EP0825673B1 - Plane antenna with interposed short-circuited elements - Google Patents

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EP0825673B1
EP0825673B1 EP19970460030 EP97460030A EP0825673B1 EP 0825673 B1 EP0825673 B1 EP 0825673B1 EP 19970460030 EP19970460030 EP 19970460030 EP 97460030 A EP97460030 A EP 97460030A EP 0825673 B1 EP0825673 B1 EP 0825673B1
Authority
EP
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
antenna
conductive
conductive elements
element
short
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19970460030
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0825673A1 (en )
Inventor
Georges Kossiavas
Josiane Cazajous
Albert Papiernik
Philippe Ratajczak
Patrice Brachat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gula Consulting LLC
Original Assignee
Gula Consulting LLC
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0421Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with a shorting wall or a shorting pin at one end of the element

Description

  • Le domaine de l'invention est celui des antennes électromagnétiques de faibles dimensions susceptibles de fonctionner, selon leur géométrie, de quelques centaines de MHz à quelques GHz. The field of the invention is that electromagnetic small antennae may operate, according to their geometry, a few hundred MHz to a few GHz.
  • Plus précisément, l'invention concerne une antenne plane de faibles dimensions. More specifically, the invention relates to a planar antenna of small dimensions.
  • Les antennes de faibles dimensions ont de nombreuses applications, telles que par exemple les communications avec des mobiles (les antennes sont dans ce cas placées dans des terminaux radiomobiles portatifs coopérant avec des réseaux de radiocommunication terrestres ou par satellites), les communications de proximité (entre ordinateurs ou à l'intérieur d'un bâtiment par exemple), pour des dispositifs d'identification, etc. The small antennae have numerous applications, such as for example, communications with mobile (the antennas are in this case placed in portable mobile radio terminals cooperating with terrestrial radio networks or satellite), the proximity communication (between computers or inside a building for example) for identification devices, etc.
  • On connaît, dans l'état de la technique, deux principaux types d'antennes de petites dimensions, à savoir : Are known in the prior art, two main types of small antennas, namely:
    • les antennes filaires, de type dipôle ou dérivé, qui fonctionnent généralement au-dessous de 1 GHz ; wire antennas, dipole type or derivative, which typically operate below 1 GHz;
    • les antennes planaires (ou imprimées), qui fonctionnent au-dessus de 0,5 GHz. the planar antennas (or printed) which operate above 0.5 GHz. Elles sont constituées d'un élément conducteur métallique parallèle à un plan de masse. They consist of a metallic conductive member parallel to a ground plane. L'élément conducteur est également appelé "patch". The conductive element is also called a "patch".
  • On connaît notamment, comme exemples d'antennes planaires de faibles dimensions, l'antenne quart d'onde, l'antenne en F inversé (ou PIFA, pour "Planar Inverted F Antenna" en langue anglaise), l'antenne de type C monocouche et l'antenne en H. are known in particular, as examples of planar antennas of small dimensions, the quarter-wave antenna, the inverted F antenna (PIFA or, for "Planar Inverted F Antenna" in English), the antenna of C monolayer and the antenna H.
  • On connaît également, à travers la demande de Also known, through the application of brevet EP-A-0795926 EP-A-0795926 (art antérieur selon l'article 54(3) CBE 1973, seulement pour les Etats désignés communs), une antenne tridimensionnelle comprenant trois couches superposées : un plan de masse ; (Prior art according to Article 54 (3) EPC 1973, only for the common designated states), a three-dimensional antenna comprising three superposed layers: a ground plane; un séparateur de fente (bande métallique) qui comprend une partie centrale et deux branches, et est relié par deux pattes au plan de masse ; a slot separator (metal strip) comprising a central portion and two legs, and is connected by two legs to the ground plane; et une structure résonante composée de deux plaques identiques séparées par un espace, ces plaques s'appuyant sur les branches par l'intermédiaire de deux surfaces verticales latérales. and a resonant structure composed of two identical plates separated by a gap, these plates pressing the legs through two lateral vertical surfaces.
