EP1225653B1 - Antenne diversitée sur une surface diélectrique dans une carosserié d'automobile - Google Patents

Antenne diversitée sur une surface diélectrique dans une carosserié d'automobile Download PDF

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EP1225653B1 EP02000324A EP02000324A EP1225653B1 EP 1225653 B1 EP1225653 B1 EP 1225653B1 EP 02000324 A EP02000324 A EP 02000324A EP 02000324 A EP02000324 A EP 02000324A EP 1225653 B1 EP1225653 B1 EP 1225653B1
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Claims (26)

  1. Antenne pour l'utilisation en réception diversité dans la gamme des ondes métriques et décimétriques, comprenant :
    une surface diélectrique (7) pour une carrosserie de véhicule automobile, par exemple pour une portion de toit ou pour un coffre à bagages doté d'un couvercle diélectrique, qui est entourée par un cadre conducteur et composée de surfaces partielles de forme rectangulaire;
    un conducteur d'antenne (38) en forme de fil ;
    une paire de bornes de connexion (13, 14) ;
    au moins un réseau d'impédances bipolaire (11) susceptible d'être commandé par voie électronique ;
    caractérisée en ce que le conducteur d'antenne (38) en forme de fil est guidé sur la surface diélectrique (7) et parallèlement à au moins une partie de la bordure conductrice (1) de la surface diélectrique (7) à une distance (9a) de la surface diélectrique (7) de moins d'un quart de la largeur qui s'y présente, et le conducteur d'antenne (38) en forme de fil comporte un emplacement d'interruption (15, 16) présentant la paire de bornes de connexion (13, 14) de l'antenne, et un réseau d'impédances bipolaire, susceptible d'être commandé par voie électronique, est introduit en série à au moins un autre emplacement d'interruption, et la distance entre la paire de bornes de connexion de l'antenne et ledit au moins un réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique, et le cas échéant la distance entre les réseaux d'impédances susceptibles d'être commandés par voie électronique les uns par rapport aux autres, est supérieure à un huitième de la longueur d'onde utilisée pour la communication et, au moyen de réglages différents dudit au moins un réseau d'impédances susceptible d'être commandé (11) il est possible d'atteindre des signaux d'antennes différents (44) au niveau de la paire de bornes de connexion (13, 14) de l'antenne pour l'utilisation en réception diversité.
  2. Antenne selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que le conducteur d'antenne (38) en forme de fil est guidé parallèlement à au moins une partie de la bordure conductrice (1) de la surface diélectrique (7) a une distance (9a) faible par comparaison à la longueur (9b) du conducteur d'antenne (38) en forme de fil et par comparaison à la longueur d'onde λ, cependant au moins égale à λ/50 depuis la bordure conductrice (1), et le conducteur d'antenne (38) en forme de fil est mené aux deux extrémités vers la bordure conductrice (1) et est relié à la bordure conductrice (1) par des liaisons (42, 43) à faible résistance et efficaces dans la plage des hautes fréquences, de sorte qu'une boucle (6) est formée vis-à-vis des hautes fréquences par le conducteur d'antenne (38) en forme de fil ensemble avec la bordure conductrice (1) (figures 1b, c, d).
  3. Antenne selon la revendication 2,
    caractérisée en ce que le réseau d'impédances bipolaire (11) susceptible d'être commandé par voie électronique est réalisé sous forme de commutateur électronique (12), et les liaisons (42, 43) efficaces dans la plage des hautes fréquences sont réalisées sous la forme d'impédances Z1 ou Z2, dont les valeurs d'impédance sont réglées de manière fixe (figures 1b, c).
  4. Antenne selon l'une des revendications 1 et 3,
    caractérisée en ce que la paire de bornes de connexion (13, 14) de l'antenne sont introduites en série dans le brin longitudinal, c'est-à-dire dans la partie du conducteur d'antenne (38) en forme de fil qui est guidée parallèlement à la bordure conductrice (1), à un emplacement d'interruption du conducteur d'antenne (38, 38a, 38b,...) en forme de fil, de telle façon que les signaux d'antenne (44) peuvent être captés en absence de masse, c'est-à-dire sans liaison conductrice à haute fréquence vers la bordure conductrice (1) (figure 1g).
