FR2921762A1 - COMPACT AND TUNABLE ANTENNA FOR TRANSMITTING AND / OR RECEIVING TERMINAL - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une antenne pour un terminal d'émission et/ou de réception destiné à recevoir des signaux diffusés dans une bande de fréquences donnée lorsque que ladite antenne est excitée par un signal radiofréquence. Ladite antenne est caractérisée en ce qu'elle comprend-un élément métallique (M) qui est imprimé sur un substrat (S) de permittivité donnée et dont la forme est adaptée pour que ledit élément métallique (M) résonne à une fréquence centrale de ladite bande de fréquences donnée lorsqu'il est excité par ledit signal radiofréquence,-un élément diélectrique (D) de permittivité supérieure à celle dudit substrat (S) qui est en contact direct avec la face opposée à celle imprimée dudit substrat (S), et-des éléments inductifs et capacitifs permettant l'accord en fréquence dans ladite bande de fréquence.The present invention relates to an antenna for a transmitting and / or receiving terminal for receiving signals broadcast in a given frequency band when said antenna is excited by a radio frequency signal. Said antenna is characterized in that it comprises a metal element (M) which is printed on a substrate (S) of a given permittivity and whose shape is adapted so that said metal element (M) resonates at a central frequency of said given frequency band when excited by said radiofrequency signal; a dielectric element (D) of greater permittivity than said substrate (S) which is in direct contact with the face opposite to that printed from said substrate (S), and inductive and capacitive elements allowing frequency tuning in said frequency band.

Description

La présente invention concerne une antenne pour un terminal d'émission et/ou de réception destiné à recevoir des services et/ou programmes multimédia diffusés dans une bande de fréquences donnée. I1 existe de nombreux terminaux d'émission et/ou de réception de signaux radiofréquences par exemple mobiles, tels que des téléphones, des PDA et autres ordinateurs de poche pour n'en citer que quelques-uns, qui sont équipés d'antennes leur permettant de recevoir des signaux diffusés par voie hertzienne aérienne. Ce type de signaux peut-être utilisé, par exemple, pour la diffusion de services et/ou de programmes multimédia dans le cadre d'applications aussi diverses que la téléphonie, la télévision ou autres applications, par exemple de type ferroviaire. La forme et les dimensions d'une antenne sont déterminées selon la bande de fréquences dans laquelle les signaux sont diffusés et selon l'espace réservé pour cette antenne lorsque cette dernière est intégrée au terminal d'émission et/ou de réception. L'antenne, objet de la présente invention, est une antenne intégrée qui est de plus destinée à recevoir des signaux diffusant des services et/ou des programmes multimédias dans une bande de fréquences donnée telle que par exemple dans une plage de fréquences de la bande de fréquences UHF qui s'étend de 470 à 750 MHz. Compte tenu de la bande de fréquences UHF et donc des longueurs d'onde importantes, les antennes de réception intégrées qui existent actuellement et qui sont définies pour une telle bande de fréquences requièrent un volume relativement important. Cependant, les fabricants de terminaux souhaitent minimiser les dimensions de leurs terminaux d'émission et/ou de réception pour des raisons commerciales et donc minimiser au maximum l'espace réservé dans ces terminaux pour loger ces antennes. The present invention relates to an antenna for a transmitting and / or receiving terminal for receiving services and / or multimedia programs broadcast in a given frequency band. There are numerous terminals for transmitting and / or receiving mobile radio frequency signals, such as telephones, PDAs and other handheld computers to name but a few, which are equipped with antennas enabling them to operate. receive signals broadcast over the air. This type of signal can be used, for example, for broadcasting services and / or multimedia programs in the context of applications as diverse as telephony, television or other applications, for example of the rail type. The shape and dimensions of an antenna are determined according to the frequency band in which the signals are broadcast and according to the space reserved for this antenna when the latter is integrated in the transmitting and / or receiving terminal. The antenna, object of the present invention, is an integrated antenna which is moreover intended to receive signals broadcasting services and / or multimedia programs in a given frequency band such as for example in a frequency range of the band UHF frequency range from 470 to 750 MHz. Given the UHF frequency band and therefore the long wavelengths, the integrated reception antennas that currently exist and are defined for such a frequency band require a relatively large volume. However, the terminal manufacturers wish to minimize the dimensions of their transmitting and / or receiving terminals for commercial reasons and thus minimize the space reserved in these terminals for housing these antennas.

La réduction des dimensions d'une antenne existante pose le problème du maintien de ses performances. En effet, considérons qu'une antenne est constituée d'un élément métallique imprimé sur un substrat de permittivité relative donnée. La forme de l'élément métallique et la permittivité du substrat ont été choisies de manière à ce que l'élément métallique résonne à une fréquence donnée et à ce que l'antenne puisse être logée dans un volume souhaité. I1 est connu qu'une telle antenne peut être réduite dimensionnellement en remplaçant le substrat de permittivité donnée par un autre substrat de permittivité plus élevée étant donné que les dimensions de l'antenne sont proportionnelles à la longueur d'onde qui elle-même est inversement proportionnelle à la permittivité du ou des matériaux qui composent l'antenne. Reducing the dimensions of an existing antenna poses the problem of maintaining its performance. Indeed, consider that an antenna consists of a metal element printed on a given relative permittivity substrate. The shape of the metal element and the permittivity of the substrate have been chosen so that the metallic element resonates at a given frequency and that the antenna can be housed in a desired volume. It is known that such an antenna can be reduced in size by replacing the permittivity substrate given by another substrate of higher permittivity since the dimensions of the antenna are proportional to the wavelength which itself is inversely proportional to the permittivity of the material or materials that make up the antenna.

Cependant, la fabrication industrielle de telles antennes, et notamment l'impression de l'élément métallique sur un substrat de permittivité élevée, a un coût financier important qui se répercute sur le coût final des terminaux d'émission et/ou de réception qui utilisent ce type d'antenne. However, the industrial manufacture of such antennas, and in particular the printing of the metal element on a substrate of high permittivity, has a significant financial cost which affects the final cost of the transmitting and / or receiving terminals which use this type of antenna.

