EP3005476B1 - Antenne compacte multi-niveaux - Google Patents

Antenne compacte multi-niveaux Download PDF

Info

Publication number
EP3005476B1
EP3005476B1 EP14727501.0A EP14727501A EP3005476B1 EP 3005476 B1 EP3005476 B1 EP 3005476B1 EP 14727501 A EP14727501 A EP 14727501A EP 3005476 B1 EP3005476 B1 EP 3005476B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiating element
portions
ground plane
planes
multilevel
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.)
Active
Application number
EP14727501.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3005476A1 (fr
Inventor
Jean-Philippe Coupez
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.)
IMT Atlantique Bretagne
Original Assignee
IMT Atlantique Bretagne
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 IMT Atlantique Bretagne filed Critical IMT Atlantique Bretagne
Publication of EP3005476A1 publication Critical patent/EP3005476A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3005476B1 publication Critical patent/EP3005476B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • 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
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • 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

Definitions

  • the invention relates to radio-frequency antennas, in particular those that can be installed in portable telecommunications devices.
  • the antenna is an essential part of a portable telecommunications device.
  • WO / 2004/075342 relates to a miniature antenna comprising a radiating arm which defines a grid-dimension curve.
  • the radiating arm comprises a planar part and at least one extruded part.
  • the planar part of the radiating arm defines the grid dimension curve.
  • the extruded portion of the radiating arm extends from the planar portion of the radiating arm to define a three dimensional structure.
  • the miniature antenna includes a first radiating arm which defines a first grid dimension curve in a first plane, and a second radiating arm which defines a second grid dimension curve in a second plane.
  • the miniature antenna includes a radiating arm which forms a non-planar structure.
  • WO / 2006/061085 relates to an antenna for a wireless terminal, which antenna may include an antenna adapted to be removably coupled to the wireless terminal and to broadcast digital television data based on received signals meeting the DVB-H standard.
  • US2004212541 relates to an antenna loaded by a meander line, comprising a ferrite ring surrounding a part of the meander line, so that the operating range of the antenna loaded by a meander line is effectively lowered in proportions of up to 30%.
  • the ferrite material introduces a minimum loss of 2 to 3 dB while at a high frequency range very little current flows through the meander line, eliminating any effect of the ferrite on the performance of the antenna.
  • the use of the ferrite surrounding an element of the meander line allows the use of the miniaturized antenna and size to size reduces the low frequency cutoff of the antenna.
  • WO / 2012/003040 relates to a three-dimensional antenna that can be used for an implantable medical device (IMD).
  • the antenna includes a first antenna portion that includes a plurality of segments arranged substantially parallel to each other in a first plane.
  • the antenna further comprises a second antenna portion which comprises a plurality of segments arranged substantially parallel to each other in a second plane which is substantially parallel to the first plane.
  • the antenna further comprises a third antenna portion which comprises a plurality of segments arranged substantially parallel to each other in a third plane.
  • the different segments of the third part are coupled between segments of the first and second parts.
  • the third plane is arranged substantially perpendicular to the first plane and to the second plane.
  • the metal patterns in these structures typically have dimensions that are fractions of the operating wavelength (eg, half-wave structure, quarter-wave structure, etc.) so that they still remain of a bulk. particularly important.
  • the invention provides a compact antenna solution which is easily achievable.
  • the invention proposes a compact multi-level antenna comprising: a ground plane; a radiating element comprising n ⁇ 3 portions extending in n ⁇ 3 parallel planes in a planar pattern, the planes defining a volume above the ground plane, the radiating element comprising a first end connected to the ground plane and a second end terminating in an open circuit.
  • the structure of the antenna is simple due to the use of a radiating element which is folded up.
  • the folded radiating element gives the antenna a compact structure.
  • the positioning of the excitation line, the length of the radiating element being adjustable give the antenna a simple performance adjustment.