  • On connaît également, à travers le document Also known through the document US-A-4131893 US Patent 4131893 , une antenne dans laquelle il est fait appel à une structure imbriquée pour réaliser une cavité résonante repliée. An antenna wherein a call is made to a nested structure to realize a folded resonant cavity. Comme représenté sur les As shown in figures 2 et 3 Figures 2 and 3 de ce document, le plan de masse 12 comprend globalement une série de feuilles conductrices planes 31 à 35 disposées longitudinalement et raccordées électriquement par des flancs latéraux verticaux 36 et 38. L'élément rayonnant 10 comprend une série de feuilles conductrices globalement planes disposées longitudinalement 40 à 42, qui sont disposées en intercalation ou imbrication par rapport aux feuilles de plan de masse 31 à 35, dont elles sont séparées par un diélectrique 14, et sont raccordées électriquement par une cloison verticale 44 disposée parallèlement aux flancs latéraux 36 et 38. Ainsi, l'élément rayonnant 10 et le plan de masse 12 définissent une cavité résonante qui présente des ouvertures 28 et 30 (définies par les bords verticaux extrêmes 24 et 26 de l'élément rayonnant 10) formant fentes rayonnantes. of this document, the ground plane 12 generally comprises a series of planar conductive sheets 31-35 arranged longitudinally and electrically connected by vertical side walls 36 and 38. The radiating element 10 includes a series of generally planar conductive sheets 40 arranged longitudinally 42, which are disposed in intercalation or embedding with respect to the ground plane sheets 31 to 35, they are separated by a dielectric 14, and are electrically connected by a vertical partition 44 arranged parallel to the lateral sides 36 and 38. Thus , the radiating element 10 and the ground plane 12 define a resonant cavity which has openings 28 and 30 (defined by the extreme vertical edges 24 and 26 of the radiating element 10) forming radiating slots.
  • Deux principaux inconvénients existent pour la plupart des antennes proposées antérieurement : des dimensions trop grandes et une bande passante trop faible. Two main disadvantages exist for most of the antennas previously proposed: too large and too low bandwidth. En d'autres termes, l'encombrement des antennes connues est encore trop important et leur bande passante trop limitée pour des terminaux de plus en plus compacts. In other words, the bulk of the known antennas is too large and too limited bandwidth for terminals more compact.
  • L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. The invention is especially to overcome these different drawbacks of the prior art.
  • Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir une antenne plane de très faible encombrement, c'est-à-dire de dimensions très faibles devant la longueur d'onde de fonctionnement. More specifically, one of the objectives of the present invention is to provide a planar antenna of very small dimensions, that is to say of very small dimensions at the operating wavelength.
  • L'invention a également pour objectif de fournir une telle antenne de faibles dimensions qui possède une large bande passante. The invention also aims to provide such an antenna with small dimensions which has a wide bandwidth.
  • Un autre objectif de l'invention est de fournir une antenne bibande de faibles dimensions. Another object of the invention is to provide a dual band antenna of small dimensions.
  • Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'une antenne selon la revendication 1. These objectives and others which will appear subsequently, are attained according to the invention using an antenna according to claim 1.
  • Le principe général de l'invention consiste donc à introduire un court-circuit entre deux éléments conducteurs (ou "patches") superposés, dont au moins un comporte une fente. The general principle of the invention therefore is to introduce a short circuit between two conductive elements (or "patches") superposed with at least one comprises a slot.
  • En d'autres termes, l'invention concerne l'introduction de fentes dans la géométrie des éléments conducteurs. In other words, the invention concerns the introduction of slots in the geometry of the conductive elements. En effet, la présence de fentes (ou ouvertures) convenablement placées est susceptible de rallonger les lignes de courant électriques et permet ainsi : Indeed, the presence of slots (or holes) suitably placed may lengthen the electric power lines and thus enables:
    • soit un fonctionnement à plus basse fréquence pour une antenne d'encombrement donné ; is a lowest-frequency operation for a given size antenna;
    • soit une diminution de la taille de l'antenne pour un fonctionnement à fréquence donnée. a decrease of the size of the antenna for a given frequency operation.
