Un câble de transmission électrique a pour but de véhiculer les signaux à l'intérieur d'un système électrique ou électronique ou entre deux systèmes de ce type dans un large domaine de fréquence de ces signaux.

Un câble de transmission passe-bas présente une bande passante de basse fréquence c'est-à-dire qu'il ne laisse se propager que des signaux dont la fréquence est inférieure à une certaine limite appelée fréquence de coupure du câbie.

Selon la norme américaine MIL-C-85 485 la fréquence de coupure est définie comme étant celle pour laquelle l'atténuation est égale à 4,3 dB par mètre.

On connaît déjà des câbles blindés passe-bas dans lesquels on réalise en plus du blindage habituel par tresse métallique une couche intermédiaire d'absorption magnétique qui dans ces câbles connus est réalisée à base de ferrite. De tels câbles passe-bas présentent une fréquence de coupure de l'ordre de 100 MHz au sens mentionné ci- dessus. Une telle fréquence de coupure est considérée comme admissible pour un certain nombre d'applications. Cependant, lorsque l'on veut avoir une transmission du signal utile sans que celui-ci soit affecté par des perturbations conduites par le câble ou résultant de rayonnement extérieur d'une meilleure qualité, il serait souhaitable de disposer de câbles blindés passe-bas présentant une présence de coupure sensiblement plus faible par exemple au plus égal à quelques dizaines de MHz.

II va de soi que cette fréquence de coupure doit être adaptée à la fréquence maximale des signaux électriques qui doivent transiter par le câble.

De toute manière il est souhaitable de disposer de câbles comportant leur propre blindage ou non, dont la fréquence de coupure est très sensiblement inférieure à 100 MHz, fréquence de coupure que l'on obtient avec les câbles passe-bas de l'état de la technique.

Un objet de la présente invention est de fournir un câble passe-bas dont la fréquence de coupure, c'est-à-dire la fréquence correspondant à une atténuation de 4,3 dB par mètre est sensiblement inférieure à 100 MHz, typiquement inférieure ou égale à 20 MHz.

Un autre objet de l'invention est de fournir un cible de ce type dans lequel l'impédance de transfert Zt du câble ne croisse pas fortement avec la fréquence de signaux parasites externes pour assurer une protection efficace contre les interférences électromagnétiques.

Enfin, il est très souhaitable que le câble conserve ses propriétés d'absorption magnétique dans une plage de températures correspondant à son utilisation courante, c'est-à-dire typiquement jusqu'à 260°C.

Pour atteindre ces deux objets selon l'invention, le câble blindé passe-bas se caractérise en ce qu'il comprend successivement depuis son centre vers sa périphérie -une âme conductrice ; -une première couche diélectrique ; -une couche d'absorption magnétique en un alliage métallique amorphe ferromagnétique ; et -une gaine isolante.

De préférence, ledit alliage ferromagnétique a la composition suivante : A80 ~ 10% B20 ~ 10% A représentant le pourcentage total exprimé en atomes des éléments ferromagnétiques de I'alliage choisis dans le groupe comprenant Co, Fe, Mn et Ni ; et B représentant le pourcentage total exprimé en atomes des éléments métalloïdes de I'alliage choisis dans le groupe comprenant B, Si et P. Le composé est du type amorphe.

En variante, ledit alliage ferromagnétique a la composition suivante : A75+10% B20+10% C5+3% -A représente les éléments ferromagnétiques Co, Fe, Mn et Ni entrant dans la composition soit seul, soit à plusieurs sous forme combinée ; -B représente les éléments métalloldes B, Si et P entrant dans la composition soit seul, soit à plusieurs sous forme combinée ; et

-C représentant le pourcentage total exprimé en atomes d'un élément métallique choisi dans le groupe comprenant le Cu et le Nb ou du mélange des deux.

