EP4167378A1 - Insulated radio frequency antenna device - Google Patents

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Publication number
EP4167378A1
EP4167378A1 EP22200222.2A EP22200222A EP4167378A1 EP 4167378 A1 EP4167378 A1 EP 4167378A1 EP 22200222 A EP22200222 A EP 22200222A EP 4167378 A1 EP4167378 A1 EP 4167378A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
insulator
branch
frequency
frequency band
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.)
Pending
Application number
EP22200222.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Madani Kartout
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.)
Sagemcom Broadband SAS
Original Assignee
Sagemcom Broadband SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagemcom Broadband SAS filed Critical Sagemcom Broadband SAS
Publication of EP4167378A1 publication Critical patent/EP4167378A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/02Details
    • H01Q19/021Means for reducing undesirable effects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC 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
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H01Q9/285Planar dipole

Definitions

  • the invention relates to the field of radio frequency devices comprising a plurality of antennas.
  • the invention applies in particular when the antennas operate in adjacent or even similar frequency bands.
  • Some recent electrical equipment for example residential gateways , comprise a plurality of antennas in order to transmit and receive radio frequency signals in different frequency bands.
  • To limit interference between the antennas it is necessary to ensure that said antennas are properly isolated from each other. This is particularly critical when the frequency bands used in the same equipment are adjacent (for example 5GHz Wi-Fi and 6GHz Wi-Fi), or even similar.
  • Diversity techniques are also known, for example spatial diversity, polarization diversity or radiation diversity. Nevertheless, the performances of these techniques are generally limited when they are implemented in a compact equipment. In particular, they do not make it possible to ensure a omnidirectional propagation of radiofrequency signals in multiple-input multiple - output (MIMO) radiofrequency systems exploiting adjacent frequency bands.
  • MIMO multiple-input multiple - output
  • insulating elements such as screens, reflectors or absorbers from one or more metal parts.
  • the insulating elements thus created perform poorly when integrated into a compact device.
  • An object of the invention is to propose a compact radiofrequency device meeting the insulation constraints set out above when adjacent frequency bands are used.
  • the radio frequency device according to the invention is particularly advantageous, because the arrangement of the first antenna and of the second antenna, as well as the configuration of the first insulator which is not electrically connected to a ground plane between said antennas, ensure that the radiofrequency device is compact while meeting the insulation constraints set out above.
  • the first frequency band and the second frequency band are separated by a frequency difference between 0 MHz and 1 GHz.
  • the first set of antennas and the first insulator are positioned on a support made of a dielectric material, the support extending along the first plane.
  • the first insulator comprises a first branch and a second branch, both of which are electrically conductive, the second branch being substantially perpendicular to the first branch and extending from a central portion of the first branch, a free end of the second branch being in open circuit, the first insulator thus having a “T” shape.
  • the first antenna and the second antenna are planar dipole antennas each having a rectangular shape, the first antenna being arranged to generate a first maximum electric field on a first axis, the second antenna being arranged to generate a second electric field maximum on a second axis, the first axis and the second axis being substantially parallel to each other.
  • the first axis and the second axis are oriented substantially at 45 degrees with respect to the second branch.
  • the first axis and the second axis are substantially perpendicular to the second branch.
  • the first maximum electric field is greater than the second maximum electric field, one end of the first branch of the first insulator being positioned at a distance of between 5 millimeters and 1.5 centimeters from the first axis.
  • the second branch of the first insulator has a predefined length substantially equal to a quarter of the first wavelength ⁇ A.
  • the first branch of the first insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said first branch is substantially equal to the characteristic impedance of an antenna selected from among the first antenna and the second antenna, the second branch of the first insulator having a predefined width so that the characteristic impedance of said second branch is substantially equal to the characteristic impedance of the antenna selected from among the first antenna and the second antenna.
  • the first branch of the first insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said first branch is substantially between 75 ⁇ and 120 ⁇ , the second branch of the first insulator having a predefined width so that the characteristic impedance of said second branch is substantially between 75 ⁇ and 120 ⁇ .
  • the first insulator comprises three branches, all three of which are electrically conductive and arranged in such a way that said first insulator has a "Y" shape.
  • the radiofrequency device as previously described comprises at least a second insulator comprising at least one electrically conductive branch, the second insulator being electrically floating, the second insulator being positioned on one side of a particular antenna among the first antenna or the second antenna, said side of the particular antenna being opposite the first insulator, the second insulator being arranged to correct a change in directivity of the particular antenna caused by the presence of the first insulator.
  • the second insulator comprises a single electrically conductive branch, said insulator thus having a longitudinal shape.
  • the radiofrequency device as previously described comprises a third antenna extending in a second plane, the second isolator also being arranged to reduce a second coupling by electromagnetic radiation between the third antenna and the particular antenna , on a particular frequency band in which the particular antenna operates and on a third frequency band in which the third antenna operates.
  • the branch of the second insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said branch is substantially equal to the characteristic impedance of an antenna selected from the particular antenna and the third antenna.
  • the branch of the first insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said branch is substantially between 75 ⁇ and 120 ⁇ .
  • the second insulator is located close to an intersection of the first plane and the second plane.
  • the second insulator is positioned in a secant plane in the foreground and in the second plane.
  • the second insulator forms a rounded corner between the first plane and the second plane.
  • the first plane and the second plane are perpendicular.
  • the radio frequency device as previously described comprises a second set of antennas comprising the third antenna and a fourth antenna, and which is similar to the first set of antennas, as well as a third insulator similar to the first isolator and positioned between the third antenna and the fourth antenna.
  • the radio frequency device as previously described comprises a support comprising four faces comprising two first faces parallel to each other and two second faces parallel to each other, two first sets of antennas each positioned on a first distinct face and two second sets of antennas each positioned on a second separate face, the radiofrequency device further comprising two first insulators each positioned between the first antenna and the second antenna of a first set of separate antennas, two third insulators each positioned between a third antenna and a fourth antenna of a second separate set of antennas, as well as four second insulators each positioned in a separate corner of the support.
  • the invention also relates to a MIMO system comprising a radio frequency device as previously described as well as a radio frequency transmitter and a radio frequency receiver connected to the first sets of antennas and to the second sets of antennas of said radio frequency device.
  • the invention also relates to electronic equipment comprising a MIMO system as previously described.
  • the electronic equipment is a residential gateway.
  • radiofrequency device 1 With reference to the figure 1 , there is described a radiofrequency device 1 according to one embodiment.
  • the radiofrequency device 1 comprises a first set of antennas 2 comprising a first antenna 2a and a second antenna 2b.
  • the first antenna 2a and the second antenna 2b are flat in shape and both extend in a first plane 3.
  • the first plane 3 is defined by an axis X and by an axis Z, the axis X and the axis Z being perpendicular.
  • the first antenna 2a and the second antenna 2b are here positioned on a support 4 made of a dielectric material and extending in the first plane 3.
  • the support 4 is here made of a plastic material having a dielectric permittivity greater than 1 (for example, the dielectric permittivity of the plastic material used is approximately equal to 3).
  • the first antenna 2a operates in a first frequency band and the second antenna 2b operates in a second frequency band. It is understood here that an antenna operates in a frequency band (or at a frequency) means that said antenna is designed to transmit and/or receive, in an optimal manner, radio frequency signals in said frequency band (or respectively at said frequency).
  • first frequency band and the second frequency band are here different but adjacent.
  • adjacent means that the first band of frequencies and the second band of frequencies are separated by a frequency difference between about 0 MHz and about 1 GHz.
  • said frequency deviation is the difference between the minimum frequency of the second band of frequencies and the maximum frequency of the first band of frequencies.
  • the first antenna 2a could be a dual- band antenna operating at a frequency equal to 2.4 GHz and at a frequency equal to 5 GHz
  • the second antenna 2b could be a simple mono-band antenna operating at a frequency of 6 GHz.
  • the first antenna 2a could be a mono-band antenna operating in a 5 GHz frequency band, ranging from 5170 MHz to 5835 MHz
  • the second antenna 2 b could be a mono-band antenna operating in a band of 6GHz frequency, ranging from 5925MHz to 7125MHz.
  • the first antenna 2a and the second antenna 2b are here planar dipole antennas on supports of rectangular shapes.
  • the first antenna 2a and the second antenna 2b both have an omnidirectional radiation pattern having the shape of a torus.
  • the first antenna 2a generates a first maximum electric field on a first axis E 2a and the second antenna 2b generates a second maximum electric field on a second axis E 2b .
  • the first axis E 2a is an axis of symmetry of the first antenna 2a parallel to the width thereof.
  • the second axis E 2b is an axis of symmetry of the second antenna 2b parallel to the width thereof.
  • first axis E 2a and the second axis E 2b are parallel.
  • the radiofrequency device 1 further comprises a first insulator 5 of flat shape which extends in the first plane 3 between the first antenna 2a and the second antenna 2b.
  • the first insulator 5 is here generally centered between the first antenna 2a and the second antenna 2b.
  • the first insulator 5 is positioned on the support 4 and fixed by fixing means comprising for example dowels, glue or even screws.
  • the first insulator 5 comprises a first branch 6 and a second branch 7.
  • the first branch 6 and the second branch 7 of the first insulator 5 are here formed by flat and rectilinear tracks made of a conductive material, for example aluminum, copper or even iron.
  • the second branch 7 of the first insulator 5 is here perpendicular to the first branch 6 of the first insulator 5 and extends from a central portion of said first branch 6.
  • the first insulator 5 thus has a “T” shape.
  • the “T” shape is simple and facilitates the manufacture of the first insulator 5 because it is a shape which can be cut with precision (in particular in a metal plate) and which is easily reproducible.
  • the first branch 6 of the first insulator 5 is a transmission line which is in open circuit between a first end 6a and a second end 6b.
  • the second branch 7 of the first insulator 5 is a stub which is in open circuit at a free end 7a.
  • the first insulator 5 is thus a passive element which performs the reciprocal bandstop resonator function.
  • the first insulator 5 thus has a transmission coefficient which is the same regardless of the direction of flow of an electric current flowing through its first branch 6 and its second branch 7.
  • the first insulator 5 is not electrically connected.
  • the first insulator 5 is not connected to an electrical ground plane.
  • the first insulator 5 is thus electrically floating. It is noted in particular that this floating configuration of the first insulator 5 is particularly different from the solutions of the prior art. Indeed, according to art Previously, there are insulators mounted on PCBs (in English Printed Circuit Board), but the use of a PCB (which in particular has magnetic permeability) requires connecting said insulators to the electrical ground plane of said PCB.
  • the first axis E 2a and the second axis E 2b are both oriented here at an angle equal to 45 degrees with respect to the second branch 7 of the first insulator 5.
  • the first axis E 2a extends directly in the vicinity of the first end 6a of first branch 6 of first insulator 5.
  • the dimensions of the first isolator 5 are predefined according to the space available, the environment in which it is used and a frequency band in which its influence must be maximum. It is indeed important to consider the environment in which the device 1 according to one embodiment is applied, and in particular the electrical parameters of the materials used (such as the dielectric permittivity) which impact the wavelengths, the resonance frequencies as well as as the characteristic impedances of the transmission lines (i.e. tracks).
  • the first branch 6 of the first insulator 5 has a length approximately equal to at least a quarter of a first wavelength ⁇ A taking into account a medium in which the first insulator 5 extends.
  • the first isolator 5 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in the first frequency band and in the second frequency band but more significantly in the first. frequency band (in which operates the first antenna 2a). If the medium in which the first insulator 5 extends is air, the first wavelength ⁇ A is calculated with a dielectric permittivity equal to 1.
  • the first frequency band is a frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz
  • the first central frequency ⁇ 1 is approximately equal to 5.5 GHz.
  • the first isolator 5 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in a balanced (or equal) manner between the first frequency band and the second frequency band.
  • the first frequency band is for example a frequency band called the 5 GHz band and the second frequency band is for example a frequency band called the 6 GHz band.
  • ⁇ 1 is the first center frequency of the first frequency band (for example, 5.5 GHz)
  • ⁇ 2 is a second center frequency which is centered between a maximum frequency and a frequency minimum of the second frequency band (for example 6.5 GHz).
  • Other examples of dimensioning of the first branch 6 of the first insulator 5 can be obtained according to the isolation of the first frequency band or of the second frequency band sought.
  • the second branch 7 of the first insulator 5 has a length approximately equal to a quarter of the first wavelength ⁇ A retained.
  • the first wavelength ⁇ A selected corresponds to a first selected frequency which is for example equal to 6.2 GHz when insulation at the start of the frequency band called the 6 GHz band (UNII-5) is sought.
  • the first frequency selected can also be, for example, dependent on the first central frequency ⁇ 1 of the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) and on the second central frequency ⁇ 2 of the second frequency band (in which the second antenna 2b).
  • the central frequency adopted is equal to ( ⁇ 1 + ⁇ 2 )/2.
  • the dimensions of the first insulator 5, in particular the respective widths of the first branch 6 and of the second branch 7, are related to the characteristics of an antenna selected from among the first antenna 2a and the second antenna 2b.
  • the respective dimensions of the first antenna 2a and of the second antenna 2b are considered in order to select the largest dimension(s). For example, when the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) is the so-called 5GHz band frequency band and the second frequency band (in which the second antenna 2b operates) is the so-called 6GHz band frequency band , radiating strands or tracks of the first antenna 2a have larger dimensions or sizes than strands or radiating tracks of the second antenna 2b.
  • the width of the radiating strands or tracks of the selected antenna makes it possible to determine the width of the first branch 6 and/or of the second branch 7 of the first insulator 5. If the first frequency band (first antenna 2a) is the band of frequencies called 5 GHz band and the second frequency band (second antenna 2b) is the frequency band called 6 GHz band, the respective widths of the first branch 6 and the second branch 7 of the first isolator 5 can be of the order of 2.5 mm-3mm.
  • the first antenna 2a is selected to determine the dimensions of the first insulator 5 and the first antenna 2a is positioned on a PCB, itself resting on a first dielectric support (made for example with a plastic material), the assembly (the PCB and the first dielectric support) having a dielectric permittivity approximately equal to 4.3.
  • the first insulator 5 is for its part, in one example, positioned on a second dielectric support (made for example with a plastic material) which can be identical to or different from the first dielectric support on which the first antenna 2a is positioned, and having a permittivity dielectric approximately equal to 3.
  • the respective characteristic impedances of the first branch 6 and of the second branch 7 of the first insulator 5 are approximately equal to the characteristic impedance of the first antenna 2a.
  • the first branch 6 and the second branch 7 of the first insulator 5 respectively have a width which ensures that the characteristic impedances respectively of said first branch 6 and of said second branch 7 are included in the interval [75 ⁇ , 120 ⁇ ]. This makes it possible to maximize an electric current flowing through said first branch 6 and said second branch 7 and thus to maximize the attenuation of the coupling by electromagnetic radiation.
  • the first isolator 5 operates in the near field. Still considering that the first isolator 5 is arranged to more significantly attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in the first frequency band, a distance between the first end 6a of the first branch 6 of the first insulator 5 and the first axis E 2a is between 5 millimeters and 1 centimeter. This distance makes it possible to optimally limit the intensity of the electric field generated by the first antenna 2a and picked up by the second antenna 2b. In another example, this distance is greater than 1 centimeter, for example 1.5 centimeters.
  • the figure 2 , 3, 4 and 5 highlight the role of the first isolator 5 in the radiofrequency device 1.
  • the first antenna 2a is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz.
  • the second antenna 2b is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz.
  • the first frequency band of the first antenna 2a and the second frequency band of the second antenna 2b are thus adjacent.
  • curved field lines represent the orientation of the electric field in the first plane 3.
  • intensity of said electric field (in Vm -1 ) is represented here in gray level.
  • the first antenna 2a operates here in transmission, that is to say it transmits radiofrequency signals in its frequency band.
  • Field lines 8 therefore represent here the orientation of the electric field generated by the first antenna 2a.
  • the second antenna 2b is inactive here, that is to say that it neither emits nor receives any radiofrequency signal in its frequency band.
  • the radiofrequency device 1 does not include the first isolator 5 ( figure 2 )
  • the electric field generated by the first antenna 2a propagates without obstacle through the support 4 to the second antenna 2b.
  • the second antenna 2b thus picks up a large part of the electric field generated by the first antenna 2a.
  • the field lines 8 are thus concentrated on and in the vicinity of the second antenna 2b.
  • the radiofrequency device 1 includes the first isolator 5 ( picture 3 )
  • the electric field generated by the first antenna 2a is filtered, that is to say attenuated thanks to the reciprocal band-stop resonator function of said first insulator 5.
  • the field lines 8 are thus concentrated on and in the vicinity of the first isolator 5 (and not in the vicinity of the second antenna 2b). More precisely, the electric field generated by the first antenna 2a is concentrated at the level of the first end 6a of the first branch 6 of the first insulator 5 and at the level of the free end 7a of the second branch 7 of the first insulator 5.
  • the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b is thus significantly reduced.
  • the first insulator 5 modifies the near-field orientation of the electric field generated by the first antenna 2a.
  • the first antenna 2a is here inactive and the second antenna 2b operates in transmission.
  • Field lines 9 therefore represent here the orientation of the electric field generated by the second antenna 2b.
  • the radiofrequency device 1 does not include the first isolator 5 ( figure 4 )
  • the electric field generated by the second antenna 2b propagates without obstacle through the support 4 to the first antenna 2a.
  • the field lines 9 are therefore concentrated on and in the vicinity of the first antenna 2a.
  • the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b is important.
  • the radiofrequency device 1 includes the first isolator 5 ( figure 5 )
  • the field lines 9 are concentrated at the level of the first end 6a and of the second end 6b of the first branch 6 of the first insulator 5 and at the level of the free end 7a of the second branch 7 of the first insulator 5.
  • the number of field lines 9 in the vicinity of the first antenna 2a is greatly reduced.
  • the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b is therefore significantly reduced.
  • the first isolator 5 has better performance when it is the first antenna 2a which is transmitting (compared to the case where it is the second antenna 2b which is transmitting). This result is logical because the first isolator 5 is here sized to operate in the vicinity of a maximum frequency of the first frequency band (ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz).
  • FIG. 6 represents the amplitude in decibels of a parameter (in English Scattering Parameter ) S 21 as a function of the frequency.
  • the parameter S 21 corresponds to the transmission coefficient between the second antenna 2b and the first antenna 2a.
  • Curve 10 is the curve of parameter S 21 when the first insulator 5 is not present and curve 11 is the curve of parameter S 21 when the first insulator 5 is present.
  • the first isolator 5 is here sized to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in a frequency band ranging from 5 GHz to 7 GHz. It is clear that the first isolator 5 reduces the amplitude of the parameter S 21 in the frequency band for which it is dimensioned.
  • the first isolator 5 therefore makes it possible to effectively reduce the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in the frequency band for which it is dimensioned.
  • a Y axis is introduced here, perpendicular to the X axis and to the Z axis so that the three axes X, Y, Z form an orthogonal Cartesian coordinate system (space of dimension 3) defining three cuts, a first XZ cut (i.e. a cut according to the first plane 3), a second YZ cut and a third XY cut.
  • FIG 7 represents a radiation pattern 12 of the first antenna 2a along the first XZ section, a radiation pattern 13 of the first antenna 2a along the second YZ section and a radiation pattern 14 of the first antenna 2a along the third XY section.
  • the radiation patterns 12, 13, 14 correspond to the scenario of the figure 2 And 3 , that is to say that the first antenna 2a is transmitting (in the first frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz) and the second antenna 2 b is inactive. It is common in the radiofrequency domain to characterize an antenna using its radiation pattern which represents the angular distribution (in degrees) of the gain of said antenna (in isotropic decibels).
  • the solid line curve corresponds to the far field directivity of the first antenna 2a when the first insulator 5 is not present and the dotted line curve corresponds to the field directivity distant from the first antenna 2a when the first insulator 5 is present.
  • the radiation patterns 12, 13, 14 show that the first insulator 5 modifies the directivity in the far field of the first antenna 2a.
  • the radiation pattern 12 according to the first section XZ shows that the directivity in the far field of the first antenna 2a is more homogeneous when the first insulator 5 is present (curve 12b).
  • the gain of the first antenna 2a is approximately constant as a function of the propagation angle of the radiation emitted by said first antenna 2a. More precisely, when the first insulator 5 is not present (curve 12a), the maximum relative variation in gain of the first antenna 2a is of the order of 8 dBi, whereas when the first isolator 5 is present (curve 12b), the maximum relative variation in gain of the first antenna 2a is the order of 3dBi.
  • the radiation pattern 13 according to the second section YZ does not reveal a significant shift in the directivity in the far field of the first antenna 2a.
  • the radiation pattern 14 according to the third XY section shows that the maximum gain of the first antenna is shifted when the first insulator 5 is present. Indeed, when the first isolator 5 is not present (curve 14a), the gain of the first antenna 2a is maximum in the vicinity of an angle of 270 degrees whereas when the first isolator 5 is present (curve 14b), the gain of the first antenna 2a is maximum in the vicinity of an angle of 180 degrees.
  • FIG 8 shows a radiation pattern 15 of the second antenna 2b along the first XZ section, a radiation pattern 16 of the second antenna 2b along the second YZ section and a radiation pattern 17 of the second antenna 2b along the third XY section.
  • the radiation patterns 15, 16, 17 correspond to the scenario of the figures 4 and 5 , that is to say that the first antenna 2a is inactive and the second antenna 2b is transmitting (in the second frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz).
