La plupart des bagues collectrices traversantes utilisent le contact par friction comme mode de connexion électrique. Ce système est sûr, fiable et permet de répondre aux besoins des clients en termes de nombre de canaux. Les bagues collectrices actuellement disponibles sur le marché utilisent généralement ce type de contact. D'autres modes de contact, tels que le contact au mercure, la transmission infrarouge ou la transmission sans fil, ne sont pas encore largement répandus. En effet, les bagues collectrices à disque ainsi fabriquées présentent encore de nombreuses limitations, notamment des problèmes de fuite du contact au mercure, une difficulté à produire plus de 8 canaux et un coût de production très élevé. Les méthodes de transmission infrarouge et sans fil souffrent quant à elles de problèmes d'interférences et ne permettent pas la transmission de courants élevés.
Les bagues collectrices peuvent être classées en bagues collectrices basse fréquence, bagues collectrices moyenne fréquence et charnières rotatives haute fréquence, selon la fréquence du signal transmis. Le terme « bagues collectrices » désigne généralement les deux premières catégories. Les indicateurs de performance électrique des bagues collectrices sont : la résistance d'isolement, la résistance de contact, la rigidité diélectrique et la diaphonie. Pour les bagues collectrices moyenne fréquence, la fréquence élevée impose également de prendre en compte le blindage, l'adaptation d'impédance, la tension de bruit, etc. Du point de vue de la conception structurelle, un contact fiable doit être garanti afin d'assurer la continuité de la connexion. Par conséquent, la conductivité électrique du matériau des balais doit être élevée, la pression exercée sur la bague collectrice appropriée, son excentricité et ses vibrations faibles, sa résistance à l'usure élevée, son couple de frottement faible et sa facilité de maintenance.
1) Bague collectrice basse fréquence : un ensemble de bagues collectrices utilisant un contact glissant pour transmettre des signaux et de l'énergie basse fréquence. Les bagues collectrices courantes sont les bagues cylindriques et les bagues différentielles. Les anneaux conducteurs des bagues cylindriques se divisent en anneaux plats et anneaux en V. Les matériaux utilisés pour les anneaux conducteurs sont généralement le cuivre, le laiton, l'argent et l'or. Les balais sont en palladium, en alliage d'or ou en fil plaqué or, ou encore en composite cuivre-graphite. Si le nombre de bagues collectrices est important, la bague cylindrique se compose de deux jeux de balais (supérieur et inférieur) et d'un adaptateur différentiel, mais son encombrement axial est élevé. L'utilisation de bagues collectrices différentielles permet de réduire considérablement l'encombrement axial, le volume et le poids. La bague collectrice différentielle se compose de deux jeux de balais (supérieur et inférieur) et d'un adaptateur différentiel. Le balai supérieur tourne en fonction de l'azimut de l'antenne, tandis que le balai inférieur est fixe. La plaque de l'adaptateur différentiel comporte deux jeux de contacts (supérieur et inférieur). Ces contacts sont reliés par des fils, et le mécanisme différentiel permet de réduire la vitesse de rotation du balai supérieur à la moitié de la vitesse de rotation azimutale. Lors de la rotation de l'antenne, le courant alimentant chaque balai inférieur traverse un ou deux circuits de contact sur le plateau tournant différentiel, puis s'écoule par le balai supérieur correspondant afin de maintenir la connexion entre la partie fixe et la partie mobile. La poussière accumulée par la bague collectrice à contact glissant peut provoquer un court-circuit entre les bagues. Par conséquent, la conception doit faciliter le nettoyage, et une structure assemblée est généralement privilégiée pour simplifier les interventions sur site, comme la réparation ou le remplacement des composants.
2) Bague collectrice à fréquence intermédiaire : ensemble de bagues collectrices utilisé pour la transmission de signaux et d'énergie radar à fréquence intermédiaire (dizaines de mégahertz). Cette bague collectrice, fonctionnant à haute fréquence, nécessite un blindage. Les bagues collectrices haute vitesse classiques peuvent également être utilisées pour la transmission de signaux inférieurs à 12 MHz. Une bague est reliée au conducteur central, tandis que l'autre, servant de blindage, est reliée à la gaine extérieure du câble. Les bagues collectrices coaxiales blindées sont généralement utilisées pour la transmission de signaux supérieurs à 12 MHz. Leur section transversale est rainurée, correspondant à un conducteur coaxial rectangulaire. Il existe également une bague collectrice capacitive à fréquence intermédiaire : le conducteur central est annulaire et supporté par une pastille isolante dans la gaine de blindage. Un espace sépare la partie mobile de la partie fixe, qui ne se touchent pas ; le signal à fréquence intermédiaire est alors couplé par capacité. En cas de plage de rotation d'antenne limitée, un enrouleur de câble peut remplacer la bague collectrice.
Date de publication : 13 août 2024