  • La réduction des dimensions de l'antenne résulte aussi de la présence de plans de courts-circuits partiels entre éléments superposés (ou entre éléments et masse) qui rallongent également les lignes de courant. The reduction of the antenna size also results from the presence of partial plans shorts between overlapping elements (or between elements and mass) that also lengthen the current lines.
  • Par ailleurs, l'élargissement de la bande passante est obtenue par superposition d'éléments métalliques. Furthermore, the expansion of the bandwidth is obtained by the superimposition of metallic elements.
  • La présente invention permet d'obtenir différentes structures d'antennes de très petites dimensions (typiquement 35 mm x 35 mm) pouvant fonctionner autour de 2 GHz. The present invention allows to obtain different antenna structures of very small size (typically 35 mm x 35 mm) capable of operating around 2GHz. Il est clair qu'avec des dimensions encore plus petites, elles peuvent fonctionner à des fréquences plus élevées. It is clear that with even smaller dimensions, they can operate at higher frequencies.
  • L'antenne selon l'invention est appelée « antenne de type C multicouche court-circuitée ». The antenna according to the invention is called "multilayer type antenna C shorted". Le terme multicouche indique la présence de deux éléments conducteurs superposés. The multilayer term indicates the presence of two stacked conductive elements.
  • En effet, on connaît dans l'état de la technique, une antenne de type C monocouche (comprenant donc un seul élément conducteur). Indeed, it is known in the prior art, a single-layer C-type antenna (thus comprising a single conductive member). Cette antenne a été obtenue à partir du dipôle replié en le coupant suivant son axe de symétrie et en n'en conservant que la moitié, après avoir constaté que le courant était très faible dans la bande métallique reliant les deux parties de l'antenne. This antenna was obtained from the folded dipole by cutting along its axis of symmetry and in retaining only half, after noting that the current was very low in the metal strip connecting the two parts of the antenna.
  • L'antenne de type C multicouche court-circuitée de l'invention est quant à elle obtenue en "pliant" le dipôle replié autour de son plan de symétrie. The multilayer type antenna C shorted of the invention is for its part obtained by "folding" the folded dipole about its plane of symmetry. En d'autres termes, on va complètement à l'encontre de la technique précédemment utilisée puisqu'on conserve les deux moitiés d'antenne, et non pas seulement une des deux. In other words, it goes completely against the previously used technique since canned halves antenna, not only one of the two. Selon l'invention, ces deux moitiés d'antenne, qui sont identiques et superposées, constituent les deux éléments conducteurs. According to the invention, these two halves antenna, which are identical and superimposed, are the two conductive elements. La bande métallique qui les relie constitue le premier court-circuit entre les deux éléments conducteurs. The metal strip that connects them is the first short-circuit between the two conductive elements.
  • L'antenne de type C multicouche court-circuitée semble utiliser le premier mode (habituellement non rayonnant) du dipôle replié. The multilayer type C antenna shorted seems to use the first mode (usually nonradiative) of the folded dipole. En supposant maintenue la distribution de courant du premier mode du dipôle replié, les deux moitiés d'antenne, maintenant superposées, ont des distributions de courant semblables et leurs rayonnements s'ajoutent. Assuming maintained the current distribution of the first embodiment of the folded dipole antenna of the two halves, superposed now, have similar current distributions and radiation are added. On crée ainsi le rayonnement tout en diminuant dans un rapport 2 la surface de l'antenne. This creates the radiation while descending in a ratio of 2 the antenna surface.
  • Préférentiellement, ledit premier substrat diélectrique et/ou ledit second substrat diélectrique appartiennent au groupe comprenant l'air et les autres diélectriques. Preferably, said first dielectric substrate and / or said second dielectric substrate belong to the group comprising the air and the other dielectrics.
  • De façon avantageuse, chacun desdits premier et second éléments conducteurs possède, si l'on excepte ladite fente, une forme essentiellement carrée, de longueur de côté 1 = λ/12, avec λ la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne. Advantageously, each of said first and second conductive elements has, except for said slot, a substantially square shape of side length 1 = λ / 12, with λ the wavelength of operation of the antenna.