  • the solid line curve corresponds to the directivity in the far field of the second antenna 2b when the first insulator 5 is not present and the dotted line curve corresponds to the far-field directivity of the second antenna 2b when the first insulator 5 is present.
  • the radiation patterns 15, 16, 17 demonstrate that the first insulator 5 has a moderate influence on the directivity in the far field of the second antenna 2b. Indeed, the profile of the directivity in the far field of the second antenna 2b when the first insulator 5 is not present is generally similar to the profile of the directivity in the far field of the second antenna 2b when the first insulator 5 is present. This is due to the fact that the second axis E 2b of the second maximum electric field of the second antenna 2b does not extend directly in the vicinity of the first insulator 5.
  • the dimensions of the first isolator 5 can be adjusted according to a target frequency band.
  • first axis E 2a of the first maximum electric field (of the first antenna 2a) and the second axis E 2b of the second maximum electric field (of the second antenna 2b) could be perpendicular to the second branch 7 of the first insulator 5 .
  • the radiofrequency device 1 further comprises at least one second isolator 18.
  • the radiofrequency device 1 may further comprise a single second isolator 18.
  • the second isolator 18 is positioned on one side of a particular antenna among the first antenna 2a or the second antenna 2b, said side of the particular antenna being opposed to the first insulator.
  • the particular antenna is the first antenna 2a (which this time is positioned to the left of the antenna 2b, not represented on the figure 9 ).
  • the second insulator 18 is used to modify and reorient the directivity in the far field of the first antenna 2a caused by the presence of the first insulator 5.
  • the second insulator 18 is considered as a parasitic element influencing the cartography of the electric field on the support 54 .
  • the first antenna 2a is here positioned on a support 54 comprising a first face extending along the first plane 3 and a second face extending along a second plane 21.
  • the second plane 21 is defined by the Y axis and the axis Z.
  • the second plane is therefore oriented by an angle ⁇ equal to 90 degrees with respect to the first plane 3. It should be noted that the angle ⁇ of inclination between the first plane 3 and the second plane 21 could be different 90 degrees
  • the second insulator 18 is here positioned in a corner of the support 54 defined by an intersection of the first plane 3 and the second plane 21 via fixing means comprising for example riveting pins, glue or even screws.
  • the second insulator 18 here comprises a single branch 19.
  • the branch 19 of the second insulator 18 is here formed by a flat and rectilinear track made of a conductive material, for example aluminum, copper or even iron.
  • the second insulator 18 thus has an “I” or slender shape.
  • the "I" shape is simple and facilitates the manufacture of the second insulator 18 because it is a shape which can be cut with precision (in particular in a metal plate) and which is easily reproducible.
  • branch 19 of second insulator 18 is a transmission line which is in open circuit between one end 19a and one end 19b.
  • the second insulator is thus a passive element.
  • the second insulator 18 is not electrically connected.
  • the second insulator 18 is not connected to an electrical ground plane. The second insulator 18 is thus electrically floating.
  • the radiofrequency device 1 further comprises a third antenna 20b.
  • the third antenna 20b is flat in shape and here extends into the second plane 21.
  • the third antenna 20b operates in a third frequency band.
  • the third frequency band could be different from the first frequency band and the second frequency band but could also be similar to the first frequency band or the second frequency band.
  • the third antenna 20b could be a single-band antenna operating in the so-called 6 GHz band frequency band.
  • the third antenna 20b is here a planar dipole antenna of rectangular shape.
  • the third antenna 20b has an omnidirectional radiation pattern having the shape of a torus.
  • the third antenna 20b generates a third maximum electric field on a third axis E 20b .
  • the position of the third antenna 20b in the second plane 21 is thus defined along the third axis E 20b .
  • the second insulator 18 is here positioned in a corner of the support 54 between a antenna which is the first antenna 2a and the third antenna 20b.
  • the second insulator 18 can be positioned in a secant plane 22 to the first plane 3 and to the second plane 21.
  • the second insulator 18 is thus positioned at least partially on a chamfer of the support 54.
  • the second insulator 18 can also form a rounded corner 23 between the first plane 3 and the second plane 21.
  • the second insulator 18 is thus positioned at least partially on a fillet of the support 54.
  • the second insulator 18 When it is placed between the first antenna 2a and the third antenna 20b, the second insulator 18 makes it possible to reduce coupling by electromagnetic radiation between said first antenna 2a and said third antenna 20b.
  • the dimensions of the second isolator 18 are predefined according to the space available, the environment in which it is used and a frequency band in which its influence must be maximum.
  • the dimensions of the second insulator 18 are indicated here in the case where the second insulator 18 is arranged to insulate the third antenna 20b from the electric field generated by the first antenna 2a.
  • the branch 19 of the second insulator 18 has a length approximately equal to half of a second wavelength ⁇ B taking into account a medium in which the second insulator 18 extends.
  • the second isolator 18 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) and in the third frequency band (in which the third antenna 20b operates) but more significantly in the first frequency band. If the medium in which the second insulator 18 extends is air, the second wavelength ⁇ B is calculated with a dielectric permittivity equal to 1.
  • the second isolator 18 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in a balanced (or equal) manner between the first band of frequencies and the third band of frequencies.
  • the first frequency band is for example the so-called 5 GHz frequency band and the third frequency band is for example the so-called 6 GHz frequency band.
  • ⁇ 1 is the first center frequency of the first frequency band (for example, 5.5 GHz)
  • ⁇ 3 is a third center frequency which is centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the third frequency band (for example example 6.5GHz).
  • Other examples of dimensioning of branch 19 of second isolator 18 can be obtained depending on the isolation of the first frequency band or the third frequency band sought.
  • the dimensions of the second insulator 18, in particular the width of the branch 19 is related to the characteristics of an antenna selected from among the first antenna 2a and the third antenna 20b.
  • the respective dimensions of the first antenna 2a and of the third antenna 20b are considered in order to select the largest dimension(s).
  • the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) is the frequency band known as the 5 GHz band
  • the third frequency band (in which the third antenna 20b operates) is the frequency band known as the 6 GHz band
  • the radiating strands or tracks of the first antenna 2a have larger dimensions or sizes than the radiating strands or tracks of the third antenna 20b.
  • the width of the radiating strands or tracks of the selected antenna makes it possible to determine the width of the formwork 19 of the second insulator 18. If the first frequency band (first antenna 2a) is the frequency band called 5 GHz band and the third frequency band (third antenna 20b) is the frequency band called 6 GHz band, the width of the branch 19 of the second insulator 18 can be of the order of 2.5 mm-3 mm.
  • the first antenna 2a is selected to determine the dimensions of the second insulator 18 and the first antenna 2a is positioned on a PCB, itself resting on a first dielectric support (made for example with a plastic material), the assembly (the PCB and the first dielectric support) having a dielectric permittivity approximately equal to 4.3.
  • the second insulator 18 is for its part, in one example, positioned on a second dielectric support (made for example with a plastic material) which can be identical to or different from the first support on which the first antenna 2a is positioned, and having a dielectric permittivity approximately equal to 3. Due to the proximity of two different dielectric permittivities, and knowing that the first antenna 2a is selected to size the second insulator 18, the characteristic impedance of the branch 19 of the second insulator 18 is approximately equal to the impedance characteristic of the first antenna 2a.
  • the branch 19 of the second insulator 18 has a width which ensures that the characteristic impedance of said branch 19 is included in the interval [75 ⁇ , 120 ⁇ ]. This makes it possible to maximize an electric current flowing through said branch 19 and thus to maximize the attenuation of the coupling by electromagnetic radiation.
  • the width of the branch 19 of the second insulator 18 is at least equal to the width of the first branch 6 and/or of the second branch 7 of the first insulator 5. In yet another example, the width of the branch 19 of the second insulator 18 is approximately equal to twice the width of the first branch 6 and/or of the second branch 7 of the first insulator 5.
  • the second isolator 18 operates in the near field. Still considering that the second insulator 18 is here arranged to insulate the third antenna 20b from the electric field generated by the first antenna 2a, a distance between the second insulator 18 and the first axis E 2a is between 5 millimeters and 1 centimeter. This distance makes it possible to optimally limit the intensity of the electric field generated by the first antenna 2a and picked up by the third antenna 20b. In another example, this distance is greater than 1 centimeter, for example 1.5 centimeters.
  • the first antenna 2a is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz, that is to say in the band of frequencies known as the 5 GHz band.
  • the third antenna 20b is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz, that is to say in the frequency band known as the 6 GHz band.
  • the first frequency band of the first antenna 2a and the third frequency band of the third antenna 20b are thus adjacent.
  • curved field lines 24 represent the orientation of the electric field in the first plane 3 and in the second plane 21.
  • the intensity of said electric field (in Vm ⁇ 1 ) is represented here in gray level.
  • the first antenna 2a operates here in transmission and the third antenna 20b is inactive here.
  • THE figure 11 And 12 represent the orientation and intensity of the electric field generated by the first antenna 2a in the first plane 3.
  • THE figure 13 And 14 represent the orientation and intensity of the electric field generated by the first antenna 2a in the second plane 21.
  • the radiofrequency device 1 does not include the second insulator 18, the electric field generated by the first antenna 2a propagates through the support 54 according to the first axis E 2a ( figure 11 ).
  • the field lines 24 are concentrated at the level of the third antenna 20b which shows that said third antenna 20b picks up a significant part of the electric field generated by the first antenna 2a ( figure 13 ).
  • the radiofrequency device 1 includes the second isolator 18 ( figure 12 And figure 14 )
  • the electric field generated by the first antenna 2a does not propagate along the first axis E 2a .
  • the field lines 24 are thus concentrated at the level of the end 19a and the end 19b of the branch 19 of the second insulator 18.
  • the field lines 24 are deflected from their initial orientation (i.e. say of their orientation when the second insulator 18 is not present).
  • the deviation of the field lines 24 also makes it possible to attenuate the part of the electric field generated by the first antenna 2a picked up by the third antenna 20b.
  • the second insulator 18 thus makes it possible to reduce the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b.
  • the parameter S 21 corresponds to the transmission coefficient between the third antenna 20b and the first antenna 2a.
  • a curve 25 is the curve of the S parameter 21 when the second isolator 18 is not present and a curve 26 is the curve of the S parameter 21 when the second isolator 18 is present.
  • the second isolator 18 is here sized to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in a frequency band ranging from 5 GHz to 7 GHz.
  • the second isolator 18 slightly reduces the amplitude of the parameter S 21 in the band of frequencies for which it is dimensioned.
  • the second isolator 18 therefore makes it possible to slightly reduce the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in the frequency band for which it is dimensioned.
  • FIG 16 shows a radiation pattern 27 of the first antenna 2a along the first XZ section, a radiation pattern 28 of the first antenna 2a along the second YZ section and a radiation pattern 29 of the first antenna 2a along the third XY section.
  • the radiation patterns 27, 28, 29 correspond to the scenario of the figure 11 , 12 , 13 , 14 that is to say that the first antenna 2a is transmitting (in the first frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz) and the third antenna 20b is inactive.
  • the solid line curve corresponds to the far field directivity of the first antenna 2a when the second insulator 18 is not present and the dotted line curve corresponds to the field directivity distant from the first antenna 2a when the second insulator 18 is present.
  • the radiation patterns 27, 28, 29 show that the second insulator 18 modifies the directivity in the far field of the first antenna 2a.
  • the radiation pattern 27 according to the first section XZ shows that the directivity in the far field of the first antenna 2a is globally more homogeneous when the second insulator 18 is present (curve 27b). More precisely, when the second isolator 18 is not present (curve 27a), the maximum relative gain variation of the first antenna 2a is of the order of 7dBi whereas when the second isolator 18 is present (curve 27b), the maximum relative gain variation of the first antenna 2a is of the order of 5dBi.
  • the radiation pattern 28 according to the third XY section shows that the maximum of the gain of the first antenna 2a is shifted when the second insulator 18 is present. Indeed, when the second isolator 18 is not present (curve 28a), the gain of the first antenna 2a is maximum for an angle interval ranging from 210 degrees to 300 degrees whereas when the second isolator 18 is present ( curve 28b), the gain of the first antenna 2a is maximum in the vicinity of a first angle equal to 0 degrees and in the vicinity of a second angle equal to 180 degrees.
  • FIG 17 shows a radiation pattern 30 of the third antenna 20b along the first XZ section, a radiation pattern 31 of the third antenna 20b along the second YZ section and a radiation pattern 32 of the third antenna 20b along the third XY section.
  • the radiation patterns 30, 31, 32 correspond to the case in which the third antenna 20b is transmitting (in the third frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz).
  • the solid line curve corresponds to the far field directivity of the third antenna 20b when the second insulator 18 is not present and the dotted line curve corresponds to the field directivity away from the third antenna 20b when the second insulator 18 is present.
  • the radiation patterns 30, 31, 32 show that the second insulator 18 has an almost negligible influence on the directivity in the far field of the third antenna 20b. Indeed, the profiles of the far-field directivity as well as the gain values of the third antenna 20b when the second isolator 18 is not present and when the second isolator 18 and present are globally similar. This is due to the fact that the third axis E 20b of the third maximum electric field of the third antenna 20b does not extend directly in the vicinity of the second insulator 18.
  • the attenuation produced by the second insulator 18 is generally lower than that produced by the first insulator 5. This is explained by the fact that the second insulator 18 can be seen as a parasitic wave director element .
  • first isolator 5 and/or of the second isolator 18 can be adjusted according to a target frequency band.
  • the radiofrequency device 1 further comprises a second set of antennas 20 comprising the third antenna 20b and a fourth antenna 20a.
  • the second set of antennas 20 is here similar to the first set of antennas 2.
  • the third antenna 20b is similar to the second antenna 2b and the fourth antenna 20a is similar to the first antenna 2a.
  • the third antenna 20b and the fourth antenna 20a extend in the second plane 21 and are positioned on the support 54.
  • a third isolator 33 similar to the first isolator 5 is positioned between the third antenna 20b and the fourth antenna 20a.
  • the third insulator 33 is thus arranged to reduce coupling by electromagnetic radiation between the third antenna 20b and the fourth antenna 20a.
  • the radiofrequency device 1 comprises two first sets of antennas 2, two second sets of antennas 20, two first isolators 5, two third isolators 33 and four second isolators 18.
  • the radiofrequency device 1 here rests on a cylindrical support 40 of square section (with slightly rounded corners).
  • the cylindrical support 40 has two first faces 40a, the two first faces 40a being parallel to each other; and two second faces 40b, the two second faces 40b being parallel to each other.
  • Cylindrical support 40 thus has four corners 41, 42, 43, 44. Cylindrical support 40 thus has the overall shape of a rectangular crown.
  • the cylindrical support 40 is made from a material having a dielectric permittivity greater than 1.
  • the cylindrical support 40 is made from a plastic material or from a polymer material.
  • a first set of antennas 2 is positioned on each of the first two faces 40a of the cylindrical support 40.
  • a first insulator 5 is positioned between the first antenna 2a and the second antenna 2b of each of the first two sets of antennas 2.
  • a second set of antennas 20 is positioned on each of the two second faces 40b of the cylindrical support 40.
  • a third insulator 33 is positioned between the third antenna 20b and the fourth antenna 20a of each of the two second sets of antennas 20.
  • a second insulator 18 is positioned on each of the four corners, 41, 42, 43, 44 of the cylindrical support 40.
  • a first group of antennas G1 and a second group of antennas G2 are defined.
  • the first group of antennas G1 comprises the first antenna 2a of each of the first two sets of antennas 2 and the fourth antenna 20a of each of the two second sets of antennas 20.
  • the first group of antennas G1 thus comprises four antennas.
  • the antennas of group G1 are here dual-band Wi-Fi antennas operating in a frequency band called the 2.4GHz band and in the frequency band called the 5GHz band.
  • the antennas of group G1 are antennas according to 802.11 technology and are single-band and operate in the so-called 5 GHz band frequency band.
  • the antennas of group G1 are antennas according to 802.11 technology and are single-band and operate in the frequency band known as the 6 GHz band.
  • the antennas of group G1 are tri-band antennas comprising different subsets of electrical conductors allowing said antennas of group G1 to operate both in the frequency band known as the 2.4 GHz band, in the band of frequencies called 5GHz band and in the frequency band called 6GHz band.
  • the second group of antennas G2 comprises the second antenna 2b of each of the two first sets of antennas 2 and the third antenna 20b of each of the two second sets of antennas 20.
  • the second group of antennas G2 thus comprises four antennas.
  • Group G2 antennas Here are mono-band Wi-Fi antennas operating in the frequency band known as the 6GHz band.
  • the first two insulators 5, the two third insulators 33 and the four second insulators 18 will be referred to as an isolation device.
  • THE figures 19, 20 , 21, 22 highlight the role of the first isolator 5, the second isolator 18 and the third isolator 33 in the radio frequency device 1.
  • the first antenna 2a which belongs to the first group of antenna G1 is here in transmission.
  • the intensity of the electric field (in Vm -1 ) is represented here according to three distinct zones.
  • a first zone Z1 from 0 Vm -1 to 1000 Vm -1 a second zone Z2 from 1000 Vm -1 to 1400 Vm -1 and a third zone Z3 from 1400 Vm -1 to about 2360 V.m -1 .
  • the first antenna 2a (belonging to the first group of antennas G1) is transmitting and the other antennas are inactive.
  • the isolation device When the isolation device is present ( figure 21 ), the electric field generated by the first antenna 2a is picked up by the isolation device, here in particular by the first insulator 5. The coupling by electromagnetic radiation between the antennas of the radiofrequency device 1 is thus greatly reduced.
  • the second antenna 2b (belonging to the second group of antennas G2) is transmitting and the other antennas are inactive.
  • the isolation device When the isolation device is present ( figure 22 ), the electric field generated by the second antenna 2b is picked up by the isolation device, here in particular by the second insulator 18. The coupling by electromagnetic radiation between the antennas of the radio frequency device 1 is thus greatly reduced.
  • FIG 23 represents a radiation pattern 46 along the first XZ section, a radiation pattern 47 along the second YZ section and a radiation pattern 48 along the third XY section of the antennas of the first group of antennas G1. More precisely, the radiation patterns 46, 47, 48 are here average combined gain radiation patterns.
  • the solid line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the first group of antennas G1 when the isolation device is not present and the dotted line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the first group of antennas G1 when the isolation device is present.
  • the radiation patterns 46, 47, 48 demonstrate that the isolation device makes it possible to substantially homogenize the directivity in the far field of the antennas of the first group of antennas G1.
  • FIG 24 represents a radiation pattern 49 along the first XZ section, a radiation pattern 50 along the second YZ section and a radiation pattern 51 according to the third section XY of the antennas of the second group of antennas G2. More precisely, the radiation patterns 49, 50, 51 are here average combined gain radiation patterns.
  • the solid line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the second group of antennas G2 when the isolation device is not present and the dotted line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the second group of antennas G2 when the isolation device is present.
  • the radiation patterns 49, 50, 51 demonstrate that the isolation device has a limited influence on the directivity in the far field of the antennas of the second group of antennas G2.
  • the isolation device thus has a greater influence on a frequency band in which the antennas of the first group of antennas G1 operate than on a frequency band in which the antennas of the second group of antennas G2 operate.
  • the radio frequency device 1 therefore makes it possible to respond to the isolation constraints between antennas when adjacent frequency bands are used while guaranteeing that the radiation pattern of said antennas is omnidirectional (that is to say that the angular distribution of the gain of said antennas is homogeneous).
  • the radio frequency device does not require a particular antenna technology (for example, ceramic antennas) and can be implemented using antennas having conventional dimensions.
  • the radiofrequency device 1 is here integrated into a MIMO system 101 (in English Multiple-Input Multiple-Output ) which itself is integrated into an electronic equipment 100.
  • the MIMO system 101 comprises a radiofrequency transmitter 102 and a radio frequency receiver 103 which are both connected to the radio frequency device 1 according to different embodiments, such as for example the radio frequency device 1 comprising the first sets of antennas 2 and the second sets of antennas 20.
  • the radio frequency transmitter 102 is arranged to transmit electrical signals to the radiofrequency device 1.
  • the radiofrequency receiver 103 is arranged to receive electrical signals from radiofrequency signals received by the radiofrequency device 1.
  • the radiofrequency device 1 is integrated in particular into an electronic equipment 100 which is a residential gateway.
  • the residential walkway here has a tower shape.
  • the radiofrequency device applies beneficially to any electronic equipment requiring the combination of multiple radiofrequency interfaces (in particular communication technologies using different but adjacent frequency bands) and/or requiring a plurality of transmission paths on the same frequency band, all in a small space.
  • the first insulator 5 here has a “T” shape but that it is entirely possible for the first insulator 5 to have another shape.
  • the first insulator 5 could comprise three branches, all three of which are electrically conductive, arranged so that said first insulator 5 has a "Y" shape.
  • the shape of the first insulator 5 can be adapted according, for example, to the specified performance of the radio frequency device 1. The same is true for the third insulator 33 which is similar to the first insulator 5.
  • the second insulator 18 here has an "I" shape but it is quite possible that the second insulator 18 has another shape. It should be noted that the shape of the second isolator 18 can be adapted according, for example, to the specified performance of the radio frequency device 1.
  • the first insulator 5 is not necessarily fixed on the same support as that on which the first antenna 2a and the second antenna 2b are fixed.
  • the first insulator 5 could be fixed on a first auxiliary support, different from the support 4 or from the support 54 and thus be maintained “in the air” between the first antenna 2a and the second antenna 2b.
  • the third insulator 33 which is similar to the first insulator 5.
  • the third insulator 33 is therefore not necessarily fixed on the same support as that on which the third antenna 20b and the fourth antenna 20a are fixed.
  • the second insulator 18 is not necessarily attached to a corner of the support 54.
  • the second insulator 18 could be attached to a second additional support, different from the support 54 and thus be kept in the air, for example on one side of the first antenna 2a or of the second antenna 2b opposite the first insulator 5.
  • first antenna 2a and the second antenna 2b are not necessarily fixed on the same support.
  • the first antenna 2a and the second antenna 2b could respectively be fixed on separate supports while extending in the same plane.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

