EP0604338B1 - Antenne large bande à encombrement réduit, et dispositf d'émission/réception correspondant - Google Patents

Antenne large bande à encombrement réduit, et dispositf d'émission/réception correspondant Download PDF

Info

Publication number
EP0604338B1
EP0604338B1 EP19930460039 EP93460039A EP0604338B1 EP 0604338 B1 EP0604338 B1 EP 0604338B1 EP 19930460039 EP19930460039 EP 19930460039 EP 93460039 A EP93460039 A EP 93460039A EP 0604338 B1 EP0604338 B1 EP 0604338B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
antenna according
horizontal element
blades
essentially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19930460039
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0604338A1 (fr
Inventor
Patrice Brachat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Telecom SA filed Critical France Telecom SA
Publication of EP0604338A1 publication Critical patent/EP0604338A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0604338B1 publication Critical patent/EP0604338B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas

Definitions

  • the field of the invention is that of radio transmissions. More specifically, the invention relates to transmitting and / or receiving antennas, in particular for smaller equipment, such as portable devices.
  • the invention thus applies, in particular, to telecommunications systems with mobiles.
  • the extension of radiocommunication networks with land mobiles requires the development of portable autonomous stations having the dual functionality for transmitting and receiving microwave signals. These stations must therefore include an integrated antenna.
  • These antennas are generally in the form of a radiating element installed outside of a metal case, for example of rectangular shape, constituting the shielding of one or more electronic cards ensuring in particular the modulation and demodulation functions of microwave signals, in transmission and in reception respectively.
  • Such an inverted F antenna is shown in section in FIG. 1 and in perspective in FIG. 2. It consists of a rectangular conducting element horizontal 11 and a vertical conductive element 12. The vertical element 12 provides a short-circuit function on the horizontal element 11, by connecting one of its ends 13 to a ground plane 14.
  • the other end 15 of the horizontal element 11 is open.
  • the microwave signal is conveyed by an excitation coaxial 16, which is connected to the horizontal element 11 at a location 17.
  • the choice of this location 17 between the short-circuited end 13 and the open end 15 of the horizontal element 11 determines the impedance of the antenna thus obtained.
  • the antenna obtained is therefore very compact.
  • the radiation pattern of this antenna is substantially omnidirectional, which is essential for portable devices (this characteristic is generally verified by all small footprint antennas).
  • this antenna has very dispersive characteristics in frequency, and therefore, consequently, a very low bandwidth, and for example of in the range of 2 to 3%. This is due to the fact that this antenna structure behaves substantially as a ⁇ / 4 resonator.
  • the bandwidth of an antenna is here defined as the frequency band on which the Stationary Wave Ratio (R.O.S) is less than 2.
  • R.O.S Stationary Wave Ratio
  • This quantity is directly related to the input impedance of the antenna, which must be adapted to the impedance of the transmission line carrying the microwave signal to send and / or receive. For optimal functioning of the antenna, it is necessary that this impedance remains substantially constant (i.e. the R.O.S remains lower to 2) over a large frequency band. A bandwidth of 2 to 3% as obtained at using an inverted F antenna is generally insufficient.
  • the invention particularly aims to overcome this drawback of the technique anterior.
  • an objective of the invention is to provide an antenna small footprint with a large pass.
  • the invention has in particular aims to provide such an antenna, whose bandwidth is at least of the order from 8 to 10%.
  • Another object of the invention is to provide such an antenna, which is of a reduced cost price.
  • the invention aims to provide such a antenna which is easy to produce, and which does not use expensive material.
  • the invention also aims to provide such an antenna, which can operate over a wide range of input impedances, and in particular for input impedances between 10 and 200 Ohms.
  • the invention also aims to provide such an antenna, the tuning frequency can be fine-tuned.
  • a goal of the invention is to provide such an antenna, the tuning frequency of which can be modified permanently and quickly, for example to allow alternating operation.
  • the useful volume of the antenna is increased, compared to the antenna known in reverse F. This results in an increase in bandwidth.
  • the overall size of the antenna is not modified.
  • Such an antenna has a radiation pattern of the type omnidirectional, which is essential, since it is notably intended to equip portable devices, which can therefore take any position.
  • the terms "horizontal” and “vertical” are therefore used only to simplify the understanding of the invention, and should not be interpreted strictly. In practice, the notions of horizontality and verticality will often be defined in relation to a ground plane on which the antenna will be fixed.
  • an intermediate surface, or base, between the vertical element and the strands have many advantages. In particular, it allows for antennas adaptable to several frequencies, and to optimize the overall adaptation of the antenna. He is at note that the device of the invention forms a single antenna (a single vertical element short circuit and a single intermediate element), not a combination of two separate antenna elements.
  • At least one first of the strands is a radiating element, and at least a second constitutes a strand of adaptation, brought in parallel with the impedance of radiation from the first strand.
  • the second strand therefore behaves as an incorporated adaptation circuit.
  • Such an antenna may include two parallel strands.
  • the principle of the invention can also be generalized to more than two strands.
  • said strands of the antenna are substantially shaped rectangular, and have a substantially identical width but lengths different. Other geometrical characteristics can also be retained, in depending on the characteristics desired for the antenna.
  • each of said strands is open at its end furthest from said first end of said element horizontal.
  • each of said strands is a resonant element.
  • the end furthest from said first end of said horizontal element of at least one of said strands is connected to the electrical ground of said processing unit, via a additional short circuit element.
  • the short-circuited strand at its two ends plays the role of adaptation circuit.
  • the combination of the antenna strands provides a resonance loop, which leads to a bandwidth of the order of 10% per example.
  • the strand shorted at both ends can be, depending on the needs and the desired characteristics, the longest strand or the strand the shortest.
  • the two strands can be the same length.
  • the antenna has more than two strands, it is possible to combine the advantages of the first and second embodiments. One or more strands can then be shorted at both ends.
  • the end la farthest from said first end of said horizontal element by at least one of said strands is connected to the electrical ground of said processing unit, via a capacity.
  • This operating mode corresponds to an intermediate position between the first embodiment (open circuit) and the second embodiment (short circuit).
  • all the strands of the antenna are connected to ground electrical of said processing unit, via a capacitor. Development antenna is thus facilitated.
  • At least one of these capacities is an adjustable capacity (or varactor).
  • the same physical antenna can work alternately in a band transmission and in a reception band, for example to operate in half-duplex. This saves the cost of installing a second antenna.
  • This technique can of course be generalized to more than two frequency bands.
  • the coaxial cable carrying the microwave signals has an impedance substantially between 10 Ohms to 200 Ohms.
  • the antenna input impedance can be chosen between 10 and 200 Ohms.
  • this impedance can be equal to 50 Ohms.
  • this wavelength ⁇ of said microwave signals is between 100 and 200 mm.
  • the dimensions of the antenna are very reduced, of the order of a few centimeters.
  • the antenna is located on a box containing said processing unit, said electrical mass corresponding to the electromagnetic shielding of said housing.
  • said vertical element and said horizontal element are formed in the same strip of a conductive material.
  • the manufacture of the assembly is particularly simple.
  • the invention therefore relates to a reduced antenna with a large band busy.
  • This antenna is in particular intended to equip portable devices, and by example of transmitters / receivers of radio communication networks with mobiles terrestrial.
