FR3003702A1

FR3003702A1 - IMPROVED WIRED ANTENNA WITH BROADBAND FREQUENCY.

Info

Publication number: FR3003702A1
Application number: FR1300675A
Authority: FR
Inventors: Michel Jousset; Stephane Mallegol; Rozenn Allanic
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-09-26
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: FR3003702B1

Abstract

L'antenne (202) filaire à large bande de fréquences comporte un élément rayonnant (204) et un plan réflecteur (208), qui est situé à une distance prédéterminée au-dessous de l'élément rayonnant, l'élément rayonnant comportant au moins un fil métallique conformé, dans une surface de rayonnement (S), selon un motif présentant une direction caractéristique (D) à partir d'un point origine (O, E). Elle se caractérise en ce qu'elle comporte, interposé entre l'élément rayonnant et le plan réflecteur, un substrat (206) d'épaisseur (h) constante et dont au moins une grandeur électromagnétique caractéristique varie en fonction d'une distance (r) au point origine (0,E) selon la direction caractéristique (D). Le substrat (206) est composé d'une pluralité d'anneaux (221 à 224).The broadband wired antenna (202) has a radiating element (204) and a reflector plane (208), which is located at a predetermined distance below the radiating element, the radiating element comprising at least a shaped wire, in a radiation surface (S), in a pattern having a characteristic direction (D) from an origin point (O, E). It is characterized in that it comprises, interposed between the radiating element and the reflective plane, a substrate (206) of constant thickness (h) and of which at least one characteristic electromagnetic variable varies as a function of a distance (r ) at the origin point (0, E) according to the characteristic direction (D). The substrate (206) is composed of a plurality of rings (221 to 224).

Description

Antenne filaire améliorée à large bande de fréquences L'invention a pour domaine celui des antennes filaires à large bande de fréquences. Dans un système d'écoute électromagnétique, par exemple aéroporté, les antennes, qui sont utilisées soit unitairement soit en réseau goniométrique ou interférométrique, doivent fonctionner dans une très large bande de fréquences et dans une polarisation circulaire, linéaire ou double linéaire, car ni la fréquence ni la polarisation du signal à capter ne sont a priori connues. Il est à noter que les caractéristiques d'une antenne étant les mêmes en réception et en émission, une antenne peut être caractérisée soit en émission, soit en réception. Ces antennes doivent présenter un encombrement le plus réduit possible et, en particulier, une épaisseur faible. Elles doivent également présenter des performances de rayonnement (gain, qualité des diagrammes de rayonnement, etc.) reproductibles d'une antenne à l'autre, en particulier pour des applications en réseau ou pour en faciliter le remplacement lors d'une opération de maintenance. Dans ce contexte, il est connu d'utiliser des antennes filaires. Dans une telle antenne, l'élément rayonnant est constitué d'un fil métallique qui est conformé pour décrire, dans une surface dite de rayonnement, un motif du type en spirale ou du type log-périodique.Improved wired antenna with wide frequency band The field of the invention is that of wired antennas with a wide frequency band. In an electromagnetic listening system, for example an airborne system, the antennas, which are used either singly or in a goniometric or interferometric network, must operate in a very wide frequency band and in a circular, linear or double linear polarization, since neither the neither the frequency nor the polarization of the signal to be picked up are a priori known. It should be noted that the characteristics of an antenna being the same in reception and transmission, an antenna can be characterized either in transmission or in reception. These antennas must have the smallest possible footprint and, in particular, a low thickness. They must also have radiation performance (gain, quality of radiation patterns, etc.) reproducible from one antenna to another, particularly for network applications or to facilitate replacement during a maintenance operation. . In this context, it is known to use wired antennas. In such an antenna, the radiating element consists of a wire which is shaped to describe, in a so-called radiation surface, a pattern of the spiral type or of the log periodic type.

Dans une antenne du type en spirale, le fil métallique est enroulé sur lui-même de manière à former, en vue de dessus, une spirale. Cette spirale peut par exemple être une spirale d'Archimède, une spirale logarithmique, ou autre. Dans une antenne du type log-périodique, le fil métallique est conformé de manière à comporter, en vue de dessus, plusieurs brins. Chaque brin est inscrit dans un secteur angulaire, s'étend radialement et présente des indentations. La longueur de chaque dent et l'écartement entre deux dents successives d'un brin suivent une progression logarithmique. En pratique, en technologie planaire, l'élément rayonnant est réalisé par gravure d'une couche métallique fine, par exemple une couche de cuivre entre 2 et 20 pm, déposée sur un support de faible épaisseur. Dans une première antenne filaire de l'art antérieur, l'élément rayonnant, gravé sur une surface de rayonnement plane, est située au-dessus d'une cavité absorbante délimitée par des parois métalliques, est remplie d'un matériau absorbant les ondes électromagnétiques. L'élément rayonnant est propre à émettre une onde qui se propage vers l'avant de la surface de rayonnement (à l'écart de la cavité absorbante) et une onde qui se propage vers l'arrière de la surface de rayonnement (vers la cavité absorbante). Cette dernière est absorbée par la cavité absorbante. Une telle antenne présente un encombrement important à cause des dimensions de la cavité absorbante. Elle présente également un rendement faible puisque la moitié de la puissance émise par l'élément rayonnant est absorbée dans la cavité absorbante. Enfin, la reproductibilité des performances radioélectriques d'une telle antenne est difficile à obtenir, à cause d'un manque de maîtrise des caractéristiques électromagnétiques du matériau absorbant remplissant la cavité. Dans une seconde antenne filaire de l'art antérieur, l'élément rayonnant, gravé sur une surface de rayonnement plane, est situé au-dessus d'un plan réflecteur en métal. Dans cette antenne, l'onde émise vers l'arrière de la surface de rayonnement par l'élément rayonnant est réfléchie vers l'avant par le plan réflecteur. Lors de cette réflexion, l'onde est déphasée d'un angle Tr. L'onde réfléchie se propage vers l'avant et vient interférer, au-delà de la surface de rayonnement, avec l'onde émise vers l'avant par l'élément rayonnant. Cette interférence est constructive lorsque, pour une position du front d'onde, les phases des ondes émise vers l'avant et réfléchie vers l'avant sont proches. Ceci se produit si la distance séparant la surface de rayonnement et le plan réflecteur est proche de À/4, où À est la longueur d'onde dans le vide de l'onde émise par l'élément rayonnant.In a spiral type antenna, the wire is wound on itself so as to form a spiral view in top view. This spiral can for example be an Archimedean spiral, a logarithmic spiral, or other. In a log-periodic antenna, the wire is shaped so as to have, in top view, several strands. Each strand is inscribed in an angular sector, extends radially and has indentations. The length of each tooth and the distance between two successive teeth of a strand follow a logarithmic progression. In practice, in planar technology, the radiating element is produced by etching a thin metal layer, for example a copper layer between 2 and 20 μm, deposited on a thin support. In a first wire antenna of the prior art, the radiating element, etched on a plane radiation surface, is located above an absorbent cavity delimited by metal walls, is filled with an electromagnetic wave absorbing material. . The radiating element is adapted to emit a wave propagating towards the front of the radiating surface (away from the absorbing cavity) and a wave propagating towards the rear of the radiating surface (towards the absorbent cavity). The latter is absorbed by the absorbent cavity. Such an antenna has a large footprint because of the dimensions of the absorbent cavity. It also has a low efficiency since half of the power emitted by the radiating element is absorbed in the absorbent cavity. Finally, the reproducibility of the radio performance of such an antenna is difficult to obtain because of a lack of control of the electromagnetic characteristics of the absorbent material filling the cavity. In a second wire antenna of the prior art, the radiating element, etched on a plane radiation surface, is located above a reflective plane of metal. In this antenna, the wave emitted towards the rear of the radiating surface by the radiating element is reflected towards the front by the reflective plane. During this reflection, the wave is shifted by an angle Tr. The reflected wave propagates forward and interferes, beyond the radiation surface, with the wave emitted by 'radiating element. This interference is constructive when, for a position of the wavefront, the phases of the waves emitted towards the front and reflected towards the front are close. This occurs if the distance between the radiating surface and the reflective plane is close to λ / 4, where λ is the wavelength in the vacuum of the wave emitted by the radiating element.

L'épaisseur d'une telle antenne est réduite par rapport à celle d'une antenne à cavité absorbante. De plus, sa fabrication est fortement simplifiée et reproductible. Cependant, la bande de fréquences d'une telle antenne est restreinte à cause de la relation entre la fréquence de fonctionnement de l'antenne et la distance entre la surface de rayonnement et le plan réflecteur.The thickness of such an antenna is reduced compared to that of an absorbent cavity antenna. In addition, its manufacture is greatly simplified and reproducible. However, the frequency band of such an antenna is restricted because of the relationship between the operating frequency of the antenna and the distance between the radiation surface and the reflective plane.

Dans une troisième antenne filaire de l'art antérieur, la l'élément rayonnant, gravé sur une surface de rayonnement plane, est disposé au-dessus d'un matériau à bande interdite électromagnétique (BIE) chargé par des résistances. Dans cette antenne, l'onde émise vers l'arrière par l'élément rayonnant est absorbée dans une couche peu épaisse constituée d'un plan réflecteur métallique surmonté de métal et du matériau BIE chargé par des résistances. L'épaisseur d'une telle antenne est réduite par rapport à celle d'une antenne à cavité absorbante et sa fabrication est relativement simple. Cependant, comme pour l'antenne à cavité absorbante, une telle antenne présente un rendement faible, puisque la moitié de la puissance rayonnée par l'élément rayonnant est absorbée dans le matériau BIE chargé par des résistances.In a third wire antenna of the prior art, the radiating element, etched on a plane radiation surface, is disposed above an electromagnetic band gap (IBE) material loaded with resistors. In this antenna, the wave emitted backwards by the radiating element is absorbed in a thin layer consisting of a metallic reflector plane surmounted by metal and BIE material charged by resistors. The thickness of such an antenna is reduced compared to that of an absorbent cavity antenna and its manufacture is relatively simple. However, as for the absorbing cavity antenna, such an antenna has a low efficiency, since half of the power radiated by the radiating element is absorbed in the BIE material loaded by resistors.

