FR3056832A1 - Construction d'antenne à plaque - Google Patents

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    • H01Q9/0435—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave using two feed points

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Abstract

Les antennes à plaque comprennent trois éléments principaux : un corps diélectrique (210), un élément à plaque rayonnant (plaque rayonnante (230), élément rayonnant ou élément de résonance), et une broche d'alimentation (150). Pour assembler une antenne, la plaque rayonnante (230) est insérée par pression dans le corps diélectrique (210) de manière que leurs caractéristiques d'appariement et ouvertures s'alignent. Une broche d'alimentation (150) est alors passée par les ouvertures alignées (146, 214). Une fixation supplémentaire de la plaque rayonnante et/ou de la broche d'alimentation est possible par un moyen adhésif ou mécanique. Ainsi, le processus de fabrication est simplifié et aboutit à des résultats plus cohérents et des coûts réduits par comparaison avec les procédés actuels couramment employés.

Description

© N° de publication : 3 056 832 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 58798 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : H 01 Q 9/04 (2017.01), H 01 Q 1/12
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 22.09.17. © Demandeur(s) : TAOGLAS GROUP HOLDINGS
© Priorité : 26.09.16 US 62399839; 15.09.17 US LIMITED— IE.
15705564.
@ Inventeur(s) : ANDERSON CHRISTOPHER M..
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 30.03.18 Bulletin 18/13.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été
établi à la date de publication de la demande.
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : TAOGLAS GROUP HOLDINGS
apparentés : LIMITED.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : SANTARELLI.
FR 3 056 832 - A1
CONSTRUCTION D'ANTENNE A PLAQUE.
©) Les antennes à plaque comprennent trois éléments principaux: un corps diélectrique (210), un élément à plaque rayonnant (plaque rayonnante (230), élément rayonnant ou élément de résonance), et une broche d'alimentation (150). Pour assembler une antenne, la plaque rayonnante (230) est insérée par pression dans le corps diélectrique (210) de manière que leurs caractéristiques d'appariement et ouvertures s'alignent. Une broche d'alimentation (150) est alors passée par les ouvertures alignées (146, 214). Une fixation supplémentaire de la plaque rayonnante et/ou de la broche d'alimentation est possible par un moyen adhésif ou mécanique. Ainsi, le processus de fabrication est simplifié et aboutit à des résultats plus cohérents et des coûts réduits par comparaison avec les procédés actuels couramment employés.
i
ARRIÈRE-PLAN
Domaine : la présente invention a trait, en général, à une antenne et, en particulier, à des antennes à plaque et à la construction d'antennes à plaque.
Arrière-plan : alors que la technologie des communications sans fil s'est développée, des dispositifs tels que les téléphones portables, les récepteurs GPS, etc. se sont répandus davantage encore, entraînant la mise au point de technologies d'antennes plus performantes, plus fiables et moins coûteuses. Les antennes à plaque, en raison de leur robustesse, performance et coût relativement faible, sont devenues la solution préférée dans de nombreuses applications. Les technologies de communications de prochaine génération, telles que l'IdO (Internet des objets), le M2M (machine à machine), les dispositifs de localisation, la télématique pour flotte de véhicules, et les applications automobiles, ne feront qu'accroître cette tendance.
Dans les modèles d'antennes à plaque types, l'élément rayonnant de face supérieure comprend une pâte métallique appliquée sur le substrat diélectrique par le biais d'un procédé de sérigraphie. A moins que l'impression soit réalisée individuellement ou en petites séries, l'emplacement de l'impression sur la surface de chaque élément varie d'une unité à l'autre. Il en résulte alors la nécessité d'un accord unité par unité, ce qui renchérit les coûts et peut avoir des effets négatifs sur la précision de l'antenne et la régularité de la performance. Il est nécessaire de disposer d'un procédé de construction d'antennes à plaque qui mette fin à un accord unité par unité, simplifiant la fabrication, aboutissant à une performance plus régulière et réduisant les coûts des antennes à plaque résultantes.
RÉSUMÉ
Sont divulgués des antennes à plaque et des procédés de construction d'antennes à plaque. Les antennes à plaque divulguées comprennent trois éléments principaux : un corps diélectrique, un élément à plaque rayonnante (plaque rayonnante), et une broche d'alimentation. Le corps diélectrique présente une ou plusieurs caractéristiques physiques correspondant à une ou plusieurs caractéristiques physiques d'appariement de la plaque rayonnante. Ces caractéristiques d'appariement permettent un alignement et une fixation corrects de la plaque rayonnante par rapport au corps diélectrique. Le corps diélectrique et la plaque rayonnante comportent tous deux une ouverture centrale. Pour assembler une antenne, la plaque rayonnante est insérée par pression dans le corps diélectrique de manière que les caractéristiques d'appariement et les ouvertures dans les deux éléments se trouvent alignées. Une broche d'alimentation est alors passée par les ouvertures alignées, ce qui permet à l'antenne une connexion à des éléments externes, par exemple des composants électroniques, des systèmes, et/ou des dispositifs de communications. Une fixation supplémentaire de la plaque rayonnante et/ou de la broche d'alimentation est possible par moyen adhésif ou mécanique. Ainsi, le processus de fabrication est simplifié et aboutit à des résultats plus cohérents et des coûts réduits par comparaison avec les procédés actuels couramment employés. L'antenne à plaque peut également comprendre une pluralité de broches d'alimentation, par exemple 2, 3 ou 4 broches.
