Brevet FR2741198A1 — publié le 19970516

La présente invention concerne un module de traitement de signal apte à étre logé dans une cavité, notamment d'un connecteur coaxial. Pour atténuer, filtrer ou écrêter un signal véhiculé par une ligne coaxiale, il est connu d'intercaler dans cette ligne un circuit de traitement du signal. Une des méthodes utilisées pour intercaler ce circuit consiste à loger, dans un connecteur coaxial, un module de traitement de signal qui est enfermé dans une cavité intérieure du connecteur. Dans cette cavité, qui est inaccessible depuis l'extérieur, débouchent au moins deux conducteurs électriques sensiblement en regard l'un de l'autre. En général, la cavité est réalisée dans un bloc d'un matériau conducteur qui est lui-même raccordé électriquement au conducteur externe de la ligne coaxiale. Le module de traitement de signal comprend généralement un substrat sur lequel est réalisé un circuit qui intègre des fonctions de traitement du signal, comme par exemple une fonction d'atténuation, d'écrémage ou de filtrage. Les pistes du circuit se terminent par des bornes de contact localisées sur les bords du substrat, de préférence en opposition l'une de l'autre, de manière à se trouver chacune au voisinage d'un des conducteurs électriques qui débouchent dans la cavité lorsque le module est engagé dans cette cavité. Le substrat est maintenu dans la cavité par des moyens de fixation tels que des pattes ou des pinces qui sont solidaires des parois de la cavité. Chaque borne de contact est électriquement reliée au conducteur électrique correspondant débouchant dans la cavité, soit par brasure, soit par l'intermédiaire d'un branchement de type mále-femelle, soit par pincement. L'inconvénient majeur de ces modules de traitement antérieurs réside dans le fait que la mise en place et la fixation d'un module dans une cavité sont des opérations relativement coûteuses. En effet, non seulement il faut aménager des moyens de fixation dans la cavité pour lui permettre de recevoir et d'immobiliser le module de traitement de signal, mais en outre il faut réaliser les connexions électriques entre les conducteurs électriques débouchant dans la cavité et les bornes de contact du circuit formé sur le substrat. Par ailleurs, outre ce problème de coût, ces dispositifs connus posent également un problème de fiabilité. En effet, les brasures, les branchements de type màle-femelle ou les pincements qui sont réalisés entre les bornes de contact du module de traitement de signal et les conducteurs électriques débouchant dans la cavité ont tendance à se casser en raison des contraintes qu'ils subissent du fait des dilatations thermiques des différents matériaux constituant le conducteur ou du fait des efforts transmis par les interfaces de connexion du connecteur lors du raccordement de ce connecteur à un autre connecteur. La présente invention vise à résoudre notamment les inconvénients rappelés ci-dessus en proposant un module de traitement du signal qui est apte à être logé dans toute cavité, sans aménagement préalable de celle-ci, et qui réalise automatiquement la connexion avec des conducteurs électriques débouchant dans cette cavité, sans nécessiter de brasure ou de branchement particulier. La présente invention a pour objet un module de traitement de signal, apte à être inséré dans une cavité sensiblement cylindrique dans laquelle débouchent au moins deux conducteurs électriques situés sensiblement en regard l'un de l'autre, comprenant - un substrat présentant dune part un premier et un deuxième bords opposés l'un à l'autre suivant une première direction du substrat et d'autre part un troisième et un quatrième bords également opposés l'un à l'autre suivant une seconde direction du substrat sensiblement perpendiculaire à la première, - un circuit formé sur le substrat pour le traitement d'un signal, - au moins deux bornes de contact par lesquelles un signal peut traverser le circuit, réalisées l'une sur le premier bord du substrat, l'autre sur le deuxième bord du substrat, caractérisé par le fait que le substrat comprend, sur ses troisième et quatrième bords, des pattes élastiques qui sont aptes à se déformer en se rapprochant lune de l'autre, l'empattement du module, c'est-à-dire la distance séparant deux points les plus éloignés l'un de l'autre des deux pattes élastiques au repos, étant légèrement supérieur à la plus grande dimension de la section transversale de la cavité, de manière que les pattes élastiques du module soient comprimées contre la paroi de la cavité lorsque le module y est introduit avec sa seconde direction sensiblement parallèle à l'axe de la cavité, et maintiennent fermement le substrat en position dans cette cavité. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel d'une part la cavité est réalisée en un matériau conducteur et est raccordée au conducteur externe de la ligne coaxiale, d'autre part les conducteurs électriques débouchant dans la cavité sont isolés de cel.e-cl, les pattes élastiques sont réalisées en un matériau électriquement conducteur et sont reliées à des parties du circuit de traitement de signal. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le substrat comporte, sur ses premier et deuxième bords, d'autres pattes élastiques constituant les bornes de contact par lesquelles un signal peut traverser le circuit de traitement. Ces autres pattes élastiques sont de préférence appariées, en étant deux à deux opposées suivant la première direction du substrat. Elles prennent ainsi naturellement appui contre les faces d'extrémité des conducteurs électriques débouchant dans la cavité, assurant le raccordement électrique de ces conducteurs électriques au circuit de traitement de signal du substrat. Dans une variante, la ligne coaxiale comporte plusieurs conducteurs centraux. On peut alors également parler d'une ligne multicontact blindée, le module de traitement de signal selon l'invention comprenant alors d'une part une pluralité de paires de bornes de contact, dont chaque paire comporte une borne sur le premier bord du substrat et une borne sur le second bord du substrat, et d'autre part une paire de pattes élastiques disposées sur les troisième et quatrième bords du substrat. La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un module de traitement de signal tel que décrit ci-dessus. Ce procédé consiste à - découper, dans une plaque métallique mince, des pièces aptes à former, après pliage, des pattes élastiques du substrat, ces pièces étant néanmoins attachées à la plaque métallique mince par d'étroites bandes de matière sécables, - plier les pièces pour former lesdites pattes élastiques, - déposer et braser, sur la plaque métallique mince, entre les pattes élastiques, le substrat sur lequel le circuit de traitement a été préalablement réalisé, - casser les étroites bandes de matière sécables qui lient les pattes élastiques ainsi réalisées à la plaque métallique mince. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue de dessus d'une plaque métallique mince dans laquelle sont découpées les pattes élastiques d'un module selon 1 ' invention, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 après pliage des pattes élastiques et mise en place du substrat, - la figure 3 est une vue de dessous du module séparé de la plaque métallique mince, - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un connecteur coaxial équipé du module de la figure 3, - la figure 5 est une vue de détail de la partie V de la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5. La plaque métallique mince représentée sur les figures 1 et 2 est réalisée en cuivre au béryllium. Elle se présente, dans le cas présent, sous la forme d'une bande continue. On a évidé certaines parties 1 de cette bande, par exemple par poinçonnage, pour laisser des pièces 2, 3 aptes à former, après pliage, les pattes élastiques d'un module selon l'invention. On remarque que les pièces 2 et 3 sont solidaires de la plaque métallique mince par des bandes étroites de matière 4, respectivement 5, dont la fragilité est telle qu'elles peuvent se rompre facilement par flexion. Ces étroites bandes de matière constituent des attaches sécables dont l'utilité sera décrite ultérieurement. Les pièces 2, 3 sont ensuite pliées de manière que leur partie opposée aux attaches sécables 4, 5 soit rabattue vers le haut, comme représenté à la figure 2. Les pièces ainsi pliées 2, 3 constituent des pattes élastiques au sens de l'invention. Un substrat 6, sur lequel est formé un circuit de traitement de signal, par exemple un circuit d'atténuation, est déposé à l'intérieur de l'espace délimité par les pattes élastiques 2, 3. Comme on le voit sur la figure 3, le circuit formé sur le substrat 6 comprend une piste conductrice 7 qui s'étend entre un premier bord 8 du substrat et un deuxième bord 9 du substrat opposé au premier bord 8, ladite piste conductrice 7 étant interrompue dans sa partie centrale par une piste 10 de résistance et d'impédance caractéristique contrôlées qui s'étend entre un troisième bord 11 du substrat et un