  • the antenna of the invention comprises a horizontal element (relative to a ground plane), connected at one of its ends to ground by a vertical short circuit.
  • the main characteristic of the invention is to produce, by example by cutting, at least two substantially parallel antenna strands in the horizontal element. The geometric and connection characteristics of these strands are chosen so as to obtain the desired characteristics for the antenna, such as significant bandwidth.
  • the antenna according to the invention can comprise more than two strands, by simple generalization of the examples described.
  • FIG. 3 therefore illustrates a first embodiment of the invention.
  • the antenna 31 (hatched) is located on a housing 32, likely to contain electronic cards (especially for demodulation and / or modulation of signals microwave received and / or transmitted by the antenna).
  • the dimensions and the shape of this case 32 are of course purely indicative.
  • the base b of the housing makes 60 mm, and its height h1 is 150 mm.
  • This box 32 is shielded, and constitutes the ground to which the antenna is connected 31.
  • the antenna 31 comprises a horizontal element 33, one of the ends 34 is connected to ground (housing shield 32) by a vertical short circuit element 35.
  • the connected end will be designated by the first end of a strand at the base 36, and by the second end of a strand the opposite end, that is to say, in in other words, the end farthest from the first end 34 of the element horizontal 33.
  • the base 36 can be omitted, the strands 37 and 38 being then directly connected to the vertical element 35.
  • the horizontal element 33 is obtained by cutting from a rectangular area of a space 39 between the two strands 37 and 38, up to the base 36.
  • a second cutting of a surface 310 is then carried out on the most strand short 38, to adapt its length.
  • the vertical element 35 and the horizontal element 33 can be formed in the same material, the angle of the end 34 being produced for example by folding.
  • the vertical part 35 can extend along the housing 32, and be fixed to this case by any suitable fixing means (not shown).
  • Microwave signals are carried by an excitation coaxial 311, which connects the electronic card contained in the housing 32 and the horizontal element 33.
  • the location of the connection 312 between the vertical element 35 and the second ends 313 and 314 of the two strands 37 and 38 defines the impedance of the antenna.
  • This connection 312 can be on the base 36 or on one of the strands 37 or 38.
  • the impedance can by example vary between 10 and 200 Ohms.
  • the strands may have widths different, ends of various shapes, ...
  • the two strands 37 and 38 have their second ends 313 and 314 open.
  • the strand 37 of length ⁇ / 4 resonates at the working frequency f r (corresponding to the wavelength ⁇ ).
  • the second strand 38 is also a resonant element, but at a frequency f ' r , different but close to f r . It behaves like a real incorporated adaptation circuit, placed in parallel with the base and the open circuit. In other words, it is brought back in parallel with the radiation impedance of the other strand, which constitutes the main radiating element.
  • This first embodiment is therefore based on the introduction of frequencies of multiple resonance in the antenna. Of course, more than two strands can be used.
  • FIG. 4 presents the Smith diagram carrying the impedance curve 41 of the strand 37 (resonating at f r ).
  • the bandwidth corresponding to this strand 37 alone that is to say the frequency band on which the ROS is less than 2, is defined by the frequencies f 1 and f 2 corresponding to the intersections of the impedance curve 41 with the hatched disc 42 defining the zone where the ROS is less than 2.
  • This bandwidth is written (f 2 - f 1 ) / f r , and is conventionally between 2 and 4%. As already mentioned, such a bandwidth is insufficient in many applications.
  • the element 38 behaves similarly, but at the frequency f ' r . Its impedance curve 51 is illustrated in FIG. 5. The corresponding bandwidth (f 4 - f 3 ) / f ' r is also worth approximately 2 to 4%. However, the frequency band [f 3 , f 4 ] is significantly offset from the frequency band [f 1 , f 2 ].
  • the coupling of the two radiating strands makes it possible to obtain a resonance loop, if the frequencies f r and f ' r are well chosen, as is illustrated in FIG. 6.
  • the impedance curve 61 corresponding to the combination of the strands 37 and 38 has a resonance loop 62, centered on f 0 . This loop 62 remains in the disk 63 defining the zone in which the ROS is less than 2.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the invention, in which one of the antenna strands is short-circuited at both ends.
  • the general structure of this antenna is similar to that of FIG. 3, as regards the shape of the elements horizontal 33 and vertical 35. It is therefore not described again.
  • the fundamental difference with the first embodiment is that the strand 72 is no longer open at its second end 313, but short-circuited by an element vertical short-circuit 71 connecting this end 313 to the shielding of the housing 32.
  • This strand 72 therefore no longer plays the role of resonant element, but the role of a "stub" (or section) short circuit, which acts as an adaptation circuit, allowing the band on which the overall input impedance of the antenna remains close to the impedance of the excitation coaxial.
  • a "stub" (or section) short circuit which acts as an adaptation circuit, allowing the band on which the overall input impedance of the antenna remains close to the impedance of the excitation coaxial.
  • several stubs can be made.
  • the embodiments of FIGS. 3 and 7 can be combined.
  • FIG. 8 presents the Smith diagram carrying the impedance curve 81 corresponding to the resonant strand 38.
  • the corresponding bandwidth (f 2 -f 1 ) / f 0 is always of the order of 2 to 4%.
  • the Smith diagram in FIG. 9 presents the impedance 91 of the "stub" short-circuit 72. This curve 91 is substantially symmetrical to the curve 81 of the figure 8.
  • This curve 101 has a resonance loop 102 which remains in the disc 103 of ROS less than 2. Consequently, the bandwidth resulting (f 4 - f 3 ) / f 0 is again enlarged, and for example of the order of 10%.
  • Figure 11 shows a third embodiment of the invention. It's about in fact of a generalization of the antenna of FIGS. 3 and 7, in which the seconds ends of the strands are neither open nor short-circuited, but connected to ground at using capabilities.
  • the antenna 111 comprises a first strand 112, connected to the ground 113 by a capacitor 114, and a second strand 115 connected to ground by a capacitor 116.
  • These capacities 114 and 116 allow the equivalent length of the strands to be varied (which is not therefore more fixed at ⁇ / 4). This allows fine tuning of the tuning frequency.
  • the antenna strands may have the same physical length, the equivalent length being modified by the capacities. Note, in addition, that it is not obligatory that all the strands are associated with a capacity. Some of them can be opened or short-circuited.
  • the capacities 114 and 116 are adjustable (they are for example varactors, or several capacities in parallel likely to be selected independently), and controlled (118) by an electronic circuit command 117 placed in the housing 32. It is thus possible to vary at any time and almost instantly the bandwidth of the antenna 111. This makes it possible to operate the same physical antenna in multiple frequency bands, selectively.
  • this antenna 111 allows alternating operation in a emission band (corresponding to an emission frequency) and in a band of reception (corresponding to a reception frequency).
  • the device equipped with this antenna can therefore operate in "half duplex".
  • Figure 12 shows, in top view, the horizontal element of a antenna as illustrated in figure 7.
  • the aim of this embodiment is to operate in the nominal band of frequency 2.4 GHz - 2.5 GHz.
  • This impedance can be changed between 10 and 200 Ohms, by modifying this distance d.
  • the longest strand 122 is opened at its second end 125, and the shortest strand 123 is short-circuited at its second end 126.
  • FIG. 13 shows the curve 131 for adapting this antenna, that is to say the R.O.S curve (on the ordinate) as a function of the frequency (on the abscissa).
  • the R.O.S is less than 2 between 2.37 GHz and 2.55 GHz. This corresponds to a bandwidth of the order of 8%, which is much higher than the bandwidths obtained with the antennas of the prior art.
  • the R.O.S is less than 1.6.
  • the Smith diagram in Figure 14 shows the impedance curve 141 of the antenna of Figure 12, between 2 GHz and 3 GHz. Markers 142 and 143 mark the antenna working area (2.4 - 2.5 GHz).
  • the invention also relates to any apparatus for transmitting and / or receiving microwave signals equipped with an antenna according to the invention, as illustrated by example by the housing 32 of Figures 3, 7 and 11.
  • an apparatus can comprise several antennas, and in particular a transmitting antenna and a transmission antenna reception.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Description