Grâce à la présence de la couche d'absorption magnétique réalisée en un alliage métallique amorphe ou nano-cristallin ferromagnétique ayant de préférence la composition indiquée ci-dessus, on obtient effectivement, simultanément, un abaissement de la fréquence de coupure à une valeur inférieure ou égale à 20 MHz pour une atténuation de 4,3 dB/m et une diminution de l'augmentation de l'impédance de transfert pour les fréquences élevées.

La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un câble passe-bas qui permet d'obtenir dans des conditions économiques intéressantes un câble blindé passe-bas présentant les caractéristiques énoncées ci-dessus.

La couche d'absorption magnétique peut être réalisée soit à partir de micro-fils du matériau amorphe ou nano-cristallin, soit à partir de rubans de ce matériau.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatif.

La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un câble passe-bas ; la figure 2 est une vue en coupe transversale du câble de la figure 1 ; la figure 3 représente des courbes qui montrent l'atténuation du câble correspondant à t'exempte 1 en fonction de la fréquence ; la figure 4 est une vue similaire pour le câble de t'exempte 2 ; la figure 5 montre des courbes donnant les variations d'impédance de transfert en fonction de la fréquence pour les quatre exemples de câbles correspondant à l'exemple 6 ; les figures 6A à 6D montrent des courbes représentant l'efficacité de blindage en fonction de la fréquence pour les quatre câbles définis dans l'exemple 6 ;

la figure 7 montre la courbe d'atténuation (A) du câble correspondant aux exemples du tableau 11 en fonction de la fréquence (F) ; et la figure 8 montre la variation de la partie imaginaire de la perméabilité du matériau absorbant en fonction de la fréquence.

En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, on va décrire la structure générale du câble. Le câble est constitué tout d'abord d'une âme conductrice 10 qui peut être constitué bien sûr par plusieurs brins conducteurs par exemple en cuivre argenté. Cette âme conductrice peut aller de AWG08 à AWG26. Autour de t'âme conductrice 10, on trouve une première couche de matériau diélectrique 12. Sur la première couche diélectrique 12 est réalisée selon une caractéristique essentielle de l'invention une couche 14 d'absorption magnétique. On trouve ensuite une deuxième couche 16 de matériau diélectrique puis une tresse métallique de blindage 18 de type standard et enfin une gaine externe isolante 20.

Sur la figure 2, on a repéré de D1 à D6 les diamètres externes de ces différentes couches.

II faut dès à présent mentionner que selon certains modes de réalisation, le câble peut ne pas comporter la deuxième couche de diélectrique 16 interposée entre la couche d'absorption magnétique 14 et la tresse de blindage 18.

En variante, le câble peut également ne pas comporter sa propre couche de blindage. Dans ce cas, le plus souvent, c'est un faisceau de ces câbles qui comportera un surblindage, c'est-à-dire des moyens de blindage communs à l'ensemble du faisceau de câbles.

En variante, t'âme conductrice 10 pourrait être constituée par plusieurs éléments conducteurs, chaque élément conducteur étant entouré par sa propre isolation en matériau diélectrique. Ces éléments conducteurs sont de préférence torsadés. La première couche en matériau diélectrique 12 est alors, dans ce cas, constituée par les différentes isolations. La couche d'absorption magnétique est réalisée autour de 1'ensemble constitué par les différents éléments conducteurs isolés.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la couche absorbante magnétique est réalisée en un alliage métallique ferromagnétique du type amorphe ou nano-cristallin. Cette caractéristique

permet comme on I'a déjà expliqué succinctement et comme cela sera démontré par référence aux courbes annexées d'obtenir une diminution très sensible de la fréquence de coupure correspondant à l'atténuation de 4,3 dB/m ce qui permet donc d'obtenir une transmission du signal utile dans des conditions très améliorées puisqu'on obtient ainsi un filtrage des fréquences non utiles induites ou rayonnées, ainsi qu'une amélioration sensible de l'impédance de transfert.