Dans une quatrième antenne filaire de l'art antérieur, l'élément rayonnant, gravé sur une surface de rayonnement plane, est disposé au-dessus d'un plan en un matériau conducteur magnétique parfait (PMC pour « Perfect Magnetic Conductor » en anglais). Dans cette antenne, l'onde émise par l'élément rayonnant vers l'arrière de la surface de rayonnement est réfléchie vers l'avant par le matériau PMC, avec un déphasage nul. Cette onde réfléchie vers l'avant vient interférer, au-delà de la surface de rayonnement, avec l'onde émise vers l'avant par l'élément rayonnant. Cette interférence est constructive à condition que, pour une position du front d'onde, les phases entre les ondes émise vers l'avant et réfléchie vers l'avant soient proches. Cette condition est remplie si la distance entre la surface de rayonnement et le plan PMC est très petite devant la longueur d'onde À. L'épaisseur d'une telle antenne est fortement réduite par rapport à celle d'une antenne à cavité absorbante. Cependant, la bande de fréquences accessible au moyen d'une telle antenne est restreinte. En effet, si la distance entre la surface de rayonnement et le plan PMC est choisie très faible, il y a une limitation aux fréquences basses à cause d'une forte diminution de l'impédance et l'établissement d'un court-circuit entre l'élément rayonnant et le plan PMC. En revanche, si cette distance est choisie plus grande, pour chaque fréquence de fonctionnement telle que À14 soit un multiple de la distance entre la surface de rayonnement et le plan PMC, la puissance rayonnée vers l'avant de la surface de rayonnement est nulle. L'invention a donc pour but de pallier aux problèmes précités. A cette fin, l'invention a pour objet une antenne filaire à large bande de fréquences comportant un élément rayonnant et un plan réflecteur, qui est situé à une distance prédéterminée au-dessous de l'élément rayonnant, l'élément rayonnant comportant au moins un fil métallique conformé, dans une surface de rayonnement, selon un motif présentant une direction caractéristique à partir d'un point origine, caractérisée en ce qu'elle comporte, interposé entre l'élément rayonnant et le plan réflecteur, un substrat d'épaisseur constante et dont au moins une grandeur électromagnétique caractéristique varie en fonction d'une distance au point origine selon la direction caractéristique. Suivant des modes particuliers de réalisation, l'antenne comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la ou chaque grandeur électromagnétique caractéristique est choisie parmi la permittivité relative e r(r) , eee (r) ou la perméabilité relative ,ur(r) 'tee (r) ; - la ou chaque grandeur électromagnétique caractéristique est une fonction croissante de la distance au point origine selon la direction caractéristique ; - la ou chaque grandeur électromagnétique caractéristique est une fonction continue de la distance au point origine selon la direction caractéristique ; - le substrat est composite et résulte de l'association, selon la direction caractéristique, d'une pluralité de pièces élémentaires, chaque pièce élémentaire présentant une valeur spécifique de ladite ou de chaque grandeur électromagnétique caractéristique En 'ur, ; - selon la direction caractéristique, deux pièces élémentaires successives se recouvrent partiellement ; - le motif étant du type en spirale, ou du type log-périodique, la direction caractéristique correspondant alors à un rayon dudit motif et le point origine au centre dudit motif, chaque partie élémentaire constitutive du substrat est un anneau ; - un anneau dit intérieur présente une face radiale extérieure tronconique et un anneau dit extérieur, voisin dudit anneau intérieur, présente une face radiale intérieure tronconique qui est ajustée à la face radiale extérieure dudit anneau intérieur ; - un anneau dit intermédiaire comporte une face radiale intérieure tronconique et une face radiale extérieure tronconique, telle qu'un rayon de la grande base de la face radiale intérieure sur une surface du substrat soit égal au rayon de la petite base de la face radiale extérieure sur une surface opposée du substrat. L'invention a également pour objet un procédé de dimensionnement d'une antenne conforme à l'antenne précédente, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : choisir une fréquence de fonctionnement maximale ; sélectionner un premier matériau, caractérisé par une valeur d'une grandeur électromagnétique caractéristique, pour une pièce élémentaire centrale du substrat ; déterminer l'épaisseur du substrat à partir de la fréquence maximale choisie et de la valeur de la grandeur électromagnétique caractéristique du premier matériau sélectionner ; choisir une fréquence de fonctionnement minimale ; sélectionner un second matériau, caractérisé par une valeur d'une grandeur électromagnétique caractéristique, à partir de la fréquence minimale choisie et de la l'épaisseur du substrat calculée, pour une pièce élémentaire périphérique du substrat ; sélectionner un matériau, caractérisé par une valeur d'une grandeur électromagnétique caractéristique, pour une pièce élémentaire intermédiaire, de manière à obtenir une variation de la grandeur électromagnétique caractéristique du substrat en fonction d'une distance au point origine, selon la direction caractéristique du motif de l'élément rayonnant. De préférence, le procédé comporte une étape supplémentaire de détermination de la géométrie de chaque pièce élémentaire. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation en perspective d'un premier mode de réalisation d'une antenne filaire à large bande de fréquences, l'élément rayonnant étant conformé selon un motif du type en spirale ; - la figure 2 est une demi-section axiale de l'antenne de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de dessus du substrat de l'antenne des figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une vue de dessus d'une variante de réalisation de l'antenne de la figure 1 ; - la figure 5 est une représentation schématique en perspective d'un second mode de réalisation d'une antenne en technologie planaire, l'élément rayonnant étant du type en spirale , - la figure 6 est une demi-section axiale de l'antenne de la figure 5 ; - la figure 7 est un graphe représentant l'évolution de la permittivité relative du substrat de l'antenne de la figure 5 en fonction de la distance au centre de l'antenne ; - la figure 8 est un graphe représentant le déphasage entre une onde émise vers l'avant par l'élément rayonnant et une onde réfléchie vers l'avant par le substrat de l'antenne de la figure 5, en fonction de la fréquence de fonctionnement de l'antenne ; - la figure 9 est un schéma blocs d'un procédé de dimensionnement de l'antenne des figures 5 à 8 ; - les figures 10 à 13 représentent des variantes de réalisation de l'antenne de la figure 5 ; et, - la figure 14 est une représentation schématique en vue d'une variante de réalisation de l'élément rayonnant des antennes des figures 1 et 5, l'élément rayonnant étant du type log-périodique. Un premier mode de réalisation d'une antenne filaire à large bande de fréquences va maintenant être décrit en détail.In a fourth wire antenna of the prior art, the radiating element, etched on a plane radiation surface, is disposed above a plane in a perfect magnetic conductive material (PMC for "Perfect Magnetic Conductor"). . In this antenna, the wave emitted by the radiating element towards the rear of the radiating surface is reflected towards the front by the material PMC, with a zero phase shift. This wave reflected backwards interferes, beyond the radiation surface, with the wave emitted forward by the radiating element. This interference is constructive provided that, for a wavefront position, the phases between the forward and forwardly reflected waves are close. This condition is fulfilled if the distance between the radiating surface and the PMC plane is very small compared to the wavelength λ. The thickness of such an antenna is greatly reduced compared to that of an absorbent cavity antenna. However, the frequency band accessible by means of such an antenna is restricted. Indeed, if the distance between the radiation surface and the PMC plane is very small, there is a limitation at low frequencies because of a sharp decrease in impedance and the establishment of a short circuit between the radiating element and the PMC plane. On the other hand, if this distance is chosen to be greater, for each operating frequency such that A14 is a multiple of the distance between the radiating surface and the PMC plane, the radiated power forward of the radiating surface is zero. The invention therefore aims to overcome the aforementioned problems. To this end, the subject of the invention is a wide frequency band wired antenna comprising a radiating element and a reflective plane, which is located at a predetermined distance below the radiating element, the radiating element comprising at least a metal wire shaped, in a radiation surface, in a pattern having a characteristic direction from an origin point, characterized in that it comprises, interposed between the radiating element and the reflective plane, a thick substrate constant and of which at least one characteristic electromagnetic magnitude varies according to a distance to the origin point in the characteristic direction. According to particular embodiments, the antenna comprises one or more of the following characteristics, taken separately or according to all the technically possible combinations: the or each characteristic electromagnetic variable is chosen from the relative permittivity er (r), eee (r) or the relative permeability, ur (r) 'tee (r); the or each characteristic electromagnetic quantity is an increasing function of the distance to the origin point according to the characteristic direction; the or each characteristic electromagnetic quantity is a continuous function of the distance to the origin point according to the characteristic direction; the substrate is composite and results from the association, in the characteristic direction, of a plurality of elementary pieces, each elementary piece having a specific value of the said or each characteristic electromagnetic quantity En '; - according to the characteristic direction, two successive elementary pieces overlap partially; the pattern being of the spiral type, or of the log-periodic type, the characteristic direction then corresponding to a radius of said pattern and the origin point in the center of said pattern, each constituent elementary part of the substrate is a ring; - An inner ring has a frustoconical outer radial face and an outer ring, adjacent said inner ring, has a frustoconical inner radial face which is fitted to the outer radial face of said inner ring; a so-called intermediate ring comprises a frustoconical inner radial face and a frustoconical outer radial face, such that a radius of the large base of the inner radial face on a surface of the substrate is equal to the radius of the small base of the outer radial face; on an opposite surface of the substrate. The invention also relates to a method of dimensioning an antenna according to the preceding antenna, characterized in that it comprises the steps of: choosing a maximum operating frequency; selecting a first material, characterized by a characteristic electromagnetic magnitude value, for a central elementary part of the substrate; determining the thickness of the substrate from the selected maximum frequency and the value of the electromagnetic magnitude characteristic of the first selected material; choose a minimum operating frequency; selecting a second material, characterized by a characteristic electromagnetic magnitude value, from the selected minimum frequency and the calculated substrate thickness, for a peripheral elementary part of the substrate; selecting a material, characterized by a value of a characteristic electromagnetic quantity, for an intermediate elementary piece, so as to obtain a variation of the characteristic electromagnetic quantity of the substrate as a function of a distance to the origin point, according to the characteristic direction of the pattern of the radiating element. Preferably, the method comprises an additional step of determining the geometry of each elementary part. The invention and its advantages will be better understood on reading the description which will follow, given solely by way of example, and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective representation of a first embodiment of a broadband wired antenna, the radiating element being shaped in a spiral pattern; FIG. 2 is an axial half-section of the antenna of FIG. 1; FIG. 3 is a view from above of the antenna substrate of FIGS. 1 and 2; FIG. 4 is a view from above of an alternative embodiment of the antenna of FIG. 1; FIG. 5 is a diagrammatic representation in perspective of a second embodiment of a planar antenna, the radiating element being of the spiral type, FIG. 6 is an axial half-section of the antenna of FIG. Figure 5; FIG. 7 is a graph showing the evolution of the relative permittivity of the substrate of the antenna of FIG. 5 as a function of the distance to the center of the antenna; FIG. 8 is a graph showing the phase difference between a wave radiated forward by the radiating element and a wave reflected forwards by the antenna substrate of FIG. 5, as a function of the operating frequency the antenna; FIG. 9 is a block diagram of a method of dimensioning the antenna of FIGS. 5 to 8; - Figures 10 to 13 show alternative embodiments of the antenna of Figure 5; and FIG. 14 is a schematic representation with a view to an alternative embodiment of the radiating element of the antennas of FIGS. 1 and 5, the radiating element being of the log-periodic type. A first embodiment of a broadband wired antenna will now be described in detail.