Un mode de réalisation supplémentaire comprend des caractéristiques faisant saillie vers le haut à partir du corps diélectrique afin d'engager des caractéristiques physiques d'une plaque rayonnante, telles que des côtés, des angles ou des ouvertures, afin de garantir un alignement de la plaque rayonnante relativement au corps diélectrique.
La configuration divulguée des antennes à plaque permet également de faciliter l'assemblage en permettant une insertion par pression sans brasage manuel. Il en résulte une production plus rapide à un coût plus faible. En outre, des propriétés de résistance aux chocs mécaniques supérieures sont obtenues, ainsi qu'une résistance aux changements de températures. L'assemblage par insersion par pression est particulièrement approprié lorsque des matières plastiques sont utilisées, qui risqueraient autrement de fondre si un brasage par refusion était employé à haute température.
Un aspect de la divulgation a trait aux antennes à plaque. Des antennes à plaque appropriées comprennent un élément rayonnant réalisé à partir d'un matériau conducteur comportant une surface supérieure et une surface inférieure doté d'une ouverture d'élément rayonnant positionnée symétriquement excentrée au sein de l'élément rayonnant ; un substrat diélectrique comportant une surface plane engageant au moins une surface de l'élément rayonnant et une ouverture de substrat diélectrique positionnée symétquement excentrée, le substrat diélectrique étant configuré pour engager solidement l'élément rayonnant de manière que l'ouverture de substrat diélectrique soit alignée avec l'ouverture d'élément rayonnant ; une broche d'alimentation conductrice comportant une tête et une tige ; la tige de la broche d'alimentation conductrice passant par l'ouverture d'élément rayonnant et l'ouverture de substrat diélectrique depuis un point d'alimentation sur l'élément rayonnant. L'élément rayonnant peut être fixé au substrat diélectrique par le biais d'un ajustement serré ou d'un ajustement à friction. En outre, l'élément rayonnant peut être fixé au substrat diélectrique par le biais d'une liaison adhésive. Dans certaines configurations, la broche d'alimentation conductrice est fixée à au moins l'un de l'élément rayonnant et du substrat diélectrique par le biais d'une liaison adhésive. La broche d'alimentation conductrice peut être fixée à 1'élément rayonnant et au substrat diélectrique par le biais d'une fixation mécanique. Une ou plusieurs broches d'alimentation conductrices supplémentaires peuvent également être incluses. Le substrat diélectrique peut être en plastique. L'élément de résonance d'antenne à plaque est rond, ovale, ovoïde, carré, ou rectangulaire.
Un autre aspect de la divulgation a trait à des procédés de construction ou de fabrication d'une antenne à plaque. Des procédés appropriés comprennent les étapes consistant à : estamper ou découper avec précision un élément rayonnant ; placer l'élément rayonnant, réalisé à partir de matériau conducteur comportant une surface supérieure et une surface inférieure et doté d'une ouverture d'élément rayonnant positionnée symétriquement excentrée, sur un substrat diélectrique comportant une surface plane et une ouverture de substrat diélectrique positionnée symétriquement excentrée ; aligner l'ouverture d'élément rayonnant avec l'ouverture de substrat diélectrique ; fixer l'élément rayonnant au substrat diélectrique ; et faire passer une broche d'alimentation conductrice par l'ouverture d'élément rayonnant et l'ouverture de substrat diélectrique. L'étape de fixation de l'élément rayonnant peut être réalisée par le biais d'un ajustement serré ou d'un ajustement à friction. Selon certains aspects, l'étape de fixation de l'élément rayonnant peut être réalisée par le biais d'une liaison adhésive. D'autres aspects comprennent une combinaison d'ajustement serré/ajustement à friction et de liaison. En outre, l'étape de fixation de la broche d'alimentation peut être réalisée par le biais d'une liaison adhésive, par le biais d'un ajustement serré/ ajustement à friction, ou d'une combinaison de ceux-ci. En outre, l'étape de fixation de la broche d'alimentation peut comprendre une liaison mécanique. Dans certaines configurations, le substrat diélectrique est en plastique. L'antenne à plaque et/ou l'élément résonant peut être de forme ronde, ovale, ovoïde, carrée, ou rectangulaire.
