Brevet FR2546333A1 — publié le 19841123

I Procédé de fabrication d'une ligne coaxiale à grande résistance thermique et ligne coaxiale obtenue par ce procédé La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une ligne coaxiale à grande résistance thermique et une ligne coaxiale obtenue par ce procédé. Elle s'applique plus particulièrement à la réalisation de l'isolation thermique d'une ligne coaxiale reliant un aérien à un amplificateur paramétrique. On sait en effet qu'un amplificateur paramétrique qui fonctionne dans une enceinte à basse température stabilisée de l'ordre de 200 C, doit être isolé thermiquement du milieu extérieur pour amplifier avec un minimum de bruit thermique les signaux radioélectriques appliqués à son entrée. Pour obtenir une bonne isolation, il est par conséquent nécessaire d'isoler aussi thermiquement les lignes coaxiales reliant l'amplificateur au dispositif extérieur auquel il est connecté. Ce problème est partiellement résolu par l'utilisation de lignes coaxiales entourées de matière isolante thermiquement dont le conduc- teur extérieur présente une faible section et est usiné dans de l'acier inoxydable. Cette solution présente les inconvénients d'être onéreuse et de ne pas garantir une isolation thermique parfaite, car les procédés d'usinage de l'acier inoxydable actuellement connus ne permettent pas de réaliser des sections de conducteurs faibles nécessaires à l'obtention de fortes résistances thermiques. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet, un procédé de fabrication d'une ligne coaxiale constituée par deux conducteurs cylindriques, dont l'un est extérieur à l'autre, centrés sur le même axe longitudinal et séparés par un espace rempli d'une substance diélectrique, caractérisé en ce qu'il consiste, pour fabriquer le conducteur extérieur de la ligne, à réaliser un noyau métallique par électroformage d'un matériau en alliage léger dont les dimensions extérieures correspondent à peu près aux dimensions internes de la ligne coaxiale à réaliser, à déposer par voie électrolytique et successivement sur la surface externe du noyau électro- formé une fine couche de laiton puis une fine couche d'argent pour former une couche métallique, à engager chaque extrémité du noyau dans une bride d'extrémité en laiton, en rendant solidaire chaque bride du noyau par un dépôt électrolytique d'une fine couche de cuivre au-dessus de la couche d'argent, à enrober d'une matière plastique le noyau recouvert par la couche de cuivre dans l'espace compris entre la couche de cuivre et les brides, et à dissoudre le noyau électroformé et la couche de laiton de la couche métallique de manière à faire apparaître la couche d'argent. L'invention a également pour objet une ligne coaxiale constituée par deux conducteurs cylindriques dont l'un est extérieur à l'autre, centrés sur le même axe longitudinal et séparés par un espace rempli d'une substance diélectrique caractérisé en ce que le conducteur extérieur a une épaisseur inférieure à 40 microns et est constitué par un tube en cuivre recouvert intérieurement par une couche d'argent et en ce qu'elle comprend également une enveloppe en matière plastique recouvrant le conducteur extérieur sur une portion de sa surface comprise entre deux brides placées respectivement chacune à une extrémité du conducteur extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description fai-te au regard des dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dont les figures I à 5 illustrent les différentes étapes du procédé selon l'invention. Le noyau obtenu par électroformage, utilisé pour la réalisation du procédé selon l'invention, est représenté en 1 à la figure 1, il est formé par un corps allongé cylindrique, en alliage léger du type AU 4 G renfer- mant 4 % de cuivre et 1 % de magnésium et comprend deux extrémités notées respectivement 2 et 3 La première étape du procédé représentée à la figure 1 consiste à déposer par voie électrolytique une couche métalli- que 4 constituée par une première couche mince de laiton suivie par une deuxième couche mince d'argent Le dépôt de la couche de laiton pourra être effectuée après avoir au préalable