FR2801728A1

FR2801728A1 - Antenne emettrice de champ magnetique pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR2801728A1
Application number: FR9914883A
Authority: FR
Inventors: Virginie Tessier; Didier Pedemas
Original assignee: Valeo Securite Habitacle SAS
Current assignee: Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2001-06-01

Abstract

Antenne émettrice de champ magnétique pour véhicule automobile, constituée d'une bobine à plusieurs spires (S1 à Sn), chaque spire étant formée de pistes électroconductrices sensiblement planes sur un support diélectrique non conducteur (S), caractérisée par le fait que lesdites pistes sont imprimées en spirale sur le support, sans pliure.

Description

présente invention concerne les systèmes de communication basse fréquence par couplage magnétique et plus particulièrement les antennes d'émission de champ magnétique pour véhicule automobile.

Cette invention est plus particulièrement destinée aux systèmes d'accès véhicule et/ou au démarrage mains libres.

Dans le cas particulier où les antennes de ce genre sont intégrées au véhicule, elles sont généralement fixées aux montants de portière,à la console intérieure, au coffre intérieur ou au barreau d'éclairage de la plaque d'immatriculation arrière. En variante, cette antenne pourrait être incorporée dans un badge identifiant dudit système d'accès mains libres.

Dans la demande de brevet français n' 2753 570, on a décrit une antenne inductive constituée d'une longueur de câble torsadé multibrins, dont les extrémités des brins sont reliées brinà brin de manièreà former des spires connectées en série. Selon cette demande de brevet, l'antenne ainsi réalisée est montée sur le pourtour d'une portière d'automobile. Cette antenne présente des inconvénients. D'une part, la réalisation de ces spires nécessite un connecteur comportant un circuit imprimé sur lequel les brins sont soudés unà un, ce qui signifie qu'il faut un nombre important de soudures; d'autre part, le montage de cette antenne sur son support est assez malaisé.

Dans le brevet européen n'780 027, on a décrit une bobine formant antenne, pour une carteà puce, dont les enroulements sont formés par des rubans conducteurs minces disposés de manière parallèle sur une bande de support flexible non conductrice, de façon que la première extrémité d'un ruban conducteur donné soit,à chaque fois, reliée de manière électroconductrice à la seconde extrémité d'un ruban conducteur adjacent, la bande de support présentant des pliures de façonà former un polygone lorsque les extrémités des rubans conducteurs sont reliées, chaque pliure étantà chaque fois réalisée 180' environ, de manière que les enroulements de l'antenne soient situés approximativement dans le même plan. Toutefois, la réalisation de cette antenne nécessite d'effectuer plusieurs pliages et de relier en quinconce les extrémités des différents rubans conducteurs, ce qui signifie qu'il faut un nombre important de soudures. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités et de proposer une antenne émettrice de champ magnétique pour 'hicule automobile, dont la fabrication et le montage sur son support soient simplifiés.

A cet effet, l'invention a pour objet une antenne émettrice de champ magnétique pour véhicule automobile, constituée d'une bobineà plusieurs spires, chaque spire étant formée de pistes électroconductrices sensiblement planes sur un support diélectrique non conducteur, caractérisée par le fait que lesdites pistes sont imprimées en spirale sur le support, sans pliure.

Dans une forme de réalisation particulière, les pistes sont réparties au moins deux plans distincts parallèles d'un support diélectrique a au moins une couche, la spire interne et/ou externe de chaque enroulement de pistes conductrices contenu dans l'un desdits plans parallèles étant reliéeà la spire interne ou externe de l'enroulement de pistes conductrices contenu dans un plan adjacent, la liaison entre lesdits enroulement s'effectuantà travers l'épaisseur d'une couche du support.

Avantageusement, l'extrémité libre de la spire interne d'un enroulement contenu dans un plan donné est reliéeà l'extrémité libre de la spire interne de l'enroulement dans un plan adjacent, par l'intermédiaire d'un trou métallisé traversant l'épaisseur de la couche de support intercalaire.

Selon une autre caractéristique, les spires des enroulements contenus dans deux plans parallèles adjacents sont décalées les unes par rapport autres, de façon qu'une spire d'un enroulement chevauche l'espace intercalaire entre deux spires adjacentes de l'enroulement contenu dans l'autre plan, pour diminuer les capacités parasites qui pourraient se former entre les spires contenues dans deux plans adjacents.

Dans une première forme de réalisation, le support est en matériau flexible, par exemple avec une épaisseur d'environ0,5 mm. Dans ce on peut prévoir que le support flexible présente, une face, une couche ou une feuille adhésive pour le collage ladite antenne sur pièce non plane du véhicule, par exemple un montant de portière, un barreau d'éclairage de la plaque d'immatriculation arrière, la console intérieure, ou le coffre intérieur du véhicule.

Bien entendu, les pistes conductrices imprimées sur leur support sont recouvertes d'un film ou d'une couche de protection.