  • a compact multi-level antenna according to a first embodiment comprises a ground plane 10 and a radiating element 20 arranged above a ground plane 10.
  • the planes define a volume V above the ground plane 10.
  • Each portion 21, 22, 23 is connected to the portion of the plane immediately above and / or below.
  • the radiating element 20 further comprises a first end 2 connected to the ground plane 10 and a second end 2 'which terminates in an open circuit.
  • the radiating element comprises, in addition to the portions, several sections 200 (n sections) of radiating elements for connecting the portions which extend in parallel planes with each other.
  • each section 200 provides the electrical connections between each portion 21, 22, 23 of the radiating element.
  • the radiating element 20 is in one piece and the dimensions of the various portions 21, 22, 23 are such that the electrical character of an inductive nature is favored.
  • the latter comprises an excitation probe 100 (of the coaxial type) comprising a central core 102 connected to the radiating element 20 and an external conductor 101 connected to the ground plane 10.
  • the radiating element is a metal wire with a cross section of between 0.1 mm 2 and 5 mm 2 , typically 1 mm 2 .
  • the radiating element can be a metal strip of width, fixed or variable continuously or in stages with an increase in this width going from the first end 2 to the second end 2 ', between 0.5 mm and 10 mm, typically 2.5 mm for a fixed width and with a thickness of between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m, typically 50 ⁇ m.
  • the tape can be obtained by cutting or etching a metal film.
  • the portions are arranged in mutually parallel planes parallel to the ground plane 10 and each portion of radiating element 20 has a planar pattern in the form of meanders.
  • the planes define a volume V above the ground plane 10.
  • the radiating element 30 comprises a first end 3 connected directly to the ground plane 10 and a second end 3 'which terminates in an open circuit.
  • the radiating element 30 comprises, in addition to the portions, several sections 300 (n sections) of radiating elements to connect the portions together. which extend in parallel planes.
  • each section 300 provides the electrical connections between each portion 31, 32, 33 of radiating element.
  • the planes define a volume V above the ground plane 10.
  • the radiating element 40 comprises a first end 4 connected directly to the ground plane 10 and a second end 4 'which terminates in an open circuit.
  • the portions extend in the following alternation: a first plane 510 perpendicular to the ground plane 10, a second plane 520 perpendicular to the ground plane 10 and perpendicular to the first plane 510, a third plane 530 parallel to the ground plane 10 and perpendicular to the first 510 and second planes 520, a fourth plane 540 perpendicular to the ground plane 10 and perpendicular to the third plane 530, a fifth plane 550 parallel to the ground plane 10 and perpendicular to the fourth plane 540.
  • the radiating element 50 comprises a first end 5 connected directly to the ground plane 10 and a second end 5 'which terminates in an open circuit.
  • the radiating element 50 consists in particular of portions in the form of meanders.
  • the total length of the radiating element as well as the shape of each portion make it possible to adjust the value of the operating frequency of the compact multi-level antenna.
  • planar pattern along which the portion extends is chosen from the following group: meanders (see figure 5a ), teeth (see figure 5b ), sinusoid (see figure 5c ), spiral (see figure 5d ), or rafters (see figure 5e ). More generally, all the geometries ensuring a reduced size of the compact multi-level antenna can be envisaged.
  • each portion is folded back to give it the desired shape factor (meanders, spiral, teeth, sinusoid or chevrons).
  • the spaces between the successive empty planes can be filled with dielectric materials, which, preferably, will be selected with relative permittivities of very low value, a priori as close as possible to 1, and dielectric losses also as small as possible (tg ( ⁇ ) ⁇ 0).
  • the measured operating frequency is 151.0 MHz, with an adaptation level of less than -20 dB at this frequency, and this for a reference impedance value of 50 ⁇ .
  • the width of the passband (for a value of the adaptation level less than -10dB) is, in this case, of the order of 1.8 MHz.
  • This radiating element is, moreover, contained in a parallelepipedal volume of dimensions 50x50x22mm 3 . Given the operating frequency of 151.0 MHz, the largest dimension of the antenna (with a value of 50mm) is then of the order of ⁇ / 40, which leads to extreme compactness.