  5. Antenne selon l'une des revendications 2 et 3,
    caractérisée en ce que la paire de bornes de connexion (13, 14) de l'antenne est insérée en série dans la liaison (42, 43) efficace à hautes fréquences de l'une des deux extrémités du conducteur d'antenne (38) en forme de fil avec la bordure conductrice (1) (figures 1c, d, e, f).
  6. Antenne selon la revendication 3,
    caractérisée en ce qu'il est prévu un premier autre conducteur d'antenne (38d) et celui-ci est branché à l'une des deux extrémités du conducteur d'antenne (38) en forme de fil, et l'impédance efficace Z2 est formée par la charge dans la gamme des hautes fréquences qui résulte de la connexion du premier autre conducteur d'antenne (38b) (figure 1f).
  7. Antenne selon la revendication 6,
    caractérisée en ce que, outre un premier autre conducteur d'antenne (38a), un second autre conducteur d'antenne (38b) est branché à l'autre des deux extrémités du conducteur d'antenne (38) en forme de fil, et également l'impédance efficace Z1 est formée par la charge dans la gamme des hautes fréquences qui résulte de la connexion du second autre conducteur d'antenne (38d), de sorte que les charges dans la gamme des hautes fréquences qui résultent ainsi aux deux extrémités du conducteur d'antenne (38) correspondent respectivement à l'impédance efficace Z1 ou Z2 (figure 1g).
  8. Antenne selon la revendication 7,
    caractérisée en ce que l'autre conducteur d'antenne ou les autres conducteurs d'antenne (38a ou 38b) est/sont également réalisé(s) en forme de fil et est/sont guidé(s) dans le prolongement du conducteur d'antenne (38) en forme de fil et au moins partiellement à une faible distance (9a) sur le plan électrique depuis la bordure conductrice (1) (figure 1g).
  9. Antenne selon la revendication 8,
    caractérisée en ce que plusieurs autres emplacements d'interruption (15, 16) sont réalisés dans les autres conducteurs d'antenne (38a, 38b) en forme de fil, emplacements dont les distances mutuelles sont supérieures à λ/8 et de préférence supérieure à λ/4, et dans lesquels est respectivement introduit en série un réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique, réalisé le cas échéant sous forme de commutateur électronique (12) (figures 1f, 4).
  10. Antenne selon la revendication 4 en liaison avec la revendication 5 et selon la revendication 9,
    caractérisée en ce qu'une première paire de bornes de connexion (13, 14) de l'antenne sont introduites dans un emplacement d'interruption du conducteur d'antenne (38) en forme de fil pour capter les signaux d'antenne (44b) en l'absence de masse et, au même emplacement, il est prévu une autre paire de bornes de connexion d'antenne (10, 14) dans la liaison courte sur le plan électrique et efficace dans la plage des hautes fréquences (42), entre l'emplacement d'interruption (14) du conducteur d'antenne (38) en forme de fil et la bordure conductrice (1), de sorte qu'en un seul emplacement on dispose aussi bien des signaux d'antenne (44a) se référant à la masse qui se présentent entre le conducteur d'antenne (38) et la bordure conductrice (1) que des signaux d'antenne (44b), du conducteur d'antenne (38) en forme de fil, qui se présentent en absence de masse au niveau de l'autre paire de bornes de connexion d'antenne (13, 14) (figure 1h).
  11. Antenne selon la revendication 10,
    caractérisée en ce qu'il est prévu un inverseur électronique (19), à l'une des sorties duquel est branché une composante de réseau (17) d'une installation d'antenne en diversité pour capter les signaux d'antenne (44b) en l'absence de masse, et à l'autre sortie duquel est branché une composante de réseau (18) de cette installation d'antenne en diversité pour capter les signaux d'antenne (44a) qui se réfèrent à la masse (Fig 3).