Dans une autre variante, le support est en matériau rigide, par exemple en résine époxy.

Selon encore une autre caractéristique, l'antenne est coupléeà système d'émission basse fréquence pour un couplage magnétique distance entre ladite antenne émettrice et une bobine réceptrice.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci, apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés uniquementà titre illustratif et non limitatif, en référence au dessin schématique annexé.

Sur ce dessin: - la figure1 est une vue schématique de dessus d'un véhicule automobile pouvant être équipé de l'antenne selon l'invention; - la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, contenue dans un seul plan; - la figure2A est une vue partielle, analogueà la figure 2, selon une variante de réalisation; - la figure3 est une vue en coupe d'une antenne selon un second mode de réalisation de l'invention, contenue dans deux plans parallèles; la figure 4 est une vue analogueà la figure3, mais suivant une variante de réalisation.

Sur la figure1, on a représenté un véhicule automobile V qui peut être équipé d'une antenne selon l'invention, par exemple au niveau des montants de portes1, à l'intérieur de l'habitacle H, sur la console intérieure,à l'intérieur du coffreC ou sur le barreau d'éclairage de la plaque d'immatriculation arrière 2.

Comme visible sur la figure 2, l'antenne est constituéed' pluralité de pistes électroconductrices, par exemple en cuivre, forment ensemble une spirale. En l'espèce, les pistes sont constituées des brins rectilignes disposésà angle droit, pour former une bobine à section rectangulaire.A titre d'exemple, une bobine peut présenter neuf spires, pour une largeur de88 mm et une longueur de 149 mm, si l'antenne doit être intégrée dans un montant de portière1 ouà l'intérieur du coffreC, et une dimension de 48 mm pour275 mm si l'antenne doit être intégrée dans la console intérieure ou dans le barreau d 1 éclairage de la plaque d'immatriculation arrière 2.

Chaque spireSI, S2 ... Sn, n étant un nombre entier, comporte, sur figure 2, quatre brins disposés respectivementà angle droit pour former sensiblement un rectangle, chaque brin d'une spire ayant une longueur inférieure au brin parallèle de la spire adjacente, en partant de l'extérieur vers l'intérieur de l'antenne, d'une distance égaleà environ deux fois l'espace intercalairee entre deux pistes en cuivre. La spire la plus externeSI a son extrémité libre qui est reliée une première borne3, et la spire la plus interne Sn a son extrémité libre reliéeà une deuxième borne 4.

Les bornes3 et 4 et les spires de l'antenne sont collées sur un support diélectriqueS flexible ou rigide. Avec ce type 'antenne, il est possible d'obtenir une inductance faible, par exemple de l'ordre d'une dizaine de #tH, et une faible résistance, de l'ordre de quelques ohms.

Par exemple, les bornes3 et 4 précitées peuvent être reliées aux broches5 et6 d'un connecteur7 qui peut être relié aux bornes d'un amplificateur, pour un circuit d'émission basse fréquence. L'émetteur peut ainsi générer un courant assez fort, sans que l'antenne soit accordée. La broche6 forme un pont au-dessus des pistes de l'antenne.

Lorsque le support est flexible, il est possible de disposer une feuille auto-adhésive sur l'une des faces du support diélectrique, afin de coller l'antenne sur une pièce non plane intégrée au véhicule V, l'antenne épousant alors la forme de ladite pièce, ce qui permet, lorsque la pièce est métallique, de positionner l'antenneà une distance constante de ladite pièce métallique. On peut, ainsi, mieux maîtriser l'influence des parties métalliques du véhicule visà vis des paramètres électriques de l'antenne.

Cette antenne a également un diagramme de rayonnement en champ magnétique moins directif que des antennes bobinées classiques à noyau en ferrite. Les broches5 et6 peuvent être fixées aux bornes3 et par soudure, agrafage, collage conducteur ou autre.

Dans la variante de la figure2A, un segment de piste8 est imprimé sur supportS, avec un plot9, 10 à chaque extrémité, de façon que le plot9 soit relié par un pont de fil conducteur gainé11 la borne 4 précitée, le plot10 soit relié au connecteur7 par une broche 12 et la borne3 soit reliée au connecteur7 par la broche5 précitée.