Le problème technique résolu par la présente invention, est de déterminer la forme et les dimensions d'une antenne qui permet de recevoir des signaux diffusés dans une bande de fréquences donnée, qui puisse se loger dans un volume aussi réduit que possible tout en conservant un coût de fabrication raisonnable. A cet effet, la présente invention concerne une antenne pour un terminal d'émission et/ou de réception destiné à recevoir des signaux diffusés dans une bande de fréquences donnée lorsque que ladite antenne est excitée par un signal radiofréquence. Ladite antenne est caractérisée en ce qu'elle comprend -un élément métallique qui est imprimé sur un substrat de permittivité donnée et dont la forme est adaptée pour que ledit élément métallique résonne à une fréquence centrale appartenant à ladite bande de fréquences donnée lorsqu'il est excité par ledit signal radiofréquence, et -un élément diélectrique de permittivité supérieure à celle dudit substrat qui est en contact direct avec la face opposée à celle imprimée dudit substrat. L'élément métallique est ainsi imprimé sur un substrat de permittivité peu élevée couramment utilisé par les fabricants de circuits électroniques et de terminaux d'émission et/ou de réception. La permittivité et l'épaisseur du substrat sont fixées par le fabricant du substrat et les concepteurs de terminaux d'émission et/ou de réception choisissent souvent des substrats de faibles épaisseurs pour minimiser le poids de l'ensemble. Pour réduire les dimensions de l'antenne sur un tel substrat, il faut augmenter la permittivité relative du matériau au niveau de l'élément métallique qui joue le rôle de l'antenne. Pour cela, l'idée directrice de l'invention est d'associer à ce substrat un élément diélectrique de forte permittivité permettant d'augmenter artificiellement la permittivité au niveau de l'élément métallique antennaire. La permittivité globale de l'ensemble substrat/ élément diélectrique est inférieure à la permittivité de l'élément diélectrique et supérieure à la permittivité du substrat. Cette valeur globale augmente avec l'épaisseur de l'élément diélectrique. Plus l'épaisseur du substrat est faible, comparativement à l'épaisseur de l'élément diélectrique, et plus la permittivité globale se rapproche de la permittivité de l'élément diélectrique. The technical problem solved by the present invention is to determine the shape and dimensions of an antenna which makes it possible to receive signals broadcast in a given frequency band, which can be housed in as small a volume as possible while retaining a reasonable manufacturing cost. For this purpose, the present invention relates to an antenna for a transmitting and / or receiving terminal for receiving signals broadcast in a given frequency band when said antenna is excited by a radio frequency signal. Said antenna is characterized in that it comprises a metal element which is printed on a given permittivity substrate and whose shape is adapted so that said metal element resonates at a central frequency belonging to said given frequency band when it is excited by said radiofrequency signal, and a dielectric element of permittivity greater than that of said substrate which is in direct contact with the face opposite to that printed of said substrate. The metal element is thus printed on a low permittivity substrate commonly used by the manufacturers of electronic circuits and transmitting and / or receiving terminals. The permittivity and thickness of the substrate are set by the substrate manufacturer and the transmit and / or receive terminal designers often choose substrates of small thicknesses to minimize the weight of the assembly. To reduce the dimensions of the antenna on such a substrate, it is necessary to increase the relative permittivity of the material at the level of the metallic element which plays the role of the antenna. For this, the main idea of the invention is to associate with this substrate a dielectric element of high permittivity for artificially increasing the permittivity at the level of the antenna metal element. The overall permittivity of the substrate / dielectric element assembly is lower than the permittivity of the dielectric element and greater than the permittivity of the substrate. This overall value increases with the thickness of the dielectric element. The lower the thickness of the substrate, compared to the thickness of the dielectric element, the closer the overall permittivity is to the permittivity of the dielectric element.

De plus, pour un motif de l'élément métallique donné, la fréquence de résonance de l'ensemble diminue quand la permittivité globale augmente et augmente quand la permittivité globale diminue. La faible taille de l'élément métallique imprimé fait que sa fréquence de résonance se situe bien au-dessus de la bande de fréquence UHF visée. Pour ramener cette fréquence de résonance dans la bande souhaitée, il faut par conséquent choisir un élément diélectrique dont la valeur de permittivité permet d'augmenter la permittivité globale au niveau de cet élément métallique. Selon un mode de réalisation de l'antenne, le substrat et l'élément diélectrique sont collés. Selon une autre caractéristique de l'antenne, l'ensemble constitué du substrat et de l'élément diélectrique est en relation avec un élément, dit d'adaptation de l'antenne, qui comporte une face dont la surface est métallisée. Selon un mode de réalisation de l'antenne, l'ensemble substrat et élément diélectrique est posé sur la surface métallisée dudit élément d'adaptation de l'antenne. Selon un autre mode de réalisation, l'ensemble substrat et élément diélectrique est prolongé par l'élément d'adaptation de l'antenne. Selon un mode de réalisation de l'antenne, l'élément métallique de l'antenne comprend une partie pleine dite centrale qui est destinée à être excitée par un signal radiofréquence en un point dit d'excitation situé sur un bord de ladite partie centrale et une partie dite périphérique qui entoure ladite partie centrale à l'exception dudit bord. De plus, lesdites parties périphérique et centrale sont à une distance qui leur permet d'être couplées électromagnétiquement entre elles lorsque ladite partie centrale est excitée en son point d'excitation par un signal radiofréquence. In addition, for a given metal element pattern, the resonant frequency of the set decreases as the overall permittivity increases and increases as the overall permittivity decreases. The small size of the printed metal element makes its resonant frequency well above the UHF frequency band. To reduce this resonance frequency in the desired band, it is therefore necessary to choose a dielectric element whose permittivity value makes it possible to increase the overall permittivity at this metal element. According to one embodiment of the antenna, the substrate and the dielectric element are glued. According to another characteristic of the antenna, the assembly consisting of the substrate and the dielectric element is in relation with an element, called the antenna adaptation element, which has a face whose surface is metallized. According to one embodiment of the antenna, the substrate and dielectric element assembly is placed on the metallized surface of said antenna adaptation element. According to another embodiment, the substrate and dielectric element assembly is extended by the adapter element of the antenna. According to one embodiment of the antenna, the metallic element of the antenna comprises a so-called central solid portion which is intended to be excited by a radiofrequency signal at a so-called excitation point situated on an edge of said central portion and a so-called peripheral part which surrounds said central part except for said edge. In addition, said peripheral and central portions are at a distance that allows them to be electromagnetically coupled together when said central portion is excited at its excitation point by a radio frequency signal.

