FR2752646A1 - Antenne imprimee plane a elements superposes court-circuites - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une antenne imprimée plane d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences, du type comprenant notamment un premier élément conducteur (ou "patch") (2) sensiblement parallèle à un plan de masse (1), un premier substrat diélectrique séparant ledit premier élément conducteur dudit plan de masse, et des moyens d'alimentation de ladite antenne. Selon l'invention, l'antenne comprend au moins un second élément conducteur (3) sensiblement identique audit premier élément conducteur, ledit second élément conducteur étant superposé audit premier élément conducteur et sensiblement parallèle audit plan de masse, un second substrat diélectrique séparant lesdits premier et second éléments conducteurs. Au moins un premier court-circuit (8) relie lesdits premier et second éléments conducteurs. Optionnellement, au moins un second court-circuit peut relier ledit premier élément conducteur et ledit plan de masse. Trois types d'antennes selon la présente invention sont notamment présentés, à savoir une antenne de type C multicouche court-circuitée, une antenne de type E et une antenne de type S.
Description
Antenne imprimée plane à éléments superposés court-circuités.
Le domaine de l'invention est celui des antennes électromagnétiques de faibles dimensions susceptibles de fonctionner, selon leur géométrie, de quelques centaines de
MHz à quelques GHz.
Plus précisément, l'invention concerne une antenne imprimée plane de faibles dimensions. Les antennes de faibles dimensions ont de nombreuses applications, telles que par exemple les communications avec des mobiles (les antennes sont dans ce cas placées dans des terminaux radiomobiles portatifs coopérant avec des réseaux de radiocommunication terrestres ou par satellites), les communications de proximité (entre ordinateurs ou à l'intérieur d'un bâtiment par exemple), pour des dispositifs d'identification, etc. On connait, dans l'état de la technique, deux principaux types d'antennes de petites dimensions, à savoir: - les antennes filaires, de type dipôle ou dérivé, qui fonctionnent généralement au-dessous de 1 GHz; - les antennes planaires (ou imprimées), qui fonctionnent au-dessus de 0, 5 GHz. Elles sont constituées d'un élément conducteur métallique parallèle à
un plan de masse. L'élément conducteur est également appelé "patch".
On connait notamment, comme exemples d'antennes planaires de faibles dimensions, l'antenne quart d'onde, l'antenne en F inversé (ou PIFA, pour "Planar Inverted F Antenna" en langue anglaise), l'antenne de type C monocouche et l'antenne en H. Deux principaux inconvénients existent pour la plupart des antennes proposées antérieurement: des dimensions trop grandes et une bande passante trop faible. En d'autres termes, l'encombrement des antennes connues est encore trop important et leur
bande passante trop limitée pour des terminaux de plus en plus compacts.
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de
l'état de la technique.
Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir une antenne imprimée plane de très faible encombrement, c'est-à-dire de dimensions très
faibles devant la longueur d'onde de fonctionnement.
L'invention a également pour objectif de fournir une telle antenne de faibles
dimensions qui possède une large bande passante.
Un autre objectif de l'invention est de fournir une antenne bibande de faibles dimensions. Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'une antenne imprimée plane d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences, du type comprenant notamment un premier élément conducteur (ou "patch") sensiblement parallèle à un plan de masse, un premier substrat diéléctrique séparant ledit premier élément conducteur dudit plan de masse, et des moyens d'alimentation de ladite antenne, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un second élément conducteur sensiblement identique audit premier élément conducteur, ledit second élément conducteur étant superposé audit premier élément conducteur et sensiblement parallèle audit plan de masse, un second substrat diéléctrique séparant lesdits premier et second éléments conducteurs, et en ce qu'au moins un premier court-circuit relie lesdits premier et second
éléments conducteurs.
Le principe général de l'invention consiste donc à introduire un courtcircuit entre deux éléments conducteurs (ou "patches") superposés. En appliquant ce principe, il est possible d'obtenir différentes structures d'antennes de très petites dimensions (typiquement 35 mm x 35 mm) pouvant fonctionner autour de 2 GHz. I est clair qu'avec des dimensions encore plus petites, elles peuvent fonctionner à des fréquences plus élevées. Avantageusement, au moins un second court-circuit relie ledit premier élément
conducteur et ledit plan de masse.
De façon avantageuse, au moins un desdits premier et second éléments
conducteurs comporte au moins une fente.
Ainsi, le principe de l'invention est compatible avec l'introduction de fentes dans
la géométrie des éléments conducteurs.
