FR2963168A1 - Antenne imprimee a rayonnement directif de preference optiquement transparente - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une antenne imprimée comprenant : un plan de masse (10) constitué par au moins un dépôt conducteur (100) ; un plan de rayonnement (30) disposé au dessus du plan de masse (10), le plan de rayonnement comprenant un élément rayonnant (31, 32, 33) ; caractérisée en ce que le plan de rayonnement est constitué par au moins un dépôt conducteur (300) et en ce que l'élément rayonnant est constitué par des discontinuités (31, 32, 33) formées dans le dépôt conducteur (300), les discontinuités dessinant une fente annulaire (33) et deux parenthèses (31, 32) encadrant ladite fente (33).

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne le domaine des télécommunications et particulièrement celui des antennes imprimées pour les réseaux cellulaires mobiles.

Et l'invention concerne plus particulièrement une antenne imprimée et notamment une antenne imprimée optiquement transparente dont le plan de masse est constitué par un dépôt conducteur optiquement transparent, de préférence en forme de grille. L'invention trouve notamment application dans le cadre des io télécommunications UMTS 2000 (en anglais, « Universal Mobile Telecommunication Standard 2000 »).

ETAT DE LA TECHNIQUE Une antenne imprimée comprend habituellement un plan de masse, is un plan de rayonnement comprenant un ou plusieurs éléments rayonnants et un substrat diélectrique (par exemple de l'air) interposé entre le plan de masse et le plan de rayonnement. L'élément rayonnant (en anglais, « patch ») est habituellement constitué d'une surface carrée conductrice imprimée sur le plan de 20 rayonnement et alimentée par une ligne micro-ruban (en anglais, « microstrip ») imprimée sur le plan de rayonnement ou bien sur un autre plan disposé entre le plan de masse et le plan de rayonnement. La mise en oeuvre d'un élément rayonnant carré ne permet toutefois pas de régler suffisamment le diagramme de rayonnement de l'antenne en 25 fonction des applications visées.

PRESENTATION DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est d'améliorer les performances des antennes imprimées de type connu. 30 A cet effet, selon un premier aspect, l'invention concerne une antenne imprimée comprenant : un plan de masse constitué par au moins un dépôt conducteur ; un plan de rayonnement disposé au dessus du plan de masse, le plan de rayonnement comprenant un élément rayonnant ; caractérisée en ce que le plan de rayonnement est constitué par au moins un dépôt conducteur et en ce que l'élément rayonnant est constitué par des discontinuités formées dans le dépôt conducteur, les discontinuités dessinant une fente annulaire et deux parenthèses encadrant ladite fente. L'antenne de l'invention permet, du fait de la structure de l'élément rayonnant d'avoir une plus large bande de fréquences d'adaptation et des diagrammes de rayonnement dans les plans horizontaux et verticaux plus io resserrés par rapport à une antenne patch classique. En outre, le dépôt conducteur peut être tel que l'antenne soit optiquement transparente. D'autres aspects de l'antenne selon le premier aspect de l'invention sont les suivants : 15 elle comprend en outre, un plan d'alimentation disposé au dessus du plan de masse, le plan d'alimentation comprenant une ligne d'alimentation ; l'élément rayonnant est disposé au dessus de la ligne d'alimentation, la fente annulaire et les deux parenthèses étant 20 concentriques ; la ligne d'alimentation est constituée par au moins un dépôt conducteur d'une première largeur constante sur une première partie de la ligne, d'une seconde largeur constante sur une seconde partie de la ligne, la seconde partie étant dans le 25 prolongement de la première partie, et d'une troisième largeur constante sur une troisième partie de la ligne, la troisième partie étant dans le prolongement de la seconde partie et est en vis-à-vis de l'élément rayonnant ; la jonction entre la troisième partie et la seconde partie est centrée 30 sur la portion de la fente annulaire croisant ladite jonction ; la fente annulaire de l'élément rayonnant est connectée en deux points de la troisième partie de la ligne d'alimentation, chaque point étant respectivement disposé aux intersections entre la ligne d'alimentation et la fente annulaire ; la fente annulaire de l'élément rayonnant est de forme générale sensiblement rectangulaire ; le dépôt conducteur du plan de masse et/ou du plan de rayonnement et/ou du plan d'alimentation est un maillage conducteur tel que le plan contenant ledit maillage est io optiquement transparent ; le dimensionnement du maillage conducteur, le cas échéant : o du plan de masse varie localement selon l'activité électromagnétique de l'élément rayonnant placé en vis-à-vis ; et/ou 15 o du plan de rayonnement varie localement selon son activité électromagnétique ; et/ou o du plan d'alimentation varie localement selon l'activité électromagnétique de la ligne d'alimentation ; le plan de masse et/ou le plan d'alimentation et/ou le plan de 20 rayonnement repose(nt) sur un (des) substrat(s) transparent(s) rigide(s) ou souple(s), plan(s) ou courbe(s) pour épouser une surface conforme, le(s) substrat(s) étant de préférence en verre ; chaque plan est séparé par un substrat diélectrique, le substrat diélectrique est un gaz, de préférence de l'air ; 25 les discontinuités sont formées par suppression du dépôt conducteur de manière à dessiner les parenthèses et les fentes annulaires. Selon un second aspect, l'invention concerne réseau d'antennes comprenant une pluralité d'antennes selon le premier aspect de l'invention.