  • Ainsi, on obtient une antenne planaire ayant des dimensions latérales exceptionnellement petites. Thus, there is obtained a planar antenna having exceptionally small lateral dimensions. En effet, à la connaissance du déposant, il n'existe actuellement aucune antenne de si petites dimensions. Indeed, to the knowledge of the applicant, there is currently no antenna such small dimensions. On rappelle notamment que l'antenne classique est de forme générale carrée, avec une longueur de côté 1 = λ/2. In particular recalled that the conventional antenna is of generally square shape with a side length of 1 = λ / 2.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : Other features and advantages of the invention will become apparent from reading the following description of a preferred embodiment of the invention, given as an indicative and non-limiting example and the accompanying drawings, wherein:
    • la the figure 1 figure 1 présente une vue de dessus d'un dipôle replié connu de l'état de la technique ; presents a top view of a folded dipole known from the state of the art;
    • les the figures 2, 3 et 4 Figures 2, 3 and 4 présentent chacune une vue, en perspective, de côté et de dessus respectivement, d'un premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, dite antenne de type C multicouche court-circuitée ; each show a view in perspective, side and top respectively of a first embodiment of the antenna according to the invention, so-called multilayer type antenna C shorted;
    • la the figure 5 Figure 5 permet de comparer les dimensions des antennes selon les différents modes de réalisation de l'invention avec celles des antennes classiques ; compares the dimensions of the antennas according to various embodiments of the invention with those of conventional antennas;
    • les the figures 6(a) et 6(b) Figures 6 (a) and 6 (b) présentent chacune un diagramme de rayonnement d'un exemple d'antenne de type C multicouche court-circuitée telle que présentée sur les each have a radiation pattern of an example of the multilayer type C antenna shorted as shown on figures 2, 3 et 4 Figures 2, 3 and 4 , pour la polarisation principale ( For the main polarization ( fig.6(a) Fig.6 (a) ) et la polarisation croisée ( ) And cross-polarization ( fig.6(b) Fig.6 (b) ) respectivement ; ) respectively ;
    • la the figure 6(c) Figure 6 (c) présente un tableau de correspondance des références des courbes de niveaux des presents a table of correspondence references contour lines of figures 6(a) et 6(b) Figures 6 (a) and 6 (b) . .
  • L'invention concerne donc une antenne planaire de faibles dimensions comprenant notamment deux éléments conducteurs (ou "patches") superposés (de façon parallèle à un plan de masse) et court-cicuités entre eux. The invention therefore relates to a planar antenna of small dimensions in particular comprising two conductive elements (or "patches") superimposed (in parallel to a ground plane) and short-cicuités them. L'élément conducteur inférieur et le plan de masse peuvent également être court-circuités. The lower conductive element and the ground plane can also be shorted. Les deux éléments conducteurs peuvent comporter une ou plusieurs fentes. The two conductive elements may comprise one or more slots.
  • Dans la suite de la description, on présente un mode de réalisation particulier de l'antenne de l'invention. In the following description, there is shown a particular embodiment of the antenna of the invention. On l'appelle : antenne de type C multicouche court-circuitée. It is called: C type antenna shorted multilayer.
  • On présente maintenant, en relation avec les Will now be presented in conjunction with the figures 2, 3 et 4 Figures 2, 3 and 4 , ce mode de réalisation particulier de l'antenne de l'invention, à savoir l'antenne de type C multicouche court-circuitée. , This particular embodiment of the antenna of the invention, namely the antenna C type multilayer short-circuited. Les The figures 2, 3 et 4 Figures 2, 3 and 4 présentent chacune une vue, en perspective, de côté et de dessus respectivement, de cette antenne de type C multicouche court-circuitée selon l'invention. each show a view in perspective, side and top, respectively, of the multilayer type C antenna short-circuited according to the invention.
  • Cette antenne comprend un plan de masse 1 et deux éléments conducteurs superposés 2, 3 (dits éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3). This antenna comprises a ground plane 1 and two superposed conductive elements 2, 3 (called lower conductive elements 2 and upper 3). Elle comprend également une alimentation coaxiale 4. It also includes a coaxial feed 4.
