Brevet FR2222768A1 — publié le 19741018

La présente invention concerne un connecteur coaxial haute frequence qui est agencé pour être utilisé à des fréquences supérieures à la fréquence de coupure du mode supérieur suivant, calculée pour les dimensions de connecteur de la phase d'adaptation du connecteur. En raison des caractéristiques dimensionnelles speci- fiques, tous les connecteurs coaxiaux haute fréquence ont une fréquence de coupure (TE11) du mode supérieur suivant, calculée théoriquement. Cette fréquence en GHz est donnée par l'équation où fc est la fréquence de coupure du mode supérieur suivant pour le connecteur; est la constante diélectrique pour le diélectrique du connecteur; D est le diamètre interne du conducteur externe du connecteur; d est le diamètre externe du conducteur interne du connecteur. Au-dessus de la fréquence de coupure, une résonance peut apparaître dans le connecteur en augmentant notablement son rapport d'amplitude de tension et donc les pertes de signaux au point que le connecteur ne peut plus entre utilisé davantage. Bien que cette résonance puisse être de nature intermittente et qu'il est donc possible dans certains cas qu'un connecteur puisse être utilisé au-dessus de sa fréquence de coupure calculée, sans observer la propagation du mode d'ordre supérieur suivant, une opération sûre de ces fréquences supérieures, n'est pas susceptible d'être obtenue. A partir de l'équation (1) il ressort que la fréquen- ce de coupure pour le connecteur peut être augmentée en utilisant un diélectrique ayant-une constante diélectrique inférieure ou en diminuant les diamètres indiqués des conducteurs. Cependant, la plupart des connecteurs sont conçus pour utiliser la meilleure matière diélectrique disponible. Il,n'est donc pas normalement possible d'augnenter la fréquence de coupure du connecteur en changeant la matière diélectrique. En outre, les diamètres des conducteurs pour les connecteurs d'un type donné, sont normalement fixés en étant déterminés par les dimensions de la face d'adaptation du connecteur.Une autre limitation relative à la modification des diamètres du conducteur, réside en ce qu'il est nécessaire que l'impédance caractéristique à travers le connecteur soit essentiellement constante et essentiellement égale à l'impédance caractéristique de 50 ohms d'un conducteur coaxial d'adaptation. Il existe donc un problème pour obtenir un fonctionnement avec des niveaux de perte acceptables dans des applications où il existe un besoin pour un fonctionnement avec un connecteur d'un type particulier à une fréquence supérieure à sa fréquence de coupure calculée. A l'heure actuelle, la seule solution à ce problème est de commuter un connecteur d'un type différent, solution qui n'est fréquemment pas réalisable quand il est nécessaire de refaire totalement une partie d'un équipement en vue de son incorporation. L'invention crée un connecteur coaxial haute fréquence agencé pour être utilisé à des fréquences supérieures à la fréquence de coupure du mode supérieur suivant, calculée pour les dimensions de la face d'adaptation du connecteur. Le connecteur comprend un contact central, un contact externe et un diélectrique séparant les contacts interne et externe. Le contact central a un premier diamètre externe sur une section de la face d'adaptation relativement courte de celui-ci et un diamètre externe plus faible pour le reste de sa longueur derrière la section de la face d'adaptati-on. De la même façon, le contact externe présente un premier diamètre interne sur la section de la face d'adaptation relativement courte et un diamètre interne plus faible sur le reste de sa longueur derrière la section d'adaptation.Ainsi, tandis que dans la section de la face d'adaptation, le connecteur a la fréquence de coupure du mode supérieur suivant calculée (F1), le reste du connecteur peut être dimensionné pour avoir une fréquence de coupure suprieure prédéterminée (F2). La résonance n'a pas tendance a apparature dans le connecteur aux fréquences en dessous de la fréquence de coupure supérieure (F2). L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, à la figure unique du dessin annexé qui représente une vue de côté arrachée partielle d'un connecteur selon l'invention. Au dessin annexé, on peut voir que le connecteur 10 de l'inventi n comprend un corps 12 classique ayant un écrou de couplage classique 14 monté sur celui-ci. Le corps 12 comprend une ferrure classique (non représentée) pour fixer physiquement et électriquement le connecteur à un câble coaxial. Un contact externe 16 et un contact central 18 sont contenus dans le corps 12, les contacts étant séparés par un isolant diélectrique 20. A partir du dessin, on peut voir que le connecteur comprend une première section ou zone, désignée comme étant la zone de la face d'adaptation dans sa partie antérieure pour laquelle le diamètre interne du conducteur externe 16 est D et le diamètre externe du conducteur interne est d.Il s'agit de la section du connecteur qui s'adapte avec un connecteur du même type générique mais de genre opposé. Le connecteur présente donc des dimensions d'adaptation classiques et est agencé pour s'adapter avec tout connecteur de dimensions classiques pour le même type générique. Cependant, dans la région ou zone derrière la zone de la face d'adaptation, cette zone étant désignée comme étant la