Comme représenté sur les figures 1 et 2, l'antenne filaire à large bande de fréquences 2 comporte, empilés selon un axe A, un plan réflecteur 8, un substrat 6 et un élément rayonnant 4. L'élément rayonnant 4 est disposé dans une surface de rayonnement S, qui est plane. L'élément rayonnant 4 comporte des premier et second fils métalliques 10 et 12 qui sont respectivement conformés selon un motif du type en spirale. Plus particulièrement, le motif forme une spirale d'Archimède. Chaque fil, 10, 12, est enroulé autour d'un point origine O, qui correspond à l'intersection de l'axe A et de la surface de rayonnement S. Dans ce mode de réalisation, le motif présente une direction caractéristique D qui correspond à un rayon quelconque de la spirale, s'étendant radialement vers l'extérieur, à partir du point origine O. La distance au point origine O, le long de la direction caractéristique D, est repérée par la variable r.As represented in FIGS. 1 and 2, the broadband wireline antenna 2 comprises, stacked along an axis A, a reflector plane 8, a substrate 6 and a radiating element 4. The radiating element 4 is arranged in a radiation surface S, which is flat. The radiating element 4 comprises first and second metal wires 10 and 12 which are respectively shaped in a spiral type pattern. More particularly, the pattern forms an Archimedean spiral. Each wire, 10, 12, is wound around an origin point O, which corresponds to the intersection of the axis A and the radiation surface S. In this embodiment, the pattern has a characteristic direction D which corresponds to any radius of the spiral, extending radially outwards, from the origin point O. The distance to the origin point O, along the characteristic direction D, is indicated by the variable r.

Le plan réflecteur 8 est un disque d'axe A et de rayon r0. Il est réalisé en un matériau métallique. Il est situé à une distance h au-dessous de la surface de rayonnement S. Il a pour fonction de réfléchir toute onde incidente quelle que soit sa fréquence. Le substrat 6 présente la forme générale extérieure d'un disque d'axe A et d'épaisseur constante, sensiblement égale à la distance h. Le substrat 6 est en contact, par une surface inférieure 14, avec le plan réflecteur 8. L'élément rayonnant 4 est en fait réalisé par une opération de gravure, soit directement sur une surface supérieure 16 du substrat 6, soit sur un film 5 rapporté sur la surface supérieure 16 du substrat 6 comme cela est représenté sur la figure 2. L'épaisseur du film 5 supplémentaire est à prendre en compte dans le calcul du déphasage affectant l'onde émise par l'élément rayonnant 4 vers l'arrière de la surface de rayonnement S. Un dispositif d'alimentation (non représenté) de l'élément rayonnant 4 est positionné au-dessous du plan réflecteur 8. Le plan réflecteur 8 et le substrat 6 sont munis d'un passage 18, le long de l'axe A, pour le passage d'un fil conducteur propre à être connecté à l'élément rayonnant 4, afin d'alimenter ce dernier comme il se doit. En fonctionnement, une zone active Z de l'élément rayonnant 4 émet une onde S1 directe se propageant vers l'avant, c'est-à-dire à l'écart du substrat 6, et une onde S2 se propageant vers l'arrière, c'est-à-dire en direction du substrat 6.The reflective plane 8 is a disk of axis A and radius r0. It is made of a metallic material. It is located at a distance h below the radiation surface S. Its function is to reflect any incident wave regardless of its frequency. The substrate 6 has the general external shape of a disk of axis A and of constant thickness, substantially equal to the distance h. The substrate 6 is in contact, by a lower surface 14, with the reflective plane 8. The radiating element 4 is in fact made by an etching operation, either directly on an upper surface 16 of the substrate 6, or on a film 5 attached to the upper surface 16 of the substrate 6 as shown in FIG. 2. The thickness of the additional film 5 is to be taken into account in the calculation of the phase shift affecting the wave emitted by the radiating element 4 towards the rear of the radiation surface S. A supply device (not shown) for the radiating element 4 is positioned below the reflector plane 8. The reflector plane 8 and the substrate 6 are provided with a passage 18, along of the axis A, for the passage of a clean conductor wire to be connected to the radiating element 4, in order to supply the latter as it should. In operation, an active zone Z of the radiating element 4 emits a forward wave S1 propagating forward, that is to say away from the substrate 6, and a wave S2 propagating towards the rear , that is to say towards the substrate 6.

L'onde S2 traverse le substrat 6, est réfléchie par le plan réflecteur 8, puis traverse à nouveau le substrat 6. L'onde S2 est déphasée d'un angle q lors de chaque traversée du substrat 6 et d'un angle ir lors de la réflexion sur le plan réflecteur 8.The wave S2 passes through the substrate 6, is reflected by the reflector plane 8, then crosses again the substrate 6. The wave S2 is out of phase by an angle q during each crossing of the substrate 6 and an angle ir when reflection on the reflective plane 8.

