câble coaxial

Un câble coaxial est une ligne de transmission à deux conducteurs où un conducteur central unique est logé à l'intérieur d'un conducteur extérieur tubulaire, séparés par un matériau diélectrique. Le conducteur extérieur agit comme un blindage mis à la terre qui absorbe les interférences électromagnétiques avant qu'elles ne corrompent le signal circulant dans le fil central. Cette géométrie rend le câble coaxial essentiel partout où des signaux haute fréquence doivent voyager sans dégradation, qu'il s'agisse de vidéo télévisée, de mesures RF ou de données sur des distances importantes.

La construction est importante. Le conducteur intérieur est généralement en cuivre massif ou en acier plaqué cuivre, d'une taille comprise entre 0,032 et 0,320 pouce selon l'impédance. L'entretoise diélectrique, souvent en polyéthylène ou en mousse de polyéthylène, maintient une distance précise entre les conducteurs intérieur et extérieur pour définir l'impédance caractéristique du câble, généralement 50 ohms pour les applications RF ou 75 ohms pour la vidéo. Le conducteur extérieur est enroulé fermement, soit sous forme de tube solide, soit sous forme de tresse de cuivre superposée, et enfin une gaine extérieure robuste en PVC ou en polyéthylène protège contre les dommages mécaniques et les intempéries.

La supériorité du coaxial par rapport aux autres câbles s'explique par la physique. Une paire torsadée rayonnera et captera des champs parasites; une paire torsadée blindée aide mais fuit toujours à hautes fréquences. La géométrie coaxiale crée un véritable confinement de champ : le champ électrique n'existe que dans le diélectrique entre les conducteurs, et le champ magnétique ne se trouve que dans cette même région. Rien ne s'échappe si le blindage extérieur reste intact et correctement mis à la terre aux points de faible impédance.

Où il échoue

Le principal mode de défaillance est la dégradation du blindage. La flexion, le pliage ou les courbures répétées peuvent fissurer le conducteur extérieur ou le séparer de la gaine, brisant le joint électromagnétique. L'infiltration d'eau dans un blindage compromis provoque la corrosion de la tresse et une augmentation de l'atténuation. Au niveau des connecteurs, une mauvaise terminaison laisse des espaces d'air entre la broche centrale et le corps du connecteur extérieur, provoquant des réflexions et une perte de signal. La vitesse de propagation dans un câble coaxial est de 0,66 à 0,80 fois la vitesse de la lumière, de sorte que le déphasage s'accumule sur de longues distances; cela est important dans les réseaux d'antennes phasées et les applications de synchronisation de précision.

Le câble coaxial se situe à un point médian en termes de coût et de complexité. Il coûte beaucoup plus cher qu'une paire torsadée non blindée mais offre une véritable immunité au bruit électrique industriel. Le câble à fibre optique le surpasse à très hautes fréquences et sur de longues distances, mais nécessite une terminaison active et est fragile. Pour les fréquences allant du courant continu à environ 3 GHz, pour des longueurs de dizaines à des centaines de mètres, et lorsque des reprises de connecteurs sont prévues sur le terrain, le câble coaxial reste le choix par défaut dans les systèmes de radiofréquence, les équipements de test et les infrastructures de diffusion.