Le domaine de l'invention est celui des transmissions hertziennes. Plus précisément, l'invention concerne les antennes d'émission et/ou de réception, notamment pour les équipements de taille réduite, tels que les appareils portables.
L'invention s'applique ainsi, en particulier, aux systèmes de télécommunication avec des mobiles. En effet, l'extension des réseaux de radiocommunication avec des mobiles terrestres impose la mise au point de stations autonomes portables possédant la double fonctionnalité d'émission et de réception de signaux hyperfréquences. Ces stations doivent donc comprendre une antenne intégrée.
Les fréquences actuellement mises en oeuvre pour ces applications (de l'ordre de 2 GHz), ainsi que différentes contraintes liées à l'ergonomie et à l'esthétisme des combinés (intégration de l'antenne dans le dessins de l'appareil, facilité de stockage et d'utilisation, fragilité des antennes de grande taille,...) conduisent à l'utilisation d'antennes de dimensions très réduites. On connaít ainsi plusieurs types d'antennes, dont les dimensions sont inférieures à la longueur d'onde du signal hyperfréquence.
Ces antennes se présentent en général sous la forme d'un élément rayonnant implanté à l'extérieur d'un boítier métallique, par exemple de forme parallélépipédique, constituant le blindage d'une ou plusieurs cartes électroniques assurant notamment les fonctions de modulation et de démodulation des signaux hyperfréquences, en émission et en réception respectivement.
L'ouvrage "Small Antennas" (Petites Antennes), par K. Fujimoto, A. Henderson, K. Hirasawa et J.R. James (édité par Research Studies Press Ltd et John Wiley & Sons Inc.) présente ainsi différents types de petites antennes, parmi lesquelles l'antenne dite en F inversé semble la plus efficace. (voir aussi EP-A- 332 139, fig. 11 et 13).
Une telle antenne en F inversé est représentée en coupe sur la figure 1 et en perspective sur la figure 2. Elle est constituée d'un élément conducteur rectangulaire horizontal 11 et d'un élément conducteur vertical 12. L'élément vertical 12 assure une fonction de court-circuit sur l'élément horizontal 11, en reliant l'une de ses extrémités 13 à un plan de masse 14.
L'autre extrémité 15 de l'élément horizontal 11 est ouverte.
Le signal hyperfréquence est véhiculé par un coaxial d'excitation 16, qui est connecté à l'élément horizontal 11 en un emplacement 17. Le choix de cet emplacement 17 entre l'extrémité court-circuitée 13 et l'extrémité ouverte 15 de l'élément horizontal 11 détermine l'impédance de l'antenne ainsi obtenue.
Si λ est la longueur d'onde du signal hyperfréquence transmis, l'encombrement de ce type d'antenne est en général :
  • L = λ/4 ;
  • l = λ/8 ;
  • h = λ/25.
Ainsi, pour des fréquences de l'ordre de 2 GHz, ces dimensions sont de l'ordre de quelques centimètres. L'antenne obtenue est donc d'encombrement très réduit. Par ailleurs, le diagramme de rayonnement de cette antenne est sensiblement omnidirectionnel, ce qui est essentiel pour des dispositifs portables (cette caractéristique est en général vérifiée par toutes les antennes de faible encombrement).
En revanche, cette antenne présente des caractéristiques très dispersives en fréquence, et donc, en conséquence, une bande passante très faible, et par exemple de l'ordre de 2 à 3 %. Cela est dû au fait que cette structure d'antenne se comporte sensiblement comme un résonateur λ/4.
La bande passante d'une antenne est ici définie comme la bande de fréquence sur laquelle le Rapport d'Onde Stationnaire (R.O.S) est inférieur à 2. Ce dernier paramètre représente l'aptitude de l'antenne à transmettre la puissance active qui lui est fournie, ce qui est le plus critique pour les antennes de taille réduite.
Cette grandeur est directement liée à l'impédance d'entrée de l'antenne, qui doit être adaptée à l'impédance de la ligne de transmission véhiculant le signal hyperfréquence à émettre et/ou à recevoir. Pour un fonctionnement optimal de l'antenne, il est nécessaire que cette impédance reste sensiblement constante (c'est-à-dire que le R.O.S reste inférieur à 2) sur un grande bande de fréquence. Une bande passante de 2 à 3 % telle qu'obtenue à l'aide d'une antenne en F inversée est généralement insuffisante.
L'invention a notamment pour objectif de pallier cet inconvénient de la technique antérieure.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une antenne d'encombrement réduit présentant une large passante. Ainsi, l'invention a notamment pour objectif de fournir une telle antenne, dont la bande passante est au moins de l'ordre de 8 à 10 %.
Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle antenne, qui soit d'un coût de revient réduit. En d'autres termes, l'invention a pour objectif de fournir une telle antenne qui soit aisée à réaliser, et qui n'utilise pas de matériau coûteux.
L'invention a encore pour objectif de fournir une telle antenne, qui puisse fonctionner sur une grande plage d'impédances d'entrée, et en particulier pour des impédances d'entrée comprises entre 10 et 200 Ohms.
L'invention a également pour objectif de fournir une telle antenne, dont la fréquence d'accord peut être réglée de façon précise. En particulier, un objectif de l'invention est de fournir une telle antenne, dont la fréquence d'accord peut être modifiée en permanence et rapidement, par exemple pour permettre un fonctionnement en alternat.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaítront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'une antenne d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences, comprenant un élément sensiblement plan, dit élément horizontal, et un élément de court-circuit sensiblement perpendiculaire audit élément horizontal, dit élément vertical, ledit élément vertical connectant une première extrémité dudit élément horizontal à la masse électrique d'une unité de traitement,
lesdits signaux hyperfréquences étant véhiculés entre ladite unité de traitement et ledit élément horizontal par un câble coaxial connecté audit élément horizontal,
ledit élément horizontal comprenant :
  • une surface intermédiaire sensiblement rectangulaire, dont une première extrémité correspond à ladite première extrémité dudit élément horizontal ; et
  • au moins deux brins sensiblement parallèles entre eux et sensiblement perpendiculaires audit élément vertical, la seconde extrémité de ladite surface intermédiaire correspondant à une première extrémité de chacun desdits brins.
De cette façon, le volume utile de l'antenne est augmenté, par rapport à l'antenne connue en F inversée. Il en résulte une augmentation de la bande passante. En revanche, l'encombrement global de l'antenne n'est pas modifié.
