Brevet FR2651386A1 — publié le 19910301

Dispositif de protection contre les perturbations électromagnétiques pour bâti d'équipement électronique La présente invention est relative à la protection contre les perturbations électromagnétiques de bâtis d'équipements électroniques, notamment de bâtis de télécommunications. Pour protéger les équipements électroniques contenus dans ces bâtis contre les perturbations dues aux champs électromagnétiques rayonnés aux alentours, et inversement protéger les équipements électroniques situés aux alentours contre les perturbations dues aux champs électromagnétiques rayonnés par les équipements électroniques contenus dans ce bâti, il est connu de munir ces bâtis d'une enceinte de protection métallique, généralement perforée pour permettre l'aération des équipements électroniques internes au bâti. Comme il faut par ailleurs faire pénétrer dans ces bâtis des liaisons avec l'extérieur transportant d'une part les signaux à traiter, ou traités, par les équipements de ce bâti, d'autre part les signaux d'alimentation en énergie électrique de ces équipements, il est également nécessaire de se prémunir contre l'introduction par ces liaisons de parasites électromagnétiques dans le bâti. Les mesures utilisées à cette fin consistent, dans le cas où ces liaisons sont des câbles coaxiaux, en une mise à la masse générale du bâti du blindage de ces câbles à leur introduction dans le bâti, ou, dans le cas où ces liaisons sont des câbles à paires de fils non blindés, en un filtrage individuel par fil à l'introduction de ces câbles dans le bâti, la première de ces techniques étant plutôt utilisée pour des liaisons assurant un transport de signaux, et la seconde pour des liaisons assurant un transport d'énergie. Différentes techniques sont par ailleurs connues pour réaliser la mise du blindage de câbles coaxiaux blindés à la masse générale d'équipements électroniques, dont l'une nécessite un dénudage local du câble avant d'effectuer ladite mise à la masse, généralement au moyen d'un élément appelé peigne entre les dents duquel la partie dénudée est insérée et qui est commun à plusieurs câbles, et dont l'autre nécessite une interruption locale du câble par un connecteur coaxial dont le blindage est mis en contact avec ladite masse, le choix entre l'une ou l'autre de ces deux techniques étant dicté notamment par la configuration des équipements à l'intérieur du bâti. Dans le cas de bâtis de télécommunications, les équipements sont organisés en châssis disposés horizontalement à l'intérieur des bâtis, et dans lesquels sont disposés verticalement des cartes de circuits imprimés portant les composants électroniques élémentaires. Dans les matériels antérieurs où les normes de protection contre les champs électromagnétiques étaient relativement peu sévères, il n'était pas nécessaire de munir les bâtis d'une enceinte de protection contre les champs électromagnétiques ; la mise à la masse du blindage des câbles coaxiaux pouvait alors être effectuée simplement au niveau des différents châssis, généralement en utilisant la deuxième technique mentionnée ci-dessus, faisant appel à des connecteurs. Dans les matériels plus récents, soumis à des normes de protection contre les champs électromagnétiques plus sévères, les bâtis sont par contre munis d'enceintes de protection, la mise à la masse du blindage des câbles coaxiaux devant alors être effectuée au niveau du bâti et non plus simplement du châssis. Il est alors connu d'effectuer cette mise à la masse à l'entrée des câbles dans le bâti, à leur traversée de l'enceinte de protection, au moyen de la première technique mentionnée ci-dessus, faisant appel à un dénudage local des câbles et à un peigne commun à l'ensemble de ces câbles. Un problème se pose cependant avec des matériels de ce type, qui est dû au volume relativement important occupé par ces câbles en aval de ce peigne jusqu'aux différents châssis de destination, volume qui tend à devenir prohibitif pour un nombre de câbles suffisamment élevé, et par conséquent à s'opposer soit à un accroissement de la capacité de traitement ou de la compacité des équipements à l'intérieur du bâti, soit, à capacité de traitement ou compacité égale, à une bonne ventilation de ces équipements. Par ailleurs, dans le cas où ladite mise à la masse serait effectuée, à la traversée de l'enceinte de protection, au moyen de la deuxième technique mentionnée ci-dessus, faisant appel à des connecteurs