Brevet FR2946185A1 — publié le 20101203

La présente invention a pour objet un connecteur coaxial. L'invention s'applique plus particulièrement à un connecteur coaxial pour des applications dans le domaine spatial, un tel connecteur étant avantageusement capable de résister à de fortes puissances en altitude, et plus particulièrement dans des conditions de vide. Par "fortes puissances", on désigne des puissances de l'ordre de 400 W pour des fréquences de 2 GHz, de 300 W à des fréquences de 7 GHz et, de quelques centaines de Watts à 18 GHz. Plus la fréquence du signal est grande, plus la chaleur à dissiper est importante. II est connu pour diminuer la production de chaleur d'augmenter le diamètre du contact central. Néanmoins, cette augmentation du diamètre du contact central conduit à une augmentation du diamètre du connecteur, ce qui peut poser des problèmes en termes d'encombrement et diminuer la fréquence de coupure du connecteur. Il est par ailleurs connu par la demande EP 1 427 069 d'utiliser un lien métallique reliant le corps d'un connecteur coaxial à une partie métallique permettant un transfert de chaleur du corps vers la partie métallique. Une telle solution ne permet pas d'améliorer le transfert de chaleur du contact central vers le corps du connecteur coaxial. Il est encore connu, par exemple par le brevet US 7 128 604, de pourvoir le corps d'un connecteur coaxial d'ailettes permettant de dissiper la chaleur dans l'air. Une telle solution n'est pas entièrement satisfaisante pour des applications dans des conditions de vide. Elle ne permet pas non plus d'améliorer le transfert de chaleur du contact central vers le corps du connecteur coaxial. En outre, dans de telles conditions de vide, le risque que le connecteur soit soumis à l'effet multipactor, qui correspond à un phénomène de décharge se produisant dans des composants micro-onde ou radiofréquences, n'est pas négligeable. II est connu, par exemple par le brevet US 4 698 028, d'utiliser un isolant en deux parties définissant entre elles une interface s'étendant perpendiculairement ou parallèlement à l'axe du connecteur coaxial. II existe un besoin pour bénéficier d'un connecteur utilisable dans des conditions de vide, ce connecteur étant capable de dissiper la chaleur pour supporter de fortes puissances et d'éviter tous phénomènes de claquage, notamment ceux dus à l'effet multipactor. L'invention a pour objet de répondre à ce besoin et, elle y parvient, selon l'un de ses aspects grâce à un connecteur coaxial comprenant : un corps, et un contact central monté dans le corps avec interposition d'un isolant, caractérisé par le fait que l'isolant comporte au moins deux parties distinctes : a) séparées par une interface présentant au moins une portion s'étendant obliquement par rapport à l'axe du connecteur et/ou b) réalisées en des matériaux diélectriques différents. L'invention permet la dissipation de chaleur du contact central vers le corps du 1.0 connecteur coaxial par l'intermédiaire de l'isolant. Les deux parties distinctes de l'isolant sont avantageusement séparées par une interface présentant au moins une portion s'étendant obliquement pas- rapport à l'axe du connecteur. Une telle portion non colinéaire avec les lignes de champs électriques qui sont radiales dans le connecteur coaxial peut permettre d'éviter la création d'avalanches 15 d'électrons sous vide ainsi que l'accumulation de charges aux interfaces entre les parties de l'isolant, contrairement aux connecteurs coaxiaux connus dans lesquels les interfaces entre deux parties de l'isolant présentent une forme d'escalier. Le corps du connecteur coaxial peut être réalisé d'une seule pièce ou en plusieurs pièces distinctes. 20 Les au moins deux parties distinctes de l'isolant sont avantageusement réalisées en des matériaux diélectriques différents. L'une des parties de l'isolant est avantageusement réalisée en un matériau diélectrique présentant une valeur de conductivité thermique différente de celle du matériau diélectrique de l'autre partie de l'isolant. 25 L'emploi de plusieurs matériaux diélectriques pour réaliser l'isolant permet d'améliorer la dissipation de chaleur du connecteur coaxial, tout en optimisant la taille du connecteur et en conservant des performances en termes d'hyperfréquence satisfaisantes. L'isolant comporte avantageusement une partie avant, une partie arrière et une partie médiane entre la partie avant et la partie arrière de l'isolant selon l'axe du 30 connecteur coaxial. L'interface entre la partie avant et la partie médiane de l'isolant présente avantageusement au moins une portion s'étendant obliquement par rapport à l'axe du a connecteur coaxial et l'interface entre la-partie médiane et la partie arrière de l'isolant présente avantageusement au moins une portion s'étendant obliquement par rapport à l'axe du connecteur coaxial. Ladite