quatrième bord 12 du substrat opposé au troisième bord 11. Les extrémités des pistes 7 et 10 se situent sur le substrat 6 de manière à se trouver sensiblement en regard des pattes élastiques 2, 3 lorsque le substrat 6 est déposé sur la plaque métallique mince. Avant de mettre en place le substrat 6 sur la plaque métallique, on dépose de la brasure 13 à chaque extrémité des pistes 7 et 10, sur une largeur correspondant sensiblement à celle des pattes élastiques 2, 3 correspondantes. La plaque métallique mince et le substrat déposé sur celle-ci sont ensuite passés au four pour provoquer la fusion des brasures 13 et le brasage des pattes élastiques 2, 3 sur les pistes 7, 10 du substrat. La symétrie centrale des découpes 1 réalisées sur la plaque métallique mince pour réaliser les pattes élastiques 2, 3 est particulièrement intéressante car elle provoque, lors de la fusion de la brasure 13, un auto-centrage du substrat 6 par rapport aux pattes élastiques 2, 3, par équilibrage de la tension superficielle de la brasure fondue. I1 faut noter que, la plaque métallique mince se présentant sous la forme d'une bande continue, il est avantageux de prévoir une chaine de fabrication continue comprenant un poste de poinçonnage pour découper les parties 1 sur la bande métallique mince, un poste de pliage pour rabattre les pièces 2, 3 en équerre et former ainsi les pattes élastiques, un poste de dépot du substrat entre les pattes élastiques et un tunnel de chauffage pour le brasage des pattes élastiques 2, 3 sur les pistes du substrat. Une fois le brasage réalisé, il suffit de tordre légèrement la plaque métallique mince pour casser les attaches sécables 4,5 qui relient les pattes élastiques 2, 3 au reste de la plaque métallique mince. On obtient alors un module de traitement de signal qui peut être utilisé comme illustré sur les figures 4, 5 et 6. Sur la figure 4, on a représenté un connecteur coaxial 14 qui est prévu pour étre intercalé entre deux connecteurs (non représentés) d'une ligne coaxiale. Le connecteur 14 comporte à cet effet deux faces de connexion 15 et 16. La face de connexion 15 comporte un contact central femelle 17 et un contact externe femelle 18, tandis que la face de connexion 16 comporte un contact central mâle 19 et un contact externe mâle 20. Les faces de connexion 15 et 16 sont, sinon identiques, au moins intermariables avec les faces de connexion des deux connecteurs (non représentés) entre lesquels le connecteur 14 doit étre intercalé. Ceci a pour conséquence que les faces de connexion 15 et 16 sont théoriquement prévues pour pouvoir s'engager lune dans l'autre. Le connecteur 14 comprend un corps conducteur 21 qui s'étend depuis la face de connexion 15 jusqu'à la face de connexion 16 et constitue, à chacune de ses extrémités, les contacts externes femelle 18 et mâle 20 du connecteur. Du côté de la face de connexion 15, le corps 21 comporte un filetage mâle 22 qui correspond à un filetage femelle 23 prévu à l'intérieur d'une douille 24 engagée autour du corps 21 du côté de la face de connexion 16 et retenue sur ledit corps 21 par une butée 25. Le contact central femelle 17 se prolonge vers l'intérieur du connecteur par un conducteur électrique 26 maintenu dans le corps 21 par un isolant 27. De la même manière, le contact central mâle 19 se prolonge vers l'intérieur du connecteur par un conducteur électrique 28 immobilisé dans le corps 21 par un isolant 29. Le corps 21 comporte, sensiblement dans sa partie centrale, une nervure 30 qui sert de butée aux isolants 27 et 29. Les conducteurs électriques 26 et 28 arrivent à effleurement de la face des isolants 27, 29 en appui contre ladite nervure 30. Ainsi, comme on le voit sur la figure 5, la nervure 30, les isolants 27, 29 et les conducteurs électriques 26, 28 définissent une cavité cylindrique 32. Un module de traitement de signal 31, du type de celui qui vient d'être décrit, est inséré dans cette cavité. Les pattes élastiques 2 de ce module, qui sont aptes à se déformer en se rapprochant lune de l'autre, s'étendent parallèlement à l'axe de la cavité, qui est confondu avec l'axe du connecteur. L'empattement du module, c'est-à-dire la distance séparant deux points les plus éloignés l'un de l'autre des deux pattes élastiques 2 au repos, est légèrement supérieur au diamètre intérieur de la cavité, qui constitue la plus grande dimension de la section transversale de la cavité de sorte que, lorsque le module 31 est inséré dans cette cavité, comme illustré à la figure 6, les pattes élastiques 2 maintiennent