Dans le réseau d'antennes selon le second aspect de l'invention, les antennes sont agencées, sur un panneau, les unes par rapport aux autres selon au moins une arborescence.

PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : la figure 1 illustre une vue tridimensionnelle de l'antenne de io l'invention ; la figure 2 illustre une vue de côté de l'antenne de l'invention ; la figure 3 illustre une vue de dessus de l'antenne de l'invention ; la figure 4 illustre une vue de dessus du plan de rayonnement de l'antenne de l'invention 15 la figure 5 illustre une vue de dessus du plan d'alimentation de l'antenne de l'invention la figure 6 illustre une vue de dessus du plan de masse de l'antenne de l'invention la figure 7 illustre une vue détaillée de l'élément rayonnant du plan 20 de rayonnement de l'antenne de l'invention ; les figures 8a, 8b et 8c illustrent le réglage du dépointage de l'antenne de l'invention la figure 9 illustre un schéma d'un réseau d'antennes comprenant plusieurs antennes de l'invention ; 25 les figures 10a et 10b illustrent respectivement une vue de dessus et une vue tridimensionnelle d'une antenne conventionnelle dite « patch » telle que connue ; les figures 11 a et 11 b illustrent des performances de l'antenne de l'invention comparées à celles d'une antenne conventionnelle dite 30 « patch » telle que connue ; les figures 12a et 12b illustrent le dépointage progressif du lobe principal du diagramme de rayonnement de l'antenne de l'invention ; la figure 13 illustre une disposition tri-sectorielle de plusieurs 5 antennes de l'invention montées sur une station de base. Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références numériques identiques.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION i0 On fait référence dans ce qui suit aux figures 1 à 13. On entend dans la description qui suit par matériau « optiquement transparent » un matériau qui est transparent dans au moins une partie du domaine de la lumière visible, laissant passer au moins environ 30% de 15 cette lumière, et de préférence plus de 60% de la lumière.

Description générale de l'antenne L'antenne imprimée comprend un plan de masse 10 constitué par un dépôt conducteur 100, un plan de rayonnement 30 disposé au dessus du 20 plan de masse 10, le plan de rayonnement 30 comprenant un élément rayonnant 31, 32, 33. Elle comprend en outre un plan d'alimentation 20 interposé entre le plan de masse 10 et le plan de rayonnement 30. Le plan d'alimentation 20 comprend une ligne d'alimentation 21. 25 Chaque plan 10, 20, 30 est par exemple un substrat de verre d'épaisseur comprise entre 1 et 5 mm, typiquement 1,1 mm de taille comprise entre 300 x 300 et 500 x 500 mm2, typiquement 400 x 400 mm2. L'antenne comprend également un substrat diélectrique 3 disposé entre le plan de masse 10 et le plan d'alimentation 20 d'une part et entre le 30 plan d'alimentation 20 et le plan de rayonnement 30 d'autre part.