coaxiaux, un autre problème se poserait, spécialement en présence d'un nombre élevé de câbles. Ce problème tient au fait qu'une telle mise à la masse requiert d'être effectuée sur une surface relativement importante de l'enceinte de protection, pour des raisons tenant à la fois à l'encombrement des câbles et à l'espacement à respecter entre les différents câbles (du fait de l'interposition de connecteurs sur ces câbles). Or, pour un nombre de câbles suffisamment élevé, cette surface peut devenir suffisamment importante pour entraver les échanges thermiques entre l'intérieur et l'extérieur du bâti par l'intermédiaire de ladite enceinte. La présente invention a pour objet un dispositif de protection contre les perturbations électromagnétiques pour bâti d'équipements électroniques permettant d'éviter ces inconvénients. Par ailleurs, en ce qui concerne le filtrage, à l'entrée du bâti, des liaisons assurant un transport d'énergie électrique, celui-ci est habituellement réalisé dans les matériels antérieurs par un circuit de filtrage porté par une carte à circuit imprimé pour laquelle un emplacement particulier est réservé dans ce bâti. Ceci constitue un facteur de limitation supplémentaire s'opposant à un accroissement de la compacité de ces matériels La présente invention permet également d'éviter cet inconvénient. Suivant l'invention, un dispositif de protection contre les perturbations électromagnétiques pour bâti d'équipement électronique, comportant une enceinte de protection de ce bâti contre les champs électromagnétiques, est essentiellement caractérisé en ce que cette enceinte est interrompue localement pour permettre l'introduction de liaisons dans ce bâti, et en ce qu'il est prévu à l'intérieur de ce bâti une interface entre une zone non protégée contre les perturbations électromagnétiques, dans laquelle débouchent lesdites liaisons, et une zone protégée montre les perturbations électromagnétiques, des moyens étant par ailleurs prévus pour assurer une continuité électrique entre les parois de ladite enceinte et de ladite interface délimitant la zone protégée et pour éliminer à la traversée de ladite interface les parasites électromagnétiques présents sur lesdites liaisons. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour éliminer les parasites électromagnétiques présents sur lesdites liaisons comportent dans le cas de câbles coaxiaux un ensemble de connecteurs supportés par ladite interface et raccordant le blindage de ces câbles à la masse générale du bâti, par l'intermédiaire de ladite interface. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les câbles coaxiaux raccordés par ces connecteurs ont un diamètre plus petit à l'intérieur de la zone protégée qu'à l'intérieur de la zone non protégée. Suivant une autre caractéristique, ces câbles ont à l'intérieur de la zone protégée un blindage réduit par rapport à celui qu'ils ont à l'intérieur de la zone non protégée. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ladite enceinte formant sensiblement un parallépipède métallique, ladite interface forme sensiblement un parallélépipède métallique interne à ce dernier et ouvert sur au moins une de ses faces, et les moyens pour assurer la continuité électrique entre ladite enceinte et ladite interface comportent des moyens de mise en contact de cette interface avec cette enceinte au moins sur le pourtour desdites ouvertures. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ce dispositif comporte des moyens supplémentaires pour assurer un filtrage de liaisons introduites dans ce bâti, ces moyens étant logés dans l'armature même du bâti, et ayant des entrées et des sorties situées respectivement en zone non protégée et en zone protégée. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaitront plus. clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels - les figures l et 2 sont deux vues en perspective, respectivement éclatée et non éclatée, d'un bâti d'équipement électronique muni d'un dispositif de protection suivant l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'interface entre zone non protégée et zone protégée prévue à l'intérieur d'un bâti d'équipement électronique muni d'un dispositif de protection suivant l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe partielle suivant un plan XZ (dans un système d'axes XYZ tel que représenté sur la figure 2), d'un bâti d'équipement électronique muni d'un dispositif suivant l'invention, montrant le raccordement des