L'onde S2 émergeant du substrat 6, se propage vers l'avant. Elle interfère avec l'onde S1 directe au-delà de la surface de rayonnement S. Pour que l'interférence entre les ondes S1 et S2 soit constructive, il faut que le déphasage total 3.0 affectant l'onde S2 se situe dans l'intervalle [-1200; +1201. Or, le déphasage total AO est donné par l'équation : AO = -2ço + 71. = -2 Ph+ Ir (1) Avec Q= 27rFreT. (2) Où er la permittivité électrique relative du matériau diélectrique constitutif du substrat 6 traversé par l'onde S2, c'est-à-dire celle du matériau immédiatement au- dessous de la zone active Z. Plus précisément, pour le calcul du déphasage, il conviendrait de considérer non pas la permittivité relative du substrat mais sa permittivité relative effective qui dépend : de la permittivité relative du matériau utilisé comme substrat ; de la permittivité relative du matériau utilisé comme film 5 de support de l'élément rayonnant ; de grandeurs géométriques, telles que la distance h entre la surface rayonnante et le plan réflecteur métallique, la distance entre fils de l'élément rayonnant, ... En toute rigueur, l'équation à utiliser s'écrit donc : 27rF,\Ieeff = où eeff la permittivité relative effective du matériau diélectrique constitutif du substrat 6 traversé par l'onde S2, c'est-à-dire celle du matériau immédiatement au-dessous de la zone active Z. Dans une explication simplifiée du fonctionnement d'une antenne filaire, à une fréquence de fonctionnement F, l'élément rayonnant 4 est actif dans une zone active Z qui correspond à un anneau, d'axe A et de rayon r, dont le périmètre est sensiblement égal à la longueur d'onde À = c/F, où c est la vitesse de la lumière dans le vide : 21ir = c I F , soit F = c 2er (3) Ainsi, plus la fréquence de fonctionnement F augmente, plus la zone active Z se déplace de l'extérieur vers le point central O de l'élément rayonnant 4. C'est donc la partie périphérique de l'élément rayonnant qui rayonne aux fréquences de fonctionnement basses et la partie centrale de l'élément rayonnant 4 qui rayonne aux fréquences de fonctionnement hautes. Pour que l'antenne fonctionne sur une large bande de fréquences, le substrat 6 présente une permittivité électrique relative er(r) qui est une fonction de la distance r au point origine O, telle que le déphasage introduit par le matériau du substrat 6 situé au- dessous de la zone active Z à la fréquence de fonctionnement soit dans l'intervalle [120 ;+1201. Idéalement, le déphasage introduit à la fréquence de fonctionnement F est nul ( AO = 0 ), de sorte que, en utilisant les équations (1), (2) et (3), la permittivité électrique relative er dépend de la variable r selon l'équation : er(r) o=1(11 2 h Où eo est la permittivité électrique du vide. Une première manière de réaliser un substrat dont la permittivité électrique relative er dépend de la distance r au point origine O va maintenant être présentée.The wave S2 emerging from the substrate 6 propagates forward. It interferes with the direct wave S1 beyond the radiation surface S. In order for the interference between the waves S1 and S2 to be constructive, the total phase shift 3.0 affecting the wave S2 must be in the range [-1200; 1201. Now, the total phase shift AO is given by the equation: AO = -2co + 71. = -2 Ph + Ir (1) With Q = 27rFreT. (2) Where er the relative electrical permittivity of the constituent dielectric material of the substrate 6 traversed by the wave S2, that is to say that of the material immediately below the active zone Z. More precisely, for the calculation of the phase shift, we should consider not the relative permittivity of the substrate but its effective relative permittivity which depends: on the relative permittivity of the material used as a substrate; the relative permittivity of the material used as support film of the radiating element; geometric quantities, such as the distance h between the radiating surface and the metal reflector plane, the distance between the wires of the radiating element, ... In all rigor, the equation to use is written as follows: 27rF, \ Ieeff where eeff is the effective relative permittivity of the constituent dielectric material of the substrate 6 traversed by the wave S2, that is to say that of the material immediately below the active zone Z. In a simplified explanation of the operation of a wire antenna, at an operating frequency F, the radiating element 4 is active in an active zone Z which corresponds to a ring, of axis A and of radius r, whose perimeter is substantially equal to the wavelength λ = c / F, where c is the speed of light in a vacuum: 21ir = c IF, ie F = c 2 (3) Thus, the higher the operating frequency F, the more the active zone Z moves from the outside to the central point O of the radiating element 4. This is the peripheral portion of the radiating element radiating at low operating frequencies and the central portion of the radiating element 4 radiating at high operating frequencies. For the antenna to operate over a wide frequency band, the substrate 6 has a relative electrical permittivity er (r) which is a function of the distance r at the origin point O, such that the phase shift introduced by the material of the substrate 6 located below the active zone Z at the operating frequency is in the range [120; +1201. Ideally, the phase shift introduced at the operating frequency F is zero (AO = 0), so that, using the equations (1), (2) and (3), the relative electrical permittivity and depends on the variable r according to the equation: er (r) o = 1 (11 2 h Where eo is the electric permittivity of the vacuum A first way to realize a substrate whose relative electrical permittivity and depends on the distance r at the origin point O will now be presented .

Le substrat 6 est réalisé d'un unique matériau qui se caractérise par une permittivité électrique relative er, élevée. L'ajustement de la permittivité électrique relative e,. du substrat 6 en fonction de la distance r à l'axe A est obtenu en pratiquant une pluralité de trous 20 dans le matériau constitutif du substrat 6, sur la surface inférieure 14 du substrat 6.The substrate 6 is made of a single material which is characterized by a relative electrical permittivity and high. The adjustment of the relative electrical permittivity e ,. of the substrate 6 as a function of the distance r to the axis A is obtained by practicing a plurality of holes 20 in the constituent material of the substrate 6, on the lower surface 14 of the substrate 6.

Lorsque l'élément rayonnant 4 est gravé directement sur la surface supérieure 16 du substrat 6, les trous 20 ne débouchent pas sur la surface supérieure 14 du substrat 6. Dans la variante où l'élément rayonnant 4 est gravé sur un film 5 rapporté sur la surface supérieure 16 du substrat 6, chaque trou 20 est avantageusement traversant et débouche sur la surface inférieure 14 du substrat 6.When the radiating element 4 is etched directly on the upper surface 16 of the substrate 6, the holes 20 do not open onto the upper surface 14 of the substrate 6. In the variant where the radiating element 4 is etched on a film 5 reported on the upper surface 16 of the substrate 6, each hole 20 is advantageously through and opens on the lower surface 14 of the substrate 6.

Chaque trou 20 est un micro tube pratiqué selon l'épaisseur du substrat, sensiblement parallèlement à l'axe A de l'antenne. Chaque trou 20 a un diamètre réduit par rapport à une longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne. 2 (4) Pour éviter tout phénomène parasite, le diamètre des trous 20 est strictement inférieur à 1/10'è", de préférence 1/20ième, de la longueur d'onde minimale Amin de l'antenne 2, qui est inversement proportionnelle à la fréquence de fonctionnement maximale Fmax de celle-ci.Each hole 20 is a micro tube made according to the thickness of the substrate, substantially parallel to the axis A of the antenna. Each hole 20 has a reduced diameter with respect to an operating wavelength of the antenna. 2 (4) To avoid any parasitic phenomenon, the diameter of the holes 20 is strictly less than 1 / 10th, preferably 1 / 20th, of the minimum wavelength Amin of the antenna 2, which is inversely proportional at the maximum operating frequency Fmax thereof.

Par exemple, pour une fréquence de fonctionnement maximale Fmax de 15 GHz, le diamètre des trous 20 est inférieur à environ 1 mm. Dans le présent mode de réalisation, tous les trous 20 ont le même diamètre, ce qui facilite le procédé de fabrication du substrat. La densité de trous 20 par unité de surface du substrat 6 est alors choisie en fonction de la distance r, pour adapter la valeur locale de la permittivité électrique relative er du substrat 6. Pour le dimensionnement de l'antenne, on définit, dans un premier temps, la bande de fréquences sur laquelle on souhaite que l'antenne 2 fonctionne. On définit ainsi les fréquences de fonctionnement minimale Fmin et maximale Fmax.For example, for a maximum operating frequency Fmax of 15 GHz, the diameter of the holes 20 is less than about 1 mm. In the present embodiment, all the holes 20 have the same diameter, which facilitates the method of manufacturing the substrate. The density of holes 20 per unit area of the substrate 6 is then chosen as a function of the distance r, to adapt the local value of the relative electrical permittivity and the substrate 6. For the dimensioning of the antenna, one defines, in a first time, the frequency band on which it is desired that the antenna 2 operates. The minimum operating frequencies Fmin and maximum Fmax are thus defined.

L'épaisseur h du substrat 6 est ensuite déterminée de façon qu'à la fréquence Fmax, l'épaisseur h soit sensiblement égale à Amin/4. Puis, le matériau constitutif du substrat 6 est sélectionné en fonction de la valeur de sa permittivité électrique relative erm , de façon à ce qu'à la fréquence Fmin, correspondant à la longueur d'onde maximale Amax, on ait approximativement la relation : h= max, (5) 4.\ierm On détermine ensuite la densité de trous par unité de surface. Selon une première approche simple, une aire élémentaire SO de la surface supérieure 16 du substrat 6 est percée de N trous 20 ayant chacun une section fis. Le taux de remplissage 'I' , exprimé en pourcentage, du matériau diélectrique constitutif du substrat 6 est alors donné par : As r = 100.(1 - N(r)-) (6) SO La permittivité électrique relative er(r) du substrat 6 est alors obtenue par l'expression : As er(r)= erm(1-N(r)-às) +1( SON(r)-A-s)= (1- erm)N(r)- SO + erm (7) SO L'équation (4) permet de déduire de l'expression précédente, la densité N de trous 20 par unité de surface en fonction de la distance r : SO[l z IrrlZ N(r)= 1- er,,, A 2 h J - ErM Une fois cette densité déterminée, les trous 20 sont réalisés, par exemple par une fraiseuse numérique ou un laser piloté numériquement, dans le matériau sélectionné pour constituer le substrat.The thickness h of the substrate 6 is then determined so that at the frequency Fmax, the thickness h is substantially equal to Amin / 4. Then, the constituent material of the substrate 6 is selected according to the value of its relative electrical permittivity erm, so that at the frequency Fmin, corresponding to the maximum wavelength Amax, there is approximately the relation: h = max, (5) 4. \ ierm The density of holes per unit area is then determined. According to a first simple approach, an elementary area SO of the upper surface 16 of the substrate 6 is pierced with N holes 20 each having a fis section. The filling ratio 'I', expressed as a percentage, of the constituent dielectric material of the substrate 6 is then given by: As r = 100. (1 - N (r) -) (6) SO The relative electrical permittivity er (r) of substrate 6 is then obtained by the expression: As er (r) = erm (1-N (r) -às) +1 (SON (r) -As) = (1- erm) N (r) - SO + erm (7) SO Equation (4) makes it possible to deduce from the preceding expression, the density N of holes 20 per unit of area as a function of the distance r: SO [IrCl 2 N (r) = 1- er When this density is determined, the holes 20 are made, for example by a digital milling machine or a numerically controlled laser, in the material selected to constitute the substrate.