Le substrat diélectrique 3 est, par exemple, un gaz (neutre : azote, argon,...), de préférence de l'air ou un matériau à faibles constantes magnéto-diélectriques. Le substrat diélectrique 3 est, par exemple, d'épaisseur comprise entre 5 4 et 12 mm, typiquement 8 mm. Chaque plan 10, 20, 30 comporte un dépôt conducteur 100, 200, 300 qui selon le plan 10, 20, 30 auquel il se rapporte décrit ou non un motif, l'ensemble constitué par les plans 10, 20, 30 permettant d'obtenir une fonction antennaire. io Pour assurer l'alimentation de l'antenne, une plaque 23 comprenant une prise coaxiale 213 est connectée à la ligne d'alimentation 21, cette plaque 23 permet en outre de lier entre elles les plans de masse 10 et de rayonnement 30. Les dépôts conducteurs 100, 200, 300 sont positionnés is avantageusement sur la surface supérieure du plan de masse 10 et du plan d'alimentation 20 et sur la surface inférieure du plan de rayonnement 30 de sorte que le dépôt 200 du plan d'alimentation 20 et le dépôt 300 du plan de rayonnement 300 sont séparés par le substrat diélectrique 3. En outre, le dépôt 100 du plan de masse 10 et le dépôt 200 du plan 20 d'alimentation sont quant à eux séparés par l'épaisseur du substrat comprenant le plan d'alimentation et par le substrat diélectrique 3. D'autres superpositions sont envisageables, notamment la disposition des dépôts conducteurs du plan de masse 10 et/ou du plan de rayonnement 30 respectivement sur la surface inférieure du plan de masse 10 et/ou sur la 25 surface supérieure du plan de rayonnement 30.

Plan de masse Le plan de masse 10 est complètement recouvert d'un dépôt conducteur 100 sans ou avec discontinuités. 30 On précise que l'on entend par discontinuité un enlèvement localisé ou non du matériau constituant le dépôt conducteur.

Plan d'alimentation Le plan d'alimentation 20 comprend un dépôt conducteur qui forme la ligne d'alimentation 21 de l'antenne. On note qu'au delà de la ligne d'alimentation 21, il n'y a pas de dépôt 5 conducteur. De manière plus précise, la ligne d'alimentation 21 est constituée par au moins un dépôt conducteur d'une première largeur constante sur une première partie 210 de la ligne 21, d'une seconde largeur constante sur une seconde partie 211 de la ligne 21, la seconde partie étant dans le io prolongement de la première partie 210, et d'une troisième largeur constante sur une troisième partie 212 de la ligne 21, la troisième partie étant dans le prolongement de la seconde partie 211 et est en vis-à-vis de l'élément rayonnant. De préférence, la largeur de la troisième partie 212 est supérieure à la is largeur de la seconde partie 211. En outre, il est possible de régler le dépointage du diagramme de rayonnement de l'antenne en modifiant la position relative de l'élément rayonnant le long des seconde et troisième parties 211, 212 (voir plus bas). On rappelle que le dépointage d'une antenne pour les réseaux 20 cellulaires UMTS est généralement utilisé dans le plan vertical des diagrammes de rayonnement.

Plan de rayonnement Le plan de rayonnement 30 est constitué par un dépôt conducteur 300. 25 L'élément rayonnant est constitué par des discontinuités 31, 32, 33 formées dans le matériau conducteur 300, les discontinuités dessinant une fente annulaire 33 et deux parenthèses 31, 32 encadrant ladite fente 33. Cette structure de fente annulaire, en association avec les deux parenthèses 32, 33, permet d'avoir une plus large bande de fréquences 30 d'adaptation et des diagrammes de rayonnement dans les plans horizontaux et verticaux plus resserrés par rapport à une antenne patch classique.