Dispositif radiofréquence (1) comportant un premier ensemble d'antennes (2) comprenant une première antenne (2a) et une deuxième antenne (2b), la première antenne et la deuxième antenne étant de formes planes et s'étendant toutes deux dans un même premier plan (3), la première antenne étant agencée pour opérer dans une première bande de fréquences, la deuxième antenne étant agencée pour opérer dans une deuxième bande de fréquences ; un premier isolateur (5), le premier isolateur étant de forme plane et s'étendant dans le premier plan (3) entre la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b), le premier isolateur (5) comportant au moins une branche qui est électriquement conductrice, le premier isolateur étant électriquement flottant, le premier isolateur étant agencé pour réduire un premier couplage par rayonnement électromagnétique, entre la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b), sur la première bande de fréquences et/ou la deuxième bande de fréquences.Radio frequency device (1) comprising a first set of antennas (2) comprising a first antenna (2a) and a second antenna (2b), the first antenna and the second antenna being flat in shape and both extending in the same first plane (3), the first antenna being arranged to operate in a first frequency band, the second antenna being arranged to operate in a second frequency band; a first insulator (5), the first insulator being planar in shape and extending in the first plane (3) between the first antenna (2a) and the second antenna (2b), the first insulator (5) comprising at least one branch which is electrically conductive, the first insulator being electrically floating, the first insulator being arranged to reduce a first coupling by electromagnetic radiation, between the first antenna (2a) and the second antenna (2b), on the first frequency band and/ or the second frequency band.