Landscapes

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

Description

    DOMAINE TECHNIQUE GENERAL
  • L'invention est relative aux antennes radio-fréquences notamment de celles pouvant être embarquées dans des dispositifs de télécommunications portables.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • L'antenne est un élément incontournable d'un dispositif de télécommunication portable.
  • Le développement des applications radio mobiles ainsi que le développement de nouvelles normes de télécommunications impliquent de disposer d'antennes susceptibles d'être embarquées sur différents types de matériels.
  • On cherche donc des solutions d'antennes particulièrement performantes en taille, volume et poids.
  • On connaît classiquement des solutions d'antennes dites antennes « patch », à structures rayonnantes métalliques planes. On connaît notamment des antennes « patch » repliées ou encore des antennes « patch » à fentes.
  • WO/2004/075342 concerne une antenne miniature comprenant un bras rayonnant qui définit une courbe à dimension de grille. Dans l'un des modes de réalisation, le bras rayonnant comprend une partie planaire et au moins une partie extrudée. La partie planaire du bras rayonnant définit la courbe à dimension de grille. La partie extrudée du bras rayonnant s'étend à partir de la partie planaire du bras rayonnant en vue de définir une structure tridimensionnelle. Dans un autre mode de réalisation, l'antenne miniature comprend un premier bras rayonnant qui définit une première courbe à dimension de grille dans un premier plan, et un second bras rayonnant qui définit une seconde courbe à dimension de grille dans un second plan. Dans un autre mode de réalisation encore, l'antenne miniature comprend un bras rayonnant qui forme une structure non planaire.
  • WO/2006/061085 concerne une antenne pour un terminal sans fil, laquelle antenne peut comprendre une antenne conçue pour être couplée de manière amovible au terminal sans fil et pour diffuser des données de télévision numérique sur la base de signaux répondant à la norme DVB-H reçus.
  • US2004212541 concerne une antenne chargée par une ligne à méandres, comprenant un anneau en ferrite entourant une partie de la ligne à méandres, de manière que la plage de fonctionnement de l'antenne chargée par une ligne à méandres soit abaissée efficacement dans des proportions pouvant atteindre jusqu'à 30 %. Aux fréquences faibles, la matière de ferrite introduit une perte minimale de 2 à 3 dB alors que dans une plage de fréquences élevées très peu de courant passe dans la ligne à méandres, ce qui supprime tout effet de la ferrite sur les performances de l'antenne. L'utilisation de la ferrite entourant un élément de la ligne à méandres permet l'utilisation de l'antenne miniaturisée et d'une taille à l'autre réduit la coupure à faible fréquence de l'antenne.
  • WO/2012/003040 porte sur une antenne tridimensionnelle qui peut être utilisée pour un dispositif médical implantable (IMD). L'antenne comprend une première partie d'antenne qui comprend une pluralité de segments disposés sensiblement parallèles les uns aux autres dans un premier plan. L'antenne comprend en outre une deuxième partie d'antenne qui comprend une pluralité de segments disposés sensiblement parallèles les uns aux autres dans un deuxième plan qui est sensiblement parallèle au premier plan. L'antenne comprend en outre une troisième partie d'antenne qui comprend une pluralité de segments disposés sensiblement parallèles les uns aux autres dans un troisième plan. Les différents segments de la troisième partie sont couplés entre des segments des première et deuxième parties. Le troisième plan est disposé sensiblement perpendiculaire au premier plan et au deuxième plan.
  • Toutefois, les motifs métalliques dans ces structures ont typiquement des dimensions fractions de la longueur d'onde de fonctionnement (par exemple, structure demi-onde, structure quart d'onde, etc.) de sorte qu'elles restent encore d'un encombrement particulièrement important.