Selon un mode de réalisation, l'ensemble constitué du substrat et de l'élément diélectrique étant en relation avec un élément, dit d'adaptation de l'antenne, qui comporte une face métallisée, ladite partie périphérique est constituée de trois brins de largeur différente qui forment un U et dont les deux extrémités sont reliées à un même potentiel de masse situé sur la surface métallisée de l'élément d'adaptation de l'antenne. Selon une autre caractéristique de l'antenne, l'un desdits trois brins de la partie périphérique étant prolongé par un autre brin et les deux dits brins étant séparés par un espace, l'antenne comprend un élément capacitif qui est logé dans ledit espace et la valeur de capacité dudit élément capacitif varie en fonction de la valeur d'une tension continue appliquée à cet élément. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse car elle permet d'accorder la fréquence de résonance de l'antenne, c'est-à-dire de choisir la fréquence centrale de la bande de fréquences de réception de l'antenne. En effet, dans le cas où le terminal d'émission et/ou de réception est susceptible de recevoir des services et/ou programmes multimédia qui sont chacun diffusés dans une bande de fréquences différente, telle que par exemple dans une plage de fréquences relativement étroite (de l'ordre de 8 MHz) d'une bande de fréquences donnée plus large (la bande de fréquences UHF), il est avantageux de pouvoir modifier le comportement radiofréquence de cette antenne afin qu'elle résonne à la fréquence centrale de cette nouvelle plage de fréquences sur laquelle est diffusé un service et/ou programme multimédia souhaité. Selon une variante de l'antenne, ledit substrat étant appelé premier substrat, l'antenne comporte un second substrat, sur lequel est imprimé un second élément métallique identique à celui imprimé sur le premier substrat, et qui est en contact direct avec la face de l'élément diélectrique qui est opposée à celle qui est déjà en contact avec le premier substrat. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet d'obtenir de la diversité d'antenne. En effet, l'élément diélectrique de haute permittivité est commun à deux antennes qui peuvent avoir une orientation différente. Ces deux antennes peuvent alors recevoir plusieurs signaux issus d'un signal initial. Durant leur propagation, les signaux émis par un émetteur principal subissent des altérations dues aux réflexions multiples en particulier en milieu urbain. Ceci conduit à l'obtention de multiples trajets. Le signal initial peut alors venir de plusieurs directions avec des caractéristiques de phase et d'amplitude différentes. Un traitement électronique associé à ces antennes permet alors de choisir quel est parmi les signaux reçus celui à choisir pour obtenir la meilleure qualité du service et/ou programme multimédia diffusé. According to one embodiment, the assembly consisting of the substrate and the dielectric element being in relation with an antenna adaptation element, which comprises a metallized face, said peripheral portion consists of three strands of width different which form a U and whose two ends are connected to the same ground potential located on the metallized surface of the antenna adapter element. According to another characteristic of the antenna, one of said three strands of the peripheral portion being extended by another strand and said two strands being separated by a space, the antenna comprises a capacitive element which is housed in said space and the capacitance value of said capacitive element varies as a function of the value of a DC voltage applied to this element. This feature is particularly advantageous because it allows tuning the resonance frequency of the antenna, that is to say, to choose the central frequency of the frequency band receiving the antenna. Indeed, in the case where the transmission terminal and / or reception is likely to receive services and / or multimedia programs that are each broadcast in a different frequency band, such as for example in a relatively narrow frequency range (of the order of 8 MHz) of a given wider frequency band (the UHF frequency band), it is advantageous to be able to modify the radiofrequency behavior of this antenna so that it resonates at the central frequency of this new range of frequencies on which a desired service and / or multimedia program is broadcast. According to a variant of the antenna, said substrate being called first substrate, the antenna comprises a second substrate, on which is printed a second metal element identical to that printed on the first substrate, and which is in direct contact with the face of the antenna. the dielectric element which is opposite to that which is already in contact with the first substrate. This embodiment is particularly advantageous because it makes it possible to obtain antenna diversity. Indeed, the high permittivity dielectric element is common to two antennas that can have a different orientation. These two antennas can then receive several signals from an initial signal. During their propagation, the signals emitted by a main transmitter undergo alterations due to multiple reflections, particularly in urban areas. This leads to obtaining multiple paths. The initial signal can then come from several directions with different phase and amplitude characteristics. An electronic processing associated with these antennas then makes it possible to choose which among the received signals the one to choose to obtain the best quality of the broadcast service and / or multimedia program.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 qui représente une vue d'ensemble en perspective d'un mode de réalisation de l'antenne selon la présente invention, la Fig. 2 qui représente une variante du mode de réalisation de l'antenne de la Fig. 1, la Fig. 3 qui représente les détails de l'élément métallique du mode de réalisation de l'antenne de la Fig. 1, la Fig. 3bis qui représente un détail de l'élément métallique de la Fig. 3 montrant le positionnement des éléments de capacité variable sur cet élément, la Fig. 4 qui représente des mesures du coefficient de réflexion de l'antenne en fonction de la valeur de tension continue appliqué aux bornes de deux éléments à capacité variable, et la Fig. 5 qui représente une variante de l'antenne de la Fig. 1. Par la suite, nous donnerons les dimensions de l'antenne telle qu'elle a été réalisée pour la réception de signaux diffusés dans une plage de fréquences de largeur 8MHz de la bande de fréquences UHF. Pour rappeler que ces dimensions ne correspondent qu'à ce mode particulier de réalisation de l'antenne, nous emploierons l'expression de préférence. De plus, ces dimensions peuvent varier selon la bande de fréquences visée ou selon quelques variations dues, notamment, à des impératifs de fabrication. The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, said description being made in connection with the attached drawings, among which: FIG. . 1 which is an overall perspective view of an embodiment of the antenna according to the present invention, FIG. 2 which represents a variant of the embodiment of the antenna of FIG. 1, FIG. 3 which shows the details of the metallic element of the embodiment of the antenna of FIG. 1, FIG. 3a which shows a detail of the metal element of FIG. 3 showing the positioning of the variable capacity elements on this element, FIG. 4 which shows measurements of the reflection coefficient of the antenna as a function of the DC voltage value applied across two variable capacitance elements, and FIG. 5 which represents a variant of the antenna of FIG. 1. Next, we will give the dimensions of the antenna as it was made for the reception of broadcast signals in a frequency range of 8MHz wide of the UHF frequency band. To recall that these dimensions only correspond to this particular embodiment of the antenna, we will use the expression of preference. In addition, these dimensions may vary according to the frequency band targeted or according to some variations due, in particular, to manufacturing requirements.