Le réglage de la bande d'adaptation est réalisé en contrôlant plusieurs paramètres, comme par exemple, la taille d'ouverture des parenthèses 31 et 32 ; l'espacement entre les parenthèses 31, 32 et la fente 33. En outre, l'ouverture angulaire du diagramme de rayonnement horizontal à mi-puissance peut être contrôlée par la pondération de l'amplitude du signal alimentant les deux points de la fente annulaire. De plus, le dépointage angulaire du lobe principal du diagramme de rayonnement horizontal est contrôlé par la pondération de la phase du signal alimentant les deux points de la fente annulaire. io On note que par une simple homothétie des dimensions de l'antenne, on peut optimiser son fonctionnement dans des bandes de fréquences inférieures ou supérieures. On donne ici, de manière non limitative, des dimensions optimisées (voir figure 7) de l'antenne et notamment du motif dessiné sur le plan de is rayonnement pour que l'antenne fonctionne autour de 2 GHz. La fente annulaire 33 prend ici une forme simplifiée carrée avec une largeur de fente de 7,5 mm et de 58 mm de coté extérieur, les pointes de la fente rectangulaire étant biseautées à 45° sur une profondeur correspondante à la largeur de la fente. Les deux parenthèses sont deux 20 fentes de 6 mm de largeur et de 86,6 mm de longueur à l'extérieur, suivant la forme biseautée de la fente annulaire jusqu'à former des segments à 90° de 10 mm de longueur. Elles sont espacées entre elles également de 86,6 mm à l'extérieur, centrées autour de la fente annulaire et disposées d'un coté et de l'autre de l'axe de la ligne de l'alimentation 212. Cette ligne 25 possède une longueur de 55 mm et une largeur de 27 mm. Dans le cas illustré sur les figures 7 et 8b, la fente annulaire est constituée de quatre parties : une partie inférieure gauche 334, une partie inférieure droite 333, une partie supérieure gauche 331 et une partie supérieure droite 332.

La fente annulaire 33 est centrée sur un repère orthonormé X,Y pris dans le plan de rayonnement. Chaque partie 331, 332, 333, 334 correspond schématiquement à un quadrant du repère X, Y. De manière avantageuse, comme on l'a mentionné ci-dessus, on peut déplacer de manière relative l'élément rayonnant 33 par rapport à la ligne d'alimentation 21 pour modifier le dépointage du diagramme de rayonnement de l'antenne. Les figures 8a, 8b, 8c illustrent le positionnement de l'élément rayonnant par rapport à la ligne d'alimentation 21. io Pour expliciter ce positionnement, on considère le point A de jonction entre les troisième 212 et seconde 211 parties ainsi que dans le cas où l'élément rayonnant est de forme carré, le centre de symétrie B de la partie inférieure droite qui est au dessus de la seconde partie 211 de la ligne d'alimentation 21 de l'antenne. 15 La modification du dépointage de l'antenne est obtenue en décalant le point B par rapport au point A selon une droite qui passe par les points A et B, droite qui est en outre un axe de symétrie longitudinal de la troisième partie 212.

20 Dépôts conducteurs Les dépôts conducteurs 100, 200, 300 peuvent être formés dans tout matériau conducteur, par exemple un dépôt de cuivre. Les dépôts conducteurs 100, 200, 300 peuvent être optiquement transparents ou non. 25 En effet, afin de rendre plus discrète ou encore intégrer une antenne imprimée au sein de surfaces vitrées (par exemple fenêtre) on préfère une antenne optiquement transparente. L'antenne imprimée optiquement transparente est obtenue en utilisant, pour les plans de masse, de rayonnement et d'alimentation, des substrats 30 diélectriques transparents de type verre ou plexiglas.