zone libre de résonance au dessin annexé et constituant la plupart de la longueur du connecteur, le diamètre du conducteur externe 16 est réduit à D' et le diamètre du conducteur interne est réduit à d. A partir de l'équation (1) ci-dessus, on peut voir qu'en ré-duisant à la fois D et d, la fréquence de coupure est est accrue. Ainsi, seule la section courte du connecteur dans la zone de la face d'adaptation a une fréquence de coupure inférieure. Etant donné que plus la section qui peut soutenir la résonance est petite, moins il apparat de vibrations par résonance ou analogue, on a trouvé qu'avec le connecteur représenté au dessin annexé, la résonance n'apparaît pas jusqu'à ce que la fréquence de coupure supérieure de la zone libre résonance te ait été atteinte. Ainsi, on obtient un connecteur qui est agencé pour être utilisé à des fréquences supérieures â la fréquence de coupure, calculée pour les dimensions de la face d'adaptation. Il convient de remarquer que la fréquence de coupure pour la zone libre résonante, peut être augmentée en réduisant simplement un des diamètres D ou d. Cependant, l'impédance caractéristique pour les sections du connecteur est donnée par l'écuation : Ainsi, si seulement un des diamètres est réduit, l'impédance caractéristique sera soit augmentée, soit diminuée en entraînant une discontinuité dans l'impédance, provoquant un rapport d'am amplitude de tension dans le connecteur. En changeant les deux diamètres du connecteur d'une façon telle que leur rapport reste constant, l'impédance caractéristique des deux zones du connecteur reste la même, ce qui réduit les discontinuités possibles dans le connecteur.Un autre avantage de changer les deux diamètres, réside en ce qu'une modification désirée dans la fréquence de coupure peut être obtenue avec une modification minimale dans chacun des diamètres, ce qui réduit les discontinuités introduites et donc l'effet nuisible du potentiel des nodifications des dimensions sur le rapport d'amplitude de tension. On indique ci-après des dimensions données à titre d'exemple en supposant que le diélectrique 20 pour le connecteur est en tétrafluoroéthylène ayant une constante diélectrique de 2,025, dans ce cas, D=7,?mm, d-2,1mm, D'=6,3mm et d'=1 ,9mm. A partir de l'équation (1), on voit qu'avec ces dimensions, la fréquence de coupure dans la zone de la face d'adaptation du connecteur, représente a' peu près 15 GHz tandis que la fréquence de coupure dans la zone libre résonante représente à peu près 17 GHz. En utilisant les chiffres de l'équation (2), il ressort que l'impédance caractéristique dans les deux cas, représente environ 50 ohms. Par conséquent, un connecteur avec des dimensions de la face d'adaptation fournissant une fréquence de coupure è 15 Gllz peut être utilisé avec sûreté jusqu'à 17 GHz sans effets nuisibles sur le rapport d'amplitude de tension. Bien oue 1'invention ait été donnée à titre d'exemple, en référence à un type particulier de connecteur, il est évident qu'on peut appliquer l'invention ze la même façon à tout connecteur coaxial haute fréquence ayant une section de la face d'adaptation. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. , r. 59T v ' D I C A S G. Connecteur coaxial haute fréquence agencé pour etre utilisé à des fréquences supérieures à la fréquence de coupure supérieure suivante, calculée pour les dimensions de la face d'adaptation du connecteur, caractrisé en ce qu'il comprend un contact central ayant un premier diamètre externe sur une section de la face d'adaptation relativement courte de celui-ci et un diamètre externe plus faible pour le reste de sa longueur derrière la section de la face d'adaptation, un contact externe ayant un premier diamètre interne sur la section de la face d'adaptation relativement courte et un diamètre interne inférieur sur le reste de sa longueur derrière la section de la face d'adaptation et un diélectrique séparant ces contacts externe et interne, les diamètres du contact dans la section de la face d'adaptation étant tels qu'ils fournissent une fréquence de coupure de mode supérieur suivant F1 qui est inférieure à la fréquence la plus élevée à laauelle le connecteur doit entre utilisé et les diamètres du contact dans le reste du connecteur derrière la section de la face d'adaptation étant tels qu'ils fournissent une fréquence de coupure prédéterminée F2 qui est supérieure à la fréquence la plus élevée à laauelle le connecteur doit etre utilisé. 2. Connecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les diamètres interne et externe dans la section de la face d'adaptation sont tels que leur rapport est essentiellement le même que celui pour les diamètres dans le reste du connecteur, l'impédance caractéristique du reste du connecteur derrière la section de la face d'adaptation étant essentiellement la même que l'impédance caractéristioue de la section de la face d'adaptation. 3. Connecteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre externe du contact interne et le diarlè- tre interne du contact externe sont supérieurs dans la section de la face d'adaptation piutôt que dans le reste du connecteur. 4. Connecteur suivant la revendication 3, caracte- risé en ce que la longueur de la partie du connecteur derrière la section de la face d'adaptation est essentiellement su?pé- rieure à la longueur de la section de la face d'adattation.