Un autre aspect encore de la divulgation a trait à des systèmes d'antennes à plaque. Des systèmes d'antennes à plaque appropriés comprennent une première antenne à plaque et une deuxième antenne à plaque comprenant un élément rayonnant réalisé à partir d'un matériau conducteur comportant une surface supérieure et une surface inférieure doté d'une ouverture d'élément rayonnant positionnée symétriquement excentrée au sein de l'élément rayonnant ; un substrat diélectrique comportant une surface plane engageant au moins une surface de l'élément rayonnant et une ouverture de substrat diélectrique positionnée symétriquement excentrée, le substrat diélectrique étant configuré pour engager solidement l'élément rayonnant de manière que l'ouverture de substrat diélectrique soit alignée avec l'ouverture d'élément rayonnant ; une broche d'alimentation conductrice comportant une tête et une tige ; la tige de la broche d'alimentation conductrice passant par l'ouverture d'élément rayonnant et l'ouverture de substrat diélectrique depuis un point d'alimentation sur l'élément rayonnant, la première antenne à plaque comprenant une deuxième broche d'alimentation conductrice pour engager la deuxième antenne à plaque.
RÉFÉRENCES
Se reporter, par exemple, aux documents :
US 5 155 493 A délivré le 13 octobre 1992 aux noms de
Thurby et al. pour « Tape type microstrip patch antenna » ; US 5 210 542 A délivré le 11 mai 1993 aux noms de Pett et al. pour « Microstrip patch antenna structure » ;
US 5 382 959 A délivré le 17 janvier 1995 aux noms de
Pett et al pour « Broadband circular polarization
antenna » f
US 5 404 145 A délivré le 4 avril 1995 aux noms de Sa
et al. pour « Patch coupled aperture array antenna » ;
US 5 442 366 A délivré le 15 août 1995 au nom de
Sanford pour « Raised patch antenna » ;
US 5 977 710 A délivré le 2 novembre 1999 aux noms de
Kuramoto et al. pour « Patch antenna and method for making the same » ;
US 6 211 824 Bl délivré le 3 avril 2001 aux noms de
Holden et al. pour « Microstrip patch antenna » r
US 6 246 368 Bl délivré le 12 juin 2001 aux noms de
Deming et al pour « Microstrip wide band antenna and
radome » ;
US 6 292 143 Bl délivré le 18 septembre 2001 au nom de
Romanofsky pour « Multi-mode broadband patch antenna » ;
ÜS 6 307 509 B1 délivré le 23 octobre 2001 au nom de Krantz pour « Patch antenna with custom dielectric » ;
US 6 359 588 B1 délivré le 19 mars 2002 au nom de Kuntzsch pour « Patch antenna » ;
US 6 624 787 B2 délivré le 23 septembre 2003 aux noms de Puzella et al. pour « Slot coupled, polarized egg-crate radiator » ;
US 6 879 288 B2 délivré le 12 avril 2005 aux noms de Byrne et al. pour « Interior patch antenna with ground plane assembly » ;
US 6 911 939 B2 déli vré le 28 juin 2005 aux noms de Caron et al. pour « Patch and cavity for producing dual polarization States with controlled RF beamwidths » ;
US 6 937 192 B2 délivré le 30 août 2005 aux noms de Mendolia et al. pour « Method for fabrication of miniature lightweight antennas » ;
US 7 629 928 B2 délivré le 8 décembre 2009 aux noms de Fabrega-Sanchez et al. pour « Patch antenna with electromagnetic shield counterpoise » ;
US 8 174 450 B2 délivré le 8 mai 2012 aux noms de Tatarnikov et al. pour « Broadband micropatcn antenna System with reduced sensitivity to multipath réception » ;
US 8 354 972 B2 délivré le 1er janvier 2013 aux noms de Borja et al. pour « Dual-polarized radiating element, dual-band dual-polarized antenna assembly and dualpolarized antenna array » ;
US 8 378 893 B2 délivré le 19 février 2013 aux noms de Harokopus pour « Patch antenna » ; et
US 8 587 480 B2 délivré le 19 novembre 2013 aux noms de Kim et al., pour « Patch antenna and manufacturing method thereof » ;
WO 2009/149471 Al publié le 10 décembre 2009, pour « Broadband antenna with multiple associated patches and coplanar grounding for RFID applications » ; et
Manesh Passive Patch Antenna - note d'application (4 juin 2013), APAE Sériés Low Profile Antennas.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Une meilleure compréhension des caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtra en référence à la description détaillée qui suit, qui présente des modes de réalisation donnés à titre d'illustration, dans lesquels les principes de la présente invention sont employés, et en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
la figure IA est une vue de dessus isométrique d'une antenne à plaque ;
la figure IB est une vue de dessus d'un corps diélectrique ;
la figure IC est une vue de dessus d'une plaque rayonnante ;
la figure 1D est une illustration isométrique d'une
broche d 'alimentation ;
la figure 1E est une vue de dessus i d'une antenne à
plaque ;
la figure 1F est une vue de côté d'une antenne à
plaque ;
la figure IG est une vue de dessous d'une antenne à
plaque ;
la figure 1H est une vue en coupe d'une antenne à
plaque ;
la figure 11 est une vue en coupe isométrique d'une