Le substrat 6 présente finalement une permittivité électrique relative Er(r) qui est une fonction de la variable r à la fois croissante, continue et à gradient continu. En variante, les trous 20 peuvent être de section As variable. De préférence, la section As est une fonction de la distance r : elle est plus petite vers le centre O de l'antenne et plus importante vers l'extérieur de celle-ci. L'homme du métier saura comment adapter le calcul de la densité de trous. L'homme du métier sait comment déterminer le déphasage d'une onde à la traversée d'un milieu caractérisé par une valeur particulière de la permittivité électrique relative er(r) et/ou de la perméabilité magnétique relative dur(r). En conséquence, de nombreuses variantes de réalisation de l'antenne sont envisageables en fonction des propriétés électromagnétiques du matériau constitutif du substrat. Par exemple, à la place d'un substrat réalisé en un matériau diélectrique, le substrat est réalisé en un matériau magnétique. Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 4, certains des trous dont est muni le substrat 106 sont remplis d'un matériau se différenciant du matériau constitutif du substrat 106 par une valeur spécifique de la perméabilité relative. Ainsi, une portion centrale du substrat 106 est percée de trous 120 qui sont vides afin de diminuer la permittivité relative du substrat 106 à l'aplomb des zones actives de l'élément rayonnant 4 aux fréquences de fonctionnement proches de la fréquence Fmax. Une portion intermédiaire du substrat 106 n'est percée d'aucun trou, de sorte que la permittivité électrique relative de cette portion du substrat 106 correspond à la permittivité électrique relative erm du matériau constitutif du substrat 106. Enfin, une portion périphérique du substrat 106 est percée de trous 121 qui sont ensuite remplis d'un matériau magnétique, pour augmenter la valeur de la perméabilité du substrat 106 à l'aplomb de la zone active de l'élément rayonnant 4 aux fréquences de fonctionnement proches de la fréquence Fmin. Ceci a pour but d'abaisser encore la valeur de la fréquence de fonctionnement minimale Fmin de l'antenne. Celle-ci peut ainsi atteindre des valeurs aussi basses que 100 MHz. Dans encore une autre variante, le substrat est constitué par la superposition de deux disques, l'un étant réalisé en un matériau diélectrique, l'autre, en un matériau 10 (8) magnétique. Chaque disque est percé de trous, éventuellement avec des densité différentes, afin d'adapter la variation de la grandeur électromagnétique caractéristique du matériau constitutif de ce disque selon la direction caractéristique du motif de l'élément rayonnant.The substrate 6 finally has a relative electrical permittivity Er (r) which is a function of the variable r both increasing, continuous and continuous gradient. Alternatively, the holes 20 may be of As section variable. Preferably, the section As is a function of the distance r: it is smaller towards the center O of the antenna and more important towards the outside thereof. The skilled person will know how to adapt the calculation of the density of holes. Those skilled in the art know how to determine the phase shift of a wave at the crossing of a medium characterized by a particular value of the relative electrical permittivity er (r) and / or the relative magnetic permeability hard (r). Consequently, many variants of the antenna can be envisaged depending on the electromagnetic properties of the constituent material of the substrate. For example, in place of a substrate made of a dielectric material, the substrate is made of a magnetic material. In an alternative embodiment shown in FIG. 4, some of the holes provided with the substrate 106 are filled with a material that is different from the material constituting the substrate 106 by a specific value of the relative permeability. Thus, a central portion of the substrate 106 is pierced with holes 120 which are empty in order to reduce the relative permittivity of the substrate 106 in line with the active zones of the radiating element 4 at operating frequencies close to the frequency Fmax. An intermediate portion of the substrate 106 is not pierced with any hole, so that the relative electrical permittivity of this portion of the substrate 106 corresponds to the relative electrical permittivity erm of the constituent material of the substrate 106. Finally, a peripheral portion of the substrate 106 is pierced with holes 121 which are then filled with a magnetic material, to increase the value of the permeability of the substrate 106 in line with the active zone of the radiating element 4 at operating frequencies close to the frequency Fmin. This is to further lower the value of the minimum operating frequency Fmin of the antenna. This can thus reach values as low as 100 MHz. In yet another variant, the substrate consists of the superposition of two disks, one being made of a dielectric material, the other of a magnetic material (8). Each disk is pierced with holes, possibly with different densities, in order to adapt the variation of the electromagnetic magnitude characteristic of the constituent material of this disk according to the characteristic direction of the pattern of the radiating element.

L'antenne présentée ci-dessus fonctionne sur une très large bande de fréquences. Ce résultat est obtenu simplement et à moindre coût puisque la structure de l'antenne comporte un substrat monolithique d'épaisseur constante, simplement muni d'une pluralité de trous. L'ajustement de la densité des trous et/ou des propriétés électromagnétiques du matériau les remplissant permet de moduler les propriétés électromagnétiques du substrat de manière à ce qu'elles correspondent à la position de la zone active de l'élément rayonnant à la fréquence de fonctionnement courante. Un second mode de réalisation d'une antenne filaire à large bande de fréquences va maintenant être décrit en détail.The antenna shown above operates over a very wide band of frequencies. This result is obtained simply and cheaply since the structure of the antenna comprises a monolithic substrate of constant thickness, simply provided with a plurality of holes. Adjusting the density of the holes and / or the electromagnetic properties of the material filling them makes it possible to modulate the electromagnetic properties of the substrate so that they correspond to the position of the active zone of the radiating element at the frequency of current operation. A second embodiment of a broadband wired antenna will now be described in detail.

Comme représenté aux figures 5 et 6, l'antenne filaire à large bande de fréquences 202 comporte, empilés selon un axe A, un plan réflecteur 208, un substrat 206 et un élément rayonnant 204. L'élément rayonnant 204 est disposé dans une surface de rayonnement S, qui est plane.As shown in FIGS. 5 and 6, the broadband wave antenna 202 comprises, stacked along an axis A, a reflector plane 208, a substrate 206 and a radiating element 204. The radiating element 204 is disposed in a surface radiation S, which is flat.

L'élément rayonnant 204 comporte des premier et second fils métalliques 210 et 212 qui sont respectivement conformés selon un motif du type en spirale. Plus particulièrement, le motif forme une spirale d'Archimède. Chaque fil, 210, 212, est enroulé autour d'un point origine O, qui correspond à l'intersection de l'axe A et de la surface de rayonnement S.The radiating element 204 has first and second wires 210 and 212 which are respectively shaped in a spiral pattern. More particularly, the pattern forms an Archimedean spiral. Each wire, 210, 212, is wound around an origin point O, which corresponds to the intersection of the axis A and the radiation surface S.

Le motif présente donc une direction caractéristique D qui correspond à un rayon quelconque de la spirale, s'étendant radialement vers l'extérieur, à partir du point origine O. La distance au point origine O, le long de la direction caractéristique D, est repérée par la variable r. Le plan réflecteur 208 est un disque d'axe A et de rayon r0. Il est réalisé en un matériau métallique. Il est situé à une distance h au-dessous de la surface de rayonnement S. Il a pour fonction de réfléchir toute onde incidente quelle que soit sa fréquence. Le substrat 206 présente la forme générale extérieure d'un disque d'axe A et d'épaisseur constante, sensiblement égale à la distance h.The pattern therefore has a characteristic direction D which corresponds to any radius of the spiral, extending radially outwards, from the origin point O. The distance to the origin point O, along the characteristic direction D, is marked by the variable r. The reflective plane 208 is a disk of axis A and radius r0. It is made of a metallic material. It is located at a distance h below the radiation surface S. Its function is to reflect any incident wave regardless of its frequency. The substrate 206 has the general external shape of a disk of axis A and of constant thickness, substantially equal to the distance h.

Le substrat 206 est en contact, par une surface inférieure 214, avec le plan réflecteur 208.The substrate 206 is in contact, by a lower surface 214, with the reflective plane 208.

L'élément rayonnant 204 est gravé sur une surface supérieure 216 du substrat 206. En variante, l'élément rayonnant 204 est gravé sur un film 205 rapporté sur la surface supérieure 216 du substrat 206. L'épaisseur de ce film supplémentaire est à prendre en compte dans le calcul du déphasage affectant l'onde émise par l'élément rayonnant 204 vers l'arrière de la surface de rayonnement S. Un dispositif d'alimentation (non représenté) de l'élément rayonnant 204 est positionné au-dessous du plan réflecteur 208. Le plan réflecteur 208 et le substrat 206 sont munis d'un passage 218, le long de l'axe A, pour le passage d'un fil conducteur propre à être connecté à l'élément rayonnant 204, afin d'alimenter ce dernier comme il se doit. En fonctionnement, une zone active Z de l'élément rayonnant 204 émet une onde S1 directe se propageant vers l'avant, c'est-à-dire à l'écart du substrat 206, et une onde S2 se propageant vers l'arrière, c'est-à-dire en direction du substrat 206.The radiating element 204 is etched on an upper surface 216 of the substrate 206. In a variant, the radiating element 204 is etched on a film 205 attached to the upper surface 216 of the substrate 206. The thickness of this additional film is to be taken in account in the calculation of the phase shift affecting the wave emitted by the radiating element 204 towards the rear of the radiation surface S. A feed device (not shown) of the radiating element 204 is positioned below the radiating element 204. reflective plane 208. The reflective plane 208 and the substrate 206 are provided with a passage 218, along the axis A, for the passage of a clean conductor wire to be connected to the radiating element 204, in order to feed it as it should. In operation, an active zone Z of the radiating element 204 emits a forward wave S1 propagating forward, that is to say away from the substrate 206, and a wave S2 propagating towards the rear , that is to say towards the substrate 206.