Préférentiellement, ledit premier substrat diéléctrique et/ou ledit second substrat
diéléctrique appartiennent au groupe comprenant l'air et les autres diélectriques.
Dans un premier mode de réalisation avantageux de l'invention, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède une forme en "C" et comporte une fente définissant une première et une seconde extrémités libres, et les premières extrémités libres des premier et second éléments conducteurs sont
reliées par ledit premier court-circuit.
On appelle ce premier mode de réalisation avantageux de l'invention, antenne de type C multicouche court-circuitée. Le terme multicouche indique la présence de deux
éléments conducteurs superposés.
Avantageusement, dans le cas de ce premier mode de réalisation avantageux de l'invention, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède une forme
identique à celle d'un élément conducteur d'une antenne de type C monocouche.
En effet, on connait dans l'état de la technique, une antenne de type C monocouche (comprenant donc un seul élément conducteur). Cette antenne a été obtenue à partir du dipôle replié en le coupant suivant son axe de symétrie et en n'en conservant que la moitié, après avoir constaté que le courant était très faible dans la bande métallique
reliant les deux parties de l'antenne.
L'antenne de type C multicouche court-circuitée de l'invention est quant à elle obtenue en "pliant" le dipôle replié autour de son plan de symétrie. En d'autres termes, on va complètement à l'encontre de la technique précédemment utilisée puisqu'on conserve les deux moitiés d'antenne, et non pas seulement une des deux. Selon l'invention, ces deux moitiés d'antenne, qui sont identiques et superposées, constituent les deux éléments conducteurs. La bande métallique qui les relie constitue le premier court-circuit entre les
deux éléments conducteurs.
L'antenne de type C multicouche court-circuitée semble utiliser le premier mode (habituellement non rayonnant) du dipôle replié. En supposant maintenue la distribution de courant du premier mode du dipôle replié, les deux moitiés d'antenne, maintenant superposées, ont des distributions de courant semblables et leurs rayonnements s'ajoutent. On crée ainsi le rayonnement tout en diminuant dans un rapport 2 la surface de
1' antenne.
De façon avantageuse, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède, si l'on excepte ladite fente, une forme essentiellement carrée, de longueur de
côté 1 = X112 environ, avec X la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne.
Ainsi, on obtient une antenne planaire ayant des dimensions latérales exceptionnellement petites. En effet, à la connaissance du déposant, il n'existe actuellement aucune antenne de si petites dimensions. On rappelle notamment que
l'antenne classique est de forme générale carrée, avec une longueur de côté 1 = ?J2.
Dans un second mode de réalisation avantageux de l'invention, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède une forme essentiellement rectangulaire, et lesdits premier et second courtcircuits se trouvent sur un même côté desdits
premier et second éléments conducteurs.
Ainsi, dans ce second mode de réalisation, les deux éléments conducteurs superposés et le plan de masse sont court-circuités d'un même côté. Les antennes réalisées selon ce second mode de réalisation présentent une large bande passante (de
l'ordre de 30 %).
Dans un troisième mode de réalisation avantageux de l'invention, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède une forme essentiellement rectangulaire, et lesdits premier et second courtcircuits se trouvent sur deux côtés opposés
desdits premier et second éléments conducteurs.
Ainsi, dans ce troisième mode de réalisation, le court-circuit entre les deux éléments conducteurs superposés et celui entre l'élément conducteur et le plan de masse sont situés de part et d'autre de l'élément conducteur inférieur. Les antennes réalisées selon ce troisième mode de réalisation sont bibandes ou bien présentent une large bande
passante.
Les antennes selon les second et troisième modes de réalisation de l'invention sont appelées antennes de type E et S respectivement. Elles diffèrent l'une de l'autre uniquement en ce que les premier et second court-circuits se trouvent pour l'une, celle de type E, sur un même côté et pour l'autre, celle de type S, sur deux côtés opposés des
deux éléments conducteurs superposés.
Avantageusement, dans le cas de ces second et troisième modes de réalisation avantageux de l'invention, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède une forme essentiellement carrée, de longueur de côté 1 = 3/4, avec X la longueur
d'onde de fonctionnement de l'antenne.