antenne à plaque ;
la figure 2 est une illustration éclatée d'une antenne à plaque selon la divulgation ;
la figure 3 est une vue de dessus isométrique d'une variante de configuration d'une antenne à plaque ;
la figure 4 est une vue de dessus isométrique d'une variante de configuration d'une antenne à plaque ; et la figure 5 est une vue de dessus isométrique d'une variante de configuration d'une antenne à plaque.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Sont divulgués des antennes à plaque et des procédés de construction d'antennes à plaque qui comprennent les étapes consistant à : 1) former un corps de matériau diélectrique doté d'une cavité appropriée pour une plaque rayonnante ou un élément de résonance et d'une ouverture pour une broche d'alimentation ; 2) former une plaque rayonnante ou un élément de résonance qui, en dimensions, coïncide avec la cavité et l'ouverture de broche d'alimentation dans le corps diélectrique ; 3) insérer par pression une plaque rayonnante ou un élément de résonance dans la cavité diélectrique ; et 4) installer et fixer la broche d'alimentation à travers la plaque rayonnante ou l'élément de résonance et le corps diélectrique. La plaque rayonnante ou l'élément de résonance de l'antenne à plaque peut, en outre, être fixé par insertion par pression, ajustement serré, ajustement à friction, liaison adhésive ou en utilisant la broche d'alimentation en tant que mécanisme de fixation, par exemple en tant que partie d'un ensemble attache filetée ou attache à friction, par le biais d'une liaison par brasage ou par l'utilisation d'époxy conductrice. L'antenne à plaque peut également comprendre une pluralité de broches d'alimentation, par exemple 2, 3 ou 4 broches.
Le corps diélectrique peut être constitué à partir de n'importe quel matériau diélectrique approprié qui possède les propriétés souhaitées, dont les céramiques et les thermoplastiques, sans s'y limiter. La plaque rayonnante peut être constituée à partir de n'importe quel matériau en feuille, carte de circuit imprimé ou autre conducteur approprié. Dans les modes de réalisation décrits, la plaque rayonnante a une forme rectangulaire. Dans d'autres modes de réalisation, elle peut adopter n' importe quelle forme et peut comprendre une ou plusieurs encoches, fentes, et/ou ouvertures.
Étant donné que chaque plaque rayonnante est créée individuellement, par exemple par estampage de métal en feuille ou découpe de précision d'un élément carte de circuit imprimé, l'emplacement d'alimentation relativement aux rayonnante est garanti. De tels exact de la broche bords de la plaque procédés offrent une précision et une répétabilité élevées par comparaison avec les procédés de construction actuellement utilisés. Cela supprime la nécessité de recourir à une adaptation par unité, se traduisant par un coût de fabrication global réduit par comparaison avec les procédés de construction actuels. En outre, en ramenant à un minimum la variation d'une unité à l'autre, le procédé aboutit à une performance reproductible, plus fiable, en particulier dans les applications de fabrication en série. Cela en fait une solution idéale pour 1'IdO (Internet des objets), le M2M (machine à machine), la localisation, la télématique, et les applications automobiles.
La figure IA est une vue de dessus isométrique d'un ensemble antenne 100. L'ensemble antenne 100 comprend trois éléments : un corps diélectrique 110, une plaque rayonnante 130 (ou un élément de résonance) et une broche d'alimentation 150. Sur l'illustration, est visible le corps diélectrique 110 qui est vu depuis une surface supérieure de corps diélectrique 112. Une plaque rayonnante 130 avec des faces 132, 134, 136, 138 est disposée sur la surface supérieure de corps diélectrique 112 du corps diélectrique 110 ou au sein d'un évidement dans le corps diélectrique. Comme représenté, la plaque rayonnante 130 est disposée centralement sur la surface supérieure de corps diélectrique 112, le corps diélectrique 110 ayant une ίο longueur et une largeur supérieures à la longueur et la largeur de la plaque rayonnante 130. Une tête de broche d'alimentation 152 d'une broche d'alimentation 150 est visible sur la vue de dessus isométrique. Dans le mode de réalisation illustré, le corps diélectrique 110 est rectangulaire avec des angles arrondis lorsque vu de dessus et a une épaisseur uniforme, T. L'épaisseur du corps diélectrique 110 est habituellement plus élevée que l'épaisseur de la plaque rayonnante 130. Le corps diélectrique 110 et la plaque rayonnante 130 n'ont pas à être carrés, comme il apparaîtra à l'homme de l'art. En outre, tout matériau diélectrique approprié peut être utilisé pour le corps diélectrique 110. Les dimensions totales de l'ensemble peuvent varier en fonction de la mise en œuvre. Par conséquent, une grande variété de dimensions peut être utilisée sans s'éloigner de la portée de la divulgation.