Description

L'invention concerne le domaine des dispositifs radiofréquences comportant une pluralité d'antennes. L'invention s'applique en particulier lorsque les antennes opèrent dans des bandes de fréquences adjacentes, voire similaires.The invention relates to the field of radio frequency devices comprising a plurality of antennas. The invention applies in particular when the antennas operate in adjacent or even similar frequency bands.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Certains équipements électriques récents, par exemple des passerelles résidentielles (en anglais gateways), comprennent une pluralité d'antennes afin de transmettre et recevoir des signaux radiofréquences dans des bandes de fréquences différentes. Pour limiter les interférences entre les antennes, il convient d'assurer que lesdites antennes soient correctement isolées les unes des autres. Cela est particulièrement critique lorsque les bandes de fréquences exploitées dans un même équipement sont adjacentes (par exemple le Wi-Fi 5GHz et le Wi-Fi 6GHz), voire similaires.Some recent electrical equipment, for example residential gateways , comprise a plurality of antennas in order to transmit and receive radio frequency signals in different frequency bands. To limit interference between the antennas, it is necessary to ensure that said antennas are properly isolated from each other. This is particularly critical when the frequency bands used in the same equipment are adjacent (for example 5GHz Wi-Fi and 6GHz Wi-Fi), or even similar.

Il est connu d'intégrer des moyens de filtrage, comportant par exemple des composants électroniques analogiques, dans la chaine d'émission et la chaine de réception des signaux radiofréquences. Cependant, une telle solution vient impacter les signaux radiofréquences émis ou reçus quelle que soit leur direction de propagation. De plus, cette solution est généralement peu performante lorsque les bandes de fréquences sont adjacentes.It is known to integrate filtering means, comprising for example analog electronic components, in the transmission chain and the reception chain of radio frequency signals. However, such a solution has an impact on the radio frequency signals transmitted or received regardless of their direction of propagation. Moreover, this solution is generally inefficient when the frequency bands are adjacent.

On connaît aussi des techniques de diversité, par exemple de diversité spatiale, de diversité de polarisation ou encore de diversité de rayonnement. Néanmoins, les performances de ces techniques sont généralement limitées lorsqu'elles sont mises en œuvre dans un équipement compact. En particulier, elles ne permettent pas d'assurer une propagation omnidirectionnelle des signaux radiofréquences dans les systèmes radiofréquences à entrées multiples et sorties multiples ou MIMO (en anglais Multiple-Input Multiple-Output) exploitant des bandes de fréquences adjacentes.Diversity techniques are also known, for example spatial diversity, polarization diversity or radiation diversity. Nevertheless, the performances of these techniques are generally limited when they are implemented in a compact equipment. In particular, they do not make it possible to ensure a omnidirectional propagation of radiofrequency signals in multiple-input multiple - output (MIMO) radiofrequency systems exploiting adjacent frequency bands.

Il est également connu de créer des éléments isolants tels que des écrans, des réflecteurs ou encore des absorbeurs à partir d'une ou plusieurs pièces métalliques. Cependant, les éléments isolants ainsi créés sont peu performants lorsqu'ils sont intégrés dans un dispositif compact.It is also known to create insulating elements such as screens, reflectors or absorbers from one or more metal parts. However, the insulating elements thus created perform poorly when integrated into a compact device.

OBJET DE L'INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION

Un but de l'invention est de proposer un dispositif radiofréquence compact répondant aux contraintes d'isolation exposées ci-dessus lorsque des bandes de fréquences adjacentes sont exploitées.An object of the invention is to propose a compact radiofrequency device meeting the insulation constraints set out above when adjacent frequency bands are used.

RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION

En vue de la réalisation de cet objet, on propose un dispositif radiofréquence comportant :

  • un premier ensemble d'antennes comprenant une première antenne et une deuxième antenne, la première antenne et la deuxième antenne étant de formes planes et s'étendant toutes deux dans un même premier plan, la première antenne étant agencée pour opérer dans une première bande de fréquences, la deuxième antenne étant agencée pour opérer dans une deuxième bande de fréquences ;
  • un premier isolateur, le premier isolateur étant de forme plane et s'étendant dans le premier plan entre la première antenne et la deuxième antenne, le premier isolateur comportant au moins une branche qui est électriquement conductrice, le premier isolateur étant électriquement flottant, le premier isolateur étant agencé pour réduire un premier couplage par rayonnement électromagnétique, entre la première antenne et la deuxième antenne, sur la première bande de fréquences et/ou la deuxième bande de fréquences.
With a view to achieving this object, a radio frequency device is proposed comprising:
  • a first set of antennas comprising a first antenna and a second antenna, the first antenna and the second antenna being planar in shape and both extending in the same first plane, the first antenna being arranged to operate in a first band of frequencies, the second antenna being arranged to operate in a second frequency band;
  • a first insulator, the first insulator being planar in shape and extending in the first plane between the first antenna and the second antenna, the first insulator having at least one leg which is electrically conductive, the first insulator being electrically floating, the first isolator being arranged to reduce a first coupling by electromagnetic radiation, between the first antenna and the second antenna, on the first frequency band and/or the second frequency band.

Le dispositif radiofréquence selon l'invention est particulièrement avantageux, car la disposition de la première antenne et de la deuxième antenne, ainsi que la configuration du premier isolateur qui n'est pas électriquement connecté à un plan de masse entre lesdites antennes, assurent que le dispositif radiofréquence est compact tout en répondant aux contraintes d'isolation exposées ci-dessus.The radio frequency device according to the invention is particularly advantageous, because the arrangement of the first antenna and of the second antenna, as well as the configuration of the first insulator which is not electrically connected to a ground plane between said antennas, ensure that the radiofrequency device is compact while meeting the insulation constraints set out above.

Selon un mode de réalisation particulier, la première bande de fréquences et la deuxième bande de fréquences sont séparées par un écart de fréquence compris entre 0MHz et 1GHz.According to a particular embodiment, the first frequency band and the second frequency band are separated by a frequency difference between 0 MHz and 1 GHz.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier ensemble d'antennes et le premier isolateur sont positionnés sur un support fabriqué dans un matériau diélectrique, le support s'étendant selon le premier plan.According to a particular embodiment, the first set of antennas and the first insulator are positioned on a support made of a dielectric material, the support extending along the first plane.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier isolateur comporte une première branche et une deuxième branche toutes deux électriquement conductrices, la deuxième branche étant sensiblement perpendiculaire à la première branche et s'étendant depuis une portion centrale de la première branche, une extrémité libre de la deuxième branche étant en circuit ouvert, le premier isolateur ayant ainsi une forme de « T ».According to a particular embodiment, the first insulator comprises a first branch and a second branch, both of which are electrically conductive, the second branch being substantially perpendicular to the first branch and extending from a central portion of the first branch, a free end of the second branch being in open circuit, the first insulator thus having a “T” shape.

Selon un mode de réalisation particulier, la première antenne et la deuxième antenne sont des antennes planes dipolaires ayant chacune une forme rectangulaire, la première antenne étant agencée pour générer un premier champ électrique maximal sur un premier axe, la deuxième antenne étant agencée pour générer un deuxième champ électrique maximal sur un deuxième axe, le premier axe et le deuxième axe étant sensiblement parallèles entre eux.According to a particular embodiment, the first antenna and the second antenna are planar dipole antennas each having a rectangular shape, the first antenna being arranged to generate a first maximum electric field on a first axis, the second antenna being arranged to generate a second electric field maximum on a second axis, the first axis and the second axis being substantially parallel to each other.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier axe et le deuxième axe sont orientés sensiblement à 45 degrés par rapport à la deuxième branche.According to a particular embodiment, the first axis and the second axis are oriented substantially at 45 degrees with respect to the second branch.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier axe et le deuxième axe sont sensiblement perpendiculaires à la deuxième branche.According to a particular embodiment, the first axis and the second axis are substantially perpendicular to the second branch.

Selon, un mode de réalisation particulier, le premier champ électrique maximal est supérieur au deuxième champ électrique maximal, une extrémité de la première branche du premier isolateur étant positionnée à une distance comprise entre 5 millimètres et 1,5 centimètre du premier axe.According to a particular embodiment, the first maximum electric field is greater than the second maximum electric field, one end of the first branch of the first insulator being positioned at a distance of between 5 millimeters and 1.5 centimeters from the first axis.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier isolateur est agencé pour réduire le premier couplage par rayonnement électromagnétique de manière plus importante sur la première bande de fréquences, la première branche du premier isolateur ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à au moins un quart d'une première longueur d'onde λA, la première longueur d'onde λA étant telle que : λ A = C ν 1 × εr

Figure imgb0001
où ν1 est une première fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la première bande de fréquences, et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le premier isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.According to a particular embodiment, the first isolator is arranged to reduce the first coupling by electromagnetic radiation more significantly on the first frequency band, the first branch of the first isolator having a predefined length substantially equal to at least a quarter of a first wavelength λ A , the first wavelength λ A being such that: λ AT = VS ν 1 × εr
Figure imgb0001
where ν 1 is a first central frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the first frequency band, and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the first insulator extends, the medium being a dielectric support or the air.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier isolateur est agencé pour réduire le premier couplage par rayonnement électromagnétique de façon égale sur la première bande de fréquences et sur la deuxième bande de fréquences, la première branche du premier isolateur ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à au moins un quart d'une première longueur d'onde λA, la première longueur d'onde λA étant telle que : λ A = c ν 1 + ν 2 2 × εr

Figure imgb0002
où ν1 est une première fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la première bande de fréquences, ν2 est une deuxième fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la deuxième bande de fréquences et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le premier isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.According to a particular embodiment, the first isolator is arranged to reduce the first coupling by electromagnetic radiation equally on the first frequency band and on the second frequency band, the first branch of the first isolator having a length predefined substantially equal to at least a quarter of a first wavelength λ A , the first wavelength λ A being such that: λ AT = vs ν 1 + ν 2 2 × εr
Figure imgb0002
where ν 1 is a first center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the first frequency band, ν 2 is a second center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the second frequency band and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the first insulator extends, the medium being a dielectric support or air.

Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième branche du premier isolateur a une longueur prédéfinie sensiblement égale à un quart de la première longueur d'onde ÀA.According to a particular embodiment, the second branch of the first insulator has a predefined length substantially equal to a quarter of the first wavelength λA.

Selon un mode de réalisation particulier, la première branche du premier isolateur a une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite première branche soit sensiblement égale à l'impédance caractéristique d'une antenne sélectionnée parmi la première antenne et la deuxième antenne, la deuxième branche du premier isolateur ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite deuxième branche soit sensiblement égale à l'impédance caractéristique de l'antenne sélectionnée parmi la première antenne et la deuxième antenne.According to a particular embodiment, the first branch of the first insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said first branch is substantially equal to the characteristic impedance of an antenna selected from among the first antenna and the second antenna, the second branch of the first insulator having a predefined width so that the characteristic impedance of said second branch is substantially equal to the characteristic impedance of the antenna selected from among the first antenna and the second antenna.

Selon un mode de réalisation particulier, la première branche du premier isolateur a une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite première branche soit sensiblement comprise entre 75Ω et 120Ω, la deuxième branche du premier isolateur ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite deuxième branche soit sensiblement comprise entre 75Ω et 120Ω.According to a particular embodiment, the first branch of the first insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said first branch is substantially between 75Ω and 120Ω, the second branch of the first insulator having a predefined width so that the characteristic impedance of said second branch is substantially between 75Ω and 120Ω.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier isolateur comporte trois branches toutes trois électriquement conductrices et agencées de telle sorte que ledit premier isolateur ait une forme de « Y ».According to a particular embodiment, the first insulator comprises three branches, all three of which are electrically conductive and arranged in such a way that said first insulator has a "Y" shape.

Selon un mode de réalisation particulier le dispositif radiofréquence tel que précédemment décrit comprend au moins un deuxième isolateur comportant au moins une branche électriquement conductrice, le deuxième isolateur étant électriquement flottant, le deuxième isolateur étant positionné d'un côté d'une antenne particulière parmi la première antenne ou la deuxième antenne, ledit côté de l'antenne particulière étant opposé au premier isolateur, le deuxième isolateur étant agencé pour corriger une modification de directivité de l'antenne particulière causée par la présence du premier isolateur.According to a particular embodiment, the radiofrequency device as previously described comprises at least a second insulator comprising at least one electrically conductive branch, the second insulator being electrically floating, the second insulator being positioned on one side of a particular antenna among the first antenna or the second antenna, said side of the particular antenna being opposite the first insulator, the second insulator being arranged to correct a change in directivity of the particular antenna caused by the presence of the first insulator.

Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième isolateur comporte une seule branche électriquement conductrice, ledit isolateur ayant ainsi une forme longitudinale.According to a particular embodiment, the second insulator comprises a single electrically conductive branch, said insulator thus having a longitudinal shape.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif radiofréquence tel que précédemment décrit comprend une troisième antenne s'étendant dans un deuxième plan, le deuxième isolateur étant en outre agencé pour réduire un deuxième couplage par rayonnement électromagnétique entre la troisième antenne et l'antenne particulière, sur une bande de fréquences particulière dans laquelle opère l'antenne particulière et sur une troisième bande de fréquences dans laquelle opère la troisième antenne.According to a particular embodiment, the radiofrequency device as previously described comprises a third antenna extending in a second plane, the second isolator also being arranged to reduce a second coupling by electromagnetic radiation between the third antenna and the particular antenna , on a particular frequency band in which the particular antenna operates and on a third frequency band in which the third antenna operates.

Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième isolateur est agencé pour réduire le deuxième couplage par rayonnement électromagnétique de manière plus importante sur la bande de fréquences particulière, la branche du deuxième isolateur ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à une moitié d'une deuxième longueur d'onde λB, la deuxième longueur d'onde λB étant telle que : λ B = c ν # × εr

Figure imgb0003
où ν# est une fréquence centrale particulière centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la bande de fréquences particulière, et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.According to a particular embodiment, the second insulator is arranged to reduce the second coupling by electromagnetic radiation more significantly on the particular frequency band, the branch of the second insulator having a predefined length substantially equal to half of a second wavelength λ B , the second wavelength λ B being such that: λ B = vs ν # × εr
Figure imgb0003
where ν # is a particular center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the particular frequency band, and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the second insulator extends, the medium being a dielectric support or the air.

Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième isolateur est agencé pour réduire le deuxième couplage par rayonnement électromagnétique de façon égale sur la bande de fréquences particulière et sur la troisième bande de fréquences, la branche du deuxième isolateur ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à au moins une moitié d'une deuxième longueur d'onde λB, la deuxième longueur d'onde λB étant telle que : λ B = c ν # + ν 3 2 + εr

Figure imgb0004
où ν# est une fréquence centrale particulière centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la bande de fréquences particulière, ν3 est une troisième fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la troisième bande de fréquences et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.According to a particular embodiment, the second isolator is arranged to reduce the second coupling by electromagnetic radiation equally on the particular frequency band and on the third frequency band, the branch of the second isolator having a predefined length substantially equal to at least half of a second wavelength λ B , the second wavelength λ B being such that: λ B = vs ν # + ν 3 2 + εr
Figure imgb0004
where ν # is a particular center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the particular frequency band, ν 3 is a third center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the third frequency band and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the second insulator extends, the medium being a dielectric support or air.

Selon un mode de réalisation particulier, la branche du deuxième isolateur a une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite branche soit sensiblement égale à l'impédance caractéristique d'une antenne sélectionnée parmi l'antenne particulière et la troisième antenne.According to a particular embodiment, the branch of the second insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said branch is substantially equal to the characteristic impedance of an antenna selected from the particular antenna and the third antenna.

