Brevet FR2234643A1 — publié le 19750117

La présente invention concerne des dispositifs d'alimentation de puissance pour lignes de transmission coaxiales à répéteur, et plus particulièrement une capacité de blocage destinée à être utilisée dans de telles lignes. Dans les quelques dernières années, il a été courant d'utiliser des lignes de transmission coaxiales pour la transmission de signaux à radiofréquences. Comme de tels dispositifs tendent à être coûteux, il est souhaitable qu'autant d'informations que possible soient transmises sur un nombre minimal de lignes. Ce problème a été résolu par l'utilisation de techniques de multiplexage d'où il résulte qu'un grand nombre de canaux d'information peut être transmis sur la même ligne de transmission. Mais, puisque ces lignes de transmission coaxiales ont quelquefois des dizaines ou même des centaines de kilomètres de long, le signal transmis doit être amplifié à intervalles donnés le long de la ligne.Ceci est effectué par l'utilisation de répéteurs qui sont, de façon courante alimentés en série à partir des extrémités de la ligne de transmission, -c'est-à-dire à partir des extrémités des répéteurs terminaux de la ligne. En raison de la distance entre les répéteurs terminaux, un grand nombre de répéteurs de ligne peuvent eAtre alimentés en courant continu à partir des extrémités de la ligne. En conséquence, la tension de borne d'une alimentation dèbpuissance peut être de 1.500 à 2.000 volts continus. Pour empêcher le courant de circuler depuis l'alimentation de puissance jusqu'leur répéteurs terminaux, une capacité de blocage est utilisée. Des capacités haute tension sont bien connues et commercialement disponibles, mais elles ne sont pas adaptées à la transmission en large bande en raison de leur capacité en parallèle parasite et de leur inductance série parasite. Par exemple, dans une ligne de transmission coaxiale ayant une largeur de bande de 0,5 à 500 mégahertz, une capacité haute tension (par exemple de 2.000 volts continus) de 0,02 microfarad présente une capacité en parallèle notable (c'est-à-dire 45 picofarads) sur la ligne, diminuant par-là sévèrement la qualité de la transmission. Un autre problème qui apparatt à ces fréquences est que les radiations environnantes frappant la capacité introduisent du bruit sur la ligne. La présente invention résout ce problème en isolant physiquement la capacité de blocage des surfaces conductrices et en réduisant la capacité de fuite à une valeur compatible avec la lar-' geur de bande de la ligne de transmission. Selon la présente invention, une capacité comprenant des conducteurs axiaux de longueurs prédéterminées est soutenue coaxialement dans un logement conducteur tubulaire ayant des connecteurs de lignes de transmission coaxiales d'entrée et de sortie fixés à ses extrémités respectives. Les conducteurs de la capacité sont reliés aux connecteurs. La capacité de-fuite est prédéterminée par l'espacement physique de la capacité par rapport au boîtier et par le choix du matériau et de la forme du moyen de support de la capacité. La capacité de fuite entre le logement et la capacité, associée à l'inductance des conducteurs de la capacité, forme un élément de filtre en T ayant une impédance caractéristique qui peut être choisie pour être approximativement égale à celle de la ligne de transmission. La présente invention va- e"tre exposée plus en détails dans la description suivante d'un mode de réalisation préféré, faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'une 11- gne de transmission coaxiale à répéteurs ; et La figure 2 est une vue en coupe de l'élément de eonden- sateur coaxial-selon la présente invention. La figure 1 représente la fonction et l'emplacement d'une capacité de blocage dans une ligne "de transmission coaxiale. Une paire de répéteurs terminaux 2 est connectée par une ligne de transmission coaxiale 4 par l'intermédiaire d'une pluralité de répéteurs de ligne 6. Tandis que les répéteurs terminaux 2 sont alimentés lo calement, les répéteurs de lignes sont alimentés à partir de l'extrémité de la ligne de transmission 4 par les alimentations de puissance 8. Pour empêcher une circulation de courant continu à partir des alimentations de puissance 8 dans les répéteurs terminaux, des capacités de blocage 10 doivent être connectées entre les répéteurs terminaux et les extrémités respectives des lignes à