La Fig. 1 représente une vue d'ensemble en perspective de l'antenne ANT selon un mode de réalisation de la présente invention. L'antenne ANT comprend un substrat S de forme parallélépipédique rectangle et d'une permittivité relative donnée. La longueur et la largeur du substrat S sont de préférence égales à 25 mm et l'épaisseur du substrat S est de préférence égale à 0,8 mm. Fig. 1 is an overall perspective view of the antenna ANT according to an embodiment of the present invention. The antenna ANT comprises a substrate S of rectangular parallelepiped shape and a given relative permittivity. The length and the width of the substrate S are preferably equal to 25 mm and the thickness of the substrate S is preferably equal to 0.8 mm.

L'antenne ANT comprend également un élément diélectrique D également de forme parallélépipédique rectangle et d'une permittivité relative de valeur supérieure à celle du substrat S. La longueur et la largeur de l'élément diélectrique D sont de préférence égales à 25 mm et l'épaisseur est de préférence égale à 1,8 mm. Selon un mode de réalisation de l'antenne ANT, l'élément diélectrique D est une céramique. Sur une face S I du substrat S, en l'occurrence la face du substrat S qui est visible sur la Fig. 1, est imprimé un élément métallique M dont les détails de forme et de dimensions sont donnés à la Fig. 2 dans le cas où l'antenne est prévue pour résonner à la fréquence centrale d'une plage de fréquences de largeur 8MHz de la bande de fréquences UHF. La face opposée à la surface S 1 est en contact direct avec une face de l'élément diélectrique D. Selon un mode de réalisation de l'antenne ANT, le substrat S et l'élément diélectrique D sont collés. Selon une autre caractéristique de l'antenne, l'ensemble constitué du substrat S et de l'élément diélectrique D est en relation avec un élément P, dit d'adaptation du gain d'antenne, qui comporte une face dont la surface P1 est métallisée. L'élément P est dit d'adaptation du gain d'antenne car la surface PI est défmie de manière à conserver une adaptation d'antenne correcte autour de 50 ohms, c'est-à-dire à maintenir une valeur du coefficient de réflexion de l'antenne inférieure (-11,...-20, - 30,... dB) à une valeur donnée, fixée de préférence à -10 dB (1/10 de la puissance incidente). Le maintien d'une valeur d'adaptation de l'antenne dans ces limites permet d'éviter l'utilisation d'un filtre d'adaptation. Cet élément P est par exemple un circuit imprimé dont une de ses faces est entièrement métallisée. Selon le mode de réalisation de la Fig. 1, l'ensemble constitué du substrat S et de l'élément diélectrique D est posé sur la surface métallisée PI de l'élément d'adaptation du gain de l'antenne P. Selon un autre mode de réalisation, l'élément P est dans le prolongement du substrat S. Selon l'illustration de la Fig. 2, l'élément P est en contact avec un des bords BO du substrat S mais selon d'autres variantes, l'élément P peut être en contact avec un autre bord du substrat S. Selon le mode de réalisation de la Fig. 1 ou l'une des variantes décrites en relation avec la Fig. 2, la surface P1 est à un potentiel de masse. On peut noter que dans le cas de la Fig. 1, à la fois le substrat S et l'élément diélectrique D, bien que posés sur la surface PI, ne sont pas soumis à un potentiel particulier et ne sont pas au potentiel de masse. La Fig. 3 représente les détails de l'élément métallique M du mode de réalisation de l'antenne ANT de la Fig. 1. The antenna ANT also comprises a dielectric element D also of rectangular parallelepipedal shape and a relative permittivity of value greater than that of the substrate S. The length and the width of the dielectric element D are preferably equal to 25 mm and the The thickness is preferably 1.8 mm. According to one embodiment of the antenna ANT, the dielectric element D is a ceramic. On a face S I of the substrate S, in this case the face of the substrate S which is visible in FIG. 1, is printed a metal element M whose details of shape and dimensions are given in FIG. 2 in the case where the antenna is designed to resonate at the center frequency of a 8 MHz frequency range of the UHF frequency band. The face opposite to the surface S 1 is in direct contact with a face of the dielectric element D. According to one embodiment of the antenna ANT, the substrate S and the dielectric element D are glued. According to another characteristic of the antenna, the assembly consisting of the substrate S and the dielectric element D is in relation with an antenna gain matching element P which has a surface whose surface P1 is Metallic. The element P is said to adapt the antenna gain because the surface PI is defined so as to maintain a correct antenna matching around 50 ohms, that is to say to maintain a value of the reflection coefficient from the lower antenna (-11, ... - 20, - 30, ... dB) to a given value, preferably fixed at -10 dB (1/10 of the incident power). Maintaining an adaptation value of the antenna within these limits makes it possible to avoid the use of an adaptation filter. This element P is for example a printed circuit, one of its faces is fully metallized. According to the embodiment of FIG. 1, the assembly consisting of the substrate S and the dielectric element D is placed on the metallized surface PI of the gain matching element of the antenna P. According to another embodiment, the element P is in the extension of the substrate S. According to the illustration of FIG. 2, the element P is in contact with one of the edges BO of the substrate S, but according to other variants, the element P may be in contact with another edge of the substrate S. According to the embodiment of FIG. 1 or one of the variants described in relation to FIG. 2, the surface P1 is at a ground potential. It can be noted that in the case of FIG. 1, both the substrate S and the dielectric element D, although placed on the surface PI, are not subjected to a particular potential and are not at ground potential. Fig. 3 shows the details of the metal element M of the embodiment of the antenna ANT of FIG. 1.