La figure IB est une vue en plan de dessus du corps diélectrique 110. Située au centre (mais pas nécessairement centrée) dans le corps diélectrique 110 se trouve une cavité 162. La cavité 162 peut être rectangulaire selon une vue en plan, comme représenté, et est délimitée par un premier côté de cavité 122, un deuxième côté de cavité 124, un troisième côté de cavité 12 6, et un quatrième côté de cavité 128, numérotés dans le sens des aiguilles d'une montre. La cavité 162 a une profondeur uniforme, avec une profondeur (d) qui est inférieure à l'épaisseur (T) du corps diélectrique, d < T. La zone ombrée sur la figure IB illustre la surface de fond de cavité 164, qui est plane et renferme l'ouverture de cavité 166, qui a une section transversale circulaire. L'ouverture de cavité 166 peut être positionnée symétriquement excentrée par rapport à un centre du corps diélectrique 110. Excentrer la broche, comme représenté, facilite l'obtention d'une polarisation circulaire. Cependant, comme il apparaîtra à l'homme de l'art, positionner la broche en un autre emplacement peut être utile, par exemple, lorsqu'une polarisation linéaire est souhaitée.
La figure IC est une vue de dessus de la plaque rayonnante 130. La plaque rayonnante 130 est rectangulaire selon une vue en plan, et est délimitée par un premier côté de plaque rayonnante 132, un deuxième côté de plaque rayonnante 134, un troisième côté de plaque rayonnante 136, et un quatrième côté de plaque rayonnante 138, numérotés dans le sens des aiguilles d'une montre. La plaque rayonnante 130 est plane, la surface supérieure de plaque rayonnante 140 étant visible sur la figure IC. La plaque rayonnante 130 a une épaisseur uniforme, t, qui peut être égale à une profondeur, d, de la cavité 162 illustrée sur la figure IB. Pour permettre une installation par insertion par pression de la plaque rayonnante 130 dans la cavité 162 du corps diélectrique 110, la longueur du premier côté de plaque rayonnante 132 est sensiblement la même que la longueur du premier côté de cavité 122 ; la longueur du deuxième côté de plaque rayonnante 134 est sensiblement la même que la longueur du deuxième côté de cavité 124 ; la longueur du troisième côté de plaque rayonnante 136 est sensiblement la même que la longueur du troisième côté de cavité 126 ; et la longueur du quatrième côté de plaque rayonnante 138 est sensiblement la même que la longueur du quatrième côté de cavité 128. Au centre de la plaque rayonnante 130 se trouve une ouverture de plaque rayonnante 146, qui a une section transversale circulaire sensiblement du même diamètre que l'ouverture de cavité 166 dans la surface inférieure de cavité 164 illustrée sur la figure IB. L'ouverture de plaque rayonnante 146 est placée de telle façon que, lorsque la plaque rayonnante 130 est installée dans le corps diélectrique 110, un emplacement de l'ouverture de plaque rayonnante 146 coïncide avec l'emplacement de l'ouverture de cavité 166 lorsque vu du dessus, permettant l'installation d'une broche d'alimentation 150.
La figure 1D est une vue isométrique de la broche d'alimentation 150, illustrant une tête de broche d'alimentation 152 et une tige de broche d'alimentation 154. Lors de l'installation de la plaque rayonnante 130 dans le corps diélectrique 110, la broche d'alimentation 150 est installée de manière que la tige de broche d'alimentation 154 passe par l'ouverture de plaque rayonnante 146 et l'ouverture de cavité 166 de manière que la tête de broche d'alimentation 152 repose sur la surface supérieure de plaque rayonnante 140 et la tige de broche d'alimentation 154 s'étende au-delà du corps diélectrique 110, facilitant la fixation à des éléments électroniques externes.
La figure 1E est une vue de dessus d'un ensemble antenne 100, comprenant : le corps diélectrique 110, la plaque rayonnante 130 et la broche d'alimentation 150. Des détails visibles du corps diélectrique 110 sont la surface supérieure de corps diélectrique 112, un premier côté de cavité 122, un deuxième côté de cavité 124, un troisième côté de cavité 126, et un quatrième côté de cavité 128. Des détails visibles de la plaque rayonnante 130 sont la surface supérieure de plaque rayonnante 140, le premier côté de plaque rayonnante 132, le deuxième côté de plaque rayonnante 134, le troisième côté de plaque rayonnante 136, et le quatrième côté de plaque rayonnante 138. Est également visible la tête de broche d'alimentation 152.
La figure 1F est une vue de côté de l'ensemble antenne 100. Sur l'illustration, sont visibles le corps diélectrique 110 comportant une surface supérieure de corps diélectrique 112, et une surface inférieure de corps diélectrique 114. L'on notera l'épaisseur uniforme, T, du corps diélectrique 110. Sont également visibles la tête de broche d'alimentation 152 et la tige de broche d'alimentation 154 s'étendant au-delà de la surface inférieure de corps diélectrique 114. La figure IG est une vue en plan de dessous de l'ensemble antenne 100 illustrant le corps diélectrique 110 comportant une surface inférieure de corps diélectrique 114, et la tige de broche d'alimentation 154.
