6.6. 2 Généralités sur la ligne de structure coaxiale
Description
Dans la gamme de fréquences allant de 10 MHz à 1 GHz environ, on utilise des câbles et des éléments présentant une structure coaxiale pour transmettre les signaux électriques allant des basses aux fortes puissances.
La structure coaxiale, qui présente une section circulaire, est constituée de 3 parties :
-le conducteur central généralement en cuivre,
-le conducteur extérieur, généralement en cuivre,
-un matériau diélectrique à faibles pertes (Téflon, polyéthylène, air...) qui est l'isolant entre ces 2 conducteurs.
Dans le diélectrique, le champ électromagnétique est tel que :
-le champ électrique E est radial,
-le champ magnétique H est circulaire,
En tout point, E et H sont perpendiculaires.
Du fait de l'effet pelliculaire (voir 6.9.1), les courants circulent à la périphérie des conducteurs en regard du champ électromagnétique.
Une première caractéristique essentielle de cette structure est l'impédance caractéristique Zc. Celle-ci est déterminée par le rapport des logarithmes des diamètres des deux conducteurs et de la permittivité relative du diélectrique. Les valeurs de Zc sont normalisées :
Zc = 50 W pour le domaine de la mesure et de la radio,
Zc = 75 W pour les câbles de télévision,
Zc = 600 W pour la téléphonie.
Une deuxième caractéristique importante est la perte que la ligne engendre à une fréquence donnée. Elle s'exprime en dB/100m. Plus le nombre est petit meilleure sera la transmission.
Un avantage important de la structure coaxiale est le blindage assuré par le conducteur extérieur qui est en général mis au potentiel de masse.
La figure présente une ligne de transmission en structure coaxiale avec la configuration des champs électromagnétiques dans une section.
