Brevet FR2791475A1 — publié le 20000929

La présente invention concerne un câble rayonnant utilisé notamment dans le domaine de la téléphonie cellu- laire ou dans des réseaux locaux de transmission de données sans fil jusqu'à environ 2,4 GHz. La couverture radio des grands bâtiments néces- site souvent l'installation d'équipements dédiés. Cette couverture est réalisée à l'aide d'antennes placées à l'intérieur des bâtiments. L'utilisation de câbles rayonnants disposés dans les couloirs serait techniquement intéressante, mais elle engendre des coûts souvent rédhibitoires. En effet, les câbles rayonnants actuels sont des câbles coaxiaux à motifs de fentes périodiques et sont chers, encombrants, rigides et difficiles à poser. Par ailleurs, pour le câblage de bâtiments, le niveau de performances élevé des câbles rayonnants actuels n'est pas nécessaire. Le but de l'invention est de proposer un câble rayonnant de faible coût et facile à poser tout en présentant des performances suffisantes pour assurer une transmission satisfaisante des signaux à l'intérieur d'un bâtiment ou d'un véhicule. Selon l'invention on prévoit un câble rayonnant comportant au moins un tronçon de câble comprenant une paire de fils conducteurs isolés ayant des premières extrémités reliées à une charge égale à une inpédance caractéristique de la paire de fils conducteurs isolés et des secondes extrémités reliées à un connecteur. On obtient ainsi un câble d'une très grande flexibilité et d'un faible encombrement qui peut être aisément fixé dans les couloirs d'un bâtiment en utilisant les techniques habituelles de fixation d'un simple câble téléphonique et qui présente en outre une impédance indépendante de sa longueur. Selon une version avantageuse de l'invention le câble comporte au moins deux tronçons de câble dont les secondes extrémités sont montées en parallèle sur le connecteur. Compte tenu de l'impédance équivalente obtenue en montant les tronçons de câbles en parallèle, on peut ainsi réaliser un câble présentant une impédance adaptée à l'émetteur/récepteur auquel le câble rayonnant est relié tout en réalisant le câble rayonnant à partir de tronçons de câbles présentant une impédance plus élevée, c'est-à- dire ayant généralement de meilleures performances de transmission qu'un câble unique correspondant à l'impédance nominale de l'émetteur/récepteur. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, les deux tronçons de câble sont identiques. On minimise ainsi les impératifs de stockage et le câble peut être installé sans nécessiter de repérage des tronçons de câble. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif du câble rayonnant selon l'invention, en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'un câble rayonnant selon l'invention comportant deux tronçons de câble montés en parallèle, - la figure 2 est une vue en perspective d'une portion de câble selon l'invention. En référence aux figures, le câble rayonnant selon le mode de réalisation particulier illustré comporte deux tronçons de câble généralement désignés en 1, compre- nant chacun une paire de fils conducteurs isolés 2 torsadés ayant des premières extrémités 3 reliées à une charge 4 et des secondes extrémités 5 reliées à un connecteur 6 selon un montage en parallèle. Dans ce mode de réalisation préféré, les deux tronçons de câble 1 sont identiques et sont chacun réalisés à partir d'une paire de conducteurs en cuivre massif ayant un diamètre de 1,38 mm recouvert d'un isolant ayant une épaisseur de 2,2 mm en polyéthylène cellulaire ayant un taux d'expansion de 41 % et recouvert d'une peau en polyéthylène d'une épaisseur de 0,08 mm. La capacité du fil ainsi réalisé est de 210 pF/m et l'isolant a une constante diélectrique de 1,463. Un tronçon de câble comportant une paire torsadée réalisée à partir de conducteurs isolés tels que décrits ci-dessus ont alors une impédance caractéristique de 100 Ohms de sorte que lorsqu'ils sont reliés à une charge de 100 Ohms, l'impédance du tronçon de câble est maintenue à 100 Ohms quelle que soit sa longueur. Deux tronçons de câble montés en parallèle ont une impé- dance équivalente de 50 Ohms correspondant à l'impédance nominale habituellement requise à l'entrée/sortie d'un émetteur/récepteur. Le câble ainsi réalisé est bien équilibré, aussi bien dans le sens de l'émission que dans le sens de la réception et en tenant compte de l'affaiblissement linéique, chaque tronçon de câble a une longueur pouvant aller jusqu'à environ 100 mètres pour une transmission à 450 MHz, environ 75 mètres à 900 MHz, environ 45 mètres à 1800 MHz et environ 35 mètres à 2,4 GHz. Ainsi que cela est illustré par la figure 2, les conducteurs isolés sont maintenus assemblés par un ruban diélectrique 7 en polyester, polypropylène ou plus simple- ment en papier, mais de préférence en un matériau conférant au câble une tenue au feu telle qu'un ruban minéral en mica ou en soie de verre. Dans ce mode de réalisation, le ruban diélectrique 7 est recouvert d'une série de rubans métalliques 8 enroulés en hélice, les bords étant séparés par un intervalle de préférence de l'ordre de une à deux fois la largeur des rubans métalliques de sorte qu'à fréquence élevée le ruban métallique améliore le maintien de l'impédance caractéristique du câble rayonnant à une valeur constante tout en permettant une libération d'éner- gie rayonnante par les interstices entre les rubans métalliques 8. On peut également remplacer les rubans métalliques 8 par plusieurs fils métalliques guipés autour de chacun des fils conducteurs isolés. Le tronçon de câble comporte en outre de préfé- rence une gaine externe 9 mince en matière thermoplastique ou en élastomère. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier décrit et est susceptible de modifications sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que le câble selon l'inven- tion ait été décrit selon un mode de réalisation comportant des tronçons de câbles identiques montés en parallèle, on peut prévoir des tronçons de câbles différents soit par leur longueur soit par leur impédance. En fonction de la structure de la zone à couvrir, il peut en effet être intéressant d'utiliser des tronçons de câbles présentant des performances différentes, l'affaiblissement de chaque tronçon de câble étant en relation avec l'impédance moyenne de celui-ci. Dans le cas de tronçons de câbles de longueurs différentes, le câble ayant l'impédance la plus forte couvrira de préférence la zone la plus longue et le câble ayant l'impédance la plus faible couvrira la zone la plus courte. Si la géométrie des locaux à couvrir est complexe on peut également envisager plus de deux tronçons de câbles montés en parallèle, l'impédance caractéristique de chaque tronçon de câble étant choisie pour que l'impédance équivalente du câble rayonnant corresponde à l'impédance nominale de l'émetteur/récepteur utilisé. Afin d'augmenter le rayonnement du câble on peut provoquer des déséquilibres entre les différents éléments du câble soit par des différences de dimensions ou des différences de capacités linéiques entre les différents fils conducteurs en faisant varier l'épaisseur ou la nature des matériaux isolants, soit en faisant varier le pas de torsion des fils conducteurs isolés, la variation de pas de torsion pouvant aller jusqu'à une inversion du sens de torsion et/ou un maintien des fils conducteurs isolés parallèles l'un à l'autre sur une portion de câble, le pas de l'hélice dans les parties torsadées étant de préférence de l'ordre de 15 à 30 fois le diamètre des conducteurs isolés et la longueur de chaque portion de torsion constante étant de l'ordre de dix fois le pas de l'hélice considérée ou de dix fois le pas de l'hélice adjacente dans le cas d'une portion de fils parallèles. Dans le cas o la zone à couvrir est très faible comme par exemple dans un bâtiment de petites dimensions ou un véhicule, on peut privilégier le rayonnement au dépend de l'affaiblissement linéique et prévoir un câble comportant une paire de fils parallèles reliés à la charge. La souplesse du câble peut être améliorée en remplaçant les conducteurs massifs par des torons de petits fils conducteurs. On peut également réaliser le câble de l'inven- tion sans rubans métalliques et/ou sans ruban diélectrique. REVENDICATIONS 1. Câble rayonnant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tronçon (1) de câble comprenant une paire de fils conducteurs isolés (2) ayant des premières extrémités (3) reliées à une charge (4) égale à une impédance caractéristique de la paire de fils conducteurs isolés et des secondes extrémités (5) reliées à un connec- teur. 2. Câble rayonnant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux tronçons de câble dont les secondes extrémités (5) sont montées en parallèle sur le connecteur (6). 3. Câble rayonnant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux tronçons de câble (1) sont identiques. 4. Câble rayonnant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les paires de fils conducteurs isolés (1) sont disposées dans une gaine de maintien (9). 5. Câble rayonnant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fils conducteurs isolés sont au moins partiellement torsadés. 6. Câble rayonnant selon la revendication 5, caractérisé en ce que le pas de torsion des fils conduc- teurs isolés (2) est compris entre environ 15 fois et environ 30 fois le diamètre des fils isolés. 7. Câble rayonnant selon la revendication 4 ou la revendication 6, caractérisé en ce que la torsion des fils est alternativement en hélice directe et en hélice inverse. 8. Câble rayonnant selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une portion de câble torsadée en hélice directe est séparée d'une portion de câble torsadée en hélice inverse par une portion de câble ou les fils isolés sont sensiblement parallèles l'un à l'autre. 9. Câble rayonnant selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un ruban diélectri- que (7) en contact avec les fils conducteurs isolés. 10. Câble rayonnant selon l'une des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des rubans métalliques enroulés hélicoidalement sans recouvrement autour des paires de fils conducteurs isolés. 11. Câble rayonnant selon la revendication 10 prise dans sa dépendance à la revendication 9, caractérisé en ce que les rubans métalliques (8) s'étendent entre le ruban diélectrique (7) et la gaine de maintien externe (9). 12. Câble rayonnant selon l'une des reven- dications 1 à 11, caractérisé en ce que les deux fils de la paire diffèrent entre eux par au moins l'un des paramètres comprenant le diamètre des conducteurs, la nature ou la construction des conducteurs, l'épaisseur ou la nature de l'isolant entourant les conducteurs.