EP2654123A1 - Antenne souple implantable dans un vetement porté par differents utilisateurs qui ressentent un besoin de liberté dans leurs communications radio. - Google Patents

Antenne souple implantable dans un vetement porté par differents utilisateurs qui ressentent un besoin de liberté dans leurs communications radio. Download PDF

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EP2654123A1
EP2654123A1 EP12290136.6A EP12290136A EP2654123A1 EP 2654123 A1 EP2654123 A1 EP 2654123A1 EP 12290136 A EP12290136 A EP 12290136A EP 2654123 A1 EP2654123 A1 EP 2654123A1
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transmission line
coaxial cable
antenna according
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radiating element
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Vincent Désert
Didier Bachelet
Niang Demba
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SCE Groupe Fiamm
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means

Definitions

  • the present invention relates to a new flexible structure antenna which will be integrated into a garment that anyone can wear.
  • This antenna has the ability to operate in a wide band of frequencies (more than an octave). It can be integrated in a type of clothing: safety vest, lifejacket, protective vest, vest accessories, ... this list can not be exhaustive.
  • the present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks and described in the preceding paragraphs. Therefore, the invention proposes a new flexible structure antenna that will be integrated into a garment for men or women.
  • This antenna can operate in a wide band of frequencies (more than an octave). It can be integrated in a type of clothing: safety vest, lifejacket, protective vest, vest accessories, ... this list can not be exhaustive.
  • the innovation relates to an antenna integrated into a garment (in our example, the choice is a vest), which, together with a preferably portable radio, offers a comfort of use for anyone wearing the fitted garment

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  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)

Abstract

Dispositif d'une nouvelle antenne à structure souple qui sera intégrée dans un vêtement de type gilet pour la femme ou l'homme. Ce nouveau type d'antenne permet de laisser un confort d'utilisation en permettant à tous les opérationnels (femmes ou hommes) d'utiliser cette antenne associée à un poste de télécommunications. De préférence le poste radio doit être de type portatif pour émettre et/ ou recevoir, communiquer tout en ayant une liberté gestuelle totale de type « mettre sur soi et l'oublier ». L'invention permet de répondre à un besoin, une attente de tous les opérationnels concernés.