câbles à l'interface entre zone non protégée et zone protégée. - les figures 5 et 6 montrent respectivement en perspective et en coupe suivant un plan XZ (dans un système d'axes XYZ tel que représenté sur la figure 2) un boîtier de filtrage équipant un bâti d'équipement électronique muni d'un dispositif de protection suivant l'invention. On distingue sur les figures 1 et 2 les éléments formant l'armature d'un bâti de télécommunications, à savoir deux montants latéraux métalliques 1 et 2 réunis à leurs extrémités par deux profilés métalliques 3 et 4 en forme de cadre. Dans ce bâti prennent place des châssis tels que 5 supportant des cartes à circuit imprimé telles que 6. En vue de satisfaire aux normes d'environnement électromagnétique d'équipements de télécommunications, les ouvertures de ce bâti vers l'extérieur par ses faces avant 7, arrière 8, supérieure 9, inférieure 10, et latérales ll et 12 sont obturées par des plaques métalliques, de préférence perforées pour certaines au moins afin de permettre l'aération des équipements électroniques internes au bâti. Pour permettre par ailleurs l'accès auxdits équipements par les faces avant ou arrière du bâti, les plaques métalliques équipant ces faces avant et arrière sont en fait constituées par deux demi-portes telles que 7' et 8'. L'ensemble forme sensiblement un parallélépipède métallique. La plaque métallique équipant la face supérieure du bâti est constituée d'une grille 13 dans laquelle est ménagée une ouverture 14 permettant l'introduction dans ce bâti de liaisons extérieures, référencées 15 sur la figure 4, qui sont en l'occurrence des câbles coaxiaux. Ces câbles coaxiaux débouchent dans une zone du bâti non protégée contre les perturbations électromagnétiques, constituée par l'intérieur d'un coffret métallique 16, de forme sensiblement parallélépipèdique, placé dans la partie supérieure du bâti. Le coffret 16 est illustré plus en détail dans les figures 3 et 4. Sa face supérieure 17, vide pour permettre l'introduction dans ce coffret des câbles externes 15, est mise en correspondance avec l'ouverture 14 pratiquée dans la grille supérieure 13. La face avant 18 de ce coffret, placée en regard de la face avant 7 du bâti, est constituée d'une plaque métallique formée d'un seul ou éventuellement plusieurs éléments supportant un ensemble de connecteurs coaxiaux tels que 19 assurant la mise à la masse générale du bâti du blindage des câbles situés de part et d'autre de ces connecteurs qui les raccordent, à savoir des câbles 15 situés en zone non protégée et des câbles 20 situés en zone protégée, cette dernière étant constituée par la partie extérieure du coffret se trouvant à l'intérieur du bâti. Les connecteurs tels que 19 sont constitués chacun d'une embase à deux embouts de connexion disposés de part et d'autre de la plaque métallique formant la face avant 18 et recevant respectivement deux prises de connexion qui leur sont complémentaires et dont sont munis les câbles 15 et 20 que ce connecteur raccorde. Afin de conserver l'étanchéité de la zone protégée aux champs électromagnétiques les faces latérales 21, 22 et inférieure 23 de ce coffret de raccordement, placées respectivement en regard des faces de même nom du bâti, sont également constituées de plaques métalliques. La face arrière 24 du coffret, placée en regard des demi-portes 7'et 8' équipant la face arrière du bâti, est cependant vide pour permettre l'accès aux connecteurs 19, après ouverture de ces demi-portes.Pour maintenir alors l'étanchéité aux champs électromagnétiques de la zone protégée, et en même temps assurer une mise à la masse générale du bâti la plus homogène possible du blindage des câbles raccordés par les connecteurs 19, les plaques métalliques formant les faces inférieure et latérales de ce coffret de raccordement, ainsi que la partie supérieure de l'entourage servant à la fixation de la plaque métallique formant la face avant 18 du coffret, sont munies de rebords repliés à 900 prévus pour recevoir des moyens de maintien en contact de ces rebords avec les demi-portes arrière 7' et 8' et la grille supérieure 13, mises en correspondance respectivement avec les faces arrière et supérieure, vides, de ce coffret. Ainsi les rebords 26, 27 et 28 équipant respectivement les faces avant et latérales du coffret de raccordement et placés au contact de la grille supérieure 13 sont fixés à celles-ci par l'intermédiaire de vis telles que 29. De même, les rebords 30, 31 et 32 