Le dépôt conducteur optiquement transparent est par exemple de l'oxyde d'indium dopé à l'étain ITO ou de l'oxyde d'étain dopé à l'argent AgHT déposé sur un film plastique (par exemple un film en polyester). Pour améliorer la transparence de l'antenne imprimée optiquement transparente, on peut remplacer les dépôts conducteurs par un maillage conducteur. Le maillage utilisé possède un certain nombre de paramètres qui ont une influence sur la transparence optique. On note que le dimensionnement du maillage conducteur 100 du plan io de masse 10 peut varier localement selon l'activité électromagnétique de l'élément rayonnant 31, 32, 33 A cet effet, on peut se référer à la demande de brevet FR 10/50392, « Antenne imprimée optiquement transparente à plan de masse maillé ». Comme pour le plan de masse 10, on peut également régler le is dimensionnement du maillage du plan de rayonnement 30 en fonction de son activité électromagnétique locale. Ainsi, à proximité de la fente annulaire 33, des fentes parenthèses 31, 32 et au dessus de la ligne d'alimentation 21, le maillage est resserré et ailleurs le maillage est relâché afin de gagner en transparence optique sans 20 pour autant dégrader les performances radioélectriques globales de l'antenne. De même, le maillage de la ligne d'alimentation 21 sera plus resserré pour assurer sa fonction d'alimentation, le resserrement du maillage pouvant être maximal à proximité de la prise coaxiale 213 (feuille ou couche 25 métallique sans aucun évidement). En outre, les maillages du plan de rayonnement 300 et du plan de masse 100 seront progressivement relâchés et/ou affectés de discontinuités au voisinage des bords de l'antenne afin de limiter le rayonnement de la face arrière (voir à ce sujet la demande de brevet FR 10/50392). 30 On précise que le maillage conducteur est par exemple réalisé en fer, nickel, chrome, titane, tantale, molybdène, étain, indium, zinc, tungstène, platine, manganèse, magnésium, plomb, de préférence en argent, cuivre, or ou aluminium ou alliage de métaux choisi selon la conductivité électrique. Il prend typiquement la forme d'une grille dont le ratio entre la dimension des ouvertures de la maille et la largeur des pistes de la maille définit le niveau de transparence optique du plan de masse, de la ligne d'alimentation du plan d'alimentation et du plan de rayonnement. Bien entendu, on n'est pas limité à l'utilisation d'un maillage en forme de grille, d'autres formes étant bien entendu envisageables (voir aussi à ce sujet FR 10/50392). io On précise ici que le dimensionnement du maillage est caractérisé par son pas (ou sa périodicité), par la largeur et l'épaisseur des pistes conductrices (ou par l'ouverture réalisée dans le pas). Le dépôt conducteur peut être obtenu par différents moyens. Le dépôt conducteur peut ainsi être constitué d'une feuille métallique is (clinquant) ou d'une couche mince conductrice déposée sur un substrat transparent inorganique (silice, verre, saphir,...) ou organique (plexiglas, polyméthylpentène, polycarbonate, polyéthylène téréphtalate, BCB,...). On relèvera que l'utilisation de substrats de polymère souple à faible perte facilite le transfert de l'antenne sur ou dans les supports adaptés (fenêtre, 20 vitrine, pare-brise de véhicule...). Le dépôt conducteur peut être réalisé par voie physique (PVD), par exemple par pulvérisation, évaporation sous vide, ablation laser, etc. ou encore par d'autres voies, par exemple dépôt chimique (argenture, cuivrage, dorure, aluminure, étamage, nickelage,...), par sérigraphie, par dépôt 25 électrolytique, par dépôt chimique en phase vapeur (CVD, PECVD, OMCVD, ...), etc. Les ouvertures du maillage conducteur dans la feuille ou film métallique peuvent être réalisées par photolithogravure standard à partir d'un photomasque ou d'un masque transféré par écriture laser sur une réserve et 30 la gravure chimique associée, ou par tampongraphie suivie d'une gravure chimique, ou encore par gravure ionique au travers d'un masque.