constitué sur le noyau 1 une couche d'adhérence de zinc, obtenue, par exemple, par immersion du noyau 1 dans un bain à 25 centigrade de soude OH Na à 450 gr par litre, d'oxyde de zinc Zn O à 50 gr par litre et de chlorure de fer à 1 gr par litre. Le dépôt du laiton pourra être obtenu en utilisant un électrolyte composé de cyanure de cuivre CN Cu à 52 gr par litre, de cyanure de zinc CN Zn à 12 gr par litre, de cyanure de sodium CN Na à 85 gr par litre, de carbonate de sodium CO 3 Na 2 à 30 gr par litre, de chlorure d'ammonia- que NH 4 CI à 28 gr par litre et de cyanure libre à 5 gr par litre. Lorsque le dépôt de la couche de laiton est terminé, le dépôt de la couche d'argent est alors effectué, en utilisant un électrolyte à 20 C constitué par exemple par un sel d'argent Ag(CN)2 K à 55 gr par litre, du cyanure de potassium CNK à 125 gr par litre, et de carbonate de potassium à 20 gr par litre Le dépôt de la couche d'argent pourra être effectué sur une épaisseur quelconque compatible avec la propagation de l'onde électromagnétique transportée par la ligne. Lorsque le dépôt électrolytique de la couche 4 est terminé, la fin de la première étape, consiste à positionner aux extrémités 2 et 3 du noyau 1 des brides 5 et 6 formant à la fois éléments de fixation des prises de connexions, non représentées sur les figures, des extrémités de la ligne coaxiale et éléments de support du conducteur intérieur de la ligne Les brides 5 et 6 sont constituées chacune par une plaque percée d'un trou, notées respectivement 7, 8 dans lequel s'engage partiellement une extré- mité ( 2, 3) du noyau 1. Chacune des parties des trous 7, 8 non occupée par le noyau est évidée sous la formre d'un lamage, respectivement 9, 10, destiné à recevoir, lors du montage du câble coaxial, une rondelle support du conducteur central de la ligne. La deuxième étape du procédé, représentée à la figure 2, consiste à effectuer un dépôt électrolytique d'une couche de cuivre au-dessus de la couche d'argent précédemment obtenue, en procédant éventuellement à un renfort du dépôt de cuivre dans les régions o les brides 5, 6 sont maintenues sur le noyau 1. La troisième étape du procédé représentée à la figure 3 consiste à réaliser un surmoulage d'une matière plastique 16 en polyuréthane, polyé- thylène, polyfluorethiplène, résine epoxy ou tout autre matériau équiva- lent, autour de la couche de cuivre précédemment obtenue dans l'espace compris entre les deux brides 5 et 6. La quatrième étape du procédé consiste à dissoudre le noyau électroformé et la première couche de laiton déposée au cours de la première étape, dans un bain de soude OHNA à 100 gr par litre à 70 C ou dans un mélange d'acide nitrique HNO 3 à 25 % et d'acide sulfurique H 2504 à 75 %, encore appelé "bain de blanc", afin de faire apparaître la couche d'argent. La cinquième étape du procédé représentée à la figure 5 consiste à fixer les extrémités du conducteur intérieur 17 de la ligne coaxiale sur les brides d'extrémités 5 et 6 par l'intermédiaire de deux rondelles isolantes 18 et 19, en polyuréthane ou tout autre matériau équivalent, respectivement logées dans les évidements ou lamage 9 et 10 précédem- ment usinés au cours de la première étape du procédé. La ligne coaxiale obtenue par le procédé qui vient d'être décrit est représentée à la figure 5, elle est constituée par les conducteurs concentriques 13, et 17, séparés par un espace 20 renfermant le milieu diélectrique de la ligne qui dans l'exemple de la figure 5 pourra être de l'air Le conducteur extérieur a une épaisseur inférieure à 40 microns et est constitué par la couche de cuivre 13 obtenue précédemment, recou- verte intérieurement par la couche d'argent qui reste de la couche métallique 4 déposée au cours de la première étape La ligne comprend également l'enveloppe en matière plastique 16 qui recouvre le conducteur extérieur 13 sur toute sa surface comprise entre les deux brides d'extré- mités 5 et 6 placées aux extrémités de la ligne coaxiale ainsi réalisée. Les dimensions à donner au diamètre d du conducteur intérieur et au diamètre D du conducteur extérieur seront déterminées pour chaque cas d'utilisation en fonction des