La figure 1H est une vue en coupe transversale de l'ensemble antenne 100 comportant : un corps diélectrique 110, une plaque rayonnante 130 et une broche d'alimentation 150. Comme représenté, le corps diélectrique 110 comporte une surface supérieure de corps diélectrique 112 et une surface inférieure de corps diélectrique 114 et a une épaisseur uniforme (T). Sont également illustrés le deuxième côté de cavité 124, le quatrième côté de cavité 128, et la surface inférieure de cavité 164 dans le corps diélectrique 110. Une plaque rayonnante 130, d'une épaisseur t < T, dont la surface inférieure 144 repose sur la surface inférieure de cavité 164 ; dont la surface supérieure 140 est coplanaire à la surface supérieure de corps diélectrique 112 ; dont le deuxième côté de plaque rayonnante 134 bute contre le deuxième côté de cavité 124 ; et dont le quatrième côté de plaque rayonnante 138 bute contre le quatrième côté de cavité 128. L'épaisseur t de la plaque rayonnante est sensiblement égale à la profondeur de la cavité 162 illustrée sur la figure IB. Comme représenté, la broche d'alimentation 150 passe par l'ouverture de plaque rayonnante 146 et l'ouverture de cavité 166 de manière que la tête de broche d'alimentation 152 repose sur la surface supérieure de plaque rayonnante 140 et la tige de broche d'alimentation 154 s'étende au-delà de la surface inférieure du corps diélectrique 110.
La figure II est une vue en coupe isométrique de l'ensemble antenne 100 comportant : un corps diélectrique 110, une plaque rayonnante 130 et une broche d'alimentation 150. Comme représenté, le corps diélectrique 110 comporte une surface supérieure de corps diélectrique 112 et une surface inférieure de corps diélectrique 114 et a une épaisseur uniforme, T. Sont également illustrés le premier côté de cavité 122, le deuxième côté de cavité 124, le quatrième côté de cavité 128, et la surface inférieure de cavité 164. La plaque rayonnante 130 est illustrée comme étant placée au sein de la cavité du corps diélectrique 110. La plaque rayonnante 130 a une épaisseur, t < T. La surface inférieure 144 de la plaque rayonnante 130 repose sur la surface inférieure de cavité 164 ; et la surface supérieure 140 de la plaque rayonnante 130 est coplanaire à la surface supérieure de corps diélectrique 112. En outre, le premier côté de plaque rayonnante 132 bute contre le premier côté de cavité 122 ; dont le deuxième côté de plaque rayonnante 134 bute contre le deuxième côté de cavité 124 ; et dont le quatrième côté de plaque rayonnante 138 bute contre le quatrième côté de cavité 128. La broche d'alimentation 150 passe par l'ouverture de plaque rayonnante 146 et l'ouverture de cavité 166 de manière que la tête de broche d'alimentation 152 repose sur la surface supérieure de plaque rayonnante 140 et la tige de broche d'alimentation 154 s'étende au-delà du corps diélectrique 110, facilitant la connexion à des éléments électroniques externes.
La figure 2 est une vue isométrique éclatée d'un ensemble antenne 200 selon la divulgation. Comme dans la configuration de la figure 1, est prévue une broche d'alimentation 150 comportant une tête de broche d'alimentation 152 et une tige de broche d'alimentation 154. En outre, une plaque rayonnante 130 est prévue. Au sein de la plaque rayonnante 130 se trouve une ouverture de plaque rayonnante 14 6. L'on notera que, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, la broche d'alimentation 150 et la plaque rayonnante 130 ont la même dimension, la même composition, et la même construction.
Si l'on se réfère à présent au troisième élément illustré sur la figure 2, le corps diélectrique 210 a le même périmètre et la même épaisseur que le corps diélectrique 110 illustré sur la figure 1. La surface supérieure de corps diélectrique 212 est plane ou sensiblement plane. L'ouverture de corps diélectrique 214 a une section transversale circulaire et se situe dans le corps diélectrique 210, offrant un passage par lequel la broche d'alimentation 150 peut passer pour connexion à des dispositifs, pièces, et/ou éléments électroniques externes.
En saillie sur la surface supérieure de corps diélectrique 212, se trouvent quatre consoles d'alignement 240. Dans le mode de réalisation illustré, les consoles d'alignement 240 ont sensiblement une forme de L lorsque vues du dessus, avec des jambages de même longueur, chacun faisant approximativement l/6ème de la longueur du premier côté de plaque rayonnante 132. La hauteur des consoles d'alignement 240 est une fraction substantielle de l'épaisseur de la plaque rayonnante 130 et peut correspondre à l'épaisseur de la plaque rayonnante 130. Les consoles d'alignement 240 sont positionnées de manière à engager les angles 230 de la plaque rayonnante 130 lorsqu'elle est placée sur le corps diélectrique 210. La position résultante de la plaque rayonnante 130 est un centrage sur le deuxième corps diélectrique et l'ouverture de plaque rayonnante 146 coïncide avec l'ouverture de corps diélectrique 214. Outre qu'il permet un positionnement correct de la plaque rayonnante 130 sur le corps diélectrique 210, l'engagement des consoles d'alignement 240 avec les angles 230 de la plaque rayonnante 130 peut se traduire par un ajustement serré ou un ajustement à friction, fixant la plaque rayonnante 130 au corps diélectrique 210.