L'onde S2 traverse le substrat 206, est réfléchie par le plan réflecteur 208, puis traverse à nouveau le substrat 206. L'onde S2 est déphasée d'un angle q lors de chaque traversée du substrat 206 et d'un angle z lors de la réflexion sur le plan réflecteur 208. L'onde S2 émergeant du substrat 6, se propage vers l'avant. Elle interfère avec l'onde S1 directe au-delà de la surface de rayonnement S. Pour que l'interférence entre les ondes S1 et S2 soit constructive, il faut que le déphasage total AO affectant l'onde S2 se situe dans l'intervalle [-120°; +1201. Or, le déphasage total LIO est donné par l'équation : AO = -2Ço+ = -2,6h +e- (9) Avec 27r.F.'ler (10) = Où est la permittivité relative du matériau constitutif du substrat 206. Plus précisément, pour le calcul du déphasage, il conviendrait de considérer non pas la permittivité relative du substrat mais sa permittivité relative effective qui dépend : de la permittivité relative du matériau utilisé comme substrat ; de la permittivité relative du matériau utilisé comme film 205 de support de l'élément rayonnant ; de grandeurs géométriques, telles que la distance h entre la surface rayonnante et le plan réflecteur métallique, la distance entre fils de l'élément rayonnant, ... En toute rigueur, l'équation à utiliser s'écrit donc : 22rF.leeff où eeff la permittivité relative effective du matériau diélectrique constitutif du substrat 6 traversé par l'onde S2, c'est-à-dire celle du matériau immédiatement au-dessous de la zone active Z. Dans une explication simplifiée du fonctionnement d'une antenne filaire, à une fréquence de fonctionnement F, l'élément rayonnant 204 est actif dans une zone active Z qui correspond à un anneau, d'axe A et de rayon r, dont le périmètre est sensiblement égal à la longueur d'onde À = c/F, où c est la vitesse de la lumière dans le vide : 27e = c /F , soit F = c I 27t (11) Ainsi, plus la fréquence de fonctionnent F augmente, plus la zone active Z se déplace de l'extérieur vers le point central O de l'élément rayonnant 204. C'est donc la partie périphérique de l'élément rayonnant qui rayonne aux fréquences de fonctionnement basses et la partie centrale de l'élément rayonnant 204 qui rayonne aux fréquences de fonctionnement hautes. Pour que l'antenne fonctionne sur une large bande de fréquences, le substrat 206 présente une permittivité relative er(r) qui est une fonction de la distance r au point origine O, telle que le déphasage introduit par le matériau du substrat 206 situé au-dessous de la zone active Z à la fréquence de fonctionnement soit dans l'intervalle [120 ;+1201. Idéalement, le déphasage introduit à la fréquence de fonctionnement F est nul (A0 = 0 ), de sorte que, en utilisant les équations (9), (10) et (11), la permittivité relative er dépend de la variable r selon l'équation : er(r),__ (7-c O2 h ) La manière de réaliser le substrat 206 dont la permittivité relative er dépend de la distance r au point origine O va maintenant être présentée.The wave S2 passes through the substrate 206, is reflected by the reflector plane 208, then crosses again the substrate 206. The wave S2 is shifted by an angle q during each crossing of the substrate 206 and an angle z when reflection on the reflective plane 208. The wave S2 emerging from the substrate 6 propagates forward. It interferes with the direct wave S1 beyond the radiation surface S. In order for the interference between the waves S1 and S2 to be constructive, the total phase shift AO affecting the wave S2 must be in the range [-120 °; 1201. Now, the total phase shift LIO is given by the equation: AO = -2Co + = -2,6h + e- (9) With 27r.F.'ler (10) = Where is the relative permittivity of the material constituting the substrate 206 More precisely, for the calculation of the phase shift, it should be considered not the relative permittivity of the substrate but its effective relative permittivity which depends: on the relative permittivity of the material used as substrate; the relative permittivity of the material used as film 205 for supporting the radiating element; of geometrical sizes, such as the distance h between the radiating surface and the metallic reflective plane, the distance between the wires of the radiating element, ... In all rigor, the equation to use is written thus: 22rF.leeff where eeff the effective relative permittivity of the constituent dielectric material of the substrate 6 traversed by the wave S2, that is to say that of the material immediately below the active zone Z. In a simplified explanation of the operation of a wire antenna at an operating frequency F, the radiating element 204 is active in an active zone Z which corresponds to a ring, of axis A and radius r, the perimeter of which is substantially equal to the wavelength λ = c / F, where c is the speed of light in a vacuum: 27e = c / F, ie F = c I 27t (11) Thus, the higher the operating frequency F, the more the active zone Z moves from the outside to the central point O of the radiating element 204. This is the peripheral portion of the radiating element radiating at low operating frequencies and the central portion of the radiating element 204 radiating at high operating frequencies. For the antenna to operate over a wide frequency band, the substrate 206 has a relative permittivity er (r) which is a function of the distance r at the origin point O, such that the phase shift introduced by the material of the substrate 206 located at below the active zone Z at the operating frequency in the range [120; +1201. Ideally, the phase shift introduced at the operating frequency F is zero (A0 = 0), so that, using equations (9), (10) and (11), the relative permittivity and depends on the variable r according to the equation: er (r), (7-c O2 h) The manner of producing the substrate 206 whose relative permittivity and depends on the distance r at the origin point O will now be presented.

Le substrat 206 est composite. Il résulte de l'association d'une pluralité de pièces élémentaires. fi_ 2 (12) Dans le mode de réalisation des figures 5 à 8, le motif de l'élément rayonnant 204 étant du type en spirale, chaque pièce élémentaire forme un anneau. Sur la figure 5, le substrat 206 est ainsi composé de quatre anneaux 221, 222, 223 et 224.The substrate 206 is composite. It results from the association of a plurality of elementary pieces. 2 (12) In the embodiment of FIGS. 5 to 8, the pattern of the radiating element 204 being of the spiral type, each elementary part forms a ring. In FIG. 5, the substrate 206 is thus composed of four rings 221, 222, 223 and 224.

Chaque anneau est réalisé dans un matériau ayant une valeur spécifique de la permittivité relative 6,1. Les différents anneaux 221 à 224 sont emboîtés les uns à l'intérieur des autres et ajustés les uns aux autres de manière à constituer un substrat 206 continu. Les permittivités électriques relatives en de chacun des anneaux 221 à 224, ainsi que les dimensions de chacun des anneaux 221 à 224 sont choisies pour que le substrat 206 présente une permittivité relative er qui est une fonction de la variable r croissante et continue, du point origine O vers l'extérieur de l'antenne 202, le long de la direction caractéristique D. En particulier, deux anneaux successifs se recouvrent partiellement selon la direction caractéristique D de manière à réaliser un gradient de la permittivité relative er. Plus précisément, le premier anneau 221, qui est situé le plus au centre de l'antenne 202 et qui est réalisé dans un matériau de permittivité relative eri réduite, présente une paroi radiale extérieure tronconique. Celle-ci présente, sur la surface inférieure 214 du substrat 6, une petite base de rayon r1 et, sur la surface supérieure 216 du substrat, une grande base de rayon r2. Le second anneau 222, qui est réalisé dans un matériau de permittivité relative erg supérieure à erl, présente une paroi radiale intérieure tronconique présentant, sur la surface 214, une petite base de rayon r1 et, sur la surface 216, une grande base de rayon r2. Le second anneau 222 présente une surface radiale extérieure tronconique présentant, sur la surface 214, une petite base de rayon r2 et, sur la surface 216, une grande base de rayon r3. Le troisième anneau 223, qui est réalisé dans un matériau de permittivité relative er3 supérieure à erg , présente une paroi radiale intérieure tronconique présentant, sur la surface 214, une petite base de rayon r2 et, sur la surface 216, une grande base de rayon r3. Le troisième anneau 223 présente une surface radiale extérieure tronconique présentant, sur la surface 214, une petite base de rayon r3 et, sur la surface 216, une grande base de rayon r4. Enfin, le quatrième anneau 224, qui est situé le plus à l'extérieur de l'antenne 202 et qui est réalisé dans un matériau de permittivité relative er4, présente une paroi radiale intérieure tronconique. Celle-ci présente, sur la surface 214, une petite base de rayon r3 et, sur la surface 216, une grande base de rayon T4. Le graphe de la figure 7 donne l'évolution de la permittivité relative er du substrat 206 en fonction de la distance r à l'axe A, pour un ensemble particulier de valeurs des rayons ri et des permittivités électriques relatives en, ainsi que pour une distance h particulière entre la surface rayonnante et le plan réflecteur métallique 208 ( h valant ici 5 mm). La fonction donnant la permittivité relative er en fonction de la distance r est continue, grâce à la forme tronconique des interfaces entre deux anneaux successifs.Each ring is made of a material having a specific value of the relative permittivity 6.1. The different rings 221 to 224 are nested one inside the other and adjusted to each other so as to constitute a continuous substrate 206. The relative electrical permittivities of each of the rings 221 to 224, as well as the dimensions of each of the rings 221 to 224 are chosen so that the substrate 206 has a relative permittivity er which is a function of the variable r increasing and continuing, from the point O origin to the outside of the antenna 202, along the characteristic direction D. In particular, two successive rings overlap partially in the characteristic direction D so as to achieve a gradient of the relative permittivity er. More specifically, the first ring 221, which is located most centrally of the antenna 202 and which is made of a relatively low permittivity material ii has a frustoconical outer radial wall. This has, on the lower surface 214 of the substrate 6, a small base of radius r1 and, on the upper surface 216 of the substrate, a large base of radius r2. The second ring 222, which is made of a relative permittivity material erg greater than erl, has a frustoconical inner radial wall having, on the surface 214, a small base of radius r1 and, on the surface 216, a large radius base. r2. The second ring 222 has a frustoconical outer radial surface having, on the surface 214, a small base of radius r2 and, on the surface 216, a large base of radius r3. The third ring 223, which is made of a relative permittivity material er3 greater than erg, has a frustoconical inner radial wall having, on the surface 214, a small base of radius r2 and, on the surface 216, a large radius base. r3. The third ring 223 has a frustoconical outer radial surface having on the surface 214 a small base of radius r3 and on the surface 216 a large base of radius r4. Finally, the fourth ring 224, which is located furthest outside the antenna 202 and which is made of a relative permittivity material er4, has a frustoconical inner radial wall. This has, on the surface 214, a small base of radius r3 and, on the surface 216, a large base of radius T4. The graph of FIG. 7 gives the evolution of the relative permittivity and of the substrate 206 as a function of the distance r to the axis A, for a particular set of values of the rays ri and relative electrical permittivities in, as well as for a particular distance h between the radiating surface and the metal reflector plane 208 (here h is 5 mm). The function giving the relative permittivity er as a function of the distance r is continuous, thanks to the frustoconical shape of the interfaces between two successive rings.