Le maillage peut également être directement réalisé par sérigraphie au travers d'un écran (en anglais, « screen printing »), par impression par jet d'une encre conductrice (et recuit associé), par électroformage, par écriture directe via la décomposition sous faisceau laser d'un organométallique, etc.

Bien entendu, on n'est nullement limité aux modes de réalisation décrits ici, mais on peut envisager toute variante à la portée de l'homme du métier et particulièrement la combinaison de différents modes de réalisation ci-dessus décrits.

io Réseau d'antennes En associant plusieurs antennes élémentaires du type décrit ci-dessus, on peut constituer un réseau d'antennes UMTS, dit aussi panneau UMTS. La figure 9 illustre un exemple de tel panneau. Le panneau est constitué de plusieurs antennes imprimées 1 is disposées selon une ou plusieurs arborescence 51. Le panneau de la figure 9 comprend seize antennes imprimées 1 disposées sur deux arborescences 51 de quatre niveaux disposées l'une par rapport à l'autre de sorte que les antennes imprimées soient dirigées vers le centre du panneau 50. Dans ce panneau 50, pour chaque antenne du panneau, la seconde 20 partie 211 de la ligne d'alimentation 21 est inclinée à 45° par rapport à la première partie 210 de la ligne d'alimentation 21, la première partie 210 de la ligne d'alimentation 21 étant perpendiculaire à un axe de symétrie longitudinal du panneau 50. Une telle disposition permet la formation d'un réseau d'antennes 25 linéaires possédant une polarisation principale à 45°. On note qu'il est possible de créer une diversité de polarisation avec l'association d'un autre réseau possédant une polarisation principale orientée à -45° disposé dans le même plan et découplé grâce à une variation du dimensionnement du maillage tel que décrit dans la demande FR 30 10/050392.

De cette manière, on obtient deux réseaux linéaires (+45° et -45°) formant une antenne panneau à diversité de polarisation alimentés chacun par un connecteur 52. D'autres types d'association d'antennes élémentaires du type décrit dans le présent texte sont possibles, dans le but d'obtenir des réseaux d'antennes à diagrammes de rayonnement spécifiques et à l'usage des systèmes de télécommunications.

Performances io Comparaison avec une antenne imprimée de type patch On compare ici les avantages d'une antenne imprimée telle que décrite ci-dessus (ci-après antenne à fente annulaire) par rapport à une antenne imprimée conventionnelle de type « patch » connue. Cette antenne conventionnelle de type « patch » comprend un 15 élément rayonnant carré 90 aussi issu de la technologie imprimée et servant souvent de référence (voir les figures 10a et 10b). Le patch carré 90 est alimenté par une ligne microruban 91. Ces deux éléments positionnés sur un substrat 94 sous lequel se trouve un plan de masse 93. 20 Avant de décrire les performances en détail, on peut noter que grâce à sa géométrie originale, l'antenne à fente annulaire permet d'obtenir deux propriétés majeures pour son utilisation dans les antennes panneaux pour les réseaux cellulaires : - une large bande passante couvrant toute la bande de fréquences 25 UMTS (1900 - 2170 MHz), caractérisée par un faible coefficient de réflexion, c'est-à-dire inférieur à -10 dB dans toute la bande ; - une directivité accrue, caractérisée par une ouverture angulaire du diagramme de rayonnement horizontal à mi-puissance proche de 65° 30 Sur la figure 11 a sont représentés les niveaux d'adaptation en dB (S') en fonction de la fréquence de fonctionnement (GHz).

Tel que connu, on considère couramment un élément rayonnant comme adapté à une bande passante lorsque son coefficient de réflexion (S') est inférieur à -10 dB dans toute la bande et autour de sa fréquence centrale.