Ainsi, on obtient une antenne planaire ayant des dimensions latérales réduites. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la
description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre
d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 présente une vue de dessus d'un dipôle replié connu de l'état de la technique; - les figures 2, 3 et 4 présentent chacune une vue, en perspective, de côté et de dessus respectivement, d'un premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, dite antenne de type C multicouche court-circuitée; - les figures 5 et 6 présentent chacune une vue, de côté et en perspective respectivement, d'un second mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, dite antenne de type E; - les figures 7 et 8 présentent chacune une vue, de côté et en perspective respectivement, d'un troisième mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, dite antenne de type S; - la figure 9 permet de comparer les dimensions des antennes selon les différents modes de réalisation de l'invention avec celles des antennes classiques; - les figures 10(a) et 10(b) présentent chacune un diagramme de
rayonnement d'un exemple d'antenne de type C multicouche court-
circuitée telle que présentée sur les figures 2, 3 et 4, pour la polarisation principale (fig. 10(a)) et la polarisation croisée (fig. 10(b)) respectivement; - la figure 10(c) présente un tableau de correspondance des références des courbes de niveaux des figures 10(a) et 10(b); - les figures 11 (a) et 11 (b) présentent chacune une courbe de variation, en fonction de la fréquence, respectivement de l'impédance d'entrée (fig. ll(a)) et du R.O.S. (fig. 1(b)) de l'antenne de type E présentée sur les figures 5 et 6; - les figures 12(a) et 12(b) présentent chacune une courbe de variation, en fonction de la fréquence, respectivement de l'impédance d'entrée (fig. 12(a)) et du R.O.S. (fig. 12(b)) de l'antenne de type S présentée sur les
figures 7 et 8.
L'invention concerne donc une antenne planaire de faibles dimensions comprenant notamment deux éléments conducteurs (ou "patches") superposés (de façon parallèle à un plan de masse) et court-cicuités entre eux. L'élément conducteur inférieur et le plan de masse peuvent également être court-circuités. Les deux éléments conducteurs
peuvent comporter une ou plusieurs fentes.
Dans la suite de la description, on présente successivement trois modes de
réalisation distincts de l'antenne de l'invention. On appelle ces trois types d'antennes selon l'invention: antenne de type C multicouche courtcircuitée, antenne de type E et antenne de type S. On présente maintenant, en relation avec les figures 2, 3 et 4, le premier mode de
réalisation de l'antenne de l'invention, à savoir l'antenne de type C multicouche court-
circuitée. Les figures 2, 3 et 4 présentent chacune une vue, en perspective, de côté et de dessus respectivement, de cette antenne de type C multicouche court-circuitée selon
l'invention.
Cette antenne comprend un plan de masse 1 et deux éléments conducteurs superposés 2, 3 (dits éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3). Elle comprend
également une alimentation coaxiale 4.
Les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 sont identiques. Chacun possède une forme en "C", une fente 5, 5' réalisée dans une forme initialement carrée définissant une première 6, 6' et une seconde 7, 7' extrémités libres. Les premières extrémités libres 6, 6' des deux éléments conducteurs 2, 3 sont reliées par un court-circuit 8. La figure 1 présente une vue de dessus d'un dipôle replié connu de l'état de la technique. L'antenne de type C multicouche court- circuitée de l'invention est obtenue en "pliant" ce dipôle replié autour de son axe de symétrie xx'. Ce sont les deux moitiés d'antenne, identiques et superposées, qui constituent les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3. La bande métallique qui les relie constitue le court-circuit 8 entre ces deux
éléments conducteurs 2, 3.
L'antenne de type C multicouche court-circuitée semble utiliser le premier mode (habituellement non rayonnant) du dipôle replié. En supposant maintenue la distribution de courant du premier mode du dipôle replié, les deux moitiés d'antenne, maintenant superposées, ont des distributions de courant semblables et leurs rayonnements s'ajoutent. On crée ainsi le rayonnement tout en diminuant dans un rapport 2 la surface de
l'antenne.
On présente ci-dessous les résultats obtenus avec deux exemples d'antennes de type C multicouche court-circuitée selon l'invention. Le tableau I ci-dessous présente les
dimensions précises de ces deux exemples d'antenne.
Dans ces deux exemples, si l'on excepte la présence de la fente 5, 5', les deux
éléments conducteurs 2, 3 sont de forme carrée (l1 + 12 + 13 = Wl + w2).
Dans le premier exemple (première ligne du tableau I), l'antenne est entièrement métallique. L'espace situé entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2, et celui situé entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 sont tous les deux remplis d'air (erl = er2 = 1). L'antenne présente une épaisseur de 6 mm (hl + h2), et un
encombrement total de 20 x 20 x 6 mm.
Dans le second exemple (seconde ligne du tableau I), l'espace situé entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2 est rempli d'air (úrl = 1), tandis que celui situé entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 est rempli de substrat (er2 = 2,2). L'antenne présente une épaisseur de 3 mm (h 1 + h2), et un encombrement total de
13,5x 13,5 x 6 mm.
