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Câbles coaxiaux

Câble coaxial

Figure 1 : Câble coaxial

Câbles coaxiaux

Un câble coaxial est formé de deux conducteurs cylindriques concentriques qui sont séparés par un isolant diélectrique. Celui du centre est habituellement un fil plein alors que celui à l’extérieur prend la forme d’un étui et s’appelle souvent le « bouclier ». Le tout est recouvert par une gaine de protection. Le matériau diélectrique maintient une certaine capacité entre les deux conducteurs ce qui est très important en transmission radio. Il est généralement mou et se déforme facilement s’il est enserré trop fortement ou par le mauvais type de gaine.

Dans un conducteur simple, les champs magnétiques et électriques s’étendent à l’infini ce qui veut dire une perte d’énergie. Dans une ligne coaxiale, les deux champs sont confinés dans l’espace entre les conducteurs. La perte par radiation est donc théoriquement nulle.

Les câbles coaxiaux sont utilisés dans les lignes de transmission et permettent de blinder le signal transporté des ondes parasites externes (recommendation Équations utiles pour les câbles coaxiaux). Il en existe deux types, flexibles et rigides, qui diffèrent par les matériaux utilisés.

Câbles coaxiaux flexibles
flexible coaxial line

Figure 2 : Diagramme en coupe d’une ligne coaxial flexible avec « d » pour le diamètre du fil interne, « D » pour celui du conducteur externe et « ε » pour la constance diélectrique (permittivité) de l’isolant entre les deux.

Formel für die Impedanz

Les câbles flexibles comportent un fil conducteur et une couche diélectrique isolante flexibles, entourés par un treillis métallique conducteur. Les premiers câbles de cette sorte utilisaient un caoutchouc comme isolant mais ce matériau produisait trop de pertes de signal à haute fréquence.

Lignes rigides

Les lignes coaxiales rigides sont faites d’un fil interne et d’un conducteur tubulaire externe. Le conducteur interne est séparé du tube externe par des entretoises à intervalles réguliers. Ces dernières sont faites de pyrex, de polystyrène ou d’autres matériaux très isolants et causant peu de pertes diélectriques à haute fréquence.

L’avantage principal des lignes coaxiales rigides est de mieux minimiser les pertes radiatives. En effet, les deux conducteurs sont toujours parallèles ce qui garde les champs magnétiques et électriques dans la ligne, un câble flexible pouvant rompre ce parallélisme. Un autre avantage est de réduire les interférences externes par « effet de peau ».

Ligne coaxiale semi-rigide avec un fil à l’intérieur, un tube à l’extérieur et un isolant continu entre les deux.

Figure 3 : Ligne coaxiale semi-rigide avec un fil à l’intérieur, un tube à l’extérieur et un isolant continu entre les deux.

Ce type de coaxial a cependant certains désavantages:

  1. Il est dispendieux;
  2. Il doit être gardé au sec pour prévenir les pertes excessives par drainage entre les deux conducteurs;
  3. Même si les pertes à haute fréquence sont plus faibles que dans les câbles souples, elles sont quand même assez importantes pour limiter la longueur utile d’une ligne rigide.

Les lignes coaxiales semi-rigides utilisent une gaine de cuivre plaquée argent comme conducteur externe. Elles peuvent être pliées en prenant de très grands soins et sont assez dispendieuses mais offrent la meilleure performance de toutes les lignes coaxiales.