    • PRESENTATION DE L'INVENTION
  • L'invention propose une solution d'antenne compacte et qui est facilement réalisable.
  • A cet effet, l'invention propose une antenne compacte multi-niveaux comprenant : un plan de masse ; un élément rayonnant comprenant n≥3 portions s'étendant dans n≥3 plans parallèles selon un motif planaire, les plans définissant un volume au-dessus du plan de masse, l'élément rayonnant comprenant une première extrémité connectée au plan de masse et une seconde extrémité se terminant par un circuit ouvert.
  • L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :
    • les portions sont disposées dans des plans parallèles entre eux parallèles au plan de masse ;
    • les portions sont disposées dans des plans parallèles entre eux perpendiculaires au plan de masse ;
    • l'élément rayonnant comprend plusieurs tronçons d'éléments rayonnants connectant entre elles les portions, un tronçon étant connecté entre le plan de masse et la n=1ière portion ;
    • l'élément rayonnant comprend des portions d'éléments rayonnants pour connecter les portions s'étendant dans des plans parallèles, l'élément rayonnant s'inscrivant ainsi dans des tranches latérales du volume défini par les plans ;
    • elle comprend une sonde d'excitation apte à alimenter l'antenne, la sonde d'excitation comprenant une âme centrale connectée à l'élément rayonnant et un conducteur externe connectée au plan de masse ;
    • le motif planaire selon lequel s'étend la portion est choisi parmi le groupe suivant : méandres, spirale, sinusoïde, dents, chevrons ;
    • l'élément rayonnant comprend entre 3 et 10 portions, typiquement 5 portions ;
    • l'élément rayonnant est un fil métallique de section comprise entre 0,1 mm2 et 5 mm2, typiquement 1 mm2 ;
  • Les avantages de l'invention sont multiples.
  • La structure de l'antenne est simple du fait de l'utilisation d'un élément rayonnant qui est replié.
  • L'élément rayonnant replié confère à l'antenne une structure compacte.
  • Le positionnement de la ligne d'excitation, la longueur de l'élément rayonnant étant réglables confèrent à l'antenne un réglage simple des performances.
    • PRESENTATION DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 illustre une antenne compacte multi-niveaux selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 illustre une antenne compacte multi-niveaux selon un second mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 3 illustre une antenne compacte multi-niveaux selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 4 illustre une antenne compacte multi-niveaux selon un quatrième de mode de réalisation de l'invention ;
    • les figures 5a à 5e illustrent différents facteurs de forme pour l'élément rayonnant ;
  • Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
    • DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • En relation avec la figure 1 une antenne compacte multi-niveaux selon un premier mode de réalisation comprend un plan de masse 10 et un élément rayonnant 20 disposé au-dessus d'un plan de masse 10.
  • Afin d'avoir une antenne présentant un volume réduit, l'élément rayonnant 20 comprend n≥3 (n=3) portions 21, 22, 23 qui s'étendent dans n≥3 (n=3) plans parallèles 210, 220, 230 selon un motif planaire. Les plans définissent un volume V au-dessus du plan de masse 10.
  • Chaque portion 21, 22, 23 est connectée à la portion du plan immédiatement supérieur et/ou inférieur.
  • L'élément rayonnant 20 comprend en outre une première extrémité 2 connectée au plan de masse 10 et une seconde extrémité 2' qui se termine en circuit ouvert.
  • Afin d'interconnecter les différentes portions entre elles, l'élément rayonnant comprend, outre les portions, plusieurs tronçons 200 (n tronçons) d'éléments rayonnants pour connecter entre elles les portions qui s'étendent dans les plans parallèles. Un tronçon est connecté entre le plan de masse 10 et la n=1ière portion d'élément rayonnant. Ainsi, chaque tronçon 200 assure les liaisons électriques entre chaque portion 21, 22, 23 d'élément rayonnant.