Sur le tableau I, on a noté: - hl l'espacement entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2; - h2 l'espacement entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3; - er, la permittivité relative de l'élément diélectrique situé entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2; gr2 la permittivité relative de l'élément diélectrique situé entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3; il la largeur de chaque seconde 7, 7' extrémité libre; 12 la largeur de chaque fente 5, 5'; - 13 la largeur de chaque première 6, 6' extrémité libre; wl la largeur de la zone reliant les premières 6, 6' et secondes 7, 7' extrémités libres;
w2 la longueur de chaque fente 5, 5'.
TABLEAUI
Type d'antenne hi h2 Er1 úr2 I 12 13 Wl w2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) sans substrat 3 3 1 1 12 4 4 4 16 avec substrat 1,5 1,5 1 2,2 7 3,5 3 3,5 10 Avec l'antenne du premier exemple (entièrement métallique), on obtient une résonance à une fréquence de 1,2 GHz. Par comparaison, un élément carré classique à la même fréquence aurait des dimensions 6 fois plus grandes. La bande passante obtenue est
de 2,5 % pour un R.O.S. inférieur à 2.
Les figures 10(a) et 10(b) présentent chacune un diagramme de rayonnement de ce premier exemple d'antenne de type C multicouche court- circuitée, pour la polarisation principale (fig. 10(a)) et la polarisation croisée (fig. 1 (b)) respectivement. La figure 10(c) présente un tableau de correspondance des références des courbes de niveaux des figures
(a) et 10(b).
Ces diagrammes de rayonnement font apparaître le caractère relativement omnidirectionnel du rayonnement, dû à la faible taille des éléments conducteurs, ainsi que l'absence de pureté de polarisation, due à la géométrie complexe de ces éléments conducteurs. L'antenne du second exemple (comportant du substrat), présente une résonance à une fréquence de 1,47 GHz, avec une bande passante de 0,3 % à R.O.S. égal à 2. Les dimensions des éléments conducteurs ont donc encore été réduites au prix d'une diminution de la bande passante par l'utilisation d'un substrat diélectrique (dans cet exemple un substrat de type Duroid (marque déposée), avec er2 = 2,2) entre les deux éléments conducteurs superposés. On présente maintenant, en relation avec les figures 5 et 6 et les figures 7 et 8 respectivement, les second et troisième modes de réalisation de l'antenne de l'invention, à savoir les antennes de types E et S. Les figures 5 et 6 présentent chacune une vue, de côté et en perspective respectivement, de l'antenne de type E. Les figures 7 et 8 présentent chacune une vue, de côté et en perspective respectivement, de l'antenne de type S. Chacune de ces antennes de types E et S comprend un plan de masse 11, 21 et deux éléments conducteurs superposés 12, 22, 13, 23 (dits éléments conducteurs inférieur 12, 22 et supérieur 13, 23). Elle comprend également une alimentation par sonde
coaxiale 14, 24.
Les éléments conducteurs inférieur 12, 22 et supérieur 13, 23 sont de forme rectangulaire. Ils possèdent une même largeur w et des longueurs LI, L2 identiques
(antenne de type S) ou sensiblement différentes (antenne de type E). Un premier court-
circuit 18, 28 relie les deux éléments conducteurs 12, 22, 13, 23, et un second court-
circuit 19, 29 relie le plan de masse 11, 21 et l'élément conducteur inférieur 12, 22.
On note H1 l'espacement entre le plan de masse 11 et l'élément conducteur inférieur 12, et H2 l'espacement entre les éléments conducteurs inférieur 12 et supérieur 13. Pour l'antenne de type E (fig. 5 et 6), les premier et second court-circuits 18, 19 se trouvent sur un même côté des éléments conducteurs inférieur 12 et supérieur 13. En d'autres termes, les deux court-circuits 18, 19 se trouvent l'un au- dessus de l'autre sur un
même bord des deux éléments conducteurs superposés.
Pour l'antenne de type S (fig.7 et 8), les premier et second courtcircuits 28, 29 se
trouvent sur deux côtés opposés des éléments conducteurs inférieur 22 et supérieur 23.
On présente ci-dessous plusieurs exemples d'antennes de type E selon l'invention, fonctionnant autour de 2 GHzo Les deux éléments conducteurs 12, 13 possèdent une largeur w = 35 mm. L'élément conducteur inférieur 12 possède une longueur L1 = 35 mm. Les caractéristiques de ces différents exemples d'antennes de type
E sont détaillées dans le tableau II ci-dessous.