caractéristiques électriques demandées. Pour une ligne d'impédance caractéristique Zc et dont le milieu diélectri- que a une constante diélectrique E les diamètres D et d seront déterminés à partir de la formule connue D c X Logd= 138 Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que la description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention D'autres variantes de réalisation sont en effet possibles et qui consistent, soit à apporter des perfectionnements aux brides 5 et 6 pour permettre leur adaptation sur les prises de connexion des organes électroniques couplés par l'intermédiaire de la ligne coaxiale, soit encore, à modifier la nature du diélectrique compris dans l'espace 20 qui pourra être, suivant les modes d'application, un diélectri- que gazeux renfermant par exemple de l'air ou un diélectrique solide constitué également par une matière plastique. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'une ligne coaxiale constituée par deux conducteurs cylindriques ( 13, 16), dont l'un est extérieur à l'autre centrés sur le même axe longitudinal et séparés par un espace ( 19) rempli d'une substance diélectrique, caractérisé en ce qu'il consiste, pour fabriquer le conducteur extérieur de la ligne, à réaliser un noyau ( 1) par électrofor- mage d'un matériau en alliage léger dont les dimensions extérieures correspondent à peu près aux dimensions internes de la ligne coaxiale à réaliser, à déposer par voie électrolytique et successivement sur la surface externe du noyau électroformé ( 1) une fine couche de laiton puis une fine couche d'argent, pour former une couche métallique ( 4), à engager chaque extrémité du noyau dans une bride ( 5, 6) d'extrémité en laiton, en rendant solidaire chaque bride ( 5, 6) du noyau ( 1) par un dépôt électrolytique d'une fine couche de cuivre ( 13) au-dessus de la couche d'argent, à enrober d'une matière plastique le noyau ( 1) recouvert par la couche de cuivre ( 13) dans l'espace compris entre la couche de cuivre ( 13) et les brides ( 5, 6), et à dissoudre le noyau ( 1) électroformé et la couche de laiton de la couche métallique ( 4) de manière à faire apparaître la couche d'argent. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau ( 1) électroformé est en alliage léger d'aluminium. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le noyau ( 1) électroformé est constitué par un alliage léger d'aluminium renfermant 4 % de cuivre et 1 % de magnésium. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste pour maintenir le conducteur intérieur ( 16) dans l'axe longitudinal du conducteur extérieur ( 13), à fixer les extrémités du conducteur intérieur ( 16) sur les brides d'extrémités ( 5, 6) par l'inter- médiaire de deux rondelles isolantes ( 17, 18) logées à l'intérieur d'évide- ments des brides d'extrémités ( 5, 6 >. 5 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matière plastique recouvrant le noyau est en polyuréthane. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la matière plastique recouvrant le noyau est formée par une résine époxy. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dépôt de la couche de cuivre ( 13) est effectué sur une épaisseur comprise entre 35 et 40 /um. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le noyau ( 1) électroformé est dissous dans un bain de soude caustique Na OH à 100 gr par litre. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le noyau ( 1) électroformé est dissous dans un bain contenant 25 % d'acide nitrique HNO 3 et 75 % d'acide sulfurique H 2504 Ligne coaxiale constituée par deux conducteurs cylindriques dont l'un est extérieur à l'autre, centrés sur un même axe longitudinal et séparés par un espace rempli d'une substance diélectrique, caractérisée en ce que le conducteur extérieur ( 13) a une épaisseur inférieure à 40 mi- crons et est constituée par un tube en cuivre recouvert intérieurement par une couche d'argent ( 4) et en ce qu'elle comprend également une enve- loppe en matière plastique ( 16) recouvrant le conducteur extérieur sur une portion de sa surface comprise entre deux brides ( 5 et 6) placées respectivement chacune à une extrémité du conducteur extérieur ( 3).