  • Comme on l'aura compris, l'élément rayonnant 20 est d'un seul tenant et les dimensions des différentes portions 21, 22, 23 sont telles que le caractère électrique de nature inductive est privilégié.
  • Pour alimenter l'antenne compacte multi-niveaux, celle-ci comprend une sonde d'excitation 100 (de type coaxiale) comprenant une âme centrale 102 connectée à l'élément rayonnant 20 et un conducteur externe 101 connectée au plan de masse 10. En particulier l'âme centrale 102 de la sonde d'excitation est connectée en un point P de la n=1ère portion 21 d'élément rayonnant 20.
  • Le choix de la position relative du point P vis-à-vis de la connexion au plan de masse 10 de l'élément rayonnant 20 par l'intermédiaire de la première extrémité 2 permet de régler facilement la valeur du niveau d'adaptation de l'antenne.
  • L'élément rayonnant est un fil métallique de section comprise entre 0,1 mm2 et 5 mm2, typiquement 1 mm2.
  • De manière exemplaire, l'élément rayonnant peut être un ruban métallique de largeur, fixe ou variable continument ou par paliers avec augmentation de cette largeur en allant de la première extrémité 2 vers la seconde extrémité 2', comprise entre 0,5 mm et 10 mm, typiquement 2,5 mm pour une largeur fixe et d'épaisseur comprise entre 10 µm et 500 µm, typiquement 50µm. Dans ce cas le ruban peut être obtenu par découpe ou gravure d'un film métallique.
  • Selon le premier mode de réalisation de la figure 1, les portions sont disposées dans des plans parallèles entre eux parallèles au plan de masse 10 et chaque portion d'élément rayonnant 20 a un motif planaire en forme de méandres.
  • Ainsi, l'antenne compacte multi-niveaux de la figure 1 a un élément rayonnant constitué de portions en forme de méandres empilées sur n=3 niveaux horizontaux (chaque niveau correspond à un plan).
  • Selon un second mode de réalisation, illustré sur la figure 2 , l'antenne compacte multi-niveaux comprend un élément rayonnant 30 comprenant n=3 portions 31, 32, 33 s'étendant sur n=3 plans parallèles horizontaux 310, 320, 330 par rapport au plan de masse (parallèles au plan de masse 10) selon un motif planaire en forme de spirale. Les plans définissent un volume V au-dessus du plan de masse 10.
  • En outre, l'élément rayonnant 30 comprend une première extrémité 3 connectée directement au plan de masse 10 et une seconde extrémité 3' qui se termine en circuit ouvert.
  • Ainsi, l'antenne compacte multi-niveaux de la figure 2 comprend un élément rayonnant constitué de portions en forme de spirales empilées sur n=3 niveaux horizontaux (chaque niveau correspond à un plan).
  • De la même manière que dans le premier mode de réalisation, afin d'interconnecter les différentes portions entre elles, l'élément rayonnant 30 comprend, outre les portions, plusieurs tronçons 300 (n tronçons) d'éléments rayonnants pour connecter entre elles les portions qui s'étendent dans les plans parallèles. Un tronçon est connecté entre le plan de masse 10 et la n=1ière portion d'élément rayonnant. Ainsi, chaque tronçon 300 assure les liaisons électriques entre chaque portion 31, 32, 33 d'élément rayonnant.
  • Selon un troisième mode de réalisation, illustré sur la figure 3 , l'antenne compacte multi-niveaux comprend un élément rayonnant 40 comprenant n=5 portions 41, 42, 43, 44, 45 s'étendant sur n=5 plans parallèles verticaux 410, 420, 430, 440, 450 par rapport au plan de masse (perpendiculaires au plan de masse 10) selon un motif planaire en forme de méandres. Les plans définissent un volume V au-dessus du plan de masse 10.
  • En outre, l'élément rayonnant 40 comprend une première extrémité 4 connectée directement au plan de masse 10 et une seconde extrémité 4' qui se termine en circuit ouvert.
  • Ainsi, l'antenne compacte multi-niveaux de la figure 3 comprend un élément rayonnant 40 constitué de portions en forme de méandres s'étendant sur n=5 niveaux verticaux par rapport au plan de masse et parallèles entre eux (chaque niveau correspond à un plan).