Description

  • La présente invention concerne une nouvelle antenne à structure souple qui sera intégrée dans un vêtement que toute personne pourra porter. Cette antenne a la possibilité de fonctionner dans une large bande de fréquences (plus d'une octave). Elle peut être intégrée dans un vêtement de type : gilet de sécurité, gilet de sauvetage, gilet de protection, gilet porte accessoires,... cette liste ne peut être exhaustive.
  • De plus en plus, dans l'environnement quotidien des différents utilisateurs opérationnels, les personnes ressentent la nécessité, le besoin dans leur vie personnelle et/ou professionnelle, d'avoir une pleine liberté, un confort d'utilisation concernant leurs communications radio. Ce confort est étroitement lié au fonctionnement des éléments rayonnants que sont les antennes. Nous savons également que les dimensions de ces antennes sont déterminées par leur fréquence d'utilisation.
  • A ce jour, nous pouvons constater que des systèmes sont proposés, mais ils font appel essentiellement à des structures rayonnantes de type « Patch » dont les inconvénients sont listés ci-dessous :
    • Une bande passante limitée,
    • La nécessité d'avoir un plan de masse,
    • Un rayonnement directionnel d'où la nécessité d'en coupler plusieurs pour assurer l'omni-directionnalité en fonctionnement, soit par un coupleur ( suivant des réalisations connues, soit par un traitement de signal basé sur l'utilisation de systèmes dits multi-antennes (MIMO *)
    • Le coût important des applications,
    (*)MIMO : Multiple Input Multiple Output (« entrées multiples, sorties multiples » en français) est une technique utilisée pour les réseaux sans fil permettant des transferts de données.
  • D'autres systèmes proposés font appel à l'utilisation d'un tissu métallisé pour la réalisation des éléments rayonnants. Dans ce cas, d'autres problèmes peuvent apparaître. Parmi eux, nous pouvons citer :
    • Des difficultés pour réaliser la connexion avec le câble ou le connecteur d'alimentation,
    • La robustesse pour s'accommoder de conditions de fonctionnement exceptionnelles sans défaillance.
    • La fiabilité de remplir sa mission sur une durée donnée sans défaillance, panne,...
    • La durabilité pour assurer le service sur une période d'utilisation définie.
    • La tenue en puissance limitée par l'étroitesse de l'épaisseur de l'élément rayonnant.
  • La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients susmentionnés décrits dans les paragraphes précédents. De ce fait, l'invention propose de répondre à ces problèmes par le biais d'une antenne intégrée dans un vêtement (par exemple un gilet) dont les avantages sont décrits ci-dessous (description non exhaustive) :
    • Une bande passante pouvant atteindre une octave,
    • Un fonctionnement sans plan de masse,
    • Pas de nécessité de coupleur pour obtenir une bonne omni-directionnalité,
    • Un procédé de fabrication ne faisant appel qu'à des composants électroniques passifs usuels et présentant de nombreux avantages :
      • o Disponibilité des composants constitutifs,
      • o Technologie de réalisation des connexions maîtrisée et fiable,
    • Un coût de réalisation faible.
  • La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients susmentionnés et décrits dans les paragraphes précédents. De ce fait, l'invention propose une nouvelle antenne à structure souple qui sera intégrée dans un vêtement pour l'homme ou la femme. Cette antenne pourra fonctionner dans une large bande de fréquences (plus d'une octave). Elle peut être intégrée dans un vêtement de type : gilet de sécurité, gilet de sauvetage, gilet de protection, gilet porte accessoires,... cette liste ne peut être exhaustive.
    • Le But de cette invention:
  • De plus en plus, dans l'environnement quotidien des différents utilisateurs opérationnels, les personnes ressentent la nécessité, le besoin dans leur vie professionnelle, de communiquer tout en ayant une totale liberté de mouvements.
    • Descriptif de l'invention :
  • Comme indiqué précédemment, l'innovation porte sur une antenne intégrée dans un vêtement (dans notre exemple explicité le choix se porte sur un gilet), qui associé à un poste de radio de télécommunications de préférence de type portatif offre un confort d'utilisation pour toute personne portant le vêtement équipé
    • Capacités opérationnelles
    • Permettre d'avoir un meilleur rayonnement des ondes radio, donc une portée plus grande tout en assurant une bonne omni-directionnalité,
    • Fonctionnement sur une large bande de fréquences (plus d'une octave),
    • Bandes de fréquences :
      • Préférentielle : 300-470 MHz
      • Utile : 225-600 MHz
  • Ci-après nous décrivons la présente invention en référence aux figures annexées dans lesquelles :
    • Figure 1: Présente de manière schématisée l'invention qui est décrite dans le précédent paragraphe dont les applications peuvent être utilisées par différentes personnes qui désirent avoir une pleine liberté, un confort d'utilisation concernant par exemple leurs communications. Cette figure présente une vue d'ensemble de l'antenne en configuration de fonctionnement.
    • Figure 2: Cette figure présente de façon détaillée la constitution du système antennaire intégré dans un vêtement (dans notre exemple un gilet).
    • Figure 3: Cette figure présente en détail une vue à plat de l'antenne.
    • Figure 4: Cette figure présente en détail une vue à plat de l'antenne et équipée d'un connecteur.
    • Repère (1) : Représentation d'un buste d'une personne pour visualiser le positionnement de l'antenne.
    • Repère (2) : Visualisation schématique du système antennaire principe de l'invention.
    • Repère (3) : Positionnement de l'élément rayonnant antérieur.
    • Repère (3.1) : L'ensemble rayonnant antérieur est composé d'un élément rayonnant demi - onde à partir d'un ruban et d'une tresse métallique, d'une longueur de 35cm et d'une largeur de 1cm pour obtenir un fonctionnement optimal dans la bande de 400 MHz (ces dimensions sont prises en exemple). Cet ensemble rayonnant est fixé sur le support souple (6).
    • Repère (3.2) : L'ensemble rayonnant antérieur est composé également d'un câble ou ligne de transmission coaxial quart - d'onde (âme(3.2i), blindage (3.2e)et de deux extrémités (3.2A) et (3.2B)).
    • Repère (4) : Positionnement de l'élément rayonnant postérieur.
    • Repère (4.1) : L'ensemble rayonnant postérieur est composé d'un élément rayonnant demi - onde à partir d'un ruban en cuivre, une tresse en cuivre plate, d'une longueur de 35cm et d'une largeur de 5cm pour obtenir un fonctionnement optimal dans la bande de 400 MHz (à titre illustratif). Cette pièce est fixée sur le repère six (6).
    • Repère (4.2) : L'ensemble rayonnant antérieur est composé également d'un câble quart - d'onde(âme(4.2i), blindage (4.2e) et de deux extrémités (4.2A) et (4.2B)).
    • Repère (5) : Visualisation schématique du point de branchement à l'E/R (émetteur-récepteur) qui se trouve connecté à (5i) et (5e).
    • Repère (6) : Présentation du support souple auto - agrippant.
    • Repère (X) : Point d'alimentation de l'élément rayonnant (3.1) par l'âme (3.2i).
    • Repère (Y) : Point d'alimentation de l'élément rayonnant (4.1) par l'âme (4.2i).
    • Repère (7) : Connecteur Coaxial « SMA » dans notre exemple. Ce connecteur est pris à titre illustratif mais ne constitue aucune restriction. Ce connecteur peut varier en fonction de la nature du terminal mobile auquel le système antennaire est connecté,