Avec un encombrement compris entre 35 x 35 x 10,5 mm, ces différents exemples d'antenne de type E ont une fréquence de résonance de 2,1 GHz environ. Ceci peut être visualisé sur la figure 1 l(a), qui présente (dans un abaque de Smith) une courbe de variation, en fonction de la fréquence, de l'impédance d'entrée d'une telle antenne de type E. TABLEAU Il Hauteur Hauteur Hauteur Longueur Fréquence Bande passante à H1 H2 totale L2 centrale R.O.S. égal à 2 (mm) (mm) (mm) (mm) (GHz) (MHz- %)
5,5 5 10,5 25 2,1 605 - 29,5
4 3 7 30 2,25 525 - 23
2,5 3 5,5 30 2,15 400- 18,6
2 3 5 30 2,1 325- 15,4
A titre de comparaison, on notera qu'une antenne quart d'onde simple de mêmes
dimensions présente une résonance à une fréquence autour de 1,85 GHz.
Par ailleurs, la bande passante obtenue avec l'antenne de type E de l'invention est à la connaissance des déposants la plus large obtenue avec une antenne de cet encombrement. En effet, cette bande passante est de 30 % pour une antenne de hauteur totale 10,5 mm. Ceci peut être visualisé sur la figure 1 l(b), qui présente une courbe de variation, en fonction de la fréquence, du rapport d'onde stationnaire (ou R.O.S.) d'une telle antenne de type E. On rappelle que la bande passante est définie ici comme la bande de fréquences pour laquelle le ROS reste inférieur à 2. Cette bande passante peut également s'exprimer en pourcentage, obtenu par division de la largeur de la bande passante par la fréquence
centrale de cette bande.
On présente ci-dessous un exemple d'antenne de type S selon l'invention. Les deux éléments conducteurs 22, 23 possèdent une largeur w = 35 mm et des longueurs identiques: L1 = L2 = 35 mm. Les espacements H1 et H2 entre le plan de masse 11 et l'élément conducteur inférieur 12, et entre les éléments conducteurs inférieur 12 et
supérieur 13 respectivement, sont identiques: H1 = H2 = 5 mm.
Avec un encombrement de 35 x 35 x 10 mm, cet exemple d'antenne de type S présente deux résonances de fréquences centrales respectives 1,58 GHz et 2,125 GHz, toutes les deux adaptées. Ceci peut être visualisé sur la figure 12 (a), qui présente une courbe de variation, en fonction de la fréquence, de l'impédance d'entrée d'une telle antenne de type S. La bande passante pour un R.O.S. de 2 est égale à 75 MHz pour la première résonance (soit 4,75 %), et à 152 MHz pour la seconde résonance (soit 7,2 %). Ceci peut être visualisé sur la figure 12 (b), qui présente une courbe de variation, en fonction de la fréquence, du R.O.S. d'une telle antenne de type S. Il est clair que les résultats présentés ci-dessus, et obtenus dans des bandes de fréquences particulières, sont valables à d'autres fréquences en appliquant des règles d'homothétie. La figure 9 permet de comparer les dimensions des antennes selon les différents
modes de réalisation de l'invention avec celles des antennes classiques.
Le carré 91 de côté X/12, avec X la longueur d'onde de fonctionnement de
l'antenne, correspond aux dimensions des éléments conducteurs superposés et court-
circuités de l'antenne de type C multicouche de l'invention. Cette antenne de type C multicouche est, à la connaissance des déposants, la plus petite qui ait été réalisée. Sa
bande passante réduite (2,5 %) pourrait être augmentée par l'optimisation de sa géométrie.
Le carré 92 de côté;/4 correspond aux dimensions des éléments conducteurs superposés et court-circuités des antennes de types E et S de l'invention. Ces antennes de
types E et S présentent de larges bandes passantes ou sont bibandes.
Le carré 93 de côté W2 rappelle les dimensions de l'unique élément conducteur des
antennes classiques.
Claims (10)
1. Antenne imprimée plane d'émission et/ou de réception de signaux hyperfréquences, du type comprenant notamment un premier élément conducteur (ou "patch") (2; 12; 22) sensiblement parallèle à un plan de masse (1; 11; 21), un premier substrat diéléctrique séparant ledit premier élément conducteur dudit plan de masse, et des moyens (4; 14; 24) d'alimentation de ladite antenne, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un second élément conducteur (3; 13; 23) sensiblement identique audit premier élément conducteur, ledit second élément conducteur étant superposé audit premier élément conducteur et sensiblement parallèle audit plan de masse, un second substrat diéléctrique séparant lesdits premier et second éléments conducteurs, et en ce qu'au moins un premier court-circuit (8; 18; 28) relie lesdits premier et
second éléments conducteurs.