répéteurs.La valeur des capacités est choisie de sorte quelle présente une basse impédance pour les signaux à radiofréquences apparaissant sur la ligne de transmission. Mais; les alimentations de puissance 8 peuvent Entre de l'ordre de 1.500 volts chacune nécessitant par-là que les capacités 10 soient capables de supporter des hautes tensions. La figure 2 représente un élément de capacité coaxiale selon la présente invention. Une capacité tubulaire 20 comprend une paire de conducteurs 21 respectivement connectés aux conducteurs centraux 22 des connecteurs 23 de la ligne de transmission coaxiale. Les connecteurs 29 sont fixés à un bottier conducteur tubulaire 24 par exemple au moyen de plaques 25. Le bottier 24, les plaques 25 et les connecteurs 23 forment le conducteur externe de la ligne de transmission coaxiale qui peut etre connectée aux connecteurs 23. Le bottier 24 et les plaques 25 peuvent être en étain traité soudé, tandis que les connecteurs 23 peuvent être des connecteurs de lignes coaxiales classiques. Ces parties élémentaires peuvent eAtre fixées ensemble par tout moyen pratique, tel que des vis, des écrous et des vis, ou de la soudure. La capacité 20, qui peut être du type en feuilles, est montée dans un premier logement 26 rempli d'un liquide d'imprégnation 27. Le logement 26 est scellé à ses extrémités par des insertions 28 qui peuvent être en résine ou en verre. La capacité 20, ainsi que le logement 26, le liquide d'imprégnation 27 et les insertions de scellement 28 constituent une capacité à haute tension telles qu'elles sont commercialement disponibles. Cette capacité haute tension est soutenue dans le bottier 24 coaxialement et en relation d'espacement par une bobine 20 de matériau isolant tel que le matériau connu sous la marque déposée Teflon. Comme on peut l'observer à partir de la figure 2, le logement 26 et le bottier 24 représentent les plaques d'une capacité. Mais, si la distance-entre ces plaques et la constante diélectrique et les caractéristique du moyen de support sont connues, la capacité de fuite entre la capacité et le bottier peut ebtre prédéterminée. Une fois que la valeur de capacité- de fuite est connue, l'in- ductance pour obtenir l'impédance caractéristique requise peut être calculée en utilisant la théorie des circuits classique. L'inductance requise peut etre-physiquement obtenue en amenant les conducteurs 21 à être d'une longueur prédéterminée. Ainsi, la capacité de fuite entre la capacité et le bottier ainsi que l'inductance des fils de la capacité forment un élément de filtre en T ayant une impedance caractéristique qui peut Etre approximativement égale à celle de la Magne de transmission. En conséquence, la présente invention prévoit un élément capacitif coaxial ayant des caractéristiques de haute fréquence et de haute tension qui peuvent être complètement prédéterminées et qui ne varient pas avec l'environnement dans lequel l'élément est utilisé. En outre, le bottier fournit un excellent écran pour les interférences aux radiofréquences. La présente invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'hêtre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Elément capacitif coaxial destiné à être utilisé comme capacité de blocage en courant continu relié en série avec une ligne de transmission coaxiale ayant une impédance caractéristique et adaptée à transmettre des signaux aux radiofréquences, caractérisé en ce qutil comprend - un bottier conducteur tubulaire comprenant des connecteurs de ligne de transmission coaxiale d'entrée et de sortie fixés à ses extrémités respectives, - un condensateur muni de conducteurs axiaux de longueurs prédéterminées étant respectivement connectés aux connecteurs, et - un moyen pour soutenir le condensateur coaxialement dans le boiter selon une relation d'espacement prédéterminée, d'où il résulte que la capacité de fuite entre le condensateur et son bottier ainsi que l'inductance des fils de la capacité forment une partie de filtre en T ayant une impédance caractéristique sensiblement égale à celle de la ligne de transmission. 2 - Elément capacitif coaxial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le condensateur est du type imprégné à haute tension. 3 - Elément capacitif coaxial selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de support est une bobine de matériau isolant située entre le bottier et le condensateur.