L'élément métallique M comprend une partie centrale pleine qui se situe approximativement au milieu de la face SI et qui comprend deux parties référencées 11 et 12 jointives, de formes rectangulaires, de largeurs égales, de préférence, respectivement à 11mm et 4,5mm et de longueurs égales, de préférence, respectivement à 14,5mm et 4mm. The metal element M comprises a solid central part which is situated approximately in the middle of the face S1 and which comprises two parts referenced 11 and 12 contiguous, of rectangular shapes, of equal widths, preferably, respectively at 11 mm and 4.5 mm and of equal length, preferably at 14.5mm and 4mm, respectively.

La partie 12 s'étend jusqu'à un bord BO1 de la face Si. Le terme pleine signifie que la surface des parties 11 et 12 sur la face Si est entièrement métallisée. La partie 12 comporte un point d'excitation qui permet d'exciter cette partie par un signal radiofréquence. Pour cela, un orifice est aménagé dans l'élément P pour permettre le passage d'un élément de connexion (non représenté) qui achemine le signal radiofréquence jusqu'au point d'excitation. L'élément métallique M comporte également une partie dite périphérique qui entoure la partie centrale à l'exception du bord BO1 qui comporte le point d'excitation. La partie périphérique est en forme de U et est essentiellement constituée de trois brins B1, B2 et B3 qui ont chacun une largeur différente. De plus, l'élément d'adaptation de l'antenne P, lorsqu'il est présent, est positionné par rapport à la partie périphérique de l'antenne de manière à ce que les deux extrémités de la forme en U soient reliées à un même potentiel de masse sur la surface métallisée P1 de l'élément P. Part 12 extends to an edge BO1 of the Si face. The full term means that the surface of the portions 11 and 12 on the Si face is fully metallized. Part 12 comprises an excitation point which makes it possible to excite this part by a radiofrequency signal. For this, an orifice is arranged in the element P to allow the passage of a connection element (not shown) which routes the radiofrequency signal to the excitation point. The metal element M also comprises a so-called peripheral part which surrounds the central part with the exception of the edge BO1 which comprises the excitation point. The peripheral portion is U-shaped and consists essentially of three strands B1, B2 and B3 which each have a different width. In addition, the adapter element of the antenna P, when present, is positioned relative to the peripheral portion of the antenna so that both ends of the U-shape are connected to an antenna. same mass potential on the metallized surface P1 of the element P.

Le brin B1 forme la majeure partie de la première branche de la forme en U. Il débute à proximité du bord opposé au bord BO1 et s'étend sur une longueur de préférence égale à 12,6 mm. Le brin B1 est prolongé en direction du bord BO1 par les brins B5, B6 et B7 séparés deux à deux par un espace. Les brins B5 et B6 ont une largeur de préférence égale à 2mm et le brin B7 qui s'étend jusqu'au bord BO1 a une largeur de préférence égale à 4mm. Le brin B2 forme la jonction entre les deux branches de la forme en U. Le brin B2 a une largeur égale de préférence à 0,5mm et une longueur égale de préférence à l4mm. Ce brin s'étend linéairement d'une extrémité du brin B1 jusqu'à une extrémité du brin B3 et perpendiculairement à ces deux brins. Le brin B2 se situe à une distance par rapport à la partie 11 de manière à ce qu'il soit couplé électromagnétiquement avec cette partie lorsque celle-ci est excitée par un signal radiofréquence. Cette distance est de préférence égale à 2mm. Le brin B3 forme la seconde branche de la forme en U. Le brin B3 s'étend perpendiculairement au brin B2 en direction du bord BO1 sur une distance égale de préférence à 15,7 mm. Le brin B2 est prolongé par le brin B4 qui s'étend jusqu'au bord BO1 et qui a, de préférence, une largeur de 2mm. Les brins B4 et B7 sont destinés à être reliés au potentiel de masse. Pour cela, les brins B4 et B7 sont soudés sur la face S1 de l'élément P. The strand B1 forms the major part of the first branch of the U-shape. It starts near the edge opposite the edge BO1 and extends over a length preferably equal to 12.6 mm. The strand B1 is extended towards the edge BO1 by the strands B5, B6 and B7 separated two by two by a space. The strands B5 and B6 have a width preferably equal to 2 mm and the strand B7 extending to the edge BO1 has a width preferably equal to 4 mm. The strand B2 forms the junction between the two branches of the U-shape. The strand B2 has a width preferably equal to 0.5 mm and a length preferably equal to 14 mm. This strand extends linearly from one end of the strand B1 to one end of the strand B3 and perpendicular to these two strands. Strand B2 is at a distance from part 11 so that it is electromagnetically coupled with this part when it is excited by a radiofrequency signal. This distance is preferably equal to 2mm. The strand B3 forms the second branch of the U-shape. The strand B3 extends perpendicularly to the strand B2 in the direction of the edge BO1 over a distance preferably equal to 15.7 mm. The strand B2 is extended by the strand B4 which extends to the edge BO1 and which preferably has a width of 2mm. Strands B4 and B7 are intended to be connected to the ground potential. For this, the strands B4 and B7 are soldered to the face S1 of the element P.

Les brins BI, B5, B6 et B7 sont situés à une distance de la partie centrale qui leur permet d'être couplés électromagnétiquement avec elle lorsque celle-ci est excitée par un signal radiofréquence. Ces brins sont à une distance égale de préférence à lmm de la partie centrale. Strands BI, B5, B6 and B7 are located at a distance from the central portion that allows them to be electromagnetically coupled with it when it is excited by a radio frequency signal. These strands are at an equal distance preferably 1 mm from the central portion.

Les brins BI et B5 (B5, B6) sont séparés d'un espace égal de préférence à 0,3mm. Chacun de ces deux espaces a été aménagé afm de pouvoir loger un élément capacitif Cl et C2 (représenté à la Fig. 3bis) dont la valeur de capacité varie en fonction de la valeur d'une tension continue appliquée à ces deux éléments. Ce type d'élément, dit à capacité variable, est connu de l'état de la technique sous le nom de diode varicap. Strands BI and B5 (B5, B6) are separated by a gap preferably equal to 0.3 mm. Each of these two spaces has been arranged in order to accommodate a capacitive element C1 and C2 (shown in Fig. 3a) whose capacitance value varies as a function of the value of a DC voltage applied to these two elements. This type of element, called variable capacitance, is known in the state of the art under the name of varicap diode.