  12. Antenne selon la revendication 1,
    caractérisée en ce que le conducteur d'antenne (38) en forme de fil est guidé à l'intérieur de la surface diélectrique (7), sous la forme d'une structure annulaire (5) à une distance d'au moins λ/50 depuis la bordure conductrice (1) avec au moins un réseau d'impédances (11) bipolaire susceptible d'être commandé par voie électronique, grâce à quoi on dispose aussi bien du signal d'antenne qui se réfère à la masse entre la structure annulaire (5) et la bordure conductrice (1) que du signal d'antenne en l'absence de masse dans le brin longitudinal du conducteur d'antenne (38) en forme de fil pour la poursuite du traitement dans les composantes de réseau (17, 18) d'une installation d'antenne en diversité (figures 2, 3,5).
  13. Antenne selon l'une des revendications 1 à 12,
    caractérisée en ce qu'il est prévu au moins une entrée de signal de commande (20a) au niveau du réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique, pour établir la valeur d'impédance efficace entre le premier connecteur HF (15) et le second connecteur HF (16).
  14. Antenne selon l'une des revendications 1 à 13,
    caractérisée en ce qu'il est prévu dans le réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique au moins un élément de commutation électronique (12) réglable de manière numérique avec des états de commutation discrets, le cas échéant en liaison avec des réactances pour établir des valeurs d'impédances discrètes, et l'établissement des valeurs d'impédances discrètes peut être obtenu en appliquant un ou éventuellement plusieurs signaux de commande numériques (20).
  15. Antenne selon la revendication 14,
    caractérisée en ce que l'élément de commutation électronique (12), susceptible d'être commandé quant à sa perméabilité efficace dans la plage des hautes fréquences par des signaux de commande (20), est branché dans le réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique, entre les bornes de connexion dudit au moins un autre emplacement d'interruption (15, 16), ledit élément de commutation étant de préférence conçu sous la forme d'une diode de commutation (22) susceptible d'être commandée entre un état fermé vis-à-vis des hautes fréquences et un état ouvert vis-à-vis des hautes fréquences, et dans le réseau d'impédances (11) il est prévu une entrée de signal de commande (20a) à laquelle sont amenés les signaux de commande (20) pour la commande de la perméabilité efficace dans la plage des hautes fréquences de l'élément de commutation électronique (12) susceptible d'être commandé (figure 6a).
  16. Antenne selon la revendication 15,
    caractérisée en ce que le réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique contient une diode de commutation (22) susceptible d'être commandée entre un état fermé vis-à-vis des hautes fréquences et un état ouvert vis-à-vis des hautes fréquences, et pour l'admission du signal de commande (20) sous la forme du courant traversant la diode ou de sa tension de blocage, une ligne à deux fils (47, 47a) est conçue à titre de ligne de commande de telle façon que la ligne à deux fils est formée par couplage capacitif et inductif des conducteurs de la ligne à deux fils comme un unique conducteur d'antenne (38) en forme de fil, vis-à-vis des hautes fréquences, et le signal de commande (20) est mené entre les deux conducteurs de la ligne à deux fils (figures 6e, f, g, h).
  17. Antenne selon la revendication 16,
    caractérisée en ce que, pour la séparation de signaux d'antenne à haute fréquence et des signaux de commande (20), il est prévu une capacité de couplage (24) à faible résistance uniquement dans la plage des hautes fréquences et une self (21) à haute résistance uniquement dans la plage des hautes fréquences dans le réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique (figures 6e, f, g, h).
  18. Antenne selon l'une des revendications 16 ou 17,
    caractérisée en ce que pour la transmission des signaux de commande (20) au-delà d'un premier réseau d'impédances (11a) susceptible d'être commandé par voie électronique vers un autre réseau d'impédances (11b) susceptible d'être commandé par voie électronique à l'aide d'un autre conducteur d'antenne (38) en forme de fil réalisé sous forme d'une ligne à deux fils ou d'une ligne à plusieurs fils, il est prévu des éléments de commutation dans le premier réseau d'impédances (11a) qui bloquent les signaux à haute fréquence, comme par exemple des selfs (21), pour le pontage de l'élément de commutation électronique (12) (figures 6g, h).
  19. Antenne selon l'une des revendications 16 à 18,
    caractérisée en ce que pour la commande adressable de l'élément de commutation électronique (12) à l'aide de signaux de commande codés (20) il est prévu dans le réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique un circuit logique (49) qui délivre le cas échéant également des signaux codés correspondants à un autre réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé, via un conducteur d'antenne en forme de fil (38) réalisé sous forme d'une autre ligne à deux fils ou à plusieurs fils (figure 6g).