2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un second court-
circuit (19; 29) relie ledit premier élément conducteur (12; 22) et ledit plan de masse (11; 21).
3. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que
au moins un desdits premier et second éléments conducteurs comporte au moins une fente (5Y).
4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que
ledit premier substrat diéléctrique et/ou ledit second substrat diéléctrique appartiennent au
groupe comprenant l'air et les autres diélectriques.
5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que
chacun desdits premier et second éléments conducteurs (2, 3) possède une forme en "C" et comporte une fente (5') définissant une première (6') et une seconde (7') extrémités libres, et en ce que les premières extrémités libres (7') des premier et second éléments
conducteurs (2, 3) sont reliées par ledit premier court-circuit (8).
6. Antenne selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacun desdits premier et second éléments conducteurs (2, 3) possède une forme identique à celle d'un élément
conducteur d'une antenne de type C monocouche.
7. Antenne selon la revendication 6, caractérisée en ce que chacun desdits premier et second éléments conducteurs (2, 3) possède, si l'on excepte ladite fente (5'), une forme essentiellement carrée (91), de longueur de côté 1 = X/12 environ, avec X la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne.
8. Antenne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que
chacun desdits premier et second éléments conducteurs (12, 13) possède une forme essentiellement rectangulaire, et en ce que lesdits premier et second court-circuits (18, 19) se trouvent sur un
même côté desdits premier et second éléments conducteurs.
9. Antenne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que
chacun desdits premier et second éléments conducteurs (22, 23) possède une forme essentiellement rectangulaire, et en ce que lesdits premier et second court-circuits (28, 29) se trouvent sur deux
côtés opposés desdits premier et second éléments conducteurs.
10. Antenne selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que
chacun desdits premier et second éléments conducteurs (2, 3; 22, 23) possède une forme essentiellement carrée (92), de longueur de côté 1 = X/4, avec X la longueur d'onde de
fonctionnement de l'antenne.
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Families Citing this family (66)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999028990A1 (fr) * | 1997-12-01 | 1999-06-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenne de type f inversee pour frequences multiples |
| US6121932A (en) * | 1998-11-03 | 2000-09-19 | Motorola, Inc. | Microstrip antenna and method of forming same |
| FI106077B (fi) * | 1998-11-04 | 2000-11-15 | Nokia Mobile Phones Ltd | Antennikytkentälaite ja -järjestelmä radiotietoliikennelaitteen liittämiseksi ulkoisiin laitteisiin |
| US6218991B1 (en) | 1999-08-27 | 2001-04-17 | Mohamed Sanad | Compact planar inverted F antenna |
| AU7999500A (en) | 1999-10-12 | 2001-04-23 | Arc Wireless Solutions, Inc. | Compact dual narrow band microstrip antenna |
| US20010050643A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-12-13 | Igor Egorov | Small-size broad-band printed antenna with parasitic element |
| US6268831B1 (en) * | 2000-04-04 | 2001-07-31 | Ericsson Inc. | Inverted-f antennas with multiple planar radiating elements and wireless communicators incorporating same |
| US6429819B1 (en) | 2001-04-06 | 2002-08-06 | Tyco Electronics Logistics Ag | Dual band patch bowtie slot antenna structure |
| US6680704B2 (en) * | 2001-05-03 | 2004-01-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson(Publ) | Built-in patch antenna |
| FR2825836B1 (fr) * | 2001-06-08 | 2005-09-23 | Centre Nat Rech Scient | Antenne resonante omnidirectionnelle |
| FR2825837B1 (fr) * | 2001-06-12 | 2006-09-08 | Cit Alcatel | Antenne compacte multibande |
| 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 |
| US7203533B1 (en) * | 2001-08-15 | 2007-04-10 | Bellsouth Intellectual Property Corp. | Multipurpose antenna accessory for protection of portable wireless communication devices |
| US6573867B1 (en) | 2002-02-15 | 2003-06-03 | Ethertronics, Inc. | Small embedded multi frequency antenna for portable wireless communications |