La fonction donnant la permittivité relative ci, en fonction de la distance r est croissante et ne présente aucun plateau intermédiaire, c'est-à-dire que le gradient aer de ar la fonction est strictement positif, grâce au choix d'une valeur identique pour le rayon de la grande base de la paroi radiale intérieure d'un anneau et pour le rayon de la petite base de la paroi radiale extérieure de ce même anneau.The function giving the relative permittivity ci, as a function of the distance r is increasing and does not present any intermediate plateau, that is to say that the aerial gradient of the function is strictly positive, thanks to the choice of an identical value for the radius of the large base of the inner radial wall of a ring and for the radius of the small base of the outer radial wall of the same ring.

La figure 8 est un graphe représentant, pour chacune des permittivités électriques relatives en des anneaux 221 à 224, le déphasage total 00 de l'onde S2, en fonction de la fréquence de fonctionnement F. La portion de ce graphe située entre -120° et +120° correspond au domaine où il y a des interférences constructives entre les ondes S1 et S2. L'antenne 202 résulte d'un procédé de dimensionnement représenté schématiquement sur la figure 9. Ce procédé comporte les étapes suivantes. Dans une étape 1000 la fréquence maximale Fmax, qui constitue la borne supérieure de la bande de fréquences de l'antenne 202, est choisie. A l'étape 1100, est sélectionné le matériau diélectrique de l'anneau 221 centrale, qui correspond à la zone active de l'antenne 202 lorsque la fréquence de fonctionnement F est proche de la fréquence maximale Fmax. Ce matériau est sélectionné en fonction de la valeur de sa permittivité relative er, qui doit être faible. Dans une étape 1200, l'épaisseur h du substrat est déterminée en considérant que l'anneau centrale 221, réalisé dans le matériau sélectionné à l'étape 1100, doit introduire un déphasage propre à créer des interférences constructives pour des fréquences de fonctionnement F proches de la fréquence maximale Fmax. Dans une étape 2000, la fréquence minimale Fmin, qui constitue la borne inférieure de la bande de fréquences de l'antenne 202, est choisie. A l'étape 2100, est sélectionné le matériau diélectrique de l'anneau 224 externe, qui correspond à la zone active de l'antenne 202 lorsque la fréquence de fonctionnement F est proche de la fréquence minimale Fmin. Ce matériau est sélectionné en fonction de sa permittivité relative er4, qui doit être élevée, et qui doit permettre, avec l'épaisseur h déterminée à l'étape 1200, d'introduire un déphasage créant des interférences constructives pour des fréquences de fonctionnement F proches de la fréquence minimale Fmin. Dans une étape 3000, les matériaux diélectriques constitutifs des différents anneaux intermédiaires sont sélectionnés de sorte que leurs permittivités électriques relatives respectives augmentent en s'écartant de l'axe A. Enfin, à l'étape 3100, les rayons des faces radiales tronconiques des anneaux constitutifs du substrat 206 sont déterminés pour obtenir une dépendance de la permittivité relative er du substrat 206 en fonction de la distance r à l'axe A qui soit adaptée à l'évolution de la position de la zone active de l'élément rayonnant 204 à la fréquence de fonctionnement F. Plus précisément, le rayon r; de la petite base de la face radiale d'un anneaux est choisie de manière à ce que le déphasage total introduit par le substrat en cet endroit soit nul (zØ=0). A partir de l'équation (12), on obtient : 1. =2hVe (13) Dans une variante de réalisation représentée à la figure 10, le substrat 306 de l'antenne 302 résulte de l'association de quatre anneaux 321 à 324. L'anneau extérieur 324 est réalisé dans un matériau présentant à la fois une permittivité relative er4, par exemple égale à 10,5, et une perméabilité relative "44, par exemple égale à 2. Il est à noter que lorsque l'on ajoute de la matière magnétique, l'équation exacte devient : 27rF .'leeff x efi. = C Où peff est la perméabilité relative effective du substrat. Compte tenu des grandeurs caractéristiques du matériau constitutif de cet anneau extérieur 324, la géométrie de sa face radiale intérieure est modifiée par rapport à celle de l'anneau 224, de manière à obtenir une variation continue et graduelle, non seulement de la permittivité relative er du substrat 306, mais également de la perméabilité relative jar du substrat 306. Dans une autre variante de réalisation représentée à la figure 11, l'anneau extérieur 424 du substrat 406 comporte une couche 425 réalisée en un matériau magnétique, formant un film déposé sur une portion périphérique de la surface inférieure 414 du substrat 406. La couche 425 permet d'introduire un déphasage permettant un fonctionnement de l'antenne 402 à des fréquences particulièrement basses. Dans encore une autre variante de réalisation représentée à la figure 12, la couche 525 réalisée en un matériau magnétique ne forme plus un simple film comme dans la variante précédente, mais constitue l'angle inférieur de l'anneau extérieur 524. Enfin, dans une dernière variante de réalisation représentée à la figure 13, l'anneau extérieur 624 est constitué d'une couche inférieure 625, réalisée en un matériau magnétique, et d'une couche supérieure 626, réalisée en un matériau diélectrique. Cet anneau extérieur 624, composite, est par exemple réalisé par collage. Les épaisseurs hl et h2 des couches 625 et 626, ainsi que les permittivités et perméabilités relatives de chacun des matériaux constitutifs des couches 625 et 626, sont choisies en fonction de la valeur de la fréquence minimale Fmin que doit atteindre l'antenne 602. L'antenne présentée ci-dessus fonctionne sur une très large bande de fréquences.FIG. 8 is a graph showing, for each of the relative electrical permittivities in rings 221 to 224, the total phase shift 00 of the wave S2, as a function of the operating frequency F. The portion of this graph situated between -120 ° and + 120 ° corresponds to the area where there is constructive interference between the waves S1 and S2. The antenna 202 results from a sizing process shown schematically in FIG. 9. This method comprises the following steps. In a step 1000, the maximum frequency Fmax, which constitutes the upper limit of the frequency band of the antenna 202, is chosen. In step 1100, is selected the dielectric material of the central ring 221, which corresponds to the active area of the antenna 202 when the operating frequency F is close to the maximum frequency Fmax. This material is selected according to the value of its relative permittivity, which must be low. In a step 1200, the thickness h of the substrate is determined by considering that the central ring 221, made in the material selected in step 1100, must introduce a phase shift proper to create constructive interference for operating frequencies F close of the maximum frequency Fmax. In a step 2000, the minimum frequency Fmin, which constitutes the lower limit of the frequency band of the antenna 202, is chosen. In step 2100 is selected the dielectric material of the outer ring 224, which corresponds to the active area of the antenna 202 when the operating frequency F is close to the minimum frequency Fmin. This material is selected according to its relative permittivity er4, which must be high, and which must allow, with the thickness h determined in step 1200, to introduce a phase shift creating constructive interference for operating frequencies F close the minimum frequency Fmin. In a step 3000, the constituent dielectric materials of the various intermediate rings are selected so that their respective relative electrical permittivities increase away from the axis A. Finally, in step 3100, the radii of the frustoconical radial faces of the rings constituents of the substrate 206 are determined to obtain a dependence of the relative permittivity and of the substrate 206 as a function of the distance r to the axis A which is adapted to the evolution of the position of the active zone of the radiating element 204 to the operating frequency F. More precisely, the radius r; the small base of the radial face of a ring is chosen so that the total phase shift introduced by the substrate at this point is zero (zØ = 0). From equation (12), we obtain: 1. = 2hVe (13) In an alternative embodiment shown in FIG. 10, the substrate 306 of the antenna 302 results from the combination of four rings 321 to 324 The outer ring 324 is made of a material having both a relative permittivity er4, for example equal to 10.5, and a relative permeability "44, for example equal to 2. It should be noted that when adds magnetic matter, the exact equation becomes: ## EQU1 ## where peff is the effective relative permeability of the substrate Given the characteristic quantities of the constituent material of this outer ring 324, the geometry of its face The inner radial is modified relative to that of the ring 224, so as to obtain a continuous and gradual variation, not only of the relative permittivity of the substrate 306, but also of the relative permeability jar of the substrate 306. In another In the embodiment shown in FIG. 11, the outer ring 424 of the substrate 406 comprises a layer 425 made of a magnetic material, forming a film deposited on a peripheral portion of the lower surface 414 of the substrate 406. The layer 425 makes it possible to introduce a phase shift allowing operation of the antenna 402 at particularly low frequencies. In yet another variant embodiment shown in FIG. 12, the layer 525 made of a magnetic material no longer forms a simple film as in the preceding variant, but constitutes the lower angle of the outer ring 524. Finally, in a last embodiment variant shown in Figure 13, the outer ring 624 consists of a lower layer 625, made of a magnetic material, and an upper layer 626, made of a dielectric material. This outer ring 624, composite, is for example made by gluing. The thicknesses h 1 and h 2 of the layers 625 and 626, as well as the permittivity and relative permeabilities of each of the constituent materials of the layers 625 and 626, are chosen as a function of the value of the minimum frequency F min which the antenna 602 must reach. The antenna shown above operates over a very wide band of frequencies.