En se 'férant maintenantà la figure3, on voit que l'antenne est constituée d'une pluralité de spiresSI à Sn disposées sur les deux faces du support diélectriqueS. Sur une première face du supportS sont disposées, par exemple, trois spiresSI à S3, dont la spire la plus externeSI présenteà son extrémité libre une première borne13 sur la périphérie du supportS. Sur l'autre face du même supportS, sont disposées trois autres spires S4à Sn superposées aux trois spires précédentes et dans un plan parallèle. La spire la plus externe Sn est reliée par une piste imprimée15 à un trou métallisé16 qui traverse l'épaisseur du support flexibleS, de façonà déboucher sur l'autre face dudit support, au voisinage mais espacé de la première borne13. La deuxième borne 14 est prévue au niveau dudit trou métallisé16 de façon que les deux bornes13 et 14 soient toutes les deux sur la même face du support, sans pont au-dessus des spires de l'antenne. Les deux spires les plus internesS3 et S4 de chaque côté du même supportS sont reliées électriquement par un trou métallisé17 traversant l'épaisseur du supportS, à la verticale des extrémités libres des deux spiresS3 et S4. Avec une telle construction, il est possible, pour une surface donnée d'un supportS, de disposer moins de spires de chaque côté du support, et ainsi de libérer un plus grand espace libreà l'intérieur des enroulements de l'antenne, ce qui permet d'augmenter le champ magnétique produit par l'antenne. La surface libre est identifiée sur la figure3 par l'écartementd de deux brins opposés de la même spire interneS3 ou S4. En alternance, il est possible de disposer un plus grand nombre de spires sur le même support, de chaque côté de celui- ci.

En variante, on pourrait prévoir un support multi-couches à plusieurs couches superposées, les spires étant disposées sur les différents plans situésà l'interface entre les différentes couches du support, ce qui permettrait d'obtenir une antenne sur plusieurs plans parallùles.

Dans la variante illustrée sur la figure 4, les spires S4à Sn dessous d'un support rigideS' sont décalées par rapport aux spiresà S3 du dessus du même supportS, de façon que les spires chevauchent mutuellement. Par exemple, la spireS2 de largeur chevauche' la fois l'espace intercalaire e entre deux spires sur le dessous du supportS', ainsi qu'une partie des deux spires situées de part et d'autre de cet espace intercalaire e. Ainsi, on peut diminuer les capacités parasites qui pourraient se former entre les spires situées de part et d'autre de l'épaisseur du supportS'. Dans ce cas, la piste18 reliant la spire Sn au trou métallisé16 est plus longue.

Bien entendu, la liaison électrique entre les spires situées dans différents plans peut être quelconque et n'est pas limitéeà un trou métallisé Les bornes13 et 14 peuvent être reliéesà un amplificateur, comme clest le cas pour l'antenne de la figure 2.

Claims

REVENDICATIONS 1 - Antenne émettrice de champ magnétique pour véhicule automobile (V), constituée d'une bobineà plusieurs spires(SI à Sn), chaque spire étant formée de pistes électroconductrices sensiblement planes sur un support diélectrique non conducteur(S, S'), caractérisée par le fait que lesdites pistes sont imprimées en spirale sur le support, sans pliure. 2- Antenne selon la revendication1, caractérisée par fait que les pistes sont réparties sur au moins deux plans distincts parallèles d'un support diélectrique(S, S') à au moins une couche, la spire interne(S3) et/ou externe de chaque enroulement de pistes conductrices contenu dans un desdits plans parallèles étant reliéeà la spire interne (S4) ou externe de l'enroulement de pistes conductrices contenu dans un plan adjacent, la liaison entre lesdits enroulement s'effectuantà travers l'épaisseur d'une couche du support. 3 - Antenne selon la revendication2, caractérisée par fait que l'extrémité libre de la spire interne(S3) d'un enroulement contenu dans un plan donné est reliéeà l'extrémité libre de la spire interne (S4) de l'enroulement dans un plan adjacent, par l'intermédiaire d'un trou métallisé( traversant l'épaisseur de la couche de support(S, S') intercalaire. 4- Antenne selon la revendication 2 ou3, caractérisée par le fait que les spires des enroulements contenus dans deux plans parallèles adjacents sont décalées les unes par rapport aux autres, de façon qu'une spire d'un enroulement chevauche l'espace intercalaire (e) entre deux spires adjacentesde l'enroulement contenu dans l'autre plan. 5 - Antenne selon l'une des revendications1 à 4, caractérisée par le fait que le support(S) est en matériau flexible, par exemple avec une épaisseur d'environ0,5 mm. 6 - Antenne selon la revendication5, caractérisée par le fait que le support flexible(S) présente, sur une face, une couche ou une feuille adhésive pour le collage de ladite antenne sur une pièce non plane du véhicule, par exemple un montant de portière(1), un barreau d 1 éclairage de la plaque d'immatriculation arrière (2), la console intérieure (H), ou le coffre intérieur(C) du véhicule (V). 7 - Antenne selon l' des revendications1à 5, caractérisée par le fait que le support(S') en matériau rigide, par exemple en résine époxy. 8 - Antenne selon l'une des revendications1 à 7, caractérisée par le fait que les pistes conductrices imprimées sur leur support(S, S') sont recouvertes d'un film ou d'une couche de protection. 9 - Antenne selon l'une des revendications1 à 8, caractérisée par le fait que l'antenne est coupléeà un système d'émission basse fréquence pour un couplage magnétiqueà distance entre ladite antenne émettrice et une bobine réceptrice.