De préférence, le matériau ferromagnétique du type amorphe a la composition suivante : A8o, lo % B20, 10 % et le matériau ferromagnétique nano-cristallin a la composition suivante : A75+10% B20+10% C5+3% Dans ces formules : -A représente les éléments ferromagnétiques Co, Fe, Mn et Ni entrant dans la composition soit seul, soit à plusieurs sous forme combinée ; -B représente les éléments métalloïdes B, Si et P entrant dans la composition soit seul, soit à plusieurs sous forme combinée ; -C représente les éléments métalliques Cu et Nb entrant dans la composition soit seul, soit à plusieurs sous forme combinée.

-Le pourcentage est en atome et nominal.

-La tolérance en pourcentage représente la plage dans laquelle les caractéristiques électromagnétiques pour I'application câble passe-bas sont satisfaisantes.

En fait, le constituant du type A détermine les propriétés ferromagnétiques intrinsèques des matériaux, alors que celui du type B permet d'obtenir lors de la solidification de I'alliage l'état amorphe que, seul, le constituant A ne peut se procurer. Quant à celui du type C, il sert de tampon entre la cristallisation et la solidification amorphe, et permet de créer un état dit nano-cristallin dans lequel les caractéristiques ferromagnétiques sont tout aussi intéressantes qu'à t'état amorphe.

Des alliages particuliers ont été élaborés pour tester leur efficacité en tant que couche d'absorption magnétique. Le tableau I ci-dessous fournit plusieurs compositions d'alliage avec leur état amorphe ou nano-cristallin.

TABLEAU I Alliage Composition Etat de I'alliage I Fe8oB2o Amorphe AmorpheIIFe77Si8B15 h) Fe65CoioSiioBi5Amorphe IV Amorphe AmorpheVCo80Si10B10 AmorpheVICo69Fe5Si12B15 AmorpheVIICo69Mn6Si15B10 VNtCo69Mn5FeiSii3Bi2Amorphe AmorpheIXNi60Fe20P20 Amorphe+nano-cristallinXCo71Fe4Nb4Si15B6 Amorphe+nano-cristallinXIFe74Cu1Nb3Si13B9 AmorpheXIIFe0,8Mn5,6Ni0,2B6,5Si14Co72,6 AmorpheXIIIFe0,8Mn6Ni0,1B5,7Si13,9Co79,5 XIV Amorphe Selon un premier mode de mise en oeuvre, la couche d'absorption est obtenue de préférence par guipage de micro-fils réalisés avec I'alliage métallique amorphe ou nano-cristallin, présentant un diamètre compris entre 9 microns et 22 microns et de préférence recouverts individuellement de verre. La couche ainsi obtenue a, de préférence, une épaisseur comprise entre 50 et 150 microns.

On va maintenant décrire plusieurs exemples de réalisation du câble passe-bas selon le premier mode de mise en oeuvre.

Exemple 1 Un premier câble a été réalisé selon les caractéristiques définies dans le tableau ci-dessous. On utilise pour la réalisation de la couche d'absorption magnétique un faisceau de 32 micro-fils réalisés avec un alliage ayant la composition de la ligne XII du tableau 1. Cette couche d'absorption magnétique est obtenue par guipage d'un cordon

constitué par le faisceau des 32 micro-fils. On obtient une couche de micro-fils sensiblement jointive. Le pas de guipage est de 1 mm. La mesure d'atténuation du câble montrée par la figure 3 montre que pour une atténuation de 4,3 dB/m la fréquence de coupure est de 20 MHz, ce qui est très inférieure à la fréquence de coupure de 100 MHz de l'état de la technique. Composant Matériaux Mise en oeuvre Conducteur D1 = 0. 76 mm Cu argenté AWG22 Dielectrique D2-0.88 mm FEP Extrusion Couche d'absorption D3 = 1. 00 mm Faisceau 32 micro-fils Guipage Tresse de blindage D5 = 1. 55 mm Cu argente Ql = 0.102 mm Tressage Gaine D6 = 2. 00 mm FEP Extrusion Plus généralement, le faisceau comprend 30 à 35 micro-fils et le pas de guidage est compris entre 0,25 mm et 1,1 mm.