Par ailleurs, une telle antenne présente un diagramme de rayonnement du type omnidirectionnel, ce qui est essentiel, du fait qu'elle est notamment destinée à équiper des appareils portables, pouvant donc prendre toutes les positions. Les termes "horizontal" et "vertical" sont donc utilisés uniquement pour simplifier la compréhension de l'invention, et ne doivent pas être interprétés strictement. Dans la pratique, les notions d'horizontalité et de verticalité seront souvent définies par rapport à un plan de masse sur lequel l'antenne sera fixée.
La présence d'une surface intermédiaire, ou base, entre l'élément vertical et les brins présente de nombreux avantages. En particulier, elle permet de réaliser des antennes adaptables à plusieurs fréquences, et d'optimiser l'adaptation globale de l'antenne. Il est à noter que le dispositif de l'invention forme une antenne unique (un seul élément vertical de court-circuit et un seul élément intermédiaire), et non une combinaison de deux éléments d'antenne distincts.
Dans cette antenne, au moins un premier des brins est un élément rayonnant, et au moins un deuxième constitue un brin d'adaptation, ramené en parallèle avec l'impédance de de rayonnement du premier brin. Le deuxième brin se comporte donc comme un circuit d'adaptation incorporé.
Une telle antenne peut comprendre deux brins parallèles. Le principe de l'invention peut également être généralisé à plus de deux brins.
De façon avantageuse, lesdits brins de l'antenne sont de forme sensiblement rectangulaire, et présentent une largeur sensiblement identique mais des longueurs différentes. D'autres caractéristiques géométriques peuvent également être retenues, en fonction des caractéristiques souhaitées pour l'antenne.
Selon un premier mode de réalisation avantageux de l'invention, chacun desdits brins est ouvert à son extrémité la plus éloignée de ladite première extrémité dudit élément horizontal.
Dans ce cas, chacun desdits brins est un élément résonant.
Si deux brins présentent des longueurs légèrement différentes, leurs fréquences de résonance sont différentes, mais voisines. Le couplage des deux brins permet alors d'obtenir, pour l'impédance, une boucle de résonance, et donc, en conséquence, une bande passante importante, par exemple de l'ordre de 10 %.
Selon un second mode de réalisation préférentiel, l'extrémité la plus éloignée de ladite première extrémité dudit élément horizontal d'au moins un desdits brins est connectée à la masse électrique de ladite unité de traitement, par l'intermédiaire d'un élément de court-circuit supplémentaire.
Le brin court-circuité à ses deux extrémités (ou stub court-circuit) joue le rôle de circuit d'adaptation. A nouveau, la combinaison des brins de l'antenne permet d'obtenir une boucle de résonance, qui conduit à une bande passante de l'ordre de 10 % par exemple.
Si l'antenne comprend deux brins, le brin court-circuité à ses deux extrémités peut être, suivant les besoins et les caractéristiques voulues, le brin le plus long ou le brin le plus court. Eventuellement, les deux brins peuvent être de la même longueur.
Si l'antenne comprend plus de deux brins, il est possible de combiner les avantages du premier et du second modes de réalisation. Un ou plusieurs brins peuvent alors être court-circuités à leurs deux extrémités.
Selon un troisième mode de réalisation avantageux de l'invention, l'extrémité la plus éloignée de ladite première extrémité dudit élément horizontal d'au moins un desdits brins est reliée à la masse électrique de ladite unité de traitement, par l'intermédiaire d'une capacité.
Ce mode de fonctionnement correspond à une position intermédiaire entre le premier mode de réalisation (circuit ouvert) et le second mode de réalisation (court-circuit).
De façon préférentielle, tous les brins de l'antenne sont reliés à la masse électrique de ladite unité de traitement, par l'intermédiaire d'une capacité. La mise au point de l'antenne est ainsi facilitée.
Avantageusement, au moins une de ces capacités est une capacité ajustable (ou varactor).
Cela permet notamment, sous le contrôle de l'unité de traitement, de faire varier les capacités entre deux valeurs distinctes, une première valeur correspondant au fonctionnement de l'antenne à une fréquence d'émission de signaux hyperfréquences et une seconde valeur correspondant au fonctionnement de l'antenne à une fréquence de réception de signaux hyperfréquences.
Ainsi, la même antenne physique peut fonctionner en alternat dans une bande d'émission et dans une bande de réception, par exemple pour fonctionner en half-duplex. On fait de cette façon l'économie de l'implantation d'une seconde antenne. Cette technique peut bien sûr être généralisée à plus de deux bandes de fréquence.
Avantageusement, le câble coaxial véhiculant les signaux hyperfréquences présente une impédance sensiblement comprise entre 10 Ohms à 200 Ohms. En d'autres termes, l'impédance d'entrée de l'antenne peut être choisie entre 10 et 200 Ohms. Classiquement, cette impédance peut être égale à 50 Ohms.
De façon préférentielle, si λ est la longueur d'onde desdits signaux hyperfréquences, les dimensions essentielles de l'antenne de l'invention sont :
  • largeur de ladite première extrémité dudit élément horizontal: de l'ordre de λ/8 ;
  • longueur maximale dudit élément horizontal, correspondant à la distance entre ladite première extrémité dudit élément horizontal et l'extrémité la plus éloignée de ladite première extrémité dudit élément horizontal du brin le plus long : de l'ordre de λ/4 ;
  • hauteur dudit élément vertical, correspondant à la distance entre ladite première extrémité dudit élément horizontal et ladite masse électrique : de l'ordre de λ/25 ;
  • largeur d'au moins un desdits brins : de l'ordre de λ/20.
De façon préférentielle, cette longueur d'onde λ desdits signaux hyperfréquences est comprise entre 100 et 200 mm. Dans ce cas, les dimensions de l'antenne sont très réduites, de l'ordre de quelques centimètres.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'antenne est implantée sur un boítier contenant ladite unité de traitement, ladite masse électrique correspondant au blindage électromagnétique dudit boítier.
Avantageusement, ledit élément vertical et ledit élément horizontal sont formés dans une même bande d'un matériau conducteur. Ainsi, la fabrication de l'ensemble est particulièrement simple.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférentiels de l'invention, donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, dans lesquels :
  • les figures 1 et 2 représentent une antenne de l'art antérieur à l'invention dite en F inversé, respectivement en coupe et en perspective. Ces figures ont déjà été discutées en préambule de la présente description ;
  • la figure 3 présente un premier mode de réalisation d'une antenne selon l'invention, comprenant deux brins résonants ouverts à l'une de leurs extrémités ;
  • les figures 4 à 6 sont trois diagrammes de Smith présentant respectivement la réponse en fréquence correspondant au premier brin de l'antenne de la figure 3, au second brin et à la combinaison des deux brins ;