Ce résultat est obtenu simplement et à moindre coût en réalisant un substrat composite d'épaisseur constante dont les propriétés électromagnétiques varient de manière à correspondre à la position de la zone active de l'élément rayonnant à la fréquence de fonctionnement courante.This result is obtained simply and at a lower cost by producing a composite substrate of constant thickness whose electromagnetic properties vary so as to correspond to the position of the active zone of the radiating element at the current operating frequency.

D'autres configurations de l'élément rayonnant, qui permettent l'émission d'ondes selon l'axe A perpendiculaire à la surface de rayonnement, sont envisageables, telles que par exemple log-périodique à deux brins ou quatre brins, rectiligne ou sinueuse, etc. A été représenté de manière schématique à la figure 14, un élément rayonnant 804 conformé selon un motif log-périodique sinueuse comportant quatre brins. Chaque brin est conformé en zigzag pour présenter des indentations. La longueur de chacune des dents d'un brin, ainsi que l'espacement entre deux dents successives, suivent une progression logarithmique. L'antenne présentée ci-dessus a une épaisseur totale réduite. Avantageusement elle peut être conformée de manière à s'adapter à la forme de la paroi de l'élément mécanique par lequel elle est portée.Other configurations of the radiating element, which allow the emission of waves along the axis A perpendicular to the radiating surface, are conceivable, such as for example log-periodic two-stranded or four-strand, rectilinear or sinuous etc. FIG. 14 shows schematically a radiating element 804 formed in a sinuous log-periodic pattern comprising four strands. Each strand is shaped in zigzag to present indentations. The length of each of the teeth of a strand, as well as the spacing between two successive teeth, follow a logarithmic progression. The antenna presented above has a reduced overall thickness. Advantageously it can be shaped to adapt to the shape of the wall of the mechanical element by which it is worn.

Claims

REVENDICATIONS1.- Antenne (202, 302, 402, 502, 602) filaire à large bande de fréquences comportant un élément rayonnant (204, 804) et un plan réflecteur (208), qui est situé à une distance prédéterminée au-dessous de l'élément rayonnant, l'élément rayonnant comportant au moins un fil métallique conformé, dans une surface de rayonnement (S), selon un motif présentant une direction caractéristique (D) à partir d'un point origine (O, E), caractérisée en ce que l'antenne comporte, interposé entre l'élément rayonnant et le plan réflecteur, un substrat (206, 306, 406, 506, 606) d'épaisseur (h) constante et dont au moins une grandeur électromagnétique caractéristique varie en fonction d'une distance (r) au point origine (0,E) selon la direction caractéristique (D).Antenna (202, 302, 402, 502, 602) broadband wired antenna comprising a radiating element (204, 804) and a reflective plane (208), which is located at a predetermined distance below the radiating element, the radiating element comprising at least one shaped wire, in a radiating surface (S), in a pattern having a characteristic direction (D) from an origin point (O, E), characterized in the antenna comprises, interposed between the radiating element and the reflector plane, a substrate (206, 306, 406, 506, 606) of constant thickness (h) and of which at least one characteristic electromagnetic variable varies as a function of a distance (r) at the origin point (0, E) according to the characteristic direction (D).

2.- Antenne selon la revendication 1, dans laquelle la ou chaque grandeur électromagnétique caractéristique est choisie parmi la permittivité relative (er(r),Eeff(r)) ou la perméabilité relative Car (r) clef (r)).2. Antenna according to claim 1, wherein the or each characteristic electromagnetic parameter is selected from the relative permittivity (er (r), Eeff (r)) or the relative permeability Car (r) key (r)).

3.- Antenne selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la ou chaque grandeur électromagnétique caractéristique est une fonction croissante de la distance (r) au point origine (O, E) selon la direction caractéristique (D).3. Antenna according to claim 1 or claim 2, wherein the or each characteristic electromagnetic magnitude is an increasing function of the distance (r) to the origin point (O, E) according to the characteristic direction (D).

4.- Antenne selon la revendication 3, dans laquelle la ou chaque grandeur électromagnétique caractéristique est une fonction continue de la distance (r) au point origine (O, E) selon la direction caractéristique (D).4. Antenna according to claim 3, wherein the or each characteristic electromagnetic magnitude is a continuous function of the distance (r) to the origin point (O, E) according to the characteristic direction (D).

5.- Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le substrat est composite et résulte de l'association, selon la direction caractéristique (D) d'une pluralité de pièces élémentaires (221 à 224), chaque pièce élémentaire présentant une valeur spécifique de ladite ou de chaque grandeur électromagnétique caractéristique (e,,,,un).5. Antenna according to any preceding claim, wherein the substrate is composite and results from the combination, according to the characteristic direction (D) of a plurality of elementary parts (221 to 224), each elementary piece presenting a specific value of said or each characteristic electromagnetic quantity (e ,,,, a).

6.- Antenne selon la revendication 5, dans laquelle, selon la direction caractéristique (D), deux pièces élémentaires (221 à 224) successives se recouvrent partiellement.356. Antenna according to claim 5, wherein, in the characteristic direction (D), two successive elementary pieces (221 to 224) partially overlap.

7.- Antenne selon la revendications 5 ou la revendication 6, dans laquelle, le motif étant du type en spirale ou du type log-périodique, la direction caractéristique (D) correspondant alors à un rayon dudit motif et le point origine au centre (0) dudit motif, chaque partie élémentaire constitutive du substrat est un anneau (221 à 224).7. Antenna according to claim 5 or claim 6, wherein, the pattern being of the spiral type or log-periodic type, the characteristic direction (D) then corresponding to a radius of said pattern and the origin point in the center ( 0) of said pattern, each constituent elementary portion of the substrate is a ring (221 to 224).

8.- Antenne selon la revendication 7, dans laquelle un anneau dit intérieur présente une face radiale extérieure tronconique et un anneau dit extérieur, voisin dudit anneau intérieur, présente une face radiale intérieure tronconique qui est ajustée à la face radiale extérieure dudit anneau intérieur.8. Antenna according to claim 7, wherein an inner ring has a frustoconical outer radial face and an outer ring, adjacent said inner ring, has a frustoconical inner radial face which is fitted to the outer radial face of said inner ring.

9.- Antenne selon la revendication 8, dans laquelle un anneau dit intermédiaire comporte une face radiale intérieure tronconique et une face radiale extérieure tronconique, telle qu'un rayon de la grande base de la face radiale intérieure sur une surface du substrat soit égal au rayon de la petite base de la face radiale extérieure sur une surface opposée du substrat.9. Antenna according to claim 8, wherein an intermediate said ring comprises a frustoconical inner radial face and a frustoconical outer radial face, such that a radius of the large base of the inner radial face on a surface of the substrate is equal to radius of the small base of the outer radial face on an opposite surface of the substrate.

10.- Procédé de dimensionnement d'une antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : choisir (1000) une fréquence de fonctionnement maximale (Fmax) ; sélectionner (1100) un premier matériau, caractérisé par une valeur d'une grandeur électromagnétique caractéristique, pour une pièce élémentaire centrale (221) du substrat ; déterminer (1200) l'épaisseur (h) du substrat (206) à partir de la fréquence maximale choisie et de la valeur de la grandeur électromagnétique caractéristique du premier matériau sélectionner ; choisir (2000) une fréquence de fonctionnement minimale (Fmin) ; sélectionner (2100) un second matériau, caractérisé par une valeur d'une grandeur électromagnétique caractéristique, à partir de la fréquence minimale choisie et de la l'épaisseur du substrat calculée, pour une pièce élémentaire périphérique (224) du substrat ; sélectionner (3000) un matériau, caractérisé par une valeur d'une grandeur électromagnétique caractéristique, pour une pièce élémentaire intermédiaire (222, 223), de manière à obtenir une variation de la grandeur électromagnétique caractéristique du substrat en fonction d'une distance (r) au point origine (O, E), selon la direction caractéristique (D) du motif de l'élément rayonnant.10. A method of dimensioning an antenna according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises the steps of: choosing (1000) a maximum operating frequency (Fmax); selecting (1100) a first material, characterized by a characteristic electromagnetic magnitude value, for a central elementary piece (221) of the substrate; determining (1200) the thickness (h) of the substrate (206) from the selected maximum frequency and the value of the electromagnetic magnitude characteristic of the first selected material; choosing (2000) a minimum operating frequency (Fmin); selecting (2100) a second material, characterized by a characteristic electromagnetic magnitude value, from the selected minimum frequency and the calculated substrate thickness, for a peripheral elementary piece (224) of the substrate; selecting (3000) a material, characterized by a value of a characteristic electromagnetic quantity, for an intermediate elementary piece (222, 223), so as to obtain a variation of the characteristic electromagnetic quantity of the substrate as a function of a distance (r ) at the point of origin (O, E), according to the characteristic direction (D) of the pattern of the radiating element.

11.- Procédé selon la revendication 10, comportant une étape supplémentaire de détermination de la géométrie de chaque pièce élémentaire (221 à 224).11. The method of claim 10, comprising an additional step of determining the geometry of each elementary part (221 to 224).