portion de l'interface entre la partie avant et la partie médiane de l'isolant et ladite portion de l'interface entre la partie médiane et la partie arrière de l'isolant peuvent ou non être parallèles. Ces portions peuvent être dirigées selon des directions qui s'écartent l'une de l'autre lorsque l'on s'éloigne du contact central vers le corps connecteur. En variante, lesdites portions sont dirigées selon des directions qui se rapprochent l'une de l'autre lorsque l'on s'éloigne du contact central vers le corps du IO connecteur. Dans une variante, l'interface entre la partie avant et la partie médiane de l'isolant comporte au moins une portion s'étendant obliquement par rapport à l'axe du connecteur coaxial et l'interface entre la partie médiane et la partie arrière de l'isolant est dépourvue d'une telle portion s'étendant obliquement, ou inversement. 15 Les parties avant, médiane et arrière de l'isolant sont avantageusement réalisées en des matériaux diélectriques différents. La partie médiane de l'isolant est avantageusement réalisée en un matériau diélectrique présentant une valeur de conductivité thermique différente de celle du matériau diélectrique de la partie avant et différente de celle du matériau diélectrique de la 20 partie arrière. La partie médiane de l'isolant est par exemple réalisée en un matériau diélectrique présentant une valeur de conductivité thermique supérieure à celle du matériau diélectrique de la partie avant et inférieure à celle du matériau diélectrique de la partie arrière, afin de favoriser encore la dissipation de chaleur du connecteur coaxial. Les parties médianes et arrière sont avantageusement réalisées dans des 25 matériaux présentant des valeurs de coefficients d'expansion linéaires thermiques inférieures à celles des diélectriques standards utilisés habituellement, tels que le PIFE. La partie avant de l'isolant est par exemple réalisée en un matériau diélectrique standard permettant de conserver au connecteur coaxial une interface standard pour l'accouplement à un connecteur complémentaire. 30 L'une des parties de l'isolant, notamment la partie arrière dans le cas où l'isolant comporte trois parties distinctes, est avantageusement agencée pour exercer une action de maintien sur un câble coaxial sur lequel le connecteur est monté, ce qui permet par exemple d'éviter la création d'un espace entre l'isolant du connecteur coaxial et l'isolant du câble coaxial. notamment au cas où l'isolant du câble reculerait sous l'effet de dilatations thermiques et de réduire encore les risques de claquage liés à l'effet multipactor. Le matériau diélectrique de ladite partie de l'isolant agencée pour exercer une action de maintien sur le câble, notamment la partie arrière de l'isolant lorsque ce dernier comporte trois parties distinctes, présente avantageusement un coefficient d'expansion linéaire thermique inférieur à celui d'au moins une autre partie de l'isolant, par exemple les parties avant et médiane lorsque l'isolant comporte trois parties distinctes. Ladite partie de l'isolant du connecteur est avantageusement adaptée au câble coaxial sur lequel le connecteur est destiné à être monté. Ladite partie de l'isolant, par exemple la partie arrière de l'isolant lorsque ce dernier comporte trois parties distinctes, comporte par exemple deux mâchoires destinées à s'appliquer contre le câble coaxial et un manchon entourant extérieurement les mâchoires, ce qui peut permettre d'assurer la rétention d'un câble de type servi rigide. En variante, ladite partie de l'isolant agencée pour exercer une action de maintien sur le câble peut comporter une portion taraudée destinée à s'appliquer contre le câble coaxial, par exemple lorsque le câble est de type souple. Dans ce cas, ladite partie de l'isolant est par exemple monobloc. La portion d'interface s'étendant obliquement par rapport à l'axe du connecteur coaxial définit avantageusement une surface conique. Une telle surface conique coupe avantageusement les lignes de champs électriques dans le connecteur coaxial. Dans une variante, l'isolant comporte avantageusement une partie avant, une première partie intermédiaire, une partie médiane, une deuxième partie intermédiaire et une partie arrière selon l'axe du connecteur coaxial, deux au moins desdites parties définissant entre elles une interface comportant au moins une portion s'étendant obliquement par rapport audit axe. La partie avant et la partie arrière de l'isolant sont avantageusement réalisées en des matériaux diélectriques standards. Les première et deuxième parties intermédiaires sont avantageusement réalisées en des matériaux diélectriques présentant une conductivité thermique supérieure à celle des matériaux diélectriques des parties avant et arrière. La partie médiane est avantageusement réalisée en verre ou en un matériau proche du verre, encore