  • Les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 sont identiques. The conductor elements less than 2 and greater than 3 are identical. Chacun possède une forme en "C", une fente 5, 5' réalisée dans une forme initialement carrée définissant une première 6, 6' et une seconde 7, 7' extrémités libres. Each has a shape of a "C", a slot 5, 5 'formed in an initially square shape defining a first 6, 6' and a second 7, 7 'free ends. Les premières extrémités libres 6, 6' des deux éléments conducteurs 2, 3 sont reliées par un court-circuit 8. The first free ends 6, 6 'of the two conductive elements 2, 3 are connected by a short-circuit 8.
  • La The figure 1 figure 1 présente une vue de dessus d'un dipôle replié connu de l'état de la technique. presents a top view of a folded dipole known from the state of the art. L'antenne de type C multicouche court-circuitée de l'invention est obtenue en "pliant" ce dipôle replié autour de son axe de symétrie xx'. The multilayer type antenna C shorted of the invention is obtained by "folding" the folded dipole around its axis of symmetry xx '. Ce sont les deux moitiés d'antenne, identiques et superposées, qui constituent les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3. La bande métallique qui les relie constitue le court-circuit 8 entre ces deux éléments conducteurs 2, 3. These are the two halves of the antenna, which are identical and superimposed, which are the lower conductive elements 2 and 3. The upper metal strip which connects them is the short-circuit 8 between the two conductors 2, 3.
  • L'antenne de type C multicouche court-circuitée semble utiliser le premier mode (habituellement non rayonnant) du dipôle replié. The multilayer type C antenna shorted seems to use the first mode (usually nonradiative) of the folded dipole. En supposant maintenue la distribution de courant du premier mode du dipôle replié, les deux moitiés d'antenne, maintenant superposées, ont des distributions de courant semblables et leurs rayonnements s'ajoutent. Assuming maintained the current distribution of the first embodiment of the folded dipole antenna of the two halves, superposed now, have similar current distributions and radiation are added. On crée ainsi le rayonnement tout en diminuant dans un rapport 2 la surface de l'antenne. This creates the radiation while descending in a ratio of 2 the antenna surface.
  • On présente ci-dessous les résultats obtenus avec deux exemples d'antennes de type C multicouche court-circuitée selon l'invention. We present below the results obtained with two examples antenna C type multilayer short-circuited according to the invention. Le tableau I ci-dessous présente les dimensions précises de ces deux exemples d'antenne. Table I below shows the precise dimensions of these two examples of antenna.
  • Dans ces deux exemples, si l'on excepte la présence de la fente 5, 5', les deux éléments conducteurs 2, 3 sont de forme carrée (l 1 + l 2 + l 3 = w 1 + w 2 ). In these two examples, except for the presence of the slot 5, 5 ', the two conductive elements 2, 3 have a square shape (l 1 + l 2 + l 3 = w 1 + w 2).
  • Dans le premier exemple (première ligne du tableau I), l'antenne est entièrement métallique. In the first example (first row of Table I), the antenna is entirely metallic. L'espace situé entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2, et celui situé entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 sont tous les deux remplis d'air (ε r1 = ε r2 = 1). The space between the ground plane 1 and the lower conductive member 2, and one located between the lower and upper conductive elements 2 3 are both filled with air (ε ε r1 = r2 = 1). L'antenne présente une épaisseur de 6 mm (h 1 + h 2 ), et un encombrement total de 20 x 20 x 6 mm. The antenna has a 6 mm thickness (h 1 + h 2), and a total size of 20 x 20 x 6 mm.
  • Dans le second exemple (seconde ligne du tableau I), l'espace situé entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2 est rempli d'air (ε r1 = 1), tandis que celui situé entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 est rempli de substrat (ε r2 = 2,2). In the second example (second line of Table I), the space between the ground plane 1 and the lower 2 conductive member is filled with air (ε r1 = 1), while that between the lower conductive members 2 and upper 3 is filled with substrate (ε r2 = 2.2). L'antenne présente une épaisseur de 3 mm (h 1 + h 2 ), et un encombrement total de 13,5 x 13,5 x 6 mm. The antenna has a thickness of 3 mm (h 1 + h 2), and a total size of 13.5 x 13.5 x 6 mm.