Pour terminer la construction de l'ensemble antenne 200, la broche d'alimentation 150 passe par l'ouverture de plaque rayonnante 146 et l'ouverture de corps diélectrique 214 de manière que la tête de broche d'alimentation 152 repose sur la surface supérieure de plaque rayonnante 140 et la tige de broche d'alimentation 154 s'étende par le corps diélectrique 210, facilitant la. connexion à des éléments électroniques externes. La plaque rayonnante 130 peut, en outre, être fixée au corps diélectrique 210 par liaison adhésive ou en utilisant la broche d'alimentation 150 en tant que mécanisme de fixation, par exemple en tant que partie d'un ensemble attache filetée ou à friction, par le biais d'une liaison par brasage ou par l'utilisation d'époxy conductrice.
La conception de l'ensemble antenne 200 permet un assemblage aisé en permettant une insertion par pression et en supprimant un brasage manuel. L'utilisation d'une insertion par pression aboutit à un ensemble antenne doté de propriétés de résistance aux chocs mécaniques supérieures et d'une plus grande résistance aux changements de températures. En outre, utiliser une insertion par pression au cours du processus de fabrication permet d'employer une plus grande gamme de matériaux, tels que le plastique, qui sont susceptibles d'être endommagés lorsqu'un brasage est utilisé.
La figure 3 est une vue de dessus isométrique d'un ensemble antenne 300. L'ensemble antenne 300 comprend trois éléments : un corps diélectrique 310, une plaque rayonnante 330 (ou un élément de résonance) et trois broches d'alimentation 350, 350', 350. Sur l'illustration, est visible le corps diélectrique 310 qui est vu depuis une surface supérieure de corps diélectrique. La plaque rayonnante 330 est placée au sein d'une cavité de réception diélectrique sur la surface supérieure du corps diélectrique 310. Comme représenté, la plaque rayonnante 330 est placée centralement sur la surface supérieure de corps diélectrique. Les têtes de broche d'alimentation des broches d'alimentation 350, 350', 350 sont visibles sur la vue de dessus isométrique.
La figure 4 est une vue de dessus isométrique d'un ensemble antenne 400. L'ensemble antenne 400 comprend trois éléments : un corps diélectrique 410, une plaque rayonnante 4 30 (ou un élément de résonance) et deux broches d'alimentation 450, 450'. Sur l'illustration, est visible le corps diélectrique 410 qui est vu depuis une surface supérieure de corps diélectrique. La plaque rayonnante 430 est placée au sein d'une cavité de réception diélectrique sur la surface supérieure du corps diélectrique 410. Comme représenté, la plaque rayonnante 430 est placée centralement sur la surface supérieure de corps diélectrique. Les têtes de broche d'alimentation des deux broches d'alimentation 450, 450' sont visibles sur la vue de dessus isométrique.
La figure 5 est une vue de dessus isométrique d'un ensemble antenne 500 ayant un facteur de forme circulaire. L'ensemble antenne 500 comprend également trois éléments : un corps diélectrique 510, une plaque rayonnante 530 (ou un élément de résonance) et une broche d'alimentation 550. Sur l'illustration, est visible le corps diélectrique 510 qui est vu depuis une surface supérieure de corps diélectrique. La plaque rayonnante 530 est placée au sein d'une cavité de réception diélectrique sur la surface supérieure du corps diélectrique 510. Comme représenté, la plaque rayonnante 530 est placée centralement sur la surface supérieure de corps diélectrique. La tête de broche d'alimentation de la broche d'alimentation 550 est visible sur la vue de dessus isométrique.
Des configurations avec une double broche d'alimentation, comme représenté sur la figure 4, permettent une adaptation de phase indépendante des polarisations horizontale et verticale. L'adaptation de phase indépendante permet un rapport axial optimal et se traduit par une polarisation circulaire améliorée. Des broches d'alimentation supplémentaires, illustrées sous la forme de trois broches d'alimentation sur la figure 3, peuvent être employées comme passage traversant jusqu'à une plaque empilée qui repose sur le dessus d'une plaque principale. Par conséquent, par exemple, une troisième broche peut être une alimentation unique jusqu'à une plaque sur le dessus d'une plaque à double alimentation. Une configuration à quatre broches pourrait permettre une connexion à une plaque à double alimentation à la fois sur le dessus et sur le dessous.