équipant respectivement les faces latérales et inférieure du coffret de raccordement et placés au contact des demi-portes arrière 7' et 8' sont maintenus en contact avec celles-ci par l'intermédiaire de joints métalliques élastiques ou ressorts métalliques, tels que 33. Ce coffret de raccordement réalise donc à l'intérieur du bâti et à proximité de l'ouverture d'accès à celui-ci une interface entre une zone non protégée contre les perturbations électromagnétiques constituée par l'intérieur de ce coffret, et une zone protégée contre les perturbations électromagnétiques, constituée par l'extérieur de ce coffret c'est-à-dire par toute la partie restante du bâti. Il est alors possible de concentrer les câbles à leur introduction dans le bâti dans le volume intérieur du coffret. La disposition du coffret, dans la partie supérieure et à l'arrière du bâti en retrait des équipements électroniques améliore les échanges thermiques entre l'extérieur et l'intérieur du bâti, et surtout entre les parties inférieure et supérieure de celui-ci. On profite par ailleurs de la présence de connecteurs sur cette interface pour assurer un changement de diamètre des câbles à la traversée de la face avant 18 du coffret, ceci par l'intermédiaire des embouts de connexion disposés de part et d'autre de cette face avant 18 qui sont adaptés aux types de câbles à raccorder. Plus précisément les câbles 20 internes à la zone protégée sont des câbles de diamètre très réduit par rapport à celui des câbles 15 internes à la zone non protégée. Il ont ainsi un blindage réduit par rapport à celui des câbles 15, constitué par exemple d'une simple tresse au lieu d'une double ou triple tresse pour les câbles 15. Par ailleurs, le diamètre de leur âme est plus faible que celui de l'âme des câbles 15 et les longueurs relativement courtes de câble à l'intérieur de la zone protégée autorisent l'utilisation pour les câbles 20 d'un isolant entre âme et tresse à constante diélectrique plus faible que celle de l'isolant des câbles 15 introduits dans le bâti, conduisant pour la conservation de la structure coaxiale à une épaisseur d'isolant plus faible.Ceci permet d'accroltre considérablement le nombre de câbles, et par là même la capacité de traitement, ou la compacité, du bâti, ou encore, à nombre de câbles constant, de libérer un volume beaucoup plus important à l'intérieur du bâti pour faciliter la ventilation des équipements à l'intérieur de ce bâti. Les connecteurs 19 sont munis au niveau de leur embase de moyens de fixation, par exemple par vis, à la plaque métallique constituant la face avant 18 du coffret. Ils sont avantageusement répartis sur cette plaque métallique de manière à permettre certains regroupements, par exemple par types de câbles raccordés, ou par châssis de destination ou types de connectique. Une plaque isolante 33' est par ailleurs disposée entre la plaque métallique formant la face avant 18 du coffret et supportant les connecteurs 19, et les connecteurs 34 de fond de panier équipant les différents châssis, afin de protéger les câbles internes 20 contre toute blessure par les broches de ces connecteurs de fond de panier. Cette plaque isolante est fixée au coffret par des moyens de fixation tels que 35 réservant un espace, entre cette plaque et la plaque métallique supportant les connecteurs 19, pour le passage des câbles internes 20. La fixation mécanique du coffret au bâti peut par ailleurs être renforcée, ainsi qu'illustré dans les figures 3 et 4, par une patte 36 fixée d'une part par une vis 37 à la partie inférieure de la plaque métallique supportant les connecteurs 19 et d'autre part par une vis 38 à une traverse 39 prévue dans le bâti. Deux arceaux 40, 41 disposés au niveau de la face arrière 24 du coffret 16 et fixés par leurs extrémités aux plaques métalliques formant les faces latérales du coffret améliorent par ailleurs la tenue de ce coffret et des câbles à l'intérieur de la zone non protégée. On se réfère maintenant aux figures 5 et 6 montrant respectivement, en perspective et en coupe dans un plan XZ (dans le système d'axes XYZ représenté sur la figure 2) un boîtier de filtrage assurant un filtrage de l'énergie électrique destinée aux équipements internes au bâti. Ce boîtier de filtrage 50 est logé à la partie supérieure du bâti, du côté opposé à l'emplacement réservé au coffret de raccordement, dans l'armature même du bâti, en l'occurrence dans l'épaisseur du profilé 3 (visible également sur la figure 