  • De la même manière que dans les premier et second modes de réalisation, afin d'interconnecter les différentes portions entre elles, l'élément rayonnant 40 comprend, outre les portions, plusieurs tronçons 400 (n tronçons) d'éléments rayonnants pour connecter entre elles les portions qui s'étendent dans les plans parallèles. Un tronçon est connecté entre le plan de masse 10 et la n=1ière portion d'élément rayonnant. Ainsi, chaque tronçon 400 assure les liaisons électriques entre chaque portion 41, 42, 43, 44, 45d'élément rayonnant.
  • Selon un quatrième mode de réalisation, illustré sur la figure 4 , l'antenne compacte multi-niveaux comprend un élément rayonnant 50 comprenant n=5 portions 51, 52, 53, 54, 55 s'étendant sur n=5 plans définissant un volume V au-dessus du plan de masse 10.
  • Selon ce mode de réalisation, les portions s'étendent selon l'alternance suivante : un premier plan 510 perpendiculaire au plan de masse 10, un second plan 520 perpendiculaire au plan de masse 10 et perpendiculaire au premier plan 510, un troisième plan 530 parallèle au plan de masse 10 et perpendiculaire aux premier 510 et second plans 520, un quatrième plan 540 perpendiculaire au plan de masse 10 et perpendiculaire au troisième plan 530, un cinquième plan 550 parallèle au plan de masse 10 et perpendiculaire au quatrième plan 540.
  • En outre, l'élément rayonnant 50 comprend une première extrémité 5 connectée directement au plan de masse 10 et une seconde extrémité 5' qui se termine en circuit ouvert.
  • L'élément rayonnant 50 est notamment constitué de portions en forme de méandres.
  • Dans ce quatrième mode de réalisation et contrairement aux autres modes de réalisation précédemment décrits, il n'y a pas de tronçons connectant les différentes portions s'étendant dans les plans parallèles mais ce sont des portions d'éléments rayonnants qui connectent ces différentes portions selon le même motif planaire, ici en forme de méandres.
  • Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus décrit, la longueur totale de l'élément rayonnant ainsi que la forme de chaque portion permettent d'ajuster la valeur de la fréquence de fonctionnement de l'antenne compacte multi-niveaux.
  • Le motif planaire selon lequel s'étend la portion est choisi parmi le groupe suivant : méandres (voir la figure 5a ), dents (voir la figure 5b ), sinusoïde (voir la figure 5c ), spirale (voir la figure 5d ), ou chevrons (voir la figure 5e ). De manière plus générale, toutes les géométries assurant un encombrement réduit de l'antenne compacte multi-niveaux peuvent être envisagées.
  • Dans chacun des modes de réalisation, chaque portion est repliée pour lui donner le facteur de forme souhaité (méandres, spirale, dents, sinusoïde ou chevrons).
  • De manière alternative, dans chacun des modes de réalisation ci-dessus décrit, les espaces compris entre les plans successifs vides peuvent être comblés par des matériaux diélectriques, qui, de manière privilégiée, seront sélectionnés avec des permittivités relatives de très faible valeur, a priori les plus proches possibles de 1, et des pertes diélectriques également les plus petites possibles (tg(δ) ≈ 0).
    • Exemple de réalisation
  • Une antenne conforme au premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, a été réalisée et expérimentée.
  • La fréquence de fonctionnement mesurée est de 151,0 MHz, avec un niveau d'adaptation inférieur à -20 dB à cette fréquence, et cela pour une valeur d'impédance de référence de 50 Ω. La largeur de la bande passante (pour une valeur du niveau d'adaptation inférieure à -10dB) est, dans ce cas, de l'ordre de 1,8MHz. Cet élément rayonnant est, en outre, contenu dans un volume parallélépipédique de dimensions 50x50x22mm3. Etant donné la fréquence de fonctionnement de 151,0 MHz, la plus grande dimension de l'antenne (d'une valeur de 50mm) est alors de l'ordre de λ/40, ce qui conduit à une extrême compacité.