  • la figure 7 illustre un second mode de réalisation d'une antenne selon l'invention, comprenant un brin résonant et un brin court-circuité à ses deux extrémités ;
  • les figures 8 et 10 sont trois diagrammes de Smith présentant respectivement les courbes d'impédance correspondant au premier brin de l'antenne de la figure 7, au second brin et à la combinaison des deux brins ;
  • la figure 11 présente un troisième mode de réalisation d'une antenne selon l'invention, dont l'impédance des deux brins est ajustable ;
  • la figure 12 est une vue de dessus à l'échelle d'un mode de réalisation d'une antenne selon l'invention, dans le cas d'une fréquence de fonctionnement de 2,5 GHz ;
  • les figures 13 et 14 présentent respectivement la courbe d'adaptation et la courbe d'impédance correspondant à l'antenne de la figure 12.
L'invention concerne donc une antenne de taille réduite à grande bande passante. Cette antenne est notamment destinée à équiper des appareils portables, et par exemple des émetteurs/récepteurs de réseaux de radio-communication avec des mobiles terrestres.
D'une façon générale, l'antenne de l'invention comprend un élément horizontal (par rapport à un plan de masse), connecté à l'une de ses extrémités à la masse par un court-circuit vertical. La caractéristique principale de l'invention est de réaliser, par exemple par découpage, au moins deux brins d'antenne sensiblement parallèles dans l'élément horizontal. Les caractéristiques géométriques et de connexion de ces brins sont choisies de façon à obtenir pour l'antenne des caractéristiques souhaitées, telles qu'une bande passante importante.
Par la suite, on décrit en détail trois modes de réalisation préférentiels de l'invention, comprenant deux brins d'antenne. Il est clair toutefois que l'antenne selon l'invention peut comprendre plus de deux brins, par simple généralisation des exemples décrits.
La figure 3 illustre donc un premier mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, l'antenne 31 (hachurée) est implantée sur un boítier 32, susceptible de contenir des cartes électroniques (notamment pour la démodulation et/ou la modulation des signaux hyperfréquences reçus et/ou émis par l'antenne). Les dimensions et la forme de ce boítier 32 sont bien sûr purement indicatives. Dans l'exemple représenté, la base b du boítier fait 60 mm, et sa hauteur h1 fait 150 mm.
Ce boítier 32 est blindé, et constitue la masse à laquelle est connectée l'antenne 31.
L'antenne 31 comprend un élément horizontal 33, dont l'une des extrémités 34 est connectée à la masse (blindage du boítier 32) par un élément vertical de court-circuit 35.
L'élément horizontal 33 peut se décomposer (fictivement, puisqu'il est en pratique réalisé d'une seule pièce) en trois parties :
  • une partie intermédiaire 36, ou base, qui est connectée à l'élément vertical 35 et qui est sensiblement de la même largeur que cet élément vertical ;
  • un premier brin 37 s'étendant dans le prolongement de la base 36, le bord extérieur de ce brin 37 correspondant à un premier bord de la base 36 ;
  • un second brin 38, parallèle au premier brin 37, dont le bord extérieur correspond au prolongement du second bord de la base 36.
Par la suite, on désignera par première extrémité d'un brin l'extrémité connectée à la base 36, et par seconde extrémité d'un brin l'extrémité opposée, c'est-à-dire, en d'autres termes, l'extrémité la plus éloignée de la première extrémité 34 de l'élément horizontal 33. Eventuellement, la base 36 peut être supprimée, les brins 37 et 38 étant alors directement connectés à l'élément vertical 35.
Dans la pratique, l'élément horizontal 33 est obtenu par découpage dans une surface rectangulaire d'un espace 39 entre les deux brins 37 et 38, jusqu'à la base 36.
Un second découpage d'une surface 310 est ensuite effectuée sur le brin le plus court 38, pour adapter sa longueur.
Par ailleurs, l'élément vertical 35 et l'élément horizontal 33 peuvent être formés dans le même matériau, l'angle de l'extrémité 34 étant réalisé par exemple par pliage.
Avantageusement, la partie verticale 35 peut se prolonger le long du boítier 32, et être fixée à ce boítier par tout moyen de fixation adéquat (non représenté).
Les signaux hyperfréquences sont véhiculés par un coaxial d'excitation 311, qui relie la carte électronique contenue dans le boítier 32 et l'élément horizontal 33. L'emplacement de la connexion 312 entre l'élément vertical 35 et les secondes extrémités 313 et 314 des deux brins 37 et 38 définit l'impédance de l'antenne. Cette connexion 312 peut être sur la base 36 ou sur l'un des brins 37 ou 38. Selon sa position, l'impédance peut par exemple varier entre 10 et 200 Ohms.
Préférentiellement, pour une longueur d'onde de fonctionnement λ (de l'ordre de quelques cm), les dimensions de l'antenne sont sensiblement :
  • longueur du plus long brin 37 : l1 = λ/4 ;
  • longueur du second brin 38 : l2 légèrement inférieure à λ/4 (par exemple : 9λ/40) ;
  • hauteur de l'élément vertical 35 : h = λ/24 ;
  • largeur de la base 36 et de l'élément vertical 35 : l = λ/8 ;
  • longueur de la base 36 : s = λ/30 ;
  • distance entre la connexion 312 et l'élément vertical 35 : d = λ/24;
  • largeur des brins 37 et 38 : w1 = w2 = λ/20.
Dans d'autres modes de réalisation, les brins peuvent avoir des largeurs différentes, des extrémités de formes diverses,...
Dans le mode de réalisation de la figure 3, les deux brins 37 et 38 ont leur deuxièmes extrémités 313 et 314 ouvertes. Dans ce cas, le brin 37 de longueur λ/4, résonne à la fréquence de travail fr (correspondant à la longueur d'onde λ). Le deuxième brin 38 est également un élément résonant, mais à une fréquence f'r, différente mais proche de fr. Il se comporte comme un véritable circuit d'adaptation incorporé, placé en parallèle avec la base et le circuit ouvert. En d'autres termes, il est ramené en parallèle avec l'impédance de rayonnement de l'autre brin, qui constitue l'élément rayonnant principal.
Ce premier mode de réalisation repose donc sur l'introduction de fréquences de résonance multiples dans l'antenne. Bien sûr, plus de deux brins peuvent être utilisés.
La longueur de ces brins (et donc leur fréquence de résonance) est choisie de façon à obtenir, pour l'impédance de l'antenne, une boucle de résonance, et donc d'élargir la largeur de bande correspondante. Ceci est notamment illustré par les figures 4 et 6.
La figure 4 présente le diagramme de Smith portant la courbe d'impédance 41 du brin 37 (résonant à fr). La bande passante correspondant à ce brin 37 seul, c'est-à-dire la bande de fréquence sur laquelle le ROS est inférieur à 2, est définie par les fréquences f1 et f2 correspondant aux intersections de la courbe d'impédance 41 avec le disque hachuré 42 définissant la zone où le ROS est inférieur à 2.
Cette largeur de bande s'écrit (f2 - f1)/ fr, et vaut classiquement entre 2 et 4 %. Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, une telle largeur de bande est insuffisante dans de nombreuses applications.