Exemple 2 On a réalisé un autre câble en adoptant les mêmes techniques de fabrication que dans l'exemple 1 et la même structure pour le câble. La différence réside dans le fait que le pas de guipage des micro-fils en matériau métallique amorphe ferromagnétique est de 0,3 mm au lieu de 1 mm. Comme le montre la figure 4, le câble présente une fréquence de coupure qui est encore abaissée pour l'atténuation de 4,3 dB/m puisque cette fréquence est de l'ordre de 3 MHz.

Exemple 3 On a réalisé un troisième câble qui ne diffère des exemples précédents que par le fait que le diamètre D3 de la couche d'absorption est de 1,10 mm au lieu de 1 mm, c'est-à-dire que les micro-fils ont un diamètre de l'ordre de 20 microns. Les autres paramètres étant inchangés. La mesure d'atténuation de ce câble montre que la fréquence de coupure à 4,3 dB/m est repoussée en dessous de 1 MHz.

Exemple 4 Un autre câble a été réalisé suivant les spécifications indiquées dans le tableau ci-dessous. On voit que dans ce cas, on a effectivement la présence de la deuxième couche de diélectrique 16 entre la couche absorbante 14 et la tresse de blindage 18. Les résultats sont similaires à ceux obtenus dans le cas de l'exemple 2. MiseComposantMatériaux en oeuvre Conducteur D1 = 0. 76 mm CJ mG22 Diélectrique D2 = 0. 88 mm FEP Extrusion Couche d'absorption D3 = 1. 00 mm Faisceau 32 micro-fils Guipage Diélectrique D4 = 1.37 mm FEP Extrusion Tresse de blindageD5=1. 82mmCu argenté 0=0. 102 mmTressage Gaine D6 = 2. 30 mm FEP Extrusion

Exemple 5 On a réalisé un autre câble similaire à celui de 1'exemple 4, sauf en ce qui concerne le matériau diélectrique servant à réaliser les deux couches de dié ! ectrique et la gaine externe. Le FEP est remplacé par un film composite PTFE/polyimide/PTFE ou un film composite polyimide/PTFE. Les résultats de la mesure d'atténuation montrent des performances en terme d'atténuation et de fréquence de coupure similaire à celles de l'exemple 2. Composant Matériaux Mise en oeuvre Conducteur01=0.76 mm Cu étame AWG22 Diélectrique D2 = 0.88 mm Film polyimide/. PTFE Rubanage Couche d'absorption D3 = 1. 10 mm Faisceau 32 micro-fils Guipage =1.35mmFilmpolyimide/.PTFERubanageDiélectiqueD4 Tresse de blindage D5 = 1. 80 mm Cu étamé = 0 102 mm Tressage Gaine D6 = 2. 30 mm Film polyimide/. PTFE Rubanage

Exemple 6 Dans l'exemple suivant, on a réalisé 4 câbles numérotés respectivement 1,2,3 et 4 pour montrer l'efficacité en termes d'amélioration de l'impédance de transfert des câbles selon l'invention par rapport au câble de !'état de la technique. Le tableau ci-dessous montre la composition des câbles 1,2,3 et 4. Composant Matériaux Câble 1 C5ble 2 1 C5ble 3 CAble 4 Conducteur D1 = 0.76 mm Cu argenté AWG22 Diélectrique D2 = 0.88 mm FEP Couche D3 = 1.00 mm FEP ferrite micro-fils 1 micro-fils 2 d'absorption Diélectrique D4 = 1.37 mm FEP Tresse de D5 = 1. 82 mm Fil Cu argenté 0.102 mm 16x3 blindage Gaine D6 = 2.30 mm FEP La différence entre les câbles 3 et 4 réside dans la composition chimique des micro-fils utilisés, le premier correspondant à I'alliage XII du tableau I et le second à I'alliage XIII de ce même tableau.