Claims (8)

  1. Antenne compacte multi-niveaux comprenant :
    un plan de masse (10) ;
    un élément rayonnant (20, 30, 40, 50) comprenant n≥3 portions (21, 22, 23, 31, 32, 33, 41, 42, 43, 44, 45, 53, 55) s'étendant dans n≥3 plans (210, 220, 230, 310, 320, 330, 410, 420, 430, 440, 450, 530, 550) parallèles selon un motif planaire, les plans définissant un volume (V) au-dessus du plan de masse (10), l'élément rayonnant (20, 30, 40, 50) comprenant une première extrémité (2, 3, 4, 5) connectée au plan de masse (10) et une seconde extrémité (2', 3', 4', 5') se terminant par un circuit ouvert, une sonde d'excitation (100) apte à alimenter l'antenne, la sonde d'excitation comprenant une âme centrale (102) connectée à l'élément rayonnant (20, 30, 40, 50) et un conducteur externe (101) connecté au plan de masse (10), l'âme centrale (102) de la sonde d'excitation connectée en un point (P) de l'élément rayonnant (20) relative à la connexion au plan de masse (10) de l'élément rayonnant (20) calculé de telle manière à fixer la valeur du niveau d'adaptation de l'antenne à une valeur prédéfinie, les espaces compris entre les plans étant vides ou comblés par des matériaux diélectriques et tel que l'élément rayonnant est un fil métallique.
  2. Antenne compacte multi-niveaux selon la revendication 1, dans laquelle les portions sont disposées dans des plans parallèles entre eux parallèles au plan de masse.
  3. Antenne compacte multi-niveaux selon la revendication 1, dans laquelle les portions sont disposées dans des plans parallèles entre eux perpendiculaires au plan de masse.
  4. Antenne compacte multi-niveaux selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'élément rayonnant comprend plusieurs tronçons (200, 300, 400) d'éléments rayonnant connectant entre elles les portions, un tronçon étant connecté entre le plan de masse (10) et la n=1ière portion.
  5. Antenne compacte multi-niveaux selon la revendication 1, dans laquelle l'élément rayonnant comprend des portions (510, 520, 540) d'éléments rayonnants pour connecter les portions s'étendant dans des plans parallèles, l'élément rayonnant s'inscrivant ainsi dans des tranches latérales du volume (V) défini par les plans.
  6. Antenne compacte multi-niveaux selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le motif planaire selon lequel s'étend la portion est choisi parmi le groupe suivant : méandres, spirale, sinusoïde, dents, chevrons.
  7. Antenne compacte multi-niveaux selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'élément rayonnant comprend entre 3 et 10 portions, typiquement 5 portions.
  8. Antenne compacte multi-niveaux selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le fil métallique a une section comprise entre 0,1 mm2 et 5 mm2, typiquement 1 mm2.
EP14727501.0A 2013-05-31 2014-05-30 Antenne compacte multi-niveaux Active EP3005476B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1355019A FR3006503B1 (fr) 2013-05-31 2013-05-31 Antenne compacte multi-niveaux
PCT/EP2014/061266 WO2014191554A1 (fr) 2013-05-31 2014-05-30 Antenne compacte multi-niveaux