| KR100483043B1 (ko) * | 2002-04-11 | 2005-04-18 | 삼성전기주식회사 | 멀티밴드 내장 안테나 |
| 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 |
| US20040017318A1 (en) * | 2002-07-26 | 2004-01-29 | Amphenol Socapex | Antenna of small dimensions |
| US6995709B2 (en) * | 2002-08-19 | 2006-02-07 | Raytheon Company | Compact stacked quarter-wave circularly polarized SDS patch antenna |
| 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 |
| US7095382B2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-08-22 | Sandbridge Technologies, Inc. | Modified printed dipole antennas for wireless multi-band communications systems |
| US7034769B2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-04-25 | Sandbridge Technologies, Inc. | Modified printed dipole antennas for wireless multi-band communication systems |
| ATE430388T1 (de) * | 2004-05-05 | 2009-05-15 | Tdk Corp | Gefaltete flächige antenne |
| FI20055420A0 (fi) | 2005-07-25 | 2005-07-25 | Lk Products Oy | Säädettävä monikaista antenni |
| FI119009B (fi) | 2005-10-03 | 2008-06-13 | Pulse Finland Oy | Monikaistainen antennijärjestelmä |
| FI118782B (fi) | 2005-10-14 | 2008-03-14 | Pulse Finland Oy | Säädettävä antenni |
| KR100688648B1 (ko) | 2005-12-30 | 2007-03-02 | 아로 주식회사 | 단락 스터브를 이용한 이동통신단말기용 다중대역 내장형안테나 |
| US8618990B2 (en) | 2011-04-13 | 2013-12-31 | Pulse Finland Oy | Wideband antenna and methods |
| FI20075269A0 (fi) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | Pulse Finland Oy | Menetelmä ja järjestely antennin sovittamiseksi |
| FI120427B (fi) | 2007-08-30 | 2009-10-15 | Pulse Finland Oy | Säädettävä monikaista-antenni |
| FI20096134A0 (fi) | 2009-11-03 | 2009-11-03 | Pulse Finland Oy | Säädettävä antenni |
| FI20096251A0 (sv) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Pulse Finland Oy | MIMO-antenn |
| US8847833B2 (en) | 2009-12-29 | 2014-09-30 | Pulse Finland Oy | Loop resonator apparatus and methods for enhanced field control |
| FI20105158A (fi) | 2010-02-18 | 2011-08-19 | Pulse Finland Oy | Kuorisäteilijällä varustettu antenni |
| US9406998B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-08-02 | Pulse Finland Oy | Distributed multiband antenna and methods |
| CN103098302B (zh) * | 2010-09-15 | 2016-01-27 | 迪睿合电子材料有限公司 | 天线装置及通信装置 |
| FI20115072A0 (fi) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | Pulse Finland Oy | Moniresonanssiantenni, -antennimoduuli ja radiolaite |
| US9673507B2 (en) | 2011-02-11 | 2017-06-06 | Pulse Finland Oy | Chassis-excited antenna apparatus and methods |
| US8648752B2 (en) | 2011-02-11 | 2014-02-11 | Pulse Finland Oy | Chassis-excited antenna apparatus and methods |
| EP2495809B1 (fr) | 2011-03-03 | 2017-06-07 | Nxp B.V. | Antenne multibande |
| WO2012129901A1 (fr) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | 深圳光启高等理工研究院 | Antenne et antenne mimo comprenant ladite antenne |
| CN102760941B (zh) * | 2011-04-29 | 2015-11-18 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种具有多层基片的超材料射频天线及其制备方法 |
| KR101690259B1 (ko) * | 2011-05-27 | 2016-12-28 | 삼성전자주식회사 | 안테나 구조체 |
| US8866689B2 (en) | 2011-07-07 | 2014-10-21 | Pulse Finland Oy | Multi-band antenna and methods for long term evolution wireless system |
| US9450291B2 (en) | 2011-07-25 | 2016-09-20 | Pulse Finland Oy | Multiband slot loop antenna apparatus and methods |
| US9123990B2 (en) | 2011-10-07 | 2015-09-01 | Pulse Finland Oy | Multi-feed antenna apparatus and methods |
| US9531058B2 (en) | 2011-12-20 | 2016-12-27 | Pulse Finland Oy | Loosely-coupled radio antenna apparatus and methods |
| US9484619B2 (en) | 2011-12-21 | 2016-11-01 | Pulse Finland Oy | Switchable diversity antenna apparatus and methods |
| US8988296B2 (en) | 2012-04-04 | 2015-03-24 | Pulse Finland Oy | Compact polarized antenna and methods |
| US9979078B2 (en) | 2012-10-25 | 2018-05-22 | Pulse Finland Oy | Modular cell antenna apparatus and methods |
| US10069209B2 (en) | 2012-11-06 | 2018-09-04 | Pulse Finland Oy | Capacitively coupled antenna apparatus and methods |
| US9647338B2 (en) | 2013-03-11 | 2017-05-09 | Pulse Finland Oy | Coupled antenna structure and methods |
| US10079428B2 (en) | 2013-03-11 | 2018-09-18 | Pulse Finland Oy | Coupled antenna structure and methods |
| US9634383B2 (en) | 2013-06-26 | 2017-04-25 | Pulse Finland Oy | Galvanically separated non-interacting antenna sector apparatus and methods |
