc masquage 18, recouvrant pour le moins environ un tour et une fraction du tour suivant du rouleau, est collé devant et derrière la bande 1 sur les parties avoisinantes des zones marginales 14 et 15. Les morceaux de ruban de nasquagc 18 recouvrent une surface légèrement inférieure à la noitié de la largeur de la bande 1 et dépassont du bord supérieur comme représenté Ils sont collés ensemble. Dcs morceaux analogues dc ruban do nasquage 19 sont appliqués de la même manière à la bande 10.A la place d'utiliser doux norceaux de ruban 18 et doux morceaux de ruban 19, on peu!; utiliser un seul morceau de chaque dépassant des bords supérieur ct inférieur des bandes, l'un recouvrant la face avant de la bande 10 et l'autre face arrière de la bande 1. On colle ensemble les bords de ruban qui dépassent. On peut cncore utiliser un seul norceau de ruban dont la longueur corrcspond à plus de deux tours du rouleau, los tours on recouvrement étant collés ensemble. Quand les deux bandes ont été enroulées dc manière à constituer un rouleau, du métal est déposé par vaporisation sur les deux faces terminales de manière à obtenir une paire dc bornes concentriques à chaque bout du rouleau, chacune de ces bornes étant respectivement reliée à l'une des quatre extrémités de la ligne artificielle. Dans la réalisation de la figure 5, une bande diéloctrique 20 est repré- sentée métallisée sur une sculc face à l'exception des zones narginales 21 et 22 qui s'étendent depuis les extrémités respectives AE et DF de la bande jusqu'à J le long du bord AD et jusqu'à K le long du bord FE, - FK étant plutôt plus long que Di. Un morceau de ruban dc masquage 23 est fixé sur la face inférieure de la bande de manière à dépasser dc chacun des deux bords opposés et à s'étendre sur une longueur YZ d'un peu plus- d'un tour du rouleau;; L'autre électrode du condensateur est constituée par la surface métallisée d'une deuxiènc bande diélectrique 24 qui sera superposée sur la bande 20 de façon que le diélectrique de la bande 24 se trouve entre les deux électrodes. Le plan de nétallisation dc la bande 24 est généralement identique à celui de la bande 20 nais inversé par rapport à la figure 5. Une bordure non métallisée 25 s'étend depuis l'extrémité NQ le long du bord supérieur ML jusqu'à R, MR étant égal à FK, et une bordure non métallisée 26 s'étend depuis l'extrémité gauche LP le long du bord inférieur PQ jusqu'à S, PS étant egal à AJ.En conséquence, lorsque les deux bandes seront superposécs il y aura des intervalles on position TJ et US entre les bordures voisines métallisées. Un morceau de ruban de nasquage 27 est placé sur la bande 24-de manière à coincider avec le morceau 22, les bords voisins du ruban de masquage qui dépassent de la bande sont collés ensenble. Ainsi, quand les deux bandes sont superposées et enroulées ensemble, de chaque face terminale du rouleau dépassent des parties marginales électrodes dont chacune est respective ment le prolongement d'une des quatre extrémités des électrodes. Une fois que les faces terminales du rouleau ont été revêtues de métal par vaporisation, chacune des zones de contact obtenue court-circuite les spires de l'électrode correspondante le long des bords ZD et EX, de sorte que le condensateur est effectivement non inductif, tandis que la connexion aux deux électrodes peut être faite sur l'une ou l'autre, ou sur les deux faces terminales du condensateur enroulé, selon les besoins. Il faut cependant noter qu'avec une métallisation dent la résistance cst relativement élevée, on obtiendra des résistances séries le long de chaque électrode sur la section XY-WZ couverte par le masque.Pour de nombreuses applications, ceci est sans conséquences nais, le cas échéant, ces résistances séries peuvent entre court-circuitées au moyen de connexions cxt-rieures individuellts situées entre les zones de contact le long de ZD et de EX sur l'électrode 20 et de commexions correspondantes aux bornes de l'électrode 24. Pion que l'on ait considéré dans. la réalisation de la figure 4 que les électrodes étaient constituées par les zones nétallisées des bandes diélectriques correspondantes, colles-ci peuvent être de sis les feuilles nétalliques séparées par de sinples bandes diéleetriques, le bord des feuilles étant coupé de manière à obtenir des zones non conductrices 21, 22, 25 et 26. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exenple non linitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Conposant électrique capacitif constitué par deux électrodes superposées ayant sensiblement les mêmes dimensions, séparées l'une de l'autre par un matériau diélectrique ct curoulées sur elles-mêmes, dans lequel un face terminale du rouleau ainsi obtenu est revêtue dc nétal constituant une paire de bornes concentriques dont l'une est connectée à l'une des extrémités de l'une des électrodes et l'autre, à ltextrénité opposée de l'une des électrodes. 2. ligne artificielle de transmission constituée par deux électrodes super poséos ayant sensiblement les mêmes dimensions, séparées l'une de l'autre par un matériau diélectrique et enroulées sur elles-mêmes, dans laquelle:: une-prenière électrode est constituée par un revêtement métallique appliqué sur une bande diélcctrique, une fine raie non nétallisée du matériau de la bande s'étend parallèlement à un bord depuis la proximité d'une extrémité de l'électrode jusqu'à la proximité dc l'autre extrémité, la partie marginale dc la bandc située entre ce bord et la raie étant métallisée, à l'exception d'un intervalle, sur toutc la longueur de l'électrode de sortc que sont obtenues deux zones narginales, séparées l'une de l'autre par l'intervalle, qui sont le prolongement des extrémités respectives de l'électrode, la face terminale du rouleau comportant ledit bord de la bande est revêtue de nétal afin de constituer une paire dc bornes concentriques dont chacune est reliée à une zone marginale correspondante ; ainsi qu'un masque dc matériau isolant qui s'étend, d'une longueur supérieure à un tour du rouleau, sur ledit intervalle et les zones marginales avoisinantes et procure ainsi un isolement entre les deux bornes. 3. Condensateur constitué par deux électrodes superposées ayant sensiblement les mêmes dimensions, séparées l'une de l'autre par un matériau diéleetrique et cnroulécs sur elles-mêmes, dans lequel : une première électrode présente sur un bord une zone marginale faisant partie d'une face terminale du rouleau et dépassant du bord correspondant dc la deuxième électrode sur uno partie dc la longueur des élec- trodes superposées, y compris unc extrémité, tandis que sur le reste de la longueur, après un court intervalle, la deuxiènc électrode présente sur la même face terminale une zone marginale qui dépasse au delà du bord correspondant dc la première élec- trode ; des revêtenents métalliques constituent sur ladite face terminale une paire de bornes concentriques dont l'une est reliée à la première électrode et l'autre à la seconde électrode ; un masque de matériau isolant s'étend, pour plus d'un tour du rouleau, sur ledit intervalle et sur lesdites zones narginales avoisinantes afin de procurer un isolement entre les deux bornes. 4. Composant électrique capacitif de la revendication 2 ou 3 caractérisé par le fait que sur la face terminale opposée du rouleau une zone marginale de la deuxième électrode dépassc du bord corrcspondant do la première électrode et qu'un revêtement métallique prévu sur cette deuxième face du rouleau est relié à ladite zone marginale de la deuxième électrode. 5. Composant éleetrique capacitif de la revendication 4 dans lequel sont prévus sur ladite face terminale opposée du rouleau une paire de bornes conce-isriques et un masque exactement disposés comme décrit pour la première face terminale2 de façon que chacune des quatre bornes assure la connexion respectivement à 1 tune des quatre extrmités des deux électrodes. 6. Méthode de fabrication d'un composant électrique capacitif conforme aux revendications 2 à 5 selon laquelle, pour constituer ledit moyen de masquage, on applique un ruban adhésif aux bords de l'une ou des deux électrodes dans la région dudit intervalle de manière Qu'il dépasse axialement au delà de la face termasie du rouleau, l'intervalle et les bords des zones marginales avoisinantes étant séparés par l'intervalle recouvert de ruban adhésif sur une longueur d'au moins un tour du rouleau et une partie du tour suivant, et ainsi protégés lors de l'application du revêtement métallique sur la face terminale du rouleau.