Selon la Fig. 3bis, l'élément Cl est logé dans l'espace formé entre les brins BI et B5 et l'élément C2 est logé dans l'espace formé entre les brins B5 et B6. L'orifice aménagé dans l'élément P permet le passage d'un élément de connexion (non représenté) qui achemine la tension continue jusqu'aux éléments à capacité variable Cl et C2. According to FIG. 3bis, the element C1 is housed in the space formed between the strands BI and B5 and the element C2 is housed in the space formed between the strands B5 and B6. The orifice arranged in the element P allows the passage of a connection element (not shown) which conveys the DC voltage to the variable capacitance elements C1 and C2.

Les brins B6 et B7 sont séparés d'un espace de préférence égal à 0,3mm. Cet espace a été aménagé afin de pouvoir loger un élément inductif Ll dont la valeur permet de diminuer la fréquence de résonance de l'ensemble constitué par les éléments BI, B2 et B3. L'association série de l'élément selfique L1 avec les éléments de l'antenne permet l'utilisation de l'ensemble à une fréquence plus basse que celle prévue pour l'antenne seule. Les brins B3 et B4 sont séparés d'un espace de préférence égal à 0,3mm. Cet espace permet aussi de diminuer la fréquence de résonance de l'ensemble constitué par les éléments BI, B2 et B3. L'antenne ANT, telle que décrite aux Figs. 3 et 3bis, est prévue pour être équipée des deux éléments à capacité variable Cl et C2. Dans ce cas, des éléments selfiques L2 et L3 de forte valeur sont placés entre le brin B5 et la partie 11 tel que représenté à la Fig. 3bis, et entre les brins B3 et B4 de manière à assurer le même potentiel continu aux éléments à capacité variable Cl et C2 sachant que les brins B.7 et B4 sont reliés au potentiel de masse. Il est bien entendu que pour cette configuration, le potentiel continu est acheminé par la partie centrale et le point d'excitation radiofréquences. Une variante de l'antenne ANT serait de ne l'équiper que d'un seul élément à capacité variable logé dans un des deux espaces, par exemple celui entre les brins B5 et B6 et en reliant entre eux les brins Bi et B5 afin de combler l'espace non utilisé entre ces brins. Dans ce cas, il n'y a pas d'élément selfique L3 entre les brins B3 et B4. Comme on l'a vu précédemment, les dimensions de l'antenne ANT, et notamment celles de l'élément métallique M, ont été données pour que l'antenne résonne dans une plage de fréquences de 8 MHz de la bande de fréquences UHF. Une telle antenne permet ainsi de recevoir un service et/ou un programme multimédia diffusé dans cette plage de fréquences de 8 MHz. Afin que l'antenne puisse également recevoir un service et/ou programme multimédia dans une plage de fréquences de la bande de fréquences UHF autre que celle pour laquelle elle a été déterminée initialement, il est nécessaire d'accorder l'antenne sur cette autre plage de fréquences. C'est le rôle des éléments à capacité variable Cl et C2 situés dans les espaces prévus. La Fig. 4 représente un diagramme des mesures du coefficient de réflexion de l'antenne ANT en fonction de la valeur de tension continue appliquée aux bornes des éléments à capacité variable Cl et C2. The strands B6 and B7 are separated by a space preferably equal to 0.3 mm. This space has been arranged in order to accommodate an inductive element L1 whose value makes it possible to reduce the resonance frequency of the assembly constituted by the elements BI, B2 and B3. The series combination of the inductive element L1 with the elements of the antenna allows the use of the assembly at a lower frequency than that provided for the antenna alone. The strands B3 and B4 are separated by a space preferably equal to 0.3 mm. This space also makes it possible to reduce the resonance frequency of the set constituted by the elements BI, B2 and B3. The antenna ANT, as described in FIGS. 3 and 3bis, is intended to be equipped with two elements with variable capacity C1 and C2. In this case, inductive elements L2 and L3 of high value are placed between the strand B5 and the part 11 as shown in FIG. 3bis, and between the strands B3 and B4 so as to ensure the same continuous potential to the variable capacitance elements C1 and C2 knowing that the strands B.7 and B4 are connected to the ground potential. It is understood that for this configuration, the continuous potential is routed through the central portion and the radio frequency excitation point. A variant of the ANT antenna would be to equip it with only one variable capacity element housed in one of the two spaces, for example between the strands B5 and B6 and connecting the strands Bi and B5 together in order to fill the unused space between these strands. In this case, there is no inductive element L3 between strands B3 and B4. As seen above, the ANT antenna dimensions, and in particular those of the metal element M, have been given for the antenna to resonate in a frequency range of 8 MHz of the UHF frequency band. Such an antenna thus makes it possible to receive a service and / or multimedia program broadcast in this 8 MHz frequency range. In order for the antenna to also receive a service and / or multimedia program in a frequency range of the UHF frequency band other than that for which it was initially determined, it is necessary to tune the antenna to this other range. of frequencies. This is the role of variable capacity elements C1 and C2 located in the spaces provided. Fig. 4 represents a diagram of the measurements of the reflection coefficient of the antenna ANT as a function of the value of DC voltage applied across the variable capacitance elements C1 and C2.