Alors que des modes de réalisation préférés de la présente invention ont été décrits et illustrés dans le présent mémoire, il apparaîtra à l'homme de l'art que de tels modes de réalisation ne sont donnés qu' à titre d'exemple. De nombreuses variations, transformations et substitutions apparaîtront à présent à l'homme de l'art sans s'éloigner de la portée de la présente invention. Il doit être entendu que diverses variantes des modes de réalisation de la présente invention décrits dans le présent mémoire peuvent être employées dans la mise en œuvre de la présente invention.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Antenne à plaque (100, 200, 300, 400, 500) comprenant :
    un élément rayonnant (130, 330, 430, 530) réalisé à partir d'un matériau conducteur comportant une surface supérieure (140) et une surface inférieure (144) doté d'une ouverture d'élément rayonnant (146) positionnée symétriquement excentrée au sein de l'élément rayonnant ;
    un substrat diélectrique (110, 210, 310, 410, 510) comportant une surface plane engageant au moins une surface de l'élément rayonnant et une ouverture de substrat diélectrique (214) positionnée symétriquement excentrée, le substrat diélectrique étant configuré pour engager solidement l'élément rayonnant de manière que l'ouverture de substrat diélectrique soit alignée avec l'ouverture d'élément rayonnant (146) ;
    une broche d'alimentation (150, 350, 350', 350'', 450, 450', 550) conductrice comportant une tête (152) et une tige (154) ;
    la tige de la broche d'alimentation conductrice passant par l'ouverture d'élément rayonnant et l'ouverture de substrat diélectrique depuis un point d'alimentation sur
    1'élément 2. rayonnant. Antenne à plaque selon la revendication 1, dans laquelle 1'élément rayonnant est fixé au substrat diélectrique par le biais d'un ajustement serré ou d'un
    ajustement à friction.
    3. Antenne à plaque selon la revendication 1, dans laquelle 1'élément rayonnant est fixé au substrat diélectrique par le biais d'une liaison adhésive. 4. Antenne à plaque selon la revendication 1, dans
    laquelle la broche d'alimentation conductrice est fixée à au moins l'un de l'élément rayonnant et du substrat diélectrique par le biais d'une liaison adhésive.
  2. 5. Antenne à plaque selon la revendication 1, dans laquelle la broche d'alimentation conductrice est fixée à l'élément rayonnant et au substrat diélectrique par le biais d'une fixation mécanique.
  3. 6. Antenne à plaque selon la revendication 1, comprenant, en outre, une ou plusieurs broches d'alimentation conductrices supplémentaires.
  4. 7. Antenne à plaque selon la revendication 1, dans laquelle le substrat diélectrique est en plastique.
  5. 8. Antenne à plaque selon la revendication 1, dans laquelle l'élément de résonance est rond, carré, ou rectangulaire.
  6. 9. Procédé de construction d'une antenne à plaque (100, 200, 300, 400, 500) comprenant les étapes consistant à :
    estamper ou découper avec précision un élément rayonnant (130, 330, 430, 530) ;
    placer l'élément rayonnant, réalisé à partir de matériau conducteur, comportant une surface supérieure (140) et une surface inférieure (144) et doté d'une ouverture d'élément rayonnant (146) positionnée symétriquement excentrée sur un substrat diélectrique comportant une surface plane et une ouverture de substrat diélectrique positionnée symétriquement excentrée ;
    aligner l'ouverture d'élément rayonnant avec l'ouverture de substrat diélectrique ;
    fixer l'élément rayonnant au substrat diélectrique ; et faire passer une broche d'alimentation conductrice (150, 350, 350', 350'', 450, 450', 550) par l'ouverture d'élément rayonnant et l'ouverture de substrat diélectrique.
  7. 10. Procédé selon la revendication 9, comprenant, en outre, l'étape de fixation de l'élément rayonnant par le biais d'un ajustement serré ou d'un ajustement à friction.
  8. 11. Procédé selon la revendication 9, comprenant, en outre, l'étape de fixation de l'élément rayonnant par le biais d'une liaison adhésive.
  9. 12. Procédé selon la revendication 9, comprenant, en outre, l'étape de fixation de la broche d'alimentation par le biais d'une liaison adhésive.
  10. 13. Procédé selon la revendication 9, comprenant, en outre, l'étape de fixation de la broche d'alimentation par le biais d'une liaison mécanique.
  11. 14. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le substrat diélectrique est en plastique.
  12. 15. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'élément de résonance est rond, carré, ou rectangulaire.
  13. 16. Système d'antenne à plaque comprenant une première antenne à plaque et une deuxième antenne à plaque, la première antenne à plaque et la deuxième antenne à plaque comprenant :
    un élément rayonnant réalisé à partir d'un matériau conducteur comportant une surface supérieure et une surface inférieure doté d'une ouverture d'élément rayonnant positionnée symétriquement excentrée au sein de l'élément rayonnant ;
    un substrat diélectrique comportant une surface plane engageant au moins une surface de l'élément rayonnant et une ouverture de substrat diélectrique positionnée symétriquement excentrée, le substrat diélectrique étant configuré pour engager solidement l'élément rayonnant de manière que l'ouverture de substrat diélectrique soit alignée avec l'ouverture d'élément rayonnant ;
    une broche d'alimentation conductrice comportant une tête et une tige ; la tige de la broche d'alimentation conductrice passant par l'ouverture d'élément rayonnant et l'ouverture de substrat diélectrique depuis un point d'alimentation sur l'élément rayonnant, la première antenne à plaque comprenant une deuxième broche d'alimentation conductrice pour engager la deuxième antenne à plaque.
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