L'élément 38 se comporte de façon analogue, mais à la fréquence f'r. Sa courbe d'impédance 51 est illustrée en figure 5. La bande passante correspondante (f4 - f3) / f'r vaut également environ 2 à 4 %. Toutefois, la bande de fréquence [f3, f4] est sensiblement décalée par rapport à la bande de fréquence [f1, f2].
Le couplage des deux brins rayonnants permet d'obtenir une boucle de résonance, si les fréquences fr et f'r sont bien choisies, ainsi que cela est illustré en figure 6. La courbe d'impédance 61 correspondant à la combinaison des brins 37 et 38 présente une boucle de résonance 62, centré sur f0. Cette boucle 62 reste dans le disque 63 définissant la zone dans laquelle le ROS est inférieur à 2.
On obtient ainsi une bande passante très élargie (f1 - f4) / f0, valant par exemple 10 %.
La figure 7 présente un second mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'un des brins d'antenne est court-circuité à ses deux extrémités. La structure générale de cette antenne est similaire à celle de la figure 3, en ce qui concerne la forme des éléments horizontal 33 et vertical 35. Elle n'est donc pas décrite à nouveau.
La différence fondamentale avec le premier mode de réalisation est que le brin 72 n'est plus ouvert à sa seconde extrémité 313, mais court-circuité par un élément vertical de court-circuit 71 reliant cette extrémité 313 au blindage du boítier 32.
Ce brin 72 ne joue donc plus le rôle d'élément résonant, mais le rôle d'un "stub" (ou tronçon) court-circuit, qui joue le rôle de circuit d'adaptation, permettant d'élargir la bande sur laquelle l'impédance d'entrée globale de l'antenne reste voisine de l'impédance du coaxial d'excitation. Eventuellement, plusieurs stubs peuvent être réalisés. De même, si l'antenne comprend au moins trois brins, les modes de réalisation des figures 3 et 7 peuvent être combinés.
La figure 8 présente le diagramme de Smith portant la courbe d'impédance 81 correspondant au brin résonant 38. La bande passante correspondante (f2-f1) / f0 est toujours de l'ordre de 2 à 4 %.
Le diagramme de Smith de la figure 9 présente quant à lui l'impédance 91 du "stub" court-circuit 72. Cette courbe 91 est sensiblement symétrique à la courbe 81 de la figure 8.
La combinaison des deux brins 37 et 38 permet d'obtenir la courbe d'impédance 101 de la figure 10. Cette courbe 101 présente une boucle de résonance 102 qui reste dans le disque 103 de ROS inférieur à 2. En conséquence, la bande passante résultante (f4 - f3) / f0 est à nouveau élargie, et par exemple de l'ordre de 10 %.
Il est donc à noter que, du point de vue de la largeur de bande, on obtient des résultats similaires avec les deux premiers modes de réalisation décrits.
La figure 11 présente un troisième mode de réalisation de l'invention. Il s'agit en fait d'une généralisation de l'antenne des figures 3 et 7, dans lesquelles les secondes extrémités des brins ne sont ni ouvertes, ni court-circuitées, mais reliées à la masse à l'aide de capacités.
Ainsi, l'antenne 111 comprend un premier brin 112, relié à la masse 113 par une capacité 114, et un second brin 115 relié à la masse par une capacité 116. Ces capacités 114 et 116 permettent de faire varier la longueur équivalente des brins (qui n'est donc plus figée à λ/4). Cela permet un réglage fin de la fréquence d'accord.
Dans ce mode de réalisation, les brins d'antenne peuvent avoir la même longueur physique, la longueur équivalente étant modifiée par les capacités. Il est à noter, par ailleurs, qu'il n'est pas obligatoire que tous les brins soient associés à une capacité. Certains d'entre eux peuvent être ouverts ou court-circuités.
Préférentiellement, au moins certaines des capacités 114 et 116 sont ajustables (ce sont par exemple des varactors, ou plusieurs capacités en parallèle susceptibles d'être sélectionnées indépendamment), et contrôlées (118) par un circuit électronique de commande 117 placé dans le boítier 32. Il est ainsi possible de faire varier à tout instant et quasi instantanément la bande passante de l'antenne 111. Cela permet de faire fonctionner la même antenne physique dans plusieurs bandes de fréquence, sélectivement.
Par exemple, cette antenne 111 permet un fonctionnement en alternat dans une bande d'émission (correspondant à une fréquence d'émission) et dans une bande de réception (correspondant à une fréquence de réception). Le dispositif équipé de cette antenne peut donc fonctionner en "half duplex".
A titre d'exemple détaillé, on donne notamment la description géométrique exacte d'une antenne selon l'invention. Ce mode de réalisation correspond au meilleur mode actuellement développé. Toutefois, comme on le verra par la suite, les résultats sont encore perfectibles. La figure 12 présente, en vue de dessus, l'élément horizontal d'une antenne telle qu'illustrée en figure 7.
Ce mode de réalisation a pour objectif de fonctionner dans la bande nominale de fréquence 2,4 GHz - 2,5 GHz.
Les dimensions retenues pour l'élément horizontal sont :
  • largeur : l = 15 mm ;
  • longueur du brin le plus long 122 : l1 = 30 mm ;
  • longueur du brin le plus court 123 : l2 = 27 mm ;
  • largeur de la base 124 : s = 4 mm ;
  • largeur des brins 122 et 123 : w1 = w2 = 6 mm.
La hauteur de l'élément vertical est : h = 5 mm.
L'emplacement 121 de connexion du câble coaxial est éloigné de d = 5 mm de l'élément vertical, pour obtenir une impédance d'entrée de 50 Ohms.
Cette impédance peut être modifiée entre 10 et 200 Ohms, en modifiant cette distance d.
Dans ce mode de réalisation, le brin le plus long 122 est ouvert à sa seconde extrémité 125, et le brin le plus court 123 est court-circuité à sa seconde extrémité 126.
La figure 13 présente la courbe 131 d'adaptation de cette antenne, c'est-à-dire la courbe du R.O.S (en ordonnée) en fonction de la fréquence (en abscisse).
Ainsi que le montre les marqueurs 132 et 133, le R.O.S est inférieur à 2 entre 2,37 GHz et 2,55 GHz. Cela correspond à une bande passante de l'ordre de 8 %, ce qui est très supérieur aux bandes passantes obtenues avec les antennes de l'art antérieur.
Par ailleurs, sur la bande de travail, c'est-à-dire entre 2,4 GHz (marqueur 134) et 2,5 GHz (marqueur 135), le R.O.S est inférieur à 1,6.
Le diagramme de Smith de la figure 14 présente la courbe d'impédance 141 de l'antenne de la figure 12, entre 2 GHz et 3 GHz. Les marqueurs 142 et 143 délimitent la zone de travail de l'antenne (2,4 - 2,5 GHz).
Cette courbe montre que cette antenne n'est pas encore complètement optimisée, et qu'un meilleur centrage de la courbe 141 par rapport à l'abaque amènerait des performances meilleures.
L'invention concerne également tout appareil d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences équipés d'une antenne selon l'invention, tel qu'illustré par exemple par le boítier 32 des figures 3, 7 et 11. Eventuellement, un tel appareil peut comprendre plusieurs antennes, et en particulier une antenne d'émission et une antenne de réception.