Le patch classique est adapté entre 1,99 GHz et 2,015 GHz (voir courbe 102), sa bande est donc de 25 MHz, soit 1,25 % de bande passante. La structure présentée ici est fortement résonnante. L'antenne à fente annulaire est, quant à elle, adaptée entre 1,85 GHz et 2,20 GHz (voir courbe 101), sa bande est donc de 350 MHz, soit 17,3 0/0 io de bande passante. Ainsi, comme on peut le constater, l'antenne à fente annulaire a une bande élargie, ce qui est obtenue grâce à la conjugaison optimisée de la fente et des parenthèses. L'antenne à fente annulaire a donc l'avantage de posséder une bande is fréquentielle de travail beaucoup plus large que l'antenne patch classique. Sur la figure 11 b sont représentés les diagrammes de rayonnement de l'antenne patch classique et de l'antenne à fente annulaire. On sait que la directivité d'une antenne est donnée par l'ouverture angulaire dans le plan recherché. 20 On s'intéresse ici au plan horizontal, celui de la couverture surfacique d'une station de base pour réseaux cellulaires, sur laquelle sont positionnées les antennes-panneaux en disposition tri-sectorielle. Une disposition tri-sectorielle est représentée à la figure 13. Cette disposition fait appel à des sources possédant des ouvertures à mi- 25 puissance (à -3 dB) à environ 65° (ou à environ 120° à -10 dB). Pour comparer les diagrammes de rayonnement des antennes et notamment l'ouverture angulaire, on compare alors les ouvertures correspondant aux niveaux à -3 dB. Sur la figure 11 b sont représentés les diagrammes de rayonnement 30 de l'antenne patch classique (courbe 112) et de l'antenne à fente annulaire (courbe 111) pour une fréquence de fonctionnement à 2 GHz.

On constate que l'ouverture à -3 dB est de 86° pour le patch rayonnant et de seulement 64° pour l'antenne à fente annulaire. Ici encore, on a montré les avantages de l'antenne à fente annulaire par rapport à l'antenne patch classique.

Ainsi, cette nouvelle structure permet d'offrir une directivité plus forte et conforme au besoin des antennes-panneaux tri-sectoriels en resserrant l'ouverture du diagramme de rayonnement et de fonctionner sur une bande de fréquences de travail plus importante, notamment dans toute la bande UMTS 1900 - 2170 MHz. i0 Dépointage angulaire La figure 12a illustre le diagramme de rayonnement de l'antenne dans le plan H pour trois positions du point A par rapport au point B et à une fréquence de fonctionnement de 2,17 GHz dans la bande UMTS. 15 On note que l'antenne possède un rayonnement identique dans le plan E. La figure 12b illustre les différentes positions P1, P2, P3 du point A relativement au point B dans un repère X, Y centré sur l'élément rayonnant. Le point B a les coordonnées X=Y=17,86 mm dans le repère X, Y tel 20 qu'illustré sur la figure 8b. La position P1 du point A correspond aux coordonnées X=Y=20,86 mm, la position P2 du point A correspond aux coordonnées X=Y=17,86 mm et la position P3 du point A correspond aux coordonnées X=Y=14,86 mm. En référence à la figure 12a, on constate que le positionnement du 25 point A à la position P1 (la ligne est en retrait par rapport à la structure rayonnante) correspond à une direction du lobe principal dans l'axe de la source rayonnante. Lorsque le point A est sous le point B (position P2 sur la figure 12b), on observe un dépointage d'environ 8° par rapport à la position P3.