L'antenne a été réalisée selon un mode particulier pour résonner dans une plage de fréquences de 8 MHz centrée autour de la fréquence 480MHz qui correspond au cas où la valeur de la tension continue est nulle (0V). Lorsque la tension continue présente une valeur de 5,3 volts, la fréquence centrale de la plage de fréquences devient égale à 500 MHz, lorsque la valeur de la tension continue évolue, cette fréquence centrale évolue également dans la bande de fréquences UHF pour atteindre, selon l'exemple de la Fig. 4, la valeur de 700 MHz lorsque la tension continue vaut 29,8 volts. L'antenne a également été réalisée avec une diode varicap différente, la fréquence centrale évoluant alors entre 480 MHz et 700 MHz lorsque la tension 25 continue varie de 0 à 6 volts. Ainsi, l'accord de l'antenne ANT est contrôlé par la valeur de la tension continue appliquée aux éléments de capacité variable Cl et C2 permettant ainsi à l'antenne ANT de résonner à la fréquence centrale d'une quelconque plage de fréquences de largeur 8 MHz de la bande UHF. 30 Il est ainsi possible, par exemple, selon le service et/ou le programme multimédia qu'un utilisateur du terminal d'émission et/ou de réception désire recevoir, de déterminer par des moyens de contrôle de la tension continue (non représentés) pour accorder l'antenne ANT sur la plage de fréquences correspondante sur laquelle ce service et/ou programme multimédia est diffusé. The antenna was made in a particular mode to resonate in a frequency range of 8 MHz centered around the frequency 480 MHz which corresponds to the case where the value of the DC voltage is zero (0V). When the DC voltage has a value of 5.3 volts, the center frequency of the frequency range becomes equal to 500 MHz, when the value of the DC voltage changes, this center frequency also changes in the UHF frequency band to reach, according to the example of FIG. 4, the value of 700 MHz when the DC voltage is 29.8 volts. The antenna was also made with a different varicap diode, the center frequency then changing between 480 MHz and 700 MHz when the DC voltage varies from 0 to 6 volts. Thus, the tuning of the antenna ANT is controlled by the value of the DC voltage applied to the variable capacitance elements C1 and C2 thus enabling the antenna ANT to resonate at the center frequency of any frequency range of width. 8 MHz of the UHF band. It is thus possible, for example, depending on the service and / or the multimedia program that a user of the transmission and / or reception terminal wishes to receive, to determine by means of control of the DC voltage (not shown). to tune the antenna ANT to the corresponding frequency range on which this service and / or multimedia program is broadcast.

Quel que soit l'accord en fréquences choisi de l'antenne ANT, l'antenne ANT conserve une adaptation en impédance qui évolue peu autour de la valeur de 50 ohms. On peut noter que l'antenne ANT est également équipée d'éléments inductifs qui participent à l'accord en fréquence de l'antenne ANT entre les brins B6 et B7, et d'éléments inductifs entre les brins B3 et B4 et entre le brin B5 et la partie 11 qui contribuent à l'acheminement de la tension continue jusqu'aux éléments à capacité variable Cl et C2. La valeur des éléments inductifs L2 et L3 servant à l'acheminement de la tension continue est suffisamment élevée pour que les impédances de ces éléments ne perturbent pas les couplages électromagnétiques entre les éléments métalliques de l'antenne. Certains autres éléments inductifs et autres éléments à capacité variable peuvent éventuellement être utilisés afin d'accorder précisément en fréquence l'antenne dans une bande de fréquence donnée. Pour cela, il est nécessaire que le coefficient de qualité de l'ensemble de ces éléments soit inférieur au coefficient de qualité de l'antenne ANT. En effet, le coefficient de qualité de l'antenne ANT détermine la largeur de bande de fréquences instantanée. Un coefficient de qualité de l'ensemble éléments/antenne qui serait plus élevé réduirait cette largeur de bande passante. L'antenne ANT ainsi constituée résonne à une fréquence centrale d'une bande de fréquences donnée lorsqu'un signal radiofréquence est appliqué au point d'excitation de la partie centrale. L'inventeur a observé que l'antenne ANT présentait un diagramme de rayonnement surprenant. En effet, il est connu qu'un antagonisme existe entre obtenir une antenne de petites dimensions et obtenir une antenne directive qui procure le plus souvent de meilleures performances en terme de gain qu'une antenne qui ne serait pas directive. On aurait pu s'attendre que l'antenne ANT, du fait de ses dimensions réduites, présente un diagramme de rayonnement comportant des lobes de formes similaires, chacun de ces lobes étant relatif à l'un des brins BI, B2 et B3. Cependant, le lobe relatif au brin B2 est plus prononcé que les deux autres lobes procurant ainsi à l'antenne ANT un caractère directif surprenant et par voie de conséquence des performances d'antenne accrues par rapport à celles des antennes actuelles. Cet effet serait dû, notamment, aux largeurs différentes des brins B I, B2 et B3. Selon une variante de l'antenne représentée à la Fig. 5, l'antenne ANT comporte un second substrat T, sur lequel est imprimé un élément métallique N identique à l'élément métallique M représenté à la Fig. 3. Regardless of the frequency tuning chosen for the ANT antenna, the ANT antenna retains an impedance match that changes little around the 50 ohm value. It may be noted that the antenna ANT is also equipped with inductive elements which participate in the frequency tuning of the antenna ANT between the strands B6 and B7, and of inductive elements between the strands B3 and B4 and between the strand. B5 and part 11 which contribute to the routing of the DC voltage to the variable capacitance elements C1 and C2. The value of the inductive elements L2 and L3 serving for the direct voltage routing is sufficiently high so that the impedances of these elements do not disturb the electromagnetic couplings between the metallic elements of the antenna. Certain other inductive elements and other variable capacitance elements may optionally be used to precisely frequencyize the antenna in a given frequency band. For this, it is necessary that the quality coefficient of all of these elements is less than the quality coefficient of the antenna ANT. Indeed, the quality coefficient of the antenna ANT determines the instantaneous bandwidth of frequencies. A quality coefficient of the elements / antenna set that would be higher would reduce this bandwidth. The antenna ANT thus formed resonates at a central frequency of a given frequency band when a radio frequency signal is applied to the excitation point of the central part. The inventor observed that the antenna ANT exhibited a surprising radiation pattern. Indeed, it is known that there is an antagonism between obtaining a small antenna and obtaining a directive antenna which usually provides better performance in terms of gain than an antenna that is not directive. It could have been expected that the antenna ANT, because of its reduced dimensions, has a radiation pattern comprising lobes of similar shapes, each of these lobes being relative to one of the strands BI, B2 and B3. However, the lobe relative to B2 strand is more pronounced than the other two lobes thus providing the ANT antenna a surprising directional character and consequently increased antenna performance compared to those of current antennas. This effect would be due, in particular, to the different widths of strands B I, B2 and B3. According to a variant of the antenna shown in FIG. 5, the antenna ANT comprises a second substrate T, on which is printed a metal element N identical to the metal element M shown in FIG. 3.