Selon un mode de réalisation particulier, la branche du premier isolateur a une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite branche soit sensiblement comprise entre 75Ω et 120Ω.According to a particular embodiment, the branch of the first insulator has a predefined width so that the characteristic impedance of said branch is substantially between 75Ω and 120Ω.

Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième isolateur est situé à proximité d'une intersection du premier plan et du deuxième plan.According to a particular embodiment, the second insulator is located close to an intersection of the first plane and the second plane.

Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième isolateur est positionné dans un plan sécant au premier plan et au deuxième plan.According to a particular embodiment, the second insulator is positioned in a secant plane in the foreground and in the second plane.

Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième isolateur forme un coin arrondi entre le premier plan et le deuxième plan.According to a particular embodiment, the second insulator forms a rounded corner between the first plane and the second plane.

Selon un mode de réalisation particulier, le premier plan et le deuxième plan sont perpendiculaires.According to a particular embodiment, the first plane and the second plane are perpendicular.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif radiofréquence tel que précédemment décrit comprend un deuxième ensemble d'antennes comportant la troisième antenne et une quatrième antenne, et qui est similaire au premier ensemble d'antennes, ainsi qu'un troisième isolateur semblable au premier isolateur et positionné entre la troisième antenne et la quatrième antenne.According to a particular embodiment, the radio frequency device as previously described comprises a second set of antennas comprising the third antenna and a fourth antenna, and which is similar to the first set of antennas, as well as a third insulator similar to the first isolator and positioned between the third antenna and the fourth antenna.

Selon un mode de réalisation particulier, le dispositif radiofréquence tel que précédemment décrit comporte un support comportant quatre faces comprenant deux premières faces parallèles entre elles et deux deuxièmes faces parallèles entre elles, deux premiers ensembles d'antennes positionnés chacun sur une première face distincte et deux deuxièmes ensembles d'antennes positionnés chacun sur une deuxième face distincte, le dispositif radiofréquence comprenant en outre deux premiers isolateurs positionnés chacun entre la première antenne et la deuxième antenne d'un premier ensemble d'antennes distinct, deux troisièmes isolateurs positionnés chacun entre une troisième antenne et une quatrième antenne d'un deuxième ensemble d'antennes distinct, ainsi que quatre deuxièmes isolateurs positionnés chacun dans un coin distinct du support.According to a particular embodiment, the radio frequency device as previously described comprises a support comprising four faces comprising two first faces parallel to each other and two second faces parallel to each other, two first sets of antennas each positioned on a first distinct face and two second sets of antennas each positioned on a second separate face, the radiofrequency device further comprising two first insulators each positioned between the first antenna and the second antenna of a first set of separate antennas, two third insulators each positioned between a third antenna and a fourth antenna of a second separate set of antennas, as well as four second insulators each positioned in a separate corner of the support.

L'invention concerne également un système MIMO comprenant un dispositif radiofréquence tel que précédemment décrit ainsi qu'un émetteur radiofréquence et un récepteur radiofréquence reliés aux premiers ensembles d'antennes et aux deuxièmes ensembles d'antennes dudit dispositif radiofréquence.The invention also relates to a MIMO system comprising a radio frequency device as previously described as well as a radio frequency transmitter and a radio frequency receiver connected to the first sets of antennas and to the second sets of antennas of said radio frequency device.

L'invention concerne également un équipement électronique comprenant un système MIMO tel que précédemment décrit.The invention also relates to electronic equipment comprising a MIMO system as previously described.

Selon un mode de réalisation particulier, l'équipement électronique est une passerelle résidentielle.According to a particular embodiment, the electronic equipment is a residential gateway.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of particular non-limiting embodiments of the invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La description de modes de réalisation fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :

  • [Fig. 1] la figure 1 représente une vue de dessus d'un dispositif radiofréquence selon un mode de réalisation.
  • [Fig. 2] la figure 2 représente une simulation du fonctionnement du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1 lorsque la première antenne est en émission et que le premier isolateur n'est pas présent.
  • [Fig. 3] la figure 3 représente une simulation du fonctionnement du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1 lorsque la première antenne est en émission et que le premier isolateur est présent.
  • [Fig. 4] la figure 4 représente une simulation du fonctionnement du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1 lorsque la deuxième antenne est en émission et que le premier isolateur n'est pas présent.
  • [Fig. 5] la figure 5 représente une simulation du fonctionnement du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1 lorsque la deuxième antenne est en émission et que le premier isolateur est présent.
  • [Fig. 6] la figure 6 représente le paramètre S21 en fonction de la fréquence du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1.
  • [Fig. 7] la figure 7 représente les diagrammes de rayonnement de la première antenne du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1.
  • [Fig. 8] la figure 8 représente les diagrammes de rayonnement de la deuxième antenne du dispositif radiofréquence illustré à la figure 1.
  • [Fig. 9] la figure 9 représente une vue en perspective d'une première variante du dispositif radiofréquence selon un mode de réalisation.
  • [Fig. 10A] la figure 10A illustre une première position du deuxième isolateur du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9.
  • [Fig. 10B] la figure 10B illustre une deuxième position du deuxième isolateur du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9.
  • [Fig. 11] la figure 11 représente une simulation de champ électrique selon un premier plan du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9 lorsque la première antenne est en émission et que le premier isolateur n'est pas présent.
  • [Fig. 12] la figure 12 représente une simulation de champ électrique selon un premier plan du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9 lorsque la première antenne est en émission et que le premier isolateur est présent.
  • [Fig. 13] la figure 13 représente une simulation de champ électrique selon un deuxième plan du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9 lorsque la première antenne est en émission et que le premier isolateur n'est pas présent.
  • [Fig. 14] la figure 14 représente une simulation de champ électrique selon un deuxième plan du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9 lorsque la première antenne est en émission et que le premier isolateur est présent.
  • [Fig. 15] la figure 15 représente le paramètre S21 en fonction de la fréquence du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9.
  • [Fig. 16] la figure 16 représente les diagrammes de rayonnement de la première antenne du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9.
  • [Fig. 17] la figure 17 représente les diagrammes de rayonnement de la troisième antenne du dispositif radiofréquence illustré à la figure 9.
  • [Fig. 18] la figure 18 représente une vue en relief d'une troisième variante du dispositif radiofréquence selon un mode de réalisation.
  • [Fig. 19] la figure 19 représente une simulation de champ électrique du dispositif radiofréquence illustré à la figure 18 lorsque la première antenne est en émission et que le dispositif d'isolation n'est pas présent.
  • [Fig. 20] la figure 20 représente une simulation de champ électrique du dispositif radiofréquence illustré à la figure 18 lorsque la deuxième antenne est en émission et que le dispositif d'isolation n'est pas présent.
  • [Fig. 21] la figure 21 représente une simulation de champ électrique du dispositif radiofréquence illustré à la figure 18 lorsque la première antenne est en émission et que le dispositif d'isolation est présent.
  • [Fig. 22] la figure 22 représente une simulation de champ électrique du dispositif radiofréquence illustré à la figure 18 lorsque la deuxième antenne est en émission et que le dispositif d'isolation est présent.
  • [Fig. 23] la figure 23 représente les diagrammes de rayonnement en gain combiné du premier groupe d'antennes du dispositif radiofréquence illustré à la figure 18.
  • [Fig. 24] la figure 24 représente les diagrammes de rayonnement en gain combiné du deuxième groupe d'antennes du dispositif radiofréquence illustré à la figure 18.
  • [Fig. 25] la figure 25 représente un diagramme de définition de bloc d'un équipement électronique intégrant un système MIMO comportant le dispositif radiofréquence illustré à la figure 18.
  • [Fig. 26] la figure 26 représente une passerelle résidentielle intégrant le dispositif radiofréquence illustré à la figure 18.
The description of embodiments refers to the appended drawings, among which:
  • [ Fig. 1 ] there figure 1 shows a top view of a radio frequency device according to one embodiment.
  • [ Fig. 2 ] there figure 2 represents a simulation of the operation of the radio frequency device illustrated in figure 1 when the first antenna is transmitting and the first isolator is not present.
  • [ Fig. 3 ] there picture 3 represents a simulation of the operation of the radio frequency device illustrated in figure 1 when the first antenna is transmitting and the first isolator is present.
  • [ Fig. 4 ] there figure 4 represents a simulation of the operation of the radio frequency device illustrated in figure 1 when the second antenna is transmitting and the first isolator is not present.
  • [ Fig. 5 ] there figure 5 represents a simulation of the operation of the radio frequency device illustrated in figure 1 when the second antenna is transmitting and the first isolator is present.
  • [ Fig. 6 ] there figure 6 represents the parameter S 21 as a function of the frequency of the radio frequency device illustrated in figure 1 .
  • [ Fig. 7 ] there figure 7 represents the radiation patterns of the first antenna of the radiofrequency device illustrated in figure 1 .
  • [ Fig. 8 ] there figure 8 represents the radiation patterns of the second antenna of the radiofrequency device illustrated in figure 1 .
  • [ Fig. 9 ] there figure 9 shows a perspective view of a first variant of the radiofrequency device according to one embodiment.
  • [ Fig. 10A ] there figure 10A illustrates a first position of the second isolator of the radiofrequency device shown in figure 9 .
  • [ Fig. 10B ] there figure 10B illustrates a second position of the second isolator of the radiofrequency device shown in figure 9 .
  • [ Fig. 11 ] there figure 11 represents an electric field simulation according to a first plane of the device radio frequency shown in figure 9 when the first antenna is transmitting and the first isolator is not present.
  • [ Fig. 12 ] there figure 12 represents an electric field simulation according to a first plane of the radiofrequency device illustrated in figure 9 when the first antenna is transmitting and the first isolator is present.
  • [ Fig. 13 ] there figure 13 represents an electric field simulation according to a second plane of the radiofrequency device illustrated in figure 9 when the first antenna is transmitting and the first isolator is not present.
  • [ Fig. 14 ] there figure 14 represents an electric field simulation according to a second plane of the radiofrequency device illustrated in figure 9 when the first antenna is transmitting and the first isolator is present.
  • [ Fig. 15 ] there figure 15 represents the parameter S 21 as a function of the frequency of the radio frequency device illustrated in figure 9 .
  • [ Fig. 16 ] there figure 16 represents the radiation patterns of the first antenna of the radiofrequency device illustrated in figure 9 .
  • [ Fig. 17 ] there figure 17 represents the radiation patterns of the third antenna of the radiofrequency device illustrated in figure 9 .
  • [ Fig. 18 ] there figure 18 shows a view in relief of a third variant of the radiofrequency device according to one embodiment.
  • [ Fig. 19 ] there figure 19 shows an electric field simulation of the radio frequency device shown in face 18 when the first antenna is transmitting and the isolation device is not present.
  • [ Fig. 20 ] there figure 20 shows an electric field simulation of the radio frequency device shown in figure 18 when the second antenna is transmitting and the isolation device is not present.
  • [ Fig. 21 ] there figure 21 shows an electric field simulation of the radio frequency device shown in figure 18 when the first antenna is transmitting and the isolation device is present.
  • [ Fig. 22 ] there figure 22 shows an electric field simulation of the radio frequency device shown in figure 18 when the second antenna is transmitting and the isolation device is present.
  • [ Fig. 23 ] there figure 23 represents the combined gain radiation patterns of the first group of antennas of the radio frequency device shown in figure 18 .
  • [ Fig. 24 ] there figure 24 represents the combined gain radiation patterns of the second group of antennas of the radio frequency device shown in figure 18 .
  • [ Fig. 25 ] there figure 25 represents a block definition diagram of electronic equipment integrating a MIMO system comprising the radio frequency device illustrated in figure 18 .
  • [ Fig. 26 ] there figure 26 represents a residential gateway integrating the radiofrequency device illustrated in figure 18 .

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

En référence à la figure 1, il est décrit un dispositif radiofréquence 1 selon un mode de réalisation.With reference to the figure 1 , there is described a radiofrequency device 1 according to one embodiment.

