Brevet FR2339967A1 — publié le 19770826

La présente invention concerne un joint tournant haute fréquence (HF) permettant à plusieurs placés les uns sur les autres d'assurer la rotation du même nombre de liaisons coaxiales tout en gardant ses caractéristiques au signal HF qui chemine dans un coaxial dont une w partie - oit en rotation par rapport à l'autre, ce joint assurant la continuité dudit coaxial tant du point de q. électrique que mécanique. Les joints tournants HF connus constituent une liaison- articulée sur un coaxial et de ce fait colportent une âme centrale 9t une armature exté- rieurs séparées en deux parties tournant l'une sur l'autre. Schématique. ment on peut considérer que ce joint tournant est réalisé le plus simple- ment par le maintien en contact, pendant la rotation, des deux brins du coaxial sectionné: âme sur âme et armature sur armature; c'est à dire que les extrèmites des brins possèdent un système permanent de contact perses tant la rotation dun brin par rapport à l'autre. L'inconvénient majeur de ce système est qu'il est pratiquement impossible d'avoir plusieurs liaisons coaxiales tournant en même temps autour du même axe et que les perturbations apportées par les contacts et la rotation de ce joint sur le signal HF sont trés impertantes.D'autres solutions très voisines de celle ci sont mécamiquement satisfaisantes pour une ou plusieure linisons mais ne le sont pas sur le plan des caractéristiques du signal HF qui se trouve beaucoup trop déformé par la traversée du joint même lorsque celui-ci n'est pas en rotation. On connait aussi d'autres dispositifs oê les deux parties conductricez du joint ne sont plus en contact et constituent de es fait un transformateur à air ou à un autre dièlectrique selon que l'intervalle entre ces deux parties conductrices est comblé ou non par un composant dié- lectrique.Les résultats obtenus avec ces joints ne sent pas très satisfaisants surtout en ce qui concerne les qualités du signal HF après trac versée du joint, irais il est à remarquer que selon le nombre de spires com- posant les enroulements de ce transformateur, il est possible d'amplifier ou d'atténuer un signal électrique. Le dispositif selon la présente invention permet la multiplicité des liaisons coaxiales tournant ensemble sur le même axe tout en gardant au signal HF ses caractéristiques propres. Il est en effet possible de placer ces joints les uns sur les autres en faisant passer les liaisons coaxiales par le centre évidé de la partie fixe de chacun d'eux. De ce fait le nom- bre de joints empilés n'est limité que par l'encombrement du joint lui-mê- me et il est très facile sous un encombrement réduit d'avoir 5 à 6 liaisons coaxiales tournantes. Afin de perturber le moins possible le signal HF le joint tournant selon la présente invention doit avoir une impédance la plus voisine poe- sible de celle du coaxial auquel il est relié quel que soit l'angle de rotation. On considère, pour la mesure des angles de rotation, que la posi- tion origine est colle pour laquelle les brins du coaxial sont tous les 2 du msle côté de l'axe de rotation, ce qui correspond à 00. Des rotations de 90, 180 et 2700 correspondent à des angles entre les brins du coaxial de 90, 180 et 2700. Afin d'arriver à ce résultat le joint colporte deux parties annulaires tournant l'une sur l'autre et reliées chacune à un brin du coaxial sectionné.Chacun des anneaux colporte un contact entre les armatures et un autre contact entre les siens du coaxial. Ces contacts sont maintenus en position dans ces deux pièces en mouvement par remplissage du la cavité qui les contient par une matière électriquement isolante et absorbant le moins possible l'humidité comme par exemple certaines matières plastiques. En ce qui concerne les terminaisons de l'Smo du coaxial les contacts entre les deux parties annulaires sont identiques et sont constitués de deux anneaux métalliques reliés à ne du coaxial par deux points diamétralement opposés.La continuité de l'armature du coaxial est assuré par le contact entre les deux parties oxtérieures,l'une tournante l'autre fixe,du joint. La liaison entre ce joint et les deux brins du coaxial se fait d'une part de l'intérieur du joint et d'autre part de l'extérieur. Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation conforme à la présente invention. La figure 1 représente l'aspect extérieur du joint avec deux cables coaxiaux qui le traversent différemment, la figure 2 un détail des contacts à l'intérieur du joint et la figure 3 la coupe suivant la droite Aks montrant ainsi l'assemblage des différentes parties intérieures et oxtrieures. Sur la figure 1 va partie centrale 1 fixe et cylindrique est percée de trous 2 dans lesquels des coaxiaux 3 traversent le joint. Cette partie centrale 1 est entourée d'une partie mobile 4 elle-m8me cylindrique, elles reçoivent respectivement les brins 5 et 6 du coaxial sectionné. La figure 2 représente les détails des contacts de l'Sme du coaxial A l'intérieur du joint. Ces contacts sont constitués de deux cercles 7 de même diamètre, plans, tournant l'un sur l'autre et reliéss chacun à l'aie de l'un des brins 5 et 6 du coaxial par un arc de cercle 8 en deux points diamétralement opposés. La figure 3 représentant une coupe suivant un plan contenant AA et de de rotation, et montre la disposition des pièces tournantes à lin- térieur du joint et leur possibilité de montage. Les contacts circulaires 7 sont maintenus en position et en contact constant ltun sur l'autre par des bagues isolantes 9. Une couronne de montage 10 permet la fermeture du joint par l'intermédiaire de vis 11. Un ensemble d'épaulements et de rainures 12 sur les pièces fixes et mobiles permet le guidage de la rotation, les contacts électriques entre ces pièces et le maintien en place de toutes les pieces les unes par rapport aux autres. Des mesures, sur un joint tournant construit conformément à la présente invention, ont été effectuées dans les conditions suivantes: - Fréquence de mesure: 190 MHz - Impédance de terminaison: 47,1 +0j ohms - Coaxial d'impédance 50 Ohms de type RG 58 - Remplissage du joint par des bagues en téflon - Contacts en ARCAP de 5/10 de ou de diamètre Les résultats obtens sont les suivants: Angle de rotation Rp en Chas Cp en pF 0 52,5 +0,55 180 55,8 +0,8 Soit une impédance caractéristique du joint variant entre les valeurs 49,7 et 51,1 ohms. Des mesures du taux d'ondes stationnaires tT.o.S.) éffectuées à différentes fréquences donnent les résultats suivants: à 26MHz T.O.S. 1,1 à 50 MHz T.O.S. 1,15 à 72MHz T.O.S. 1,11 Les résultats de ces mesures indiquent que le joint selon la présente invention a une impédance très voisine de celle du coaxial auquel il est relié. De ce fait mime sa présence n'affectera pas les caractéristiques du signal HF qu'il doit transmettre. Ce joint peut Titre utilisé dans tous les cas de téléconande d'un appareil mobile changeant de direction. REVENDICATIGNS 1- Joint tournant haute fréquence gardant à un signal haute fréquence ses caractéristiques propres quel que soit l'angle de rotation entre les brins du coaxial reliés l'un à l'antenne, l'autre au poste récepteur, permettant la rotation de plusieurs coaxiaux autour du in8me axe en utilisant plusieurs joints, caractérisé par le fait qu'il comporte deux parties cylindriques concentriques, mobiles l'une par rapport à l'autre et contenant chacune des contacts électriques. 2- Joint tournant haute fréquence selon la revendication l caractéri sé par le fait que la partie centrale cylindrique est fixe. 3- Joint tournant haute fréquence selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la partie centrale cylindrique comporte des trous parallèles à l'axe de rotation peur le passage des coaxiaux. 4- Joint tournant haute fréquence selon lune quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que chacune des parties cylindriques comporte deux contacts électriques, 1'un pour l'armature, l'autre pour 1't me du coaxial. 5- Joint tournant haute fréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que les contacts électriques pour l'sise du coaxial sont circulaires. 6- Joint tournant haute fréquence selon la revendication 5 caractérisé par le fait que les contacts électriques circulaires sont reliés à l'ame du coaxial en deux points diamétralement opposes. 7- Joint tournant haute fréquence selon l'une quelconque des revendications i à 6 caractérisé par le fait que les contacts circulaires sont positionnés à l'intérieur du joint par des bagues isolantes. 8- Joint tournant haute fréquence selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les bagues isolantes sont en téflon. 9- Joint tournant haute fréquence selon l'une quelconque des revendu~ cations 1 à 8 caractérisé par le fait que la partie cylindrique externe du joint est mobile.