Lorsque la ligne d'alimentation pénètre dans la structure rayonnante, point A à la position P3 on observe le même phénomène de dépointage d'environ 16°du lobe principal par rapport à la position P1. Comme on peut le constater, avec ces différentes dispositions, on 5 peut disposer d'un contrôle du dépointage du lobe principal du diagramme de rayonnement de la source rayonnante transparente.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Antenne imprimée comprenant : - un plan de masse (10) constitué par au moins un dépôt conducteur 5 (100) ; - un plan de rayonnement (30) disposé au dessus du plan de masse (10), le plan de rayonnement comprenant un élément rayonnant (31, 32, 33) ; caractérisée en ce que le plan de rayonnement est constitué par au io moins un dépôt conducteur (300) et en ce que l'élément rayonnant est constitué par des discontinuités (31, 32, 33) formées dans le dépôt conducteur (300), les discontinuités dessinant une fente annulaire (33) et deux parenthèses (31, 32) encadrant ladite fente (33). 15
2. 2. Antenne selon la revendication 1 comprenant, en outre, un plan d'alimentation (20) disposé au dessus du plan de masse, le plan d'alimentation comprenant une ligne d'alimentation (21).
3. 3. Antenne selon la revendication 2 dans laquelle l'élément rayonnant 20 est disposé au dessus de la ligne d'alimentation, la fente annulaire (33) et les deux parenthèses (31, 32) étant concentriques.
4. 4. Antenne selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle la ligne d'alimentation (21) est constituée par au moins un dépôt conducteur d'une 25 première largeur constante sur une première partie (210) de la ligne (21), d'une seconde largeur constante sur une seconde partie (211) de la ligne (21), la seconde partie étant dans le prolongement de la première partie (210), et d'une troisième largeur constante sur une troisième partie (212) de la ligne (21), la troisième partie étant dans le prolongement de la seconde 30 partie (211) et est en vis-à-vis de l'élément rayonnant.
5. 5. Antenne selon la revendication 4 dans laquelle la jonction entre la troisième partie (212) et la seconde partie (211) est centrée sur la portion de la fente annulaire (33) croisant ladite jonction.
6. 6. Antenne selon l'une des revendications 1 à 5 dans laquelle la fente annulaire de l'élément rayonnant est connectée en deux points de la troisième partie (212) de la ligne d'alimentation (21), chaque point étant respectivement disposé aux intersections entre la ligne d'alimentation et la fente annulaire. i0
7. 7. Antenne selon l'une des revendications 1 à 6 dans laquelle la fente annulaire de l'élément rayonnant est de forme générale sensiblement rectangulaire. 15
8. 8. Antenne selon l'une des revendications 1 à 7 dans laquelle le dépôt conducteur du plan de masse et/ou du plan de rayonnement et/ou du plan d'alimentation est un maillage conducteur tel que le plan contenant ledit maillage est optiquement transparent. 20
9. 9. Antenne selon la revendication 8 dans laquelle le dimensionnement du maillage conducteur, le cas échéant : - du plan de masse varie localement selon l'activité électromagnétique de l'élément rayonnant placé en vis-à-vis ; et/ou - du plan de rayonnement varie localement selon son activité 25 électromagnétique ; et/ou - du plan d'alimentation varie localement selon l'activité électromagnétique de la ligne d'alimentation.
10. 10. Antenne selon l'une des revendications 1 à 9 dans laquelle le plan 30 de masse et/ou le plan d'alimentation et/ou le plan de rayonnement repose(nt) sur un (des) substrat(s) transparent(s) rigide(s) ou souple(s),plan(s) ou courbe(s) pour épouser une surface conforme, le(s) substrat(s) étant de préférence en verre.
11. 11. Antenne selon l'une des revendications précédentes dans laquelle 5 chaque plan est séparé par un substrat diélectrique.
12. 12. Antenne selon la revendication 11 dans laquelle le substrat diélectrique est un gaz, de préférence de l'air. io
13. 13. Antenne selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les discontinuités sont formées par suppression du dépôt conducteur de manière à dessiner les parenthèses et les fentes annulaires.
14. 14. Réseau d'antennes comprenant une pluralité d'antennes selon is l'une des revendications précédentes.
15. 15. Réseau d'antennes selon la revendication 14 dans lequel les antennes sont agencées, sur un panneau, les unes par rapport aux autres selon au moins une arborescence. 20