Le câble 1 ne comporte pas de couche d'absorption magnétique, le câble 2 comporte une couche d'absorption magnétique en ferrite selon l'état de la technique, le câble 3 comporte une couche d'absorption selon l'invention, I'alliage métallique amorphe ferromagnétique est conforme à la composition donnée dans l'exemple XIII du tableau 1.

La figure 5 montre que l'on obtient une amélioration très sensible de t'impédance de transfert pour les câbles 3 et 4, c'est-à-dire pour les câbles conformes à l'invention. Ces mesures ont été réalisées selon la méthode triaxiale.

De plus, les figures 6A à 6D montrent l'efficacité de blindage A exprimée en dB/m en fonction de la fréquence F exprimée en MHz pour les câbies 1 à 4 dans une plage de fréquences élevées de 500 MHz à 2 GHz. La comparaison des figures 6A et 6B d'une part et 6C et 6D d'autre part montre qu'à ces fréquences élevées, l'efficacité de blindage

des câbles3 et 4 conforme à l'invention est bien supérieure (de 10 à 20 dB/m) à celle qu'on obtient avec les câbles 1 et 2 selon t'état de la technique.

Ces mesures ont été réalisées selon la technique de chambre réverbérante conforme à la Norme Mil-STD 1344 Exemple 7 On réalise un câble suivant les mêmes caractéristiques que celles de l'exemple 4 mais avec une âme conductrice du type AWG26.

Les autres paramètres de construction étant identiques. On obtient des performances similaires au cas des exemples précédents. II en serait de même si l'âme conductrice était du type AWG08.

Dans les exemples 1 à 7, le câble comporte son propre blindage. Comme on I'a déjà expliqué, le câble pourrait ne pas avoir de tresse de blindage.

Selon un deuxième mode de réalisation, la couche d'absorption magnétique est réalisée à partir d'un ou plusieurs rubans constitués par un matériau ferromagnétique amorphe ou nano-cristallin dont différentes compositions ont été données précédemment.

Le ruban peut être fabriqué par la technique de solidification rapide par filage (en anglais Melt Spinning) ou par la technique de solidification rapide par écoulement planaire (en anglais Planar Flow Casting).

Ces techniques consistent à projeter, à travers une buse de très faible épaisseur, I'alliage sous forme liquide sur une roue tournant à une vitesse de l'ordre de 2 500 tours par minute. L'alliage liquide se répand sur la périphérie de la roue. En se solidifiant, I'alliage forme un ruban qui peut avoir une très faible épaisseur.

Des rubans ont été fabriqués à partir des alliages 1 6 Xi du tableau 1. Le tableau 11 ci-après donne, pour chaque alliage, un mode de réalisation du ruban en précisant ses dimensions et son mode d'élaboration.

TABLEAU XI Alliage Dimension du ruban Etat Technique Epaisseur Largeur Elaboration um mm I 4,0 0, 3 Amorphe Melt Spinning II AmorpheMeltSpinnin0.5 Iil 10. 5 1. 2 Amorphe Planar flow Casting 14 5 2 0 AmorDhe Planar flow Castinq V 15, 0 3 0 Amorphe Planar flow Casting Vl 5, 0 3. 6 Amorphe Planar flow Casting 1,0AmorphePlanarflowCastinVII25,5 3,5AmorphePlanarflowCastinVIII12,0 0,8AmorphePlanarflowCastinIX30,5 1,0Amorphe+nano-cristallinPlanarflowCastinX10,0 XI 12, 5 0. 8 Amorphe + nano-cristailin Planar flow Casting

Ces rubans ont été ensuite intégrés dans les câbles conformes à l'invention, avec un pas allant de 0,1 à 1,5 mm, par la technique dite rubanage couramment utilisée dans l'industrie de câbierie.