Claims (21)

  1. Antenne d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences, comprenant un élément (33) sensiblement plan, dit élément horizontal, et un élément (35) de court-circuit sensiblement perpendiculaire audit élément horizontal (33), dit élément vertical, ledit élément vertical (35) connectant une première extrémité (34) dudit élément horizontal (33) à la masse électrique d'une unité de traitement,
    lesdits signaux hyperfréquences étant véhiculés entre ladite unité de traitement et ledit élément horizontal (33) par un câble coaxial (311) connecté audit élément horizontal (33), caractérisée en ce que ledit élément horizontal (33) comprend :
    une surface intermédiaire (36) sensiblement rectangulaire, dont une première extrémité correspond à ladite première extrémité (34) dudit élément horizontal (33) ; et
    au moins deux brins (37,38;72;112,115;122,123) sensiblement parallèles entre eux et sensiblement perpendiculaires audit élément vertical, la seconde extrémité de ladite surface intermédiaire (36) correspondant à une première extrémité (313,314) de chacun desdits brins (37, 38).
  2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits brins (37,38) sont de forme sensiblement rectangulaire.
  3. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que lesdits brins (37,38) ont des longueurs différentes.
  4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits brins (37,38) ont des largeurs sensiblement identiques.
  5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chacun desdits brins (37,38) est ouvert à son extrémité (313,314) la plus éloignée de ladite première extrémité (34) dudit élément horizontal (33).
  6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'extrémité (313) la plus éloignée de ladite première extrémité (34) dudit élément horizontal (33) d'au moins un desdits brins (72) est connectée à la masse électrique de ladite unité de traitement, par l'intermédiaire d'un élément (71) de court-circuit supplémentaire.
  7. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'extrémité la plus éloignée de ladite première extrémité dudit élément horizontal d'au moins un desdits brins (112,115) est reliée à la masse électrique de ladite unité de traitement, par l'intermédiaire d'une capacité (114,116).
  8. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'extrémité la plus éloignée de ladite première extrémité dudit élément horizontal de chacun desdits brins (112,115) est reliée à la masse électrique de ladite unité de traitement, par l'intermédiaire d'une capacité (114,116).
  9. Antenne selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que ladite capacité (114,116) est ajustable, et en ce que ladite unité de traitement comprend des moyens (117) de contrôle de la valeur de ladite capacité ajustable.
  10. Antenne selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite capacité ajustable (114,116) peut prendre au moins deux valeurs distinctes, une première valeur correspondant au fonctionnement de ladite antenne à une fréquence d'émission de signaux hyperfréquences et une seconde valeur correspondant au fonctionnement de ladite antenne à une fréquence de réception de signaux hyperfréquences.
  11. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ledit câble coaxial (311) présente une impédance sensiblement comprise entre 10 Ohms à 200 Ohms.
  12. Antenne selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite impédance est sensiblement égale à 50 Ohms.
  13. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la largeur (1) de ladite première extrémité dudit élément horizontal (33) est sensiblement égale à λ/8, λ étant la longueur d'onde desdits signaux hyperfréquences.
  14. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la longueur maximale (11) dudit élément horizontal (33), correspondant à la distance entre ladite première extrémité (34) dudit élément horizontal (33) et l'extrémité (313) la plus éloignée de ladite première extrémité (34) dudit élément horizontal (33) du brin le plus long (37) est sensiblement égale à λ/4, λ étant la longueur d'onde desdits signaux hyperfréquences.
  15. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que la hauteur (h) dudit élément vertical (35), correspondant à la distance entre ladite première extrémité (34) dudit élément horizontal (33) et ladite masse électrique est sensiblement égale à λ/25, λ étant la longueur d'onde desdits signaux hyperfréquences.
  16. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que la largeur (w1, w2) d'au moins un desdits brins (37,38) est sensiblement égale à λ/20, λ étant la longueur d'onde desdits signaux hyperfréquences.
  17. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que la longueur d'onde λ desdits signaux hyperfréquences est comprise entre 100 et 200 mm.
  18. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend deux brins (37,38).
  19. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'elle est implantée sur un boítier (32) contenant ladite unité de traitement, ladite masse électrique correspondant au blindage électromagnétique dudit boítier (32).
  20. Antenne selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'au moins une partie dudit élément vertical (35) et ledit élément horizontal (33) sont formés dans une même bande d'un matériau conducteur.
  21. Dispositif d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une antenne (31,111) selon l'une quelconque des revendications 1 à 20.
EP19930460039 1992-12-23 1993-12-20 Antenne large bande à encombrement réduit, et dispositf d'émission/réception correspondant Expired - Lifetime EP0604338B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9215813A FR2699740B1 (fr) 1992-12-23 1992-12-23 Antenne large bande à encombrement réduit, et dispositif d'émission et/ou de réception correspondant.
FR9215813 1992-12-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0604338A1 EP0604338A1 (fr) 1994-06-29
EP0604338B1 true EP0604338B1 (fr) 1998-03-04