  • Sur le tableau I, on a noté : In Table I, it was noted:
    • h 1 l'espacement entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2 ; 1 h the spacing between the ground plane 1 and the lower conductive element 2;
    • h 2 l'espacement entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 ; h 2 the spacing between the conductor elements less than 2 and above 3;
    • εr 1 la permittivité relative de l'élément diélectrique situé entre le plan de masse 1 et l'élément conducteur inférieur 2 ; 1 ∈ r the relative permittivity of the dielectric member located between the ground plane 1 and the lower conductive element 2;
    • ε r2 la permittivité relative de l'élément diélectrique situé entre les éléments conducteurs inférieur 2 et supérieur 3 ; ε r 2 the relative permittivity of the dielectric member located between the lower conductive elements 2 and upper 3;
    • l 1 la largeur de chaque seconde 7, 7' extrémité libre ; 1 the width of each second 7, 7 'free end;
    • l 2 la largeur de chaque fente 5, 5' ; 2 the width of each slot 5, 5 ';
    • l 3 la largeur de chaque première 6, 6' extrémité libre ; 3 the width of each first 6, 6 'free end;
    • w 1 la largeur de la zone reliant les premières 6, 6' et secondes 7, 7' extrémités libres ; w 1 the width of the area connecting the first 6, 6 'and second 7, 7' free ends;
    • w 2 la longueur de chaque fente 5, 5'. w 2 the length of each slot 5, 5 '.
    TABLEAU I TABLE I
    Type d'antenne Antenna Type h 1 (mm) h 1 (mm) h 2 (mm) h 2 (mm) ε r1 ε r1 ε r2 ε r2 l 1 (mm) l 1 (mm) l 2 (mm) l 2 (mm) l 3 (mm) l 3 (mm) w 1 (mm) w 1 (mm) w 2 (mm) w 2 (mm)
    sans substrat without substrate 3 3 3 3 1 1 1 1 12 12 4 4 4 4 4 4 16 16
    avec substrat with substrate 1,5 1.5 1,5 1.5 1 1 2,2 2.2 7 7 3,5 3.5 3 3 3,5 3.5 10 10
  • Avec l'antenne du premier exemple (entièrement métallique), on obtient une résonance à une fréquence de 1,2 GHz. With the antenna of the first example (all metal), a resonance is obtained at a frequency of 1.2 GHz. Par comparaison, un élément carré classique à la même fréquence aurait des dimensions 6 fois plus grandes. By comparison, a conventional square element at the same frequency would sizes 6 times larger. La bande passante obtenue est de 2,5 % pour un ROS inférieur à 2. Bandwidth obtained is 2.5% for a VSWR less than 2.
  • Les The figures 6(a) et 6(b) Figures 6 (a) and 6 (b) présentent chacune un diagramme de rayonnement de ce premier exemple d'antenne de type C multicouche court-circuitée, pour la polarisation principale ( each having a radiation diagram of this first example of an antenna C type multilayer short-circuited for the main polarization ( fig.6(a) Fig.6 (a) ) et la polarisation croisée ( ) And cross-polarization ( fig.6(b) Fig.6 (b) ) respectivement. ) respectively. La The figure 6(c) Figure 6 (c) présente un tableau de correspondance des références des courbes de niveaux des presents a table of correspondence references contour lines of figures 6(a) et 6(b) Figures 6 (a) and 6 (b) . .
  • Ces diagrammes de rayonnement font apparaître le caractère relativement omnidirectionnel du rayonnement, dû à la faible taille des éléments conducteurs, ainsi que l'absence de pureté de polarisation, due à la géométrie complexe de ces éléments conducteurs. These radiation patterns show the relatively omnidirectional nature of the radiation, due to the small size of conductive elements, and the lack of purity of polarization, due to the complex geometry of these conductive elements.