Le rubannage peut être réalisé à I'aide d'un seul ruban, les spires se recouvrant mutuellement, ou successivement à I'aide de deux rubans à spires jointives, les spiralages des deux couches étant inversés A partir des rubans définis par le tableau 11 on a réalisé des câblescâblesblindés conformes l'invention.

L'âme conductrice est réalisée par toronnage concentrique ou toronnage en roplay à partir de fils de cuivre revêtus d'Ag, Sn ou Ni de jauges AwG 8 à 26.

La ou les couches de diélectrique sont réalisées en thermoplastiques fluorés par extrusion, en polyoléfine ou PVC par extrusion ou encore en film polyimide par rubannage.

La couche d'absorption magnétique est réalisée, comme on I'a déjà indiqué, par rubannage à I'aide des rubans définis dans le tableau 11.

De préférence la couche d'absorption magnétique est réalisée avec au moins un ruban de I'alliage ferromagnétique dont la largeur est comprise entre 0,3 et 4,0 mm et dont l'épaisseur est comprise entre 2 et 100 microns.

De plus, les mesures effectuées sur les câbles montrent que l'atténuation augmente en fonction de l'épaisseur de la couche de matériau absorbant. C'est ce que montre le tableau suivant : Câbte) induant un ruban Câble II induant 2 rubans d'épaisseur de 23 jmd'épaisseur 23 pm superposés Fréquence Atténuation Atténuation (MHz) (dB/m) (dB/m) 10 6. 38 11.8 50 15. 9 26.6 100 24. 8 41.3 150 32. 4 53.2 200 39. 2 68. 1

Ainsi, il est possible, en jouant sur le nombre de rubans et/ou l'épaisseur du ou des rubans, d'adapter l'effet d'absorption aux conditions d'utilisation du câble. II en va de même lorsque la couche absorbante est réalisée avec des micro-fils.

Le blindage, s'il existe, est réalisé, à I'aide d'un fil de cuivre revêtu d'Ag, Sn ou Ni, par tressage ou guipage. Enfin, la gaine externe peut être réalisée en thermoplastiques fluorés, en élastomère thermoplastique ou en PVC par extrusion ou encore en film polyimide par rubannage.

Les mesures en filtrage à hautes fréquences et en impédance de transfert effectuées sur les câbles décrits précédemment et utilisant un ruban amorphe ou nanocristallin ont donné des résultats similaires à ceux obtenus pour les câbles réalisés à partir de microfils.

La figure 7 donne l'atténuation du câble A exprimée en dB/m en fonction de la fréquence F exprimée en MHz. La courbe I correspond aux câbles de t'état de la technique et la courbe 11 correspond aux câbles du Tableau II.

Différentes mesures ont été effectuées, en particulier pour les exemples de composition d'alliage ferromagnétique VI, Vil et XIV du Tableau I précédent.

Ces mesures montrent que, pour l'alliage VI, la température de Curie est égale à 350°C et la température de cristallisation est de 510°C.

Pour I'alliage VII, ces températures sont respectivement de 320°C et de 500°C et pour l'alliage XIV, elles sont respectivement de 300°C et 490°C.

Pour les autres alliages, ces mesures sont du même ordre.

On voit donc que ces températures sont très supérieures aux températures normales d'utilisation du câble qui n'excèdent pas pratiquement 260°C.

Sur la figure 8, on a représenté pour différents alliages, la valeur de la partie imaginaire de la perméabilité (, u") en fonction de la fréquence F exprimée en MHz. Les courbes A, B et C correspondent respectivement au alliages VI, VII et XIV. Ces courbes montrent que la partie imaginaire de la perméabilité, qui représente le mieux l'effet d'absorption magnétique, présente un maximum très marqué autour d'une fréquence égale à 10 MHz.