Le dispositif radiofréquence 1 comporte un premier ensemble d'antennes 2 comprenant une première antenne 2a et une deuxième antenne 2b. La première antenne 2a et la deuxième antenne 2b sont de formes planes et s'étendent toutes les deux dans un premier plan 3. Le premier plan 3 est défini par un axe X et par un axe Z, l'axe X et l'axe Z étant perpendiculaires.The radiofrequency device 1 comprises a first set of antennas 2 comprising a first antenna 2a and a second antenna 2b. The first antenna 2a and the second antenna 2b are flat in shape and both extend in a first plane 3. The first plane 3 is defined by an axis X and by an axis Z, the axis X and the axis Z being perpendicular.

La première antenne 2a et la deuxième antenne 2b sont ici positionnés sur un support 4 fabriqué dans un matériau diélectrique et s'étendant dans le premier plan 3. En l'occurrence, le support 4 est ici fabriqué dans un matériau plastique présentant une permittivité diélectrique supérieure à 1 (par exemple, la permittivité diélectrique du matériau plastique utilisé est environ égale à 3).The first antenna 2a and the second antenna 2b are here positioned on a support 4 made of a dielectric material and extending in the first plane 3. In this case, the support 4 is here made of a plastic material having a dielectric permittivity greater than 1 (for example, the dielectric permittivity of the plastic material used is approximately equal to 3).

La première antenne 2a opère dans une première bande de fréquences et la deuxième antenne 2b opère dans une deuxième bande de fréquences. Il est ici entendu qu'une antenne opère dans une bande de fréquences (ou à une fréquence) signifie que ladite antenne est conçue pour émettre et/ou recevoir, de façon optimale, des signaux radiofréquences dans ladite bande de fréquences (ou respectivement à ladite fréquence).The first antenna 2a operates in a first frequency band and the second antenna 2b operates in a second frequency band. It is understood here that an antenna operates in a frequency band (or at a frequency) means that said antenna is designed to transmit and/or receive, in an optimal manner, radio frequency signals in said frequency band (or respectively at said frequency).

En outre, la première bande de fréquences et la deuxième bande de fréquences sont ici différentes mais adjacentes. Ici, par « adjacentes », on entend que la première bande de fréquences et la deuxième bande de fréquences sont séparées par un écart de fréquence compris entre environ 0MHz et environ 1GHz. Par exemple, si la première bande de fréquences est supérieure à la deuxième bande de fréquences, ledit écart de fréquence est la différence entre la fréquence minimale de la deuxième bande de fréquences et la fréquence maximale de la première bande de fréquences.Furthermore, the first frequency band and the second frequency band are here different but adjacent. Here, “adjacent” means that the first band of frequencies and the second band of frequencies are separated by a frequency difference between about 0 MHz and about 1 GHz. For example, if the first band of frequencies is greater than the second band of frequencies, said frequency deviation is the difference between the minimum frequency of the second band of frequencies and the maximum frequency of the first band of frequencies.

A titre d'exemple, la première antenne 2a pourrait être une antenne bi-bande (en anglais dual-band) opérant à une fréquence égale à 2.4GHz et à une fréquence égale à 5GHz, et la deuxième antenne 2b pourrait être une antenne simple mono-bande opérant à une fréquence de 6GHz.By way of example, the first antenna 2a could be a dual- band antenna operating at a frequency equal to 2.4 GHz and at a frequency equal to 5 GHz, and the second antenna 2b could be a simple mono-band antenna operating at a frequency of 6 GHz.

A titre d'autre exemple, la première antenne 2a pourrait être une antenne mono-bande opérant dans une bande de fréquences de 5GHz, allant de 5170MHz à 5835MHz, et la deuxième antenne 2b pourrait être une antenne mono-bande opérant dans une bande de fréquence de 6GHz, allant de 5925MHz à 7125MHz.As another example, the first antenna 2a could be a mono-band antenna operating in a 5 GHz frequency band, ranging from 5170 MHz to 5835 MHz, and the second antenna 2 b could be a mono-band antenna operating in a band of 6GHz frequency, ranging from 5925MHz to 7125MHz.

La première antenne 2a et la deuxième antenne 2b sont ici des antennes planes dipolaires sur des supports de formes rectangulaires. La première antenne 2a et la deuxième antenne 2b présentent toutes les deux un diagramme de rayonnement omnidirectionnel ayant une forme de tore. La première antenne 2a génère un premier champ électrique maximal sur un premier axe E2a et la deuxième antenne 2b génère un deuxième champ électrique maximal sur un deuxième axe E2b. Le premier axe E2a est un axe de symétrie de la première antenne 2a parallèle à la largeur de celle-ci. Le deuxième axe E2b est un axe de symétrie de la deuxième antenne 2b parallèle à la largeur de celle-ci.The first antenna 2a and the second antenna 2b are here planar dipole antennas on supports of rectangular shapes. The first antenna 2a and the second antenna 2b both have an omnidirectional radiation pattern having the shape of a torus. The first antenna 2a generates a first maximum electric field on a first axis E 2a and the second antenna 2b generates a second maximum electric field on a second axis E 2b . The first axis E 2a is an axis of symmetry of the first antenna 2a parallel to the width thereof. The second axis E 2b is an axis of symmetry of the second antenna 2b parallel to the width thereof.

Ici, le premier axe E2a et le deuxième axe E2b sont parallèles.Here, the first axis E 2a and the second axis E 2b are parallel.

Le dispositif radiofréquence 1 comporte de plus un premier isolateur 5 de forme plane qui s'étend dans le premier plan 3 entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b. Le premier isolateur 5 est ici globalement centré entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b.The radiofrequency device 1 further comprises a first insulator 5 of flat shape which extends in the first plane 3 between the first antenna 2a and the second antenna 2b. The first insulator 5 is here generally centered between the first antenna 2a and the second antenna 2b.

Le premier isolateur 5 est positionné sur le support 4 et fixé par des moyens de fixation comprenant par exemple des pions de bouterollage, de la colle ou encore des vis.The first insulator 5 is positioned on the support 4 and fixed by fixing means comprising for example dowels, glue or even screws.

Toujours en référence à la figure 1, le premier isolateur 5 comporte une première branche 6 et une deuxième branche 7. La première branche 6 et la deuxième branche 7 du premier isolateur 5 sont ici formées par des pistes planes et rectilignes fabriquées dans un matériau conducteur, par exemple en aluminium, en cuivre ou encore en fer.Still with reference to the figure 1 , the first insulator 5 comprises a first branch 6 and a second branch 7. The first branch 6 and the second branch 7 of the first insulator 5 are here formed by flat and rectilinear tracks made of a conductive material, for example aluminum, copper or even iron.

En outre, la deuxième branche 7 du premier isolateur 5 est ici perpendiculaire à la première branche 6 du premier isolateur 5 et s'étend depuis une portion centrale de ladite première branche 6. Le premier isolateur 5 a ainsi une forme de « T ». La forme de « T » est simple et permet de faciliter la fabrication du premier isolateur 5 car c'est une forme qui peut être découpée avec précision (notamment dans une plaque métallique) et qui est facilement reproductible.Furthermore, the second branch 7 of the first insulator 5 is here perpendicular to the first branch 6 of the first insulator 5 and extends from a central portion of said first branch 6. The first insulator 5 thus has a “T” shape. The “T” shape is simple and facilitates the manufacture of the first insulator 5 because it is a shape which can be cut with precision (in particular in a metal plate) and which is easily reproducible.

Ainsi, la première branche 6 du premier isolateur 5 est une ligne de transmission qui est en circuit ouvert entre une première extrémité 6a et une deuxième extrémité 6b. De plus, la deuxième branche 7 du premier isolateur 5 est un stub qui est en circuit ouvert en une extrémité libre 7a. Ainsi, la deuxième branche 7 et la première branche 6 du premier isolateur 5 sont connectées électriquement en parallèle. Le premier isolateur 5 est ainsi un élément passif qui assure la fonction de résonateur coupe bande réciproque. Le premier isolateur 5 présente ainsi un coefficient de transmission qui est le même quel que soit le sens de circulation d'un courant électrique circulant à travers sa première branche 6 et sa deuxième branche 7.Thus, the first branch 6 of the first insulator 5 is a transmission line which is in open circuit between a first end 6a and a second end 6b. Moreover, the second branch 7 of the first insulator 5 is a stub which is in open circuit at a free end 7a. Thus, the second branch 7 and the first branch 6 of the first insulator 5 are electrically connected in parallel. The first insulator 5 is thus a passive element which performs the reciprocal bandstop resonator function. The first insulator 5 thus has a transmission coefficient which is the same regardless of the direction of flow of an electric current flowing through its first branch 6 and its second branch 7.

En outre, le premier isolateur 5 n'est pas électriquement connecté. En particulier, le premier isolateur 5 n'est pas connecté à un plan de masse électrique. Le premier isolateur 5 est ainsi électriquement flottant. On note en particulier que cette configuration flottante du premier isolateur 5 est particulièrement différente des solutions de l'art antérieur. En effet, selon l'art antérieur, il existe des isolateurs montés sur des PCB (en anglais Printed Circuit Board), mais l'utilisation d'un PCB (qui présente notamment une perméabilité magnétique) impose de raccorder lesdits isolateurs au plan de masse électrique dudit PCB.Furthermore, the first insulator 5 is not electrically connected. In particular, the first insulator 5 is not connected to an electrical ground plane. The first insulator 5 is thus electrically floating. It is noted in particular that this floating configuration of the first insulator 5 is particularly different from the solutions of the prior art. Indeed, according to art Previously, there are insulators mounted on PCBs (in English Printed Circuit Board), but the use of a PCB (which in particular has magnetic permeability) requires connecting said insulators to the electrical ground plane of said PCB.

Le premier axe E2a et le deuxième axe E2b sont ici orientés tous les deux d'un angle égal à 45 degrés par rapport à la deuxième branche 7 du premier isolateur 5. Le premier axe E2a s'étend directement au voisinage de la première extrémité 6a de la première branche 6 du premier isolateur 5.The first axis E 2a and the second axis E 2b are both oriented here at an angle equal to 45 degrees with respect to the second branch 7 of the first insulator 5. The first axis E 2a extends directly in the vicinity of the first end 6a of first branch 6 of first insulator 5.

Les dimensions du premier isolateur 5 sont prédéfinies en fonction de l'espace disponible, de l'environnement dans lequel il est utilisé et d'une bande de fréquences dans laquelle son influence doit être maximale. Il est en effet important de considérer l'environnement dans lequel le dispositif 1 selon un mode de réalisation est appliqué, et notamment les paramètres électriques des matériaux utilisés (comme la permittivité diélectrique) qui impactent les longueurs d'onde, les fréquences de résonance ainsi que les impédances caractéristiques des lignes de transmission (c'est-à-dire des pistes).The dimensions of the first isolator 5 are predefined according to the space available, the environment in which it is used and a frequency band in which its influence must be maximum. It is indeed important to consider the environment in which the device 1 according to one embodiment is applied, and in particular the electrical parameters of the materials used (such as the dielectric permittivity) which impact the wavelengths, the resonance frequencies as well as as the characteristic impedances of the transmission lines (i.e. tracks).

De préférence, la première branche 6 du premier isolateur 5 a une longueur environ égale à au moins un quart d'une première longueur d'onde λA en prenant en compte un milieu dans lequel s'étend le premier isolateur 5.Preferably, the first branch 6 of the first insulator 5 has a length approximately equal to at least a quarter of a first wavelength λ A taking into account a medium in which the first insulator 5 extends.