appelé perle de verre. Un connecteur coaxial présentant un isolant tel que ci-dessus peut présenter des propriétés d'herméticité satisfaisantes. L'interface entre la première partie intermédiaire et la partie médiane de l'isolant définit avantageusement une surface conique et l'interface entre la partie médiane et la deuxième partie intermédiaire de l'isolant définit avantageusement une surface conique, de façon à ce que la partie médiane de l'isolant ait une forme biconique, permettant de réduire encore les risques de claquage liés à l'effet multipactor. La surface extérieure du connecteur coaxial comporte avantageusement sur au moins une portion un revêtement présentant un rapport absorptivité thermique sur émissivité thermique inférieur à 1. Un tel revêtement, qui recouvre entièrement ou en partie la surface extérieure du connecteur coaxial permet de favoriser la dissipation de la chaleur du connecteur dans le vide. L'invention peut ainsi permettre de dissiper la chaleur causée par les fortes puissances dans le connecteur, du contact central vers le corps d'une part et, du corps vers l'extérieur d'autre part. Le revêtement comporte avantageusement une couche métallique recouverte d'une couche en résine fluorée, notamment en PTFE. La couche métallique présente par exemple une absorptivité faible tandis que la couche en résine fluorée présente une émissivité élevée. Le corps et/ou le manchon et/ou un bouchon du connecteur sont par exemple pourvus sur au moins une portion de leur surface extérieure, notamment de leur surface latérale extérieure, dudit revêtement. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un connecteur coaxial comprenant : un corps, et un contact central monté dans le corps avec interposition d'un isolant, caractérisé par le fait que la surface extérieure du connecteur comporte sur au moins une portion un revêtement présentant un rapport absorptivité thermique sur émissivité thermique inférieur à L Le connecteur coaxial comporte avantageusement un corps pourvu sur au moins une portion de sa surface extérieure dudit revêtement. Le connecteur coaxial comporte avantageusement un manchon pourvu sur au moins une portion de sa surface extérieure dudit revêtement. Le connecteur coaxial comporte avantageusement un bouchon pourvu sur au moins une portion de sa surface extérieure dudit revêtement. Le revêtement peut s'étendre sur tout ou partie du pourtour du connecteur coaxial. D'autres avantages et propriétés de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation non limitatifs en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un connecteur coaxial selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 représente un détail de la figure 1, - la figure 3 représente une variante de partie arrière de l'isolant du connecteur représentée à la figure 2, - la figure 4 représente un exemple de revêtement porté par la surface latérale extérieure du corps du connecteur et, la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 d'un corps et d'un isolant d'un connecteur coaxial selon un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention. On a représenté à la figure 1 un exemple de connecteur coaxial d'axe X, par exemple de type TNC, désigné globalement par 1. Ce connecteur coaxial 1 comporte dans l'exemple décrit un corps 2 réalisé d'une seule pièce et un contact central 3 monté dans le corps 2 avec interposition d'un isolant 4. Le connecteur coaxial 1 comporte encore dans l'exemple décrit un bouchon 5 monté sur l'avant du corps 2 et un manchon 6 monté sur l'arrière du corps 2. Le bouchon 5 définit dans l'exemple décrit une partie avant du connecteur 1 destinée 6 être accouplée à un connecteur coaxial complémentaire tandis que le manchon 6 définit une partie arrière du connecteur 1 destinée à être montée sur un câble coaxial 8. Comme on peut le voir sur la figure 1, ce câble coaxial 8 comporte un contact central 9 et un isolant 10 entourant le contact central 9 et le câble 8 peut être reçu à l'intérieur du manchon 6 du connecteur coaxial 1. Le connecteur coaxial 1 comporte encore dans l'exemple décrit un joint annulaire 12 disposé entre le corps 2 et le bouchon 5. L'isolant 4 comporte dans l'exemple de la figure 1 trois parties distinctes 4a, 4b et 4c selon l'axe X du connecteur 1 mais l'invention n'est pas limitée à un nombre précis de parties d'isolant 4. comme on le verra par la suite. Les parties 4, 4b et 4c de l'isolant 4 sont réalisées en des matériaux diélectriques, notamment en des matériaux diélectriques différents. La partie avant 4a de l'isolant est par exemple réalisée en un matériau diélectrique standard, par exemple du Téflon�. Les parties médiane 4b et arrière 4c sont par exemple réalisées en des matériaux diélectriques présentant des valeurs de conductivité thermique supérieures à celles du matériau diélectrique de la partie avant 4a. La partie arrière 4c peut encore être réalisée en un matériau diélectrique présentant une valeur de conductivité thermique supérieure à celle du matériau diélectrique de la partie médiane 4b. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'interface 13 entre la partie avant 4a et la partie médiane 4b de l'isolant, respectivement l'interface 14 entre la partie médiane 4b et la partie arrière 4c de l'isolant 4, comporte au moins une portion 15, respectivement 16, s'étendant obliquement par rapport à l'axe X du connecteur coaxial 1. Dans l'exemple décrit, ces portions 15 et 16 définissent des surfaces coniques. De telles surfaces coniques coupent les lignes de champs électriques dans le connecteur coaxial 1, ces dernières s'étendant radialement par rapport à l'axe X du connecteur. De cette manière, les électrons sont absorbés par les parties de l'isolant sans pouvoir être réémis, évitant d'éventuelles accumulations de charges. Dans l'exemple de la figure 1, les portions 15 et 16 ne sont pas parallèles et s'écartent lorsque l'on s'éloigne du contact central 3 vers le corps 2 du connecteur. On va maintenant décrire plus en détail en référence aux figures 2 et 3 des exemples de parties arrière 4c d'isolant 4 de connecteur coaxiaux 1. Dans l'exemple de la figure 2, la partie arrière 4c de l'isolant 4 comporte trois pièces distinctes, à savoir un manchon 15 et deux mâchoires 16 et 17. Les deux mâchoires 16 et 17 sont destinées à être appliquées contre l'isolant 10 du câble coaxial 8, de façon à retenir le câble coaxial 8 sur le connecteur 1. Le manchon 15 entoure extérieurement les mâchoires 16 et 17, maintenant ces dernières sur l'isolant 10 du câble. Une telle partie arrière 4e est particulièrement adaptée au maintien d'un câble coaxial 8 de type servi rigide. Dans la variante représentée à la figure 3, la partie arrière 4e de l'isolant est monobloc et comporte une portion présentant un taraudage intérieur 19 pénétrant dans l'isolant 10 du câble 8 lorsque le connecteur 1 est monté sur le câble coaxial 8. Une telle partie arrière 4e est particulièrement adaptée pour le maintien sur le connecteur 1 d'un câble coaxial 8 de type souple. L'isolant 10 d'un tel câble souple peut ou non être préfileté selon la souplesse du câble coaxial 8. Dans d'autres variantes non représentées, l'isolant 4 ne comporte que deux l 0 parties distinctes et l'une desdites parties comporte un manchon 15 et deux mâchoires 16 et 17, similairement à ce qui a été décrit en référence à la figure 2, ou ladite partie comporte une portion présentant un taraudage intérieur 19, similairement à ce qui a été décrit en référence à la figure 3. On va maintenant décrire en référence à la figure 5 un autre exemple de corps 15 et d'isolant d'un connecteur coaxial selon l'invention. Dans cet exemple, le corps de connecteur 2 comporte deux parties 2a' et 2b' et l'isolant comporte cinq parties distinctes 4a', 4b', 4e'. 4d', 4e' se succédant selon l'axe X du connecteur coaxial 1. La partie avant 4a' de l'isolant est par exemple réalisée en un matériau diélectrique standard qui est par exemple du Tenon�, afin de conserver au connecteur 20 coaxial une interface standard pour l'accouplement à un connecteur coaxial complémentaire. Les parties intermédiaires 4b' et 4d' sont dans l'exemple décrit réalisées dans des matériaux diélectriques ayant une conductivité thermique supérieure à celle du matériau diélectrique de la partie avant 4a'. La partie 4c' est réalisée en verre ou en un matériau proche du verre, encore 25 appelé perle de verre. Comme on peut le voir sur la figure 5, cette partie médiane 4c' est entourée extérieurement par un élément annulaire 11a' et elle est traversée intérieurement sensiblement en son milieu selon l'axe X par un contact central cylindrique 11b'. La partie médiane 4c' est par exemple directement moulée sur l'élément annulaire 1 la' et le contact central cylindrique 1lb'. 30 L'élément annulaire 1 la' et le contact central cylindrique 1 lb' sont par exemple réalisés en un matériau métallique ayant une dilation thermique proche de celle du verre, par exemple en Dilver P�. Dans l'exemple décrit l'élément annulaire Ha', le contact central 11 b' et la partie médiane 4c' de l'isolant sont brasés au laser sur la partie 2b' du corps. La partie arrière 4e' de l'isolant peut être réalisée en un matériau diélectrique standard qui est par exemple du Teflon�, afin de conserver au connecteur coaxial l' une interface standard pour la réception du câble coaxial. La partie 4c' de l'isolant définit par exemple avec les parties adjacentes 4b' et 4d' de l'isolant des interfaces qui présentent des pentes contraires, de façon à ce que la partie 4c' soit de forme biconique, ce qui peut permettre de conférer des propriétés hermétiques au connecteur obtenu tout en limitant les risques liés à l'effet multipactor. Le corps 2, le manchon 6 et/ou le bouchon 5 peuvent comporter sur au moins une portion de leur surface latérale extérieure, notamment sur la totalité de leur surface latérale extérieure, un revêtement 20 présentant un rapport absorptivité thermique sur émissivité thermique inférieur à 1, ce qui peut permettre d'améliorer la dissipation de chaleur vers l'extérieur par le corps 2, le manchon 6 et/ou le bouchon 5. Ce revêtement 20 comprend par exemple une couche 21 en métal brillant, par exemple en argent, recouverte d'une couche 22 en résine fluorée, par exemple en PTFE. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Dans les revendications, l'expression � comportant un � doit être comprise comme synonyme de l'expression � comportant au moins un � sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS1. Connecteur coaxial (1) comprenant : - un corps (2), et - un contact central (3) monté dans le corps (2) avec interposition d'un isolant (4), caractérisé par le fait que l'isolant (4) comporte au moins deux parties distinctes (4a, 4b, 4c) : a) séparées par une interface (13, 14) présentant au moins une portion (15, 16) s'étendant obliquement par rapport à l'axe (X) du connecteur (1) et b) réalisées dans des matériaux diélectriques différents. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des parties de l'isolant est réalisée en un matériau diélectrique présentant une valeur de conductivité thermique différente de celle du matériau diélectrique de l'autre partie de l'isolant. 3. Connecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'isolant comporte une partie avant (4a), une partie arrière (4c) et une partie médiane (4b) entre la partie avant (4a) et la partie arrière (4c) selon l'axe (X) du connecteur coaxial. 4. Connecteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'interface (13) entre la partie avant (4a) et la partie médiane (4b) de l'isolant présente au moins une portion (15) s'étendant obliquement par rapport audit axe (X) du connecteur et par le fait que l'interface (14) entre la partie médiane (4b) et la partie arrière (4c) de l'isolant présente au moins une portion (16) s'étendant obliquement par rapport audit axe (X) du connecteur. 5. Connecteur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que les parties avant (4a), médiane (4b) et arrière (4c) sont réalisées en des matériaux diélectriques différents. 6. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'une partie de l'isolant, notamment la partie arrière (4c) de l'isolant, est agencée pour exercer une action de maintien sur un câble coaxial (8) sur lequel le connecteur est monté. 7. Connecteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le matériau diélectrique de ladite partie de l'isolant présente un coefficient d'expansion linéaire thermique inférieur à celui d'au moins une autre partie de l'isolant. 8. Connecteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que ladite partie de l'isolant comporte deux mâchoires (16, 17) destinées à s'appliquer contre le câble coaxial (8) et un manchon (15) entourant extérieurement les mâchoires (16, 17). 9. Connecteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que ladite partie de l'isolant comporte une portion taraudée (19) destinée à s'appliquer contre le câble coaxial (8). 10. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la portion (15, 16) de l'interface (13, 14) s'étendant obliquement par rapport à l'axe (X) du connecteur définit une surface conique. 11. Connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait que l'isolant comporte une partie avant (4a'), une première partie intermédiaire (4b'), une partie médiane (4c'), une deuxième partie intermédiaire (4d') et une partie arrière (4e') selon I'axe (X) du connecteur coaxial, deux au moins desdites parties définissant entre elles une interface comportant au moins une portion s'étendant obliquement par rapport audit axe (X) du connecteur. 12. Connecteur selon la revendication 11, caractérisé par le fait la partie médiane (4c') de l'isolant est réalisée en verre ou en perle de verre. 13. Connecteur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'interface entre la première partie intermédiaire (4b') et la partie médiane (4c') de l'isolant définit une surface conique et par le fait que l'interface entre la partie médiane (4c') et la deuxième partie intermédiaire (4d') de l'isolant définit une surface conique, de façon à ce que la partie médiane (4c') de l'isolant ait une forme biconique. 14. Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sa surface extérieure comporte sur au moins une portion un revêtement (20) présentant un rapport absorptivité thermique sur émissivité thermique inférieur à 1. 15. Connecteur selon la revendication 14, dans lequel le revêtement (20) comporte une couche métallique (21) recouverte d'une couche (22) en résine fluorée, notamment en PTFE.