| US9680212B2 (en) | 2013-11-20 | 2017-06-13 | Pulse Finland Oy | Capacitive grounding methods and apparatus for mobile devices |
| US9590308B2 (en) | 2013-12-03 | 2017-03-07 | Pulse Electronics, Inc. | Reduced surface area antenna apparatus and mobile communications devices incorporating the same |
| US9350081B2 (en) | 2014-01-14 | 2016-05-24 | Pulse Finland Oy | Switchable multi-radiator high band antenna apparatus |
| US9973228B2 (en) | 2014-08-26 | 2018-05-15 | Pulse Finland Oy | Antenna apparatus with an integrated proximity sensor and methods |
| US9948002B2 (en) | 2014-08-26 | 2018-04-17 | Pulse Finland Oy | Antenna apparatus with an integrated proximity sensor and methods |
| US9722308B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-08-01 | Pulse Finland Oy | Low passive intermodulation distributed antenna system for multiple-input multiple-output systems and methods of use |
| US9906260B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-02-27 | Pulse Finland Oy | Sensor-based closed loop antenna swapping apparatus and methods |
| CN109546309B (zh) * | 2018-11-27 | 2020-08-28 | 英业达科技有限公司 | 抗金属干扰的偶极天线 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4162499A (en) * | 1977-10-26 | 1979-07-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Flush-mounted piggyback microstrip antenna |
| JPS6058704A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 複共振形逆ｆアンテナ |
| FR2552938A1 (fr) * | 1983-10-04 | 1985-04-05 | Dassault Electronique | Dispositif rayonnant a structure microruban perfectionnee et application a une antenne adaptative |
| JPS6141205A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-02-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域伝送線路アンテナ |
| DE19512003A1 (de) * | 1994-04-01 | 1995-10-05 | France Telecom | Antenne für die Ausstrahlung und/oder den Empfang elektromagnetischer Signale, insbesondere Ultrahochfrequenzen, und Vorrichtung, welche eine derartige Antenne verwendet |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4131893A (en) * | 1977-04-01 | 1978-12-26 | Ball Corporation | Microstrip radiator with folded resonant cavity |
| US5621571A (en) * | 1994-02-14 | 1997-04-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Integrated retroreflective electronic display |
| US5680144A (en) * | 1996-03-13 | 1997-10-21 | Nokia Mobile Phones Limited | Wideband, stacked double C-patch antenna having gap-coupled parasitic elements |
| EP0795926B1 (fr) * | 1996-03-13 | 2002-12-11 | Ascom Systec AG | Antenne plane tridimensionnelle |
| US5703601A (en) * | 1996-09-09 | 1997-12-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Double layer circularly polarized antenna with single feed |
-
1996
- 1996-08-21 FR FR9610459A patent/FR2752646B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-14 DE DE69740078T patent/DE69740078D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-14 EP EP97460030A patent/EP0825673B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-15 US US08/911,776 patent/US5986606A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-18 CA CA002213155A patent/CA2213155A1/fr not_active Abandoned
- 1997-08-21 CN CNB971192952A patent/CN1174522C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4162499A (en) * | 1977-10-26 | 1979-07-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Flush-mounted piggyback microstrip antenna |
| JPS6058704A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 複共振形逆ｆアンテナ |
| FR2552938A1 (fr) * | 1983-10-04 | 1985-04-05 | Dassault Electronique | Dispositif rayonnant a structure microruban perfectionnee et application a une antenne adaptative |
| JPS6141205A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-02-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域伝送線路アンテナ |
| DE19512003A1 (de) * | 1994-04-01 | 1995-10-05 | France Telecom | Antenne für die Ausstrahlung und/oder den Empfang elektromagnetischer Signale, insbesondere Ultrahochfrequenzen, und Vorrichtung, welche eine derartige Antenne verwendet |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 197 (E - 418) 10 July 1986 (1986-07-10) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 9, no. 189 (E - 333) 6 August 1985 (1985-08-06) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0825673B1 (fr) | 2010-12-15 |
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| CN1180947A (zh) | 1998-05-06 |
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