Family

ID=9437187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19930460039 Expired - Lifetime EP0604338B1 (fr) 1992-12-23 1993-12-20 Antenne large bande à encombrement réduit, et dispositf d'émission/réception correspondant

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0604338B1 (fr)
DE (1) DE69317235T2 (fr)
FR (1) FR2699740B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7183983B2 (en) 2005-04-26 2007-02-27 Nokia Corporation Dual-layer antenna and method
CN104040791A (zh) * 2012-01-13 2014-09-10 三星电子株式会社 小型天线设备和用于控制所述小型天线设备的方法

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2718292B1 (fr) * 1994-04-01 1996-06-28 Christian Sabatier Antenne d'émission et/ou de réception de signaux électromagnétiques, en particulier hyperfréquences, et dispositif utilisant une telle antenne.
FR2727250A1 (fr) * 1994-11-22 1996-05-24 Brachat Patrice Antenne large bande monopole en technologie imprimee uniplanaire et dispositif d'emission et/ou de reception incorporant une telle antenne
US5644319A (en) * 1995-05-31 1997-07-01 Industrial Technology Research Institute Multi-resonance horizontal-U shaped antenna
DE19606582C2 (de) * 1996-02-22 1998-12-03 Inst Mobil Und Satellitenfunkt Mobilfunk-Antennenvorrichtung
US5764190A (en) * 1996-07-15 1998-06-09 The Hong Kong University Of Science & Technology Capacitively loaded PIFA
FI110395B (fi) * 1997-03-25 2003-01-15 Nokia Corp Oikosuljetuilla mikroliuskoilla toteutettu laajakaista-antenni
US6114996A (en) * 1997-03-31 2000-09-05 Qualcomm Incorporated Increased bandwidth patch antenna
US6138050A (en) * 1997-09-17 2000-10-24 Logitech, Inc. Antenna system and apparatus for radio-frequency wireless keyboard
EP1020947A3 (fr) 1998-12-22 2000-10-04 Nokia Mobile Phones Ltd. Méthode de produuction d'un corps d'antenne pour téléphone et combiné téléphonique comprenant une antenne interne
DE69934965T2 (de) 1998-12-22 2007-12-20 Nokia Corp. Zwei-Frequenzbereich-Antennensystem für einen tragbaren Telefonhandapparat sowie ein solcher tragbarer Telefonhandapparat
GB2345195A (en) * 1998-12-23 2000-06-28 Nokia Mobile Phones Ltd Dual band antenna for a handset
GB2382723B (en) * 1998-12-22 2003-10-15 Nokia Corp Dual band antenna for a handset
JP3646782B2 (ja) * 1999-12-14 2005-05-11 株式会社村田製作所 アンテナ装置およびそれを用いた通信機
EP1137097A1 (fr) * 2000-03-23 2001-09-26 Ascom Systec AG Structure d'antenne
DE10022107A1 (de) * 2000-05-08 2001-11-15 Alcatel Sa Integrierte Antenne für Mobilfunktelefone
DE10047903A1 (de) * 2000-09-27 2002-04-25 Siemens Ag Mobile Funksende-/Funkempfangseinrichtung mit abstimmbarer Antenne
GB0101667D0 (en) * 2001-01-23 2001-03-07 Koninkl Philips Electronics Nv Antenna arrangement
US7339531B2 (en) 2001-06-26 2008-03-04 Ethertronics, Inc. Multi frequency magnetic dipole antenna structures and method of reusing the volume of an antenna
US6906667B1 (en) 2002-02-14 2005-06-14 Ethertronics, Inc. Multi frequency magnetic dipole antenna structures for very low-profile antenna applications
US6456243B1 (en) * 2001-06-26 2002-09-24 Ethertronics, Inc. Multi frequency magnetic dipole antenna structures and methods of reusing the volume of an antenna
DE10137753A1 (de) * 2001-08-01 2003-02-13 Siemens Ag Mehrband-Funkantenne
JP3665620B2 (ja) * 2002-03-28 2005-06-29 株式会社東芝 無線データ通信用カード及びそれに適用するアンテナ
US6943730B2 (en) 2002-04-25 2005-09-13 Ethertronics Inc. Low-profile, multi-frequency, multi-band, capacitively loaded magnetic dipole antenna
US6744410B2 (en) 2002-05-31 2004-06-01 Ethertronics, Inc. Multi-band, low-profile, capacitively loaded antennas with integrated filters
US6717551B1 (en) 2002-11-12 2004-04-06 Ethertronics, Inc. Low-profile, multi-frequency, multi-band, magnetic dipole antenna
DE10231961B3 (de) 2002-07-15 2004-02-12 Kathrein-Werke Kg Niedrig bauende Dual- oder Multibandantenne, insbesondere für Kraftfahrzeuge
US6859175B2 (en) 2002-12-03 2005-02-22 Ethertronics, Inc. Multiple frequency antennas with reduced space and relative assembly
US6911940B2 (en) 2002-11-18 2005-06-28 Ethertronics, Inc. Multi-band reconfigurable capacitively loaded magnetic dipole
US7084813B2 (en) 2002-12-17 2006-08-01 Ethertronics, Inc. Antennas with reduced space and improved performance
US6919857B2 (en) 2003-01-27 2005-07-19 Ethertronics, Inc. Differential mode capacitively loaded magnetic dipole antenna
US7123209B1 (en) 2003-02-26 2006-10-17 Ethertronics, Inc. Low-profile, multi-frequency, differential antenna structures
GB2406217A (en) * 2003-09-10 2005-03-23 Itt Mfg Enterprises Inc Tuneable antenna
GB0400925D0 (en) 2004-01-16 2004-02-18 Antenova Ltd A dual band diversity WLAN antenna system for laptop computers,printers and similar devices
WO2005081361A1 (fr) * 2004-02-24 2005-09-01 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Antenne de television pour dispositif de communication portable
EP1569298B1 (fr) * 2004-02-24 2009-04-29 Sony Ericsson Mobile Communications AB Antenne de télévision pour un dispositif communicant portatif
US7742787B2 (en) 2005-04-25 2010-06-22 Medtronic, Inc. Wireless data communication card with compact antenna
GB0817237D0 (en) * 2008-09-22 2008-10-29 Antenova Ltd Tuneable antennas suitable for portable digitial television receivers
DE102010055206A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Continental Automotive Gmbh Bordinformationssystem mit Mobilfunkantenne

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947850A (en) * 1975-04-24 1976-03-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Notch fed electric microstrip dipole antenna
JPS6187434A (ja) * 1984-10-04 1986-05-02 Nec Corp 携帯無線機
JPS62262502A (ja) * 1986-05-09 1987-11-14 Yuniden Kk 無線通信機器用アンテナ
AT387117B (de) * 1986-07-10 1988-12-12 Siemens Ag Oesterreich Sende- und bzw. oder empfangsanordnung fuer tragbare geraete
JPH0659009B2 (ja) * 1988-03-10 1994-08-03 株式会社豊田中央研究所 移動体用アンテナ
AT393054B (de) * 1989-07-27 1991-08-12 Siemens Ag Oesterreich Sende- und/oder empfangsanordnung fuer tragbare geraete

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7183983B2 (en) 2005-04-26 2007-02-27 Nokia Corporation Dual-layer antenna and method
CN104040791A (zh) * 2012-01-13 2014-09-10 三星电子株式会社 小型天线设备和用于控制所述小型天线设备的方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2699740A1 (fr) 1994-06-24
DE69317235D1 (de) 1998-04-09
EP0604338A1 (fr) 1994-06-29
DE69317235T2 (de) 1998-10-15
FR2699740B1 (fr) 1995-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0604338B1 (fr) Antenne large bande à encombrement réduit, et dispositf d'émission/réception correspondant
EP0714151B1 (fr) Antenne large bande monopôle en technologie imprimée uniplanaire et dispositif d'émission et/ou de réception incorporant une telle antenne
EP3669422B1 (fr) Antenne plaquée présentant deux modes de rayonnement différents à deux fréquences de travail distinctes, dispositif utilisant une telle antenne
EP1305845B9 (fr) Antenne a surface(s) rayonnante(s) plane(s) et telephone portable comportant une telle antenne
EP1241733B1 (fr) Antenne PIFA avec fentes
EP0426972B1 (fr) Antenne plane
EP0520851B1 (fr) Antenne mixte pour réception de signaux émis simultanément par satellite et par stations terrestres, notamment pour la réception de signaux de radiodiffusion sonore numérique
EP1145378B1 (fr) Dispositif de transmission bi-bande et antenne pour ce dispositif
FR2752646A1 (fr) Antenne imprimee plane a elements superposes court-circuites
FR2826185A1 (fr) Antenne fil-plaque multifrequences
FR2843832A1 (fr) Antenne large bande a resonateur dielectrique
CA2267536A1 (fr) Dispositif de radiocommunication et antenne bifrequence realisee selon la technique des microrubans
WO2002054538A1 (fr) Antenne multi-bandes pour appareils mobiles
EP1699108B1 (fr) Antenne du type à surface(s) rayonnante(s) plane(s) commutable(s) et terminal de communication comportant cette antenne
EP3352301A1 (fr) Antenne pour dispositif mobile de communication
EP0642189B1 (fr) Antenne pour appareil radio portatif
FR2760132A1 (fr) Antenne alimentee par bobines cote a cote pour un poste radio portable
EP2610966A1 (fr) Antenne compacte large bande à très faible épaisseur et à double polarisations linéaires orthogonales opérant dans les bandes V/UHF
EP1949496B1 (fr) Systeme d'antenne plate a acces direct en guide d'ondes
EP1393411B1 (fr) Antenne resonante omnidirectionnelle
WO2009077529A2 (fr) Antenne active tres large bande pour radar passif
EP1548877B1 (fr) Antenne à surface(s) rayonnante(s) plane(s) multibande et téléphone portable comportant une telle antenne
FR2867904A1 (fr) Systeme de reception et de decodage d'ondes electromagnetiques muni d'une antenne compacte
EP1667281A1 (fr) Terminal de communication mobile
WO2002087015A1 (fr) Bloc antenne pour dispositif sans fil particulierement compact

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE GB

17P Request for examination filed

Effective date: 19941212

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 19970226

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE GB

REF Corresponds to:

Ref document number: 69317235

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19980409

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19980602

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20101201

Year of fee payment: 18

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20101208

Year of fee payment: 18

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20111220

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 69317235

Country of ref document: DE

Effective date: 20120703

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111220

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120703