  • L'antenne du second exemple (comportant du substrat), présente une résonance à une fréquence de 1,47 GHz, avec une bande passante de 0,3 % à ROS égal à 2. Les dimensions des éléments conducteurs ont donc encore été réduites au prix d'une diminution de la bande passante par l'utilisation d'un substrat diélectrique (dans cet exemple un substrat de type Duroïd (marque déposée), avec ε r2 = 2,2) entre les deux éléments conducteurs superposés. The antenna of the second example (containing the substrate), has a resonance at a frequency of 1.47 GHz with a bandwidth of 0.3% to ROS equal to 2. The dimensions of the conductive elements have therefore been reduced to price of a reduction in bandwidth by the use of a dielectric substrate (in this example a Duroid substrate type (registered trademark), with ε r2 = 2.2) between the two elements superimposed conductors.
  • La The figure 5 Figure 5 permet de comparer les dimensions des antennes selon les différents modes de réalisation de l'invention avec celles des antennes classiques. compares the dimensions of the antennas according to various embodiments of the invention with those of conventional antennas.
  • Le carré 91 de côté λ/12, avec λ la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne, correspond aux dimensions des éléments conducteurs superposés et court-circuités de l'antenne de type C multicouche de l'invention. The square 91 of side λ / 12, with λ the wavelength of operation of the antenna, corresponds to the dimensions of the superimposed conductive elements and shorted the multilayer type C antenna of the invention. Cette antenne de type C multicouche est, à la connaissance des déposants, la plus petite qui ait été réalisée. This multilayer type C antenna is, to the knowledge of the applicants, the smallest which has been achieved. Sa bande passante réduite (2,5 %) pourrait être augmentée par l'optimisation de sa géométrie. Its reduced bandwidth (2.5%) could be increased by optimizing its geometry.
  • Le carré 93 de côté λ/2 rappelle les dimensions de l'unique élément conducteur des antennes classiques. The square 93 of side λ / 2 refers to the dimensions of the single conductive member of the conventional antennas.
  • Il est clair que la présente invention peut être mise en oeuvre avec différents types de fente et de court-circuit. It is clear that the present invention can be implemented with different types of slot and short circuit.
  • D'une façon générale, la position et la forme de la ou des fentes et du ou des courts-circuits peuvent être déterminées par : In general, the position and shape of the or slits and or short circuits can be determined by:
    • analyse (par le calcul ou le raisonnement physique) de la distribution du courant avant introduction de la ou des fentes et/ou du ou des plans de courts-circuits, pour décider de l'emplacement de ceux-ci ; analysis (by calculation or physical reasoning) of the current distribution before introducing the or slots and / or plans or short circuit, in determining the location thereof;
    • étude (par le calcul ou le raisonnement physique) de la distribution du courant après introduction de la ou des fentes et/ou du ou des plans de courts-circuits, pour prévoir les répercussions sur le diagramme de rayonnement, l'impédance d'entrée et le rendement de l'antenne. study (by computation or physical reasoning) of the current distribution after introduction of or slots and / or plans or short-circuits, to predict the impact on the radiation pattern, the input impedance and performance of the antenna.

Claims (3)

  1. Flat antenna for transmitting or receiving hyper-frequency signals, of the type comprising in particular:
    - a first conductive element (2) roughly parallel to a background element (1);
    - a first dielectric substrate separating the said first conductive element from the said background element;
    - a means of supplying power to the said antenna;
    - at least a second conductive element (3), approximately identical to the said first conductive element, with the said second conductive element being superimposed on the said first conductive element and approximately parallel to the said background element;
    - a second dielectric substrate, separating the said first and second conductive elements;
    - at least one first short-circuit (8), connecting the said first and second conductive elements,
    characterised in that each of the said first and second conductive elements (2, 3) is in the form of a "C" created by a slit (5') defining a first (6') and a second (7') free end, in which the first free ends (6') of the first and second conductive elements (2, 3) are joined by the said first short-circuit (8).
  2. Antenna according to Claim 1 above, characterised in that the said first dielectric substrate and/or the said second dielectric substrate belong to the group comprising the air and the other dielectrics.
  3. Antenna according to Claim 1 or 2 above, characterised in that, if the said slit (5') is excepted, each of the said first and second conductive elements (2, 3) have essentially a square shape (91), with the length of the side I = λ/12, with λ being the functioning wavelength of the antenna.
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