fermement le substrat en position dans cette cavite. De cette manière, les pattes élastiques 2 remplacent tout moyen de fixation qui devrait, sinon, être prévu dans la cavité pour maintenir le substrat en position. En outre, les pattes élastiques 2 permettent de relier électriquement la piste 10 au corps conducteur 21 qui est lui-méme relié aux contacts externes de la ligne coaxiale. Comme on le voit sur la figure 5, les pattes élastiques 3 sont comprimées chacune contre un conducteur électrique 26, respectivement 28, ce qui permet de relier électriquement la piste conductrice 7 du substrat aux contacts centraux de la ligne coaxiale. On comprend que le module qui vient d'être décrit peut étre facilement inséré et immobilisé dans la cavité 32 tout en assurant le raccordement électrique entre d'une part les contacts centraux et le circuit de traitement de signal et d'autre part les contacts externes et le circuit de traitement de signal. En particulier, on peut noter que toute déformation du connecteur 14, que cette déformation résulte d'une dilatation thermique ou d'une contrainte extérieure, peut être facilement absorbée par les pattes élastiques 2 et 3, ce qui préserve le module de tout risque de détérioration. On peut également noter que la forme circulaire de la section de la cavité cylindrique n'est pas indispensable à la mise en oeuvre de l'invention, dès lors que les pattes élastiques 2 peuvent prendre appui sur les parois d'une cavité en assurant l'immobilisation du module. Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Module de traitement de signal apte à être inséré dans une cavité (32) sensiblement cylindrique dans laquelle débouchent au moins deux conducteurs électriques (26,28) situés sensiblement en regard l'un de l'autre, comprenant - un substrat (6) présentant, d'une part, un premier (8) et un deuxième (9) bords opposés l'un à l'autre suivant une première direction du substrat et, d'autre part, un troisième (11) et un quatrième (12) bords également opposés l'un à l'autre suivant une seconde direction du substrat sensiblement perpendiculaire à la première, - un circuit (7, 10) formé sur le substrat pour le traitement d'un signal, - au moins deux bornes de contact (3) par lesquelles un signal peut traverser le circuit, réalisées l'une sur le premier bord (8) du substrat, l'autre sur le deuxième bord (9) du substrat, - caractérisé par le fait que le substrat (6) comprend, sur ses troisième (11) et quatrième (12) bords, des pattes élastiques (2) qui sont aptes à se déformer en se rapprochant l'une de l'autre, l'empattement du module, c'est-à-dire la distance séparant deux points les plus éloignés l'un de l'autre des deux pattes élastiques (2) au repos, étant légèrement supérieur à la plus grande dimension de la section transversale de la cavité (32), de manière que les pattes élastiques (2) du module soient comprimées contre la paroi de la cavité (32) lorsque le module y est introduit avec sa seconde direction sensiblement parallèle à l'axe de la cavité, et maintiennent fermement le substrat (6) en position dans cette cavité (32). 2 - Module selon la revendication 1, destiné à être introduit dans une cavité réalisée dans un bloc d'un matériau conducteur raccordé au conducteur externe d'une ligne coaxiale, les conducteurs élastiques (26,28) débouchant dans la cavité étant isolés de celle-ci, caractérisé par le fait que les pattes élastiques (2) sont réalisées en un matériau électriquement conducteur et sont électriquement reliées au circuit de traitement de signal. 3 - Module selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le substrat (6) comporte, sur ses premier (8) et deuxième (9) bords, d'autres pattes élastiques (3) constituant des bornes de contact par lesquelles un signal peut traverser le circuit de traitement. 4 - Procédé de réalisation d'Ün module de traitement de signal selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - découper, dans une plaque métallique mince, des pièces aptes à former, après pliage, des pattes élastiques (2,3), ces pièces étant néanmoins attachées à la plaque métallique mince par d'étroites bandes de matière sécables (4,5), - plier les pièces pour former lesdites pattes élastiques (2,3), - déposer et braser, sur la plaque métallique mince, entre les pattes élastiques (2,3), le substrat (6) sur lequel le circuit de traitement (7,10) a été préalablement réalisé, - casser les étroites bandes de matière sécables (4,5) qui lient les pattes élastiques (2,3) ainsi réalisées à la plaque métallique mince.