1). Ce boîtier de filtrage comporte une carte à circuit imprimé 51 dont le circuit assure le filtrage de l'énergie électrique amenée par des câbles externes 52, cette carte étant disposée suivant le plan YZ, orthogonalement à la grille 13 de l'enceinte de protection (visible sur la figure 2) disposée elle-même suivant le plan XY. L'énergie électrique non filtrée arrive sur cette carte à circuit imprimé de filtrage 51 dans sa partie supérieure située au-dessus de la grille 13 de l'enceinte de protection, donc dans une zone non protégée contre les perturbations électromagnétiques, et ressort, filtrée, par la partie inférieure de la carte, en dessous de la grille 13 de l'enceinte de protection et en avant du coffret d'interface 16, donc dans une zone protégée contre les perturbations électromagnétiques, les câbles de sortie étant référencés 53 (seuls un câble d'entrée 52 et un câble de sortie étant visibles en coupe sur la figure 6). Ce boîtier peut également contenir des éléments assurant des fonctions annexes, tels que des disjoncteurs 54 ou des éléments de signalisation extérieure tels que des lampes 55. Tous ces éléments ainsi que la carte à circuit imprimé de filtrage sont fixés à ce boîtier par des moyens de fixation tels que des vis, le boîtier étant lui même fixé à l'armature du bâti par des moyens classiques appropriés tel que par exemple également des vis. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de protection contre les perturbations électromagnétiques pour bâti d'équipement électronique, comportant une enceinte (7, 8, 9, 10, 11, 12) de protection de ce bâti contre les champs électromagnétiques, caractérisé en ce que cette enceinte est interrompue localement pour permettre l'introduction de liaisons (15) dans ce bâti, et en ce qu'il est prévu à l'intérieur de ce bâti une interface (16) entre une zone non protégée contre les perturbations électromagnétiques, dans laquelle débouchent lesdites liaisons, et une zone protégée contre les perturbations électromagnétiques, des moyens étant par ailleurs prévus pour assurer une continuité électrique entre les parois de ladite enceinte et de ladite interface délimitant la zone protégée, et pour éliminer à la traversée de ladite interface les parasites électromagnétiques présents sur lesdites liaisons. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour éliminer les parasites électromagnétiques présents sur lesdites liaisons -comportent dans le cas de câbles coaxiaux un ensemble de connecteurs (19) supportés par ladite interface et raccordant le blindage de ces câbles à la masse générale du bâti, par l'intermédiaire de ladite interface. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les câbles coaxiaux (19; 20) raccordés par ces connecteurs ont un diamètre plus petit à l'intérieur de la zone protégée qu'à l'inte- rieur de la zone non protégée, le changement de diamètre s'effectuant par l'intermédiaire desdits connecteurs. 4/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les câbles coaxiaux ( 19; 20) raccordés par ces connecteurs ont à l'intérieur de la zone protégée un blindage réduit par rapport à celui qu'ils ont à l'intérieur de la zone non protégée. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite enceinte formant sensiblement un parallélépipède métallique, ladite interface forme sensiblement un parallélépipède métallique interne à ce dernier et ouvert sur au moins une de ses faces, et en ce que les moyens pour assurer la continuité électrique entre ladite enceinte et ladite interface comportent des moyens de mise en contact de cette interface avec cette enceinte au moins sur le pourtour desdites ouvertures. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite mise en contact est assurée par des rebords (26, 27, 28, 30, 31, 32) repliés à 900 de faces adjacentes à la face ouverte considérée, maintenus en contact avec ladite enceinte par des moyens de fixation (29, 33). 7/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite mise en contact est assurée par des rebords repliés à 900 de faces adjacentes à la face ouverte considérée, maintenus en contact avec ladite enceinte par des moyens de contact élastique. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens supplémentaires (51) pour assurer un filtrage de liaisons (52) introduites dans ce bâti, ces moyens étant logés dans l'armature même du bâti, et ayant des entrées et des sorties situées respectivement en zone non protégée et en zone protégée.