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3005476A1 EP3005476A1 (fr) 2016-04-13
EP3005476B1 true EP3005476B1 (fr) 2021-07-14

Family

ID=49546491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14727501.0A Active EP3005476B1 (fr) 2013-05-31 2014-05-30 Antenne compacte multi-niveaux

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10069198B2 (fr)
EP (1) EP3005476B1 (fr)
KR (1) KR102161976B1 (fr)
CN (1) CN105659433B (fr)
FR (1) FR3006503B1 (fr)
HK (1) HK1223197A1 (fr)
WO (1) WO2014191554A1 (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107732420B (zh) * 2017-10-27 2024-03-08 景昱医疗科技（苏州）股份有限公司 一种天线、植入式医疗器械及植入式医疗***
EP3503294A1 (fr) * 2017-12-22 2019-06-26 Institut Mines Telecom - IMT Atlantique - Bretagne - Pays de la Loire Agencement d'antenne multibandes configurable à structure multiéléments et son procédé de conception
US20240006747A1 (en) * 2022-07-01 2024-01-04 Garrity Power Services Llc Planar broad-band transmitter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004075342A1 (fr) * 2003-02-19 2004-09-02 Fractus S.A. Antenne miniature a structure volumetrique
US6856288B2 (en) * 2003-04-28 2005-02-15 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Ferrite loaded meander line loaded antenna
US7525489B2 (en) * 2004-12-07 2009-04-28 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Digital video broadcast-handheld (DVB-H) antennas for wireless terminals
US7671706B2 (en) * 2006-04-14 2010-03-02 Murata Manufacturing Co., Ltd High frequency multilayer bandpass filter
US20130120200A1 (en) * 2011-02-17 2013-05-16 Ethertronics, Inc Multi leveled active antenna configuration for multiband mimo lte system
GB2491447B (en) * 2010-03-24 2014-10-22 Murata Manufacturing Co RFID system
US8620449B2 (en) * 2010-06-30 2013-12-31 Medtronic, Inc. Implantable medical device antenna
CN103022731A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 北京中欧美经济技术发展中心 多频圆极化层叠式微带天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102161976B1 (ko) 2020-10-06
HK1223197A1 (zh) 2017-07-21
FR3006503B1 (fr) 2017-02-24
CN105659433B (zh) 2019-03-15
CN105659433A (zh) 2016-06-08
WO2014191554A1 (fr) 2014-12-04
US20160104933A1 (en) 2016-04-14
EP3005476A1 (fr) 2016-04-13
KR20160051694A (ko) 2016-05-11
FR3006503A1 (fr) 2014-12-05
US10069198B2 (en) 2018-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2047558B1 (fr) Antenne isotrope et capteur de mesure associe
FR2752646A1 (fr) Antenne imprimee plane a elements superposes court-circuites
FR2860927A1 (fr) Antenne interne de faible volume
EP3146593B1 (fr) Système d'antennes pour réduire le couplage électromagnétique entre antennes
EP1075043A1 (fr) Antenne à empilement de structures résonantes et dispositif de radiocommunication multifréquence incluant cette antenne
FR3070224A1 (fr) Antenne plaquee presentant deux modes de rayonnement differents a deux frequences de travail distinctes, dispositif utilisant une telle antenne
FR2843832A1 (fr) Antenne large bande a resonateur dielectrique
EP1589608A1 (fr) Antenne compacte RF
EP0327965A2 (fr) Antenne multifréquence, utilisable notamment dans le domaine des télécommunications spatiales
EP3005476B1 (fr) Antenne compacte multi-niveaux
EP2095465A1 (fr) Antenne mono ou multi-frequences
EP2643886B1 (fr) Antenne planaire a bande passante elargie
FR3003405A3 (fr) Connecteur coaxial a montage vertical pour carte de circuit imprime
EP3235058A1 (fr) Antenne fil-plaque ayant un toit capacitif incorporant une fente entre la sonde d'alimentation et le fil de court-circuit
FR2910182A1 (fr) Perfectionnement aux antennes planaires a fente rayonnante
EP3671955B1 (fr) Antenne fil-plaque monopolaire pour connexion differentielle
EP2879233A1 (fr) Antenne radio integrée à meandres
Hamza et al. Hybrid utilization of loading techniques and cavity groove for performance enhancement of the UWB (2–18 GHz) spiral antenna
EP2191537A1 (fr) Antenne de type helice a brins rayonnants a motif sinusoïdal et procede de fabrication associe
EP1903636B1 (fr) Antenne à large bande d'adaptation
FR2884973A1 (fr) Antenne large bande de type dipole
FR2943465A1 (fr) Antenne a double ailettes
EP3537541B1 (fr) Découplage électromagnétique
EP3537540B1 (fr) Découplage électromagnétique
EP3692598A1 (fr) Antenne à substrat ferromagnétique dispersif partiellement saturé

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

17P Request for examination filed

Effective date: 20151224

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1223197

Country of ref document: HK

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

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20190618

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

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

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

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210222

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

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

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 602014078747

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: FRENCH

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1411369

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20210815

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20210714

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK05

Ref document number: 1411369

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20210714

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

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211014

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211014

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211115

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

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

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20211015

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 602014078747

Country of ref document: DE

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

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

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

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

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

26N No opposition filed

Effective date: 20220419

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

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20220531

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

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: LU

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

Effective date: 20220530

Ref country code: LI

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

Effective date: 20220531

Ref country code: CH

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

Effective date: 20220531

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

Ref country code: IE

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

Effective date: 20220530

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

Ref country code: BE

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

Effective date: 20220531

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

Ref country code: FR

Payment date: 20230510

Year of fee payment: 10

Ref country code: DE

Payment date: 20230425

Year of fee payment: 10

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

Ref country code: GB

Payment date: 20230427

Year of fee payment: 10

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

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20140530

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

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210714