Le substrat T est en contact direct avec la face de l'élément diélectrique D qui est opposée à celle qui est en contact avec le substrat S. The substrate T is in direct contact with the face of the dielectric element D which is opposite to that which is in contact with the substrate S.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1) Antenne pour un terminal d'émission et/ou de réception destiné à recevoir des signaux diffusés dans une bande de fréquences donnée lorsque que ladite antenne est excitée par un signal radiofréquence, caractérisée en ce qu'elle comprend -un élément métallique (M) qui est imprimé sur un substrat (S) de permittivité donnée et dont la forme est adaptée pour que ledit élément métallique (M) résonne à une fréquence centrale de ladite bande de fréquences donnée lorsqu'il est excité par ledit signal radiofréquence, et -un élément diélectrique (D) de permittivité supérieure à celle dudit substrat (S) qui est en contact direct avec la face opposée à celle imprimée dudit substrat (S). 1) Antenna for a transmitting and / or receiving terminal intended to receive signals broadcast in a given frequency band when said antenna is excited by a radiofrequency signal, characterized in that it comprises a metal element (M ) which is printed on a substrate (S) of a given permittivity and whose shape is adapted so that said metal element (M) resonates at a central frequency of said given frequency band when it is excited by said radiofrequency signal, and a dielectric element (D) of permittivity greater than that of said substrate (S) which is in direct contact with the face opposite to that printed of said substrate (S). 2) Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le substrat (S) et l'élément diélectrique (D) sont collés. 2) Antenna according to claim 1, characterized in that the substrate (S) and the dielectric element (D) are glued. 3) Antenne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'ensemble substrat (S) et élément diélectrique (D) est en relation avec un élément (P), dit d'adaptation du gain d'antenne, qui comporte une face dont la surface est métallisée (PI). 3) Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the substrate assembly (S) and dielectric element (D) is in relation with a member (P), said antenna gain matching, which comprises a face whose surface is metallized (PI). 4) Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble substrat (S) et élément diélectrique (D) est posé sur ladite surface métallisée (PI) de l'élément d'adaptation du gain d'antenne (P). 25 4) Antenna according to claim 3, characterized in that the substrate assembly (S) and dielectric element (D) is placed on said metallized surface (PI) of the antenna gain matching element (P). 25 5) Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble substrat (S) et élément diélectrique (D) est prolongé par l'élément d'adaptation du gain d'antenne (P). 5) Antenna according to claim 3, characterized in that the substrate assembly (S) and dielectric element (D) is extended by the antenna gain matching element (P). 6) Antenne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élément 30 métallique (M) comprend une partie pleine dite centrale qui est destinée à être excitée par un signal radiofréquence en un point dit d'excitation situé sur un bord (BO1) de ladite partie centrale et une partie dite périphérique qui entoure ladite partie centrale à l'exception dudit bord (BO1), lesdites parties périphérique et centrale étant à une 20distance qui leur permet d'être couplées électromagnétiquement entre elles lorsque ladite partie centrale est excitée en son point d'excitation par un signal radiofréquence. 6) Antenna according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metal element (M) comprises a so-called central solid portion which is intended to be excited by a radiofrequency signal at a so-called excitation point located on an edge (BO1) of said central portion and a so-called peripheral portion which surrounds said central portion except said edge (BO1), said peripheral and central portions being at a distance which enables them to be electromagnetically coupled together when said central part is excited at its excitation point by a radiofrequency signal. 7) Antenne selon la revendication 6, l'ensemble substrat (S) et élément diélectrique (D) étant en relation avec un élément (P), dit d'adaptation du gain d'antenne, qui comporte une face métallisée (PI), caractérisée en ce que ladite partie périphérique est constituée de trois brins (BI, B2 et B3) de largeur différente qui forment un U et dont les deux extrémités sont reliées à un même potentiel de masse situé sur la surface métallisée (PI) de l'élément d'adaptation du gain d'antenne (P). 7) Antenna according to claim 6, the substrate assembly (S) and dielectric element (D) being in relation with a member (P), said adaptation of the antenna gain, which comprises a metallized face (PI), characterized in that said peripheral portion consists of three strands (BI, B2 and B3) of different width which form a U and whose two ends are connected to a same mass potential located on the metallized surface (PI) of the antenna gain matching element (P). 8) Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'un desdits trois brins (BI) de la partie périphérique étant prolongé par un autre brin (B5) et les deux dits brins étant séparés par un espace, l'antenne comprend un élément capacitif (Cl) qui est logé dans ledit espace et la valeur de capacité dudit élément capacitif varie en fonction de la valeur d'une tension continue appliquée à cet élément. 8) Antenna according to claim 7, characterized in that one of said three strands (BI) of the peripheral portion being extended by another strand (B5) and said two strands being separated by a space, the antenna comprises a capacitive element (C1) which is housed in said space and the capacitance value of said capacitive element varies as a function of the value of a DC voltage applied to this element. 9) Antenne selon l'une des revendications précédentes, ledit substrat étant appelé premier substrat, caractérisé en ce que l'antenne comporte un second substrat, sur lequel est imprimé un second élément métallique identique à celui imprimé sur le premier substrat, et qui est en contact direct avec la face de l'élément diélectrique qui est opposée à celle qui est déjà en contact avec le premier substrat. 9) An antenna according to one of the preceding claims, said substrate being called first substrate, characterized in that the antenna comprises a second substrate, on which is printed a second metal element identical to that printed on the first substrate, and which is in direct contact with the face of the dielectric element which is opposite to that which is already in contact with the first substrate. 10) Antenne selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément diélectrique est une céramique. 10) Antenna according to one of the preceding claims characterized in that the dielectric element is a ceramic. 11) Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments inductifs et/ou à capacité variable prévus pour accorder finement en fréquence l'antenne dans une bande de fréquences donnée, le coefficient de qualité de l'ensemble desdits éléments étant inférieur au coefficient de qualité de l'antenne. 11) Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises inductive elements and / or variable capacitance provided for finely tuning the antenna in a given frequency band, the quality coefficient of the all of said elements being lower than the quality coefficient of the antenna.