  20. Antenne selon l'une des revendications 16 à 19,
    caractérisée en ce que pour la transmission sélective en fréquences ou pour le blocage de signaux à haute fréquence, dans des gammes radio différentes, il est prévu un ou plusieurs réseaux d'impédances (26) entre les bornes de connexion de l'autre emplacement d'interruption (15, 16) du conducteur d'antenne en forme de fil (38) dans le réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique (figures 6b, c, d, f, h).
  21. Antenne selon l'une des revendications 10 à 20,
    caractérisée en ce qu'un réseau de connexion (25) est connecté à la paire de bornes de connexion (13, 14) de l'antenne, dans lequel le signal d'antenne en l'absence de masse et/ou le signal d'antenne se référant à la masse (44) est respectivement adapté via les composants de réseau (17, 18) à un récepteur (33), et dans le réseau de connexion (25) il est prévu un processeur de commutation (31) pour engendrer les signaux de commande (20), et les signaux de commande (20) sont transmis au(x) réseau(x) d'impédances (11) susceptible(s) d'être commandé(s) par voie électronique via la ligne de commande (47, 47a, 47b) également branchée au réseau de connexion (25) (figures 3, 4, 5, 7, 8, 9).
  22. Antenne selon la revendication 21,
    caractérisée en ce qu'il est prévu un processeur en diversité (30) avec un processeur de commutation (31) qui engendre des signaux de commande (20) et, outre ledit au moins un réseau d'impédances (11) susceptible d'être commandé par voie électronique, au moins un inverseur électronique (19) également susceptible d'être commandé, pour la sélection entre des signaux d'antenne se référant à la masse (44a) et des signaux d'antenne (44b) en l'absence de masse (figures 8,9).
  23. Antenne selon l'une des revendications 21 et 22,
    caractérisée en ce que la surface diélectrique (7) est formée par un couvercle de coffre à bagages en matière plastique, lequel est entouré, à titre de bordure conductrice (1), par la carrosserie électriquement conductrice de l'automobile, et le réseau de connexion (25) est monté au voisinage de la fixation (39), reliée à la masse du véhicule, du couvercle de coffre à bagages, et le point de masse (10) forme la masse à haute fréquence du réseau de connexion (25) et est relié électriquement à la fixation (39) du couvercle du coffre à bagages (figures 3, 4,5,11).
  24. Antenne selon la revendication 23,
    caractérisée en ce que pour poursuivre la diversification des signaux reçus, ou pour la mise en forme de deux signaux reçus simultanément disponibles, par exemple pour un récepteur en diversité avec deux entrées pour la superposition à phase identique des signaux, il est prévu dans le récepteur et en association avec un système de scannages en diversité un premier réseau de connexion (25a) au voisinage de la fixation (39) du couvercle de coffre à bagages sur un côté et un second réseau de connexion (25b) au voisinage de la fixation (39) du couvercle de coffre à bagages sur l'autre côté du couvercle en matière plastique du coffre à bagages (figures 7, 11).
  25. Antenne selon la revendication 24,
    caractérisée en ce que, à titre complémentaire, comme par exemple pour la réception de télévision terrestre, il est prévu dans le réseau de connexion (25) ou dans les réseaux de connexion (25a, b) des amplificateurs TV (36a, b et 36b, c) avec une connexion respective à un conducteur d'antenne en forme de fil (38b, c, d, e), et en ce que pour la réalisation de leur longueur pour la réception TV en diversité à forte puissance, les réseaux d'impédances (11a, b, c) susceptibles d'être commandés par voie électronique sont répartis à l'intérieur de la structure annulaire (5) et contiennent des réseaux d'impédances (26) qui permettent également dans la gamme des ondes ultracourtes la réception en diversité des ondes ultracourtes à forte puissance (figure 9).
  26. Antenne selon l'une des revendications 1 à 25,
    caractérisée en ce que la surface diélectrique (7) est mise en place dans une portion du toit métallique (41) du véhicule, et cette portion est de préférence conçue sous forme carrée et s'étend de préférence sur la majeure partie de la largeur du toit (figure 12).
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