Claims (7)

  1. Antenne souple implantable dans un vêtement porté par toute personne, constituée d'un premier élément rayonnant (31), d'un deuxième élément rayonnant (41), d'un premier tronçon de ligne de transmission - ou câble coaxial - (32), d'un deuxième tronçon de ligne de transmission - ou câble coaxial - (42), caractérisée en ce que :
    - à une extrémité (32A) du premier tronçon de ligne de transmission - ou câble coaxial - (32), l'âme (32i) de celle-ci est connectée en (X) au premier élément rayonnant (31)
    - à une extrémité (42A) du deuxième tronçon de ligne de transmission - ou câble coaxial - (42), l'âme (42i) de celle-ci est connectée en (Y) au deuxième élément rayonnant (41)
    - aux extrémités opposées (32B) et (42B) des tronçons de ligne de transmission - ou câble coaxial - (32) et (42), les âmes (32i) et (42i) sont reliées ensemble au point (5i) et les blindages (32e) et (42e) sont reliés ensemble au point (5e)
    - le poste émetteur-récepteur (E/R) est branché aux points (5i) et (5e).
  2. Antenne selon la revendication 1 est caractérisée en ce que les éléments rayonnants (31) et (41) sont constitués par un élément conducteur d'électricité filiforme dont la longueur est approximativement égale à la moitié de la longueur d'onde de la fréquence médiane de la bande de fréquences utile.
  3. Antenne selon la revendication 1 est caractérisée en ce que les tronçons de ligne de transmission - ou câble coaxial - (32) et (42), ont une longueur approximativement égale au quart de la longueur d'onde de la fréquence médiane de la bande de fréquences utile.
  4. Antenne suivant les revendications 2 et 3 est caractérisée en ce que les tronçons de ligne de transmission - ou câble coaxial - (32) et (42), ont une impédance caractéristique égale au moins au double de l'impédance caractéristique de l'émetteur-récepteur.
  5. Antenne suivant les revendications 2 et 3 est caractérisée en ce que les tronçons de ligne de transmission - ou câble coaxial - (32) et (42), ont une impédance caractéristique proche de 125 ohms.
  6. Antenne suivant l'une des revendications de 1 à 5 est caractérisée en ce que les lignes de transmission sont des câbles coaxiaux.
  7. Antenne suivant l'une des revendications de 1 à 6 est caractérisée en ce qu'un connecteur coaxial (7) est connecté aux points (5i) et (5e).
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