Sommaire

* Introduction
* Spécificités des connecteurs haute fréquence
* Structure des connecteurs coaxiaux
* Les contacts
* La structure isolante
* Le système d'accouplement
* Le système de raccordement
* Caractéristiques électriques des connecteurs coaxiaux

* Introduction

Les interconnexions électriques semi-permanentes sont réalisées à partir de connecteurs.

Si au niveau des contacts électriques, les phénomènes de base (mécaniques et électrochimiques) ne dépendent pas de la fréquence des signaux transmis, le processus de transmission de l'énergie en haute fréquence met en jeu la propagation des champs électromagnétiques, ce qui conduit à traiter séparément les connecteurs basse et haute fréquence.

Les paragraphes suivants ne porteront que sur les connecteurs utilisés en haute fréquence (généralement > à 3MHz).

* Spécificités des connecteurs haute fréquence

- La transmission des signaux en haute fréquence ce fait par des lignes ou des guides d'ondes (CONNEXION AVEC LES GUIDES D'ONDES).

- On distingue couramment 2 types de lignes :

• la ligne filaire utilisée pour la plus petite bande de fréquence (ondes décamètriques). Ces lignes sont inter connectées comme en technique BF.
• la ligne coaxiale constituée de deux cylindres coaxiaux séparés par des supports isolants transportant une onde électromagnétique transversale, c'est à dire une onde composée d'un champ électrique et d'un champ magnétique entièrement contenus dans un plan de section droite.

- Un connecteur haute fréquence doit assurer :

• le contact simultané entre deux conducteurs cylindriques.
• une bonne conductivité en surface ( effet de peau).
• un minimum de déformation des lignes de courant (// à l'axe de révolution).

Il doit aussi respecter la symétrie axiale du câble (compatibilité câble, connecteur).

Il n'existe que très peu de connecteurs multiconducteurs et ces connecteurs sont rarement utilisés au dessus de 10 MHz (conséquence des points évoqués précédemment).

* Structure des connecteurs coaxiaux

La structure d'un connecteur peut-être décomposée en 4 parties principales :

* Les contacts (pour connecter les conducteurs intérieurs et extérieurs)

- Le conducteur extérieur est généralement réalisé en acier inoxydable passivé ou doré . Il peut être aussi en laiton.

- Le conducteur intérieur ou central est réalisé suivant son "type". La partie femelle devant présenter des caractéristiques élastiques, ce contact est généralement exécuté en bronze ou en cuivre berryllium, la partie mâle étant plus souvent réalisée en laiton. Ces contacts sont passivés ou dorés.

* La structure isolante

- Les parties isolantes sont réalisées très fréquemment en PTFE (teflon) mais aussi en polyimide. Le matériau choisi doit avoir une exellente tgd (très faible) dans la bande de fréquence utile, et présenter la plus faible variation de permittivité relative. Pour des fréquences d'utilisation très élevées le meilleur isolant reste l'air. On utilise aussi dans certain cas du verre (perle de verre pour contact hermétique).

Les joints sont réalisés en élastomère silicone ou fluoré et en néoprène suivant les applications.

* Le système d'accouplement

- Il sert à assembler ou désassembler deux connecteurs complémentaires (mâle et femelle). C'est une partie très importante du connecteur et l'utilisateur doit veiller à son parfait état de propreté et à son impeccable verrouillage.

- Les principaux systèmes utilisés sont :

• les systèmes à vis (SMA).
• les système à baïonnettes (BNC).
• les systèmes à encliquetage (SMB).
• les systèmes glissants (BMA).
• les systèmes à pression (UMP).

- Il existe aussi des systèmes à brides , adaptés aux fortes puissances et aux lignes coaxiales rigides.

CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CONNECTEURS COAXIAUX

* Le système de raccordement

- Les 3 principaux systèmes de raccordement entre le connecteur et un câble coaxial souple sont :

• les systèmes à sertir.
• les systèmes à souder.
• les systèmes à presse-étoupe.

- Les raccordements entre connecteurs et câbles coaxiaux semi-rigides s'effectuent par soudure ou brasage à l'étain.

- On parle généralement de prise droite ou coudée dans le cas d'un connecteur femelle et de fiche pour le connecteur mâle. Il existe aussi des connecteurs dont la polarité est inversée. ( RP-SMA , RP-BNC , etc... avec  RP= Reverse Polarity )

EXEMPLES DE CONNECTEURS "INVERSES"

- Pour chaque "type" de connecteur (SMA, SMB, BNC...) il existe des embases permettant le raccordement entre la prise ou fiche et le circuit.

On trouve actuellement sur le marché un grand nombre de possibilités de montages et de versions d'embases :

• pour panneaux (tronquées ou carrées).
• pour cavités, circuits imprimés, triplaques, microstrips, guides d'ondes ...

Ce type de liaison ne s'effectue généralement que sur des circuits dont le substrat de base est adapté aux hautes fréquences (verre téflon, céramique...).

- Pour faciliter le raccordement des différents éléments (embase ou câble assemblé), il existe pour chaque "connectique" (SMA, BNC, N...) :

• des raccords droits coudés ou en T, simple, à écrou ou pour panneau.
• des adaptateurs entre séries essentiellement droits, simples, à écrous ou à platine.

ADAPTATEURS COAXIAUX

* Caractéristiques électriques des connecteurs coaxiaux

Les caractéristiques les plus importantes sont :

• l'impédance caractéristique (généralement 50 ou 75 ohms).
• la fréquence max d'utilisation.
• le coefficient de réflexion ou taux d'onde stationnaire.
  Exemple : 1.05 +0.005F en GHz pour un connecteur K.
• les pertes d'insertions ex: 0.04 \/F en GHz pour un connecteur K.
• la résistance d'isolement et la résistance de contact.
• la tension d'utilisation.

PERFORMANCES DES CONNECTEURS ET ADAPTATEURS