Dans un premier exemple, le premier isolateur 5 est ici conçu pour atténuer le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b dans la première bande de fréquences et dans la deuxième bande de fréquences mais de façon plus importante dans la première bande de fréquences (dans laquelle opère la première antenne 2a). Si le milieu dans lequel s'étend le premier isolateur 5 est l'air, la première longueur d'onde λA est calculée avec une permittivité diélectrique égale à 1. Par contre, si le milieu dans lequel s'étend le premier isolateur 5 est un support diélectrique (par exemple un support plastique), la permittivité diélectrique dudit support diélectrique est prise en compte et la première longueur d'onde λA est telle que: λ A 4 = c 4 × ν 1 × εr

Figure imgb0005
, où εr est la permittivité diélectrique du matériau utilisé pour la fabrication du support diélectrique et où ν1 est une première fréquence centrale qui est centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la première bande de fréquences (dans laquelle opère la première antenne 2a), et où c est la célérité de l'onde électromagnétique. Par exemple, si la première bande de fréquences est une bande de fréquences allant de 5.1GHz à 5.9GHz, la première fréquence centrale ν1 est environ égale à 5.5GHz.In a first example, the first isolator 5 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in the first frequency band and in the second frequency band but more significantly in the first. frequency band (in which operates the first antenna 2a). If the medium in which the first insulator 5 extends is air, the first wavelength λ A is calculated with a dielectric permittivity equal to 1. On the other hand, if the medium in which the first insulator 5 extends is a dielectric support (for example a plastic support), the dielectric permittivity of said dielectric support is taken into account and the first wavelength λ A is such that: λ AT 4 = vs 4 × ν 1 × εr
Figure imgb0005
, where εr is the dielectric permittivity of the material used for manufacturing the dielectric support and where ν 1 is a first central frequency which is centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the first frequency band (in which the first antenna 2a operates ), and where c is the speed of the electromagnetic wave. For example, if the first frequency band is a frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz, the first central frequency ν 1 is approximately equal to 5.5 GHz.

Dans un autre exemple, le premier isolateur 5 est ici conçu pour atténuer le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b de manière équilibrée (ou égale) entre la première bande de fréquences et la deuxième bande de fréquence. La première bande de fréquences est par exemple une bande de fréquences dite bande 5GHz et la deuxième bande de fréquences est par exemple une bande de fréquences dite bande 6GHz. Si le milieu dans lequel s'étend le premier isolateur 5 est différent de l'air alors la première longueur d'onde λA est telle que : λ A 4 = c 4 × ν 1 + ν 2 2 × εr

Figure imgb0006
, où ν1 est la première fréquence centrale de la première bande de fréquences (par exemple, 5,5GHz), et où ν2 est une deuxième fréquence centrale qui est centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la deuxième bande de fréquences (par exemple 6,5GHz). D'autres exemples de dimensionnement de la première branche 6 du premier isolateur 5 peuvent être obtenus selon l'isolation de la première bande de fréquences ou de la deuxième bande de fréquences recherchée.In another example, the first isolator 5 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in a balanced (or equal) manner between the first frequency band and the second frequency band. The first frequency band is for example a frequency band called the 5 GHz band and the second frequency band is for example a frequency band called the 6 GHz band. If the medium in which the first insulator 5 extends is different from air then the first wavelength λ A is such that: λ AT 4 = vs 4 × ν 1 + ν 2 2 × εr
Figure imgb0006
, where ν 1 is the first center frequency of the first frequency band (for example, 5.5 GHz), and where ν 2 is a second center frequency which is centered between a maximum frequency and a frequency minimum of the second frequency band (for example 6.5 GHz). Other examples of dimensioning of the first branch 6 of the first insulator 5 can be obtained according to the isolation of the first frequency band or of the second frequency band sought.

La deuxième branche 7 du premier isolateur 5 a une longueur environ égale à un quart de la première longueur d'onde λA retenue. La première longueur d'onde λA retenue correspond à une première fréquence retenue qui est par exemple égale à 6.2GHz lorsqu'une isolation en début de la bande de fréquences dite bande 6GHz (UNII-5) est recherchée. La première fréquence retenue peut également être par exemple dépendante de la première fréquence centrale ν1 de la première bande de fréquences (dans laquelle opère la première antenne 2a) et de la deuxième fréquence centrale ν2 de la deuxième bande de fréquences (dans laquelle opère la deuxième antenne 2b). Par exemple, la fréquence centrale retenue est égale à (ν12)/2.The second branch 7 of the first insulator 5 has a length approximately equal to a quarter of the first wavelength λ A retained. The first wavelength λ A selected corresponds to a first selected frequency which is for example equal to 6.2 GHz when insulation at the start of the frequency band called the 6 GHz band (UNII-5) is sought. The first frequency selected can also be, for example, dependent on the first central frequency ν 1 of the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) and on the second central frequency ν 2 of the second frequency band (in which the second antenna 2b). For example, the central frequency adopted is equal to (ν 12 )/2.

Dans un exemple, les dimensions du premier isolateur 5, en particulier les largeurs respectives de la première branche 6 et de la deuxième branche 7, sont en rapport avec les caractéristiques d'une antenne sélectionnée parmi la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b. Les dimensions respectives de la première antenne 2a et de la deuxième antenne 2b sont considérées afin de sélectionner la ou les dimensions les plus grandes. Par exemple, lorsque la première bande de fréquences (dans laquelle la première antenne 2a opère) est la bande de fréquences dite bande 5GHz et que la deuxième bande de fréquences (dans laquelle la deuxième antenne 2b opère) est la bande de fréquences dite bande 6GHz, des brins ou pistes rayonnants de la première antenne 2a ont des dimensions ou tailles plus grandes que des brins ou pistes rayonnants de la deuxième antenne 2b. La largeur des brins ou pistes rayonnants de l'antenne sélectionnée permet de déterminer la largeur de la première branche 6 et/ou de la deuxième branche 7 du premier isolateur 5. Si la première bande de fréquences (première antenne 2a) est la bande de fréquences dite bande 5GHz et que la deuxième bande de fréquences (deuxième antenne 2b) est la bande de fréquences dite bande 6GHz, les largeurs respectives de la première branche 6 et la deuxième branche 7 du premier isolateur 5 peuvent être de l'ordre de 2.5mm-3mm.In one example, the dimensions of the first insulator 5, in particular the respective widths of the first branch 6 and of the second branch 7, are related to the characteristics of an antenna selected from among the first antenna 2a and the second antenna 2b. The respective dimensions of the first antenna 2a and of the second antenna 2b are considered in order to select the largest dimension(s). For example, when the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) is the so-called 5GHz band frequency band and the second frequency band (in which the second antenna 2b operates) is the so-called 6GHz band frequency band , radiating strands or tracks of the first antenna 2a have larger dimensions or sizes than strands or radiating tracks of the second antenna 2b. The width of the radiating strands or tracks of the selected antenna makes it possible to determine the width of the first branch 6 and/or of the second branch 7 of the first insulator 5. If the first frequency band (first antenna 2a) is the band of frequencies called 5 GHz band and the second frequency band (second antenna 2b) is the frequency band called 6 GHz band, the respective widths of the first branch 6 and the second branch 7 of the first isolator 5 can be of the order of 2.5 mm-3mm.

La première antenne 2a est sélectionnée pour déterminer les dimensions du premier isolateur 5 et la première antenne 2a est positionnée sur un PCB, lui-même reposant sur un premier support diélectrique (fabriqué par exemple avec un matériau plastique), l'ensemble (le PCB et le premier support diélectrique) présentant une permittivité diélectrique environ égale à 4.3. Le premier isolateur 5 est quant à lui, dans un exemple, positionné sur un deuxième support diélectrique (fabriqué par exemple avec un matériau plastique) pouvant être identique ou différent du premier support diélectrique sur lequel est positionnée la première antenne 2a, et présentant une permittivité diélectrique environ égale à 3. De par la proximité de deux permittivités diélectriques différentes, et sachant que la première antenne 2a est sélectionnée pour dimensionner le premier isolateur 5, les impédances caractéristiques respectives de la première branche 6 et de la deuxième branche 7 du premier isolateur 5 sont environ égales à l'impédance caractéristique de la première antenne 2a.The first antenna 2a is selected to determine the dimensions of the first insulator 5 and the first antenna 2a is positioned on a PCB, itself resting on a first dielectric support (made for example with a plastic material), the assembly (the PCB and the first dielectric support) having a dielectric permittivity approximately equal to 4.3. The first insulator 5 is for its part, in one example, positioned on a second dielectric support (made for example with a plastic material) which can be identical to or different from the first dielectric support on which the first antenna 2a is positioned, and having a permittivity dielectric approximately equal to 3. Due to the proximity of two different dielectric permittivities, and knowing that the first antenna 2a is selected to size the first insulator 5, the respective characteristic impedances of the first branch 6 and of the second branch 7 of the first insulator 5 are approximately equal to the characteristic impedance of the first antenna 2a.

Dans différents exemples, la première branche 6 et la deuxième branche 7 du premier isolateur 5 ont respectivement une largeur qui assure que les impédances caractéristiques respectives de ladite première branche 6 et de ladite deuxième branche 7 sont comprises dans l'intervalle [75Ω, 120Ω]. Cela permet de maximiser un courant électrique circulant à travers ladite première branche 6 et ladite deuxième branche 7 et ainsi de maximiser l'atténuation du couplage par rayonnement électromagnétique.In various examples, the first branch 6 and the second branch 7 of the first insulator 5 respectively have a width which ensures that the characteristic impedances respectively of said first branch 6 and of said second branch 7 are included in the interval [75Ω, 120Ω]. This makes it possible to maximize an electric current flowing through said first branch 6 and said second branch 7 and thus to maximize the attenuation of the coupling by electromagnetic radiation.

En outre, le premier isolateur 5 fonctionne en champ proche. Toujours en considérant que le premier isolateur 5 est agencé pour atténuer de façon plus importante le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b dans la première bande de fréquences, une distance entre la première extrémité 6a de la première branche 6 du premier isolateur 5 et le premier axe E2a est comprise entre 5 millimètres et 1 centimètre. Cette distance permet de limiter de façon optimale l'intensité du champ électrique généré par la première antenne 2a et capté par la deuxième antenne 2b. Dans un autre exemple, cette distance est supérieure à 1 centimètre, par exemple 1,5 centimètre.Furthermore, the first isolator 5 operates in the near field. Still considering that the first isolator 5 is arranged to more significantly attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in the first frequency band, a distance between the first end 6a of the first branch 6 of the first insulator 5 and the first axis E 2a is between 5 millimeters and 1 centimeter. This distance makes it possible to optimally limit the intensity of the electric field generated by the first antenna 2a and picked up by the second antenna 2b. In another example, this distance is greater than 1 centimeter, for example 1.5 centimeters.

Les figures 2, 3, 4 et 5 mettent en évidence le rôle du premier isolateur 5 dans le dispositif radiofréquence 1. La première antenne 2a est ici une antenne Wi-Fi opérant dans une bande de fréquences allant de 5.1GHz à 5.9GHz. La deuxième antenne 2b est ici une antenne Wi-Fi opérant dans une bande de fréquences allant de 5.9GHz à 7.2GHz. La première bande de fréquences de la première antenne 2a et la deuxième bande de fréquences de la deuxième antenne 2b sont ainsi adjacentes.THE figure 2 , 3, 4 and 5 highlight the role of the first isolator 5 in the radiofrequency device 1. The first antenna 2a is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz. The second antenna 2b is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz. The first frequency band of the first antenna 2a and the second frequency band of the second antenna 2b are thus adjacent.

Sur chacune des figures 2, 3, 4 et 5, des lignes de champs courbes représentent l'orientation du champ électrique dans le premier plan 3. De plus, l'intensité dudit champ électrique (en V.m-1) est ici représentée en niveau de gris.On each of figure 2 , 3, 4 and 5 , curved field lines represent the orientation of the electric field in the first plane 3. In addition, the intensity of said electric field (in Vm -1 ) is represented here in gray level.

En référence aux figures 2 et 3, la première antenne 2a opère ici en émission, c'est-à-dire qu'elle émet des signaux radiofréquences dans sa bande de fréquences. Des lignes de champ 8 représentent donc ici l'orientation du champ électrique généré par la première antenne 2a. Au contraire, la deuxième antenne 2b est ici inactive, c'est-à-dire qu'elle n'émet, ni ne reçoit aucun signal radiofréquence dans sa bande de fréquences.With reference to figure 2 And 3 , the first antenna 2a operates here in transmission, that is to say it transmits radiofrequency signals in its frequency band. Field lines 8 therefore represent here the orientation of the electric field generated by the first antenna 2a. On the contrary, the second antenna 2b is inactive here, that is to say that it neither emits nor receives any radiofrequency signal in its frequency band.

Lorsque le dispositif radiofréquence 1 ne comporte pas le premier isolateur 5 (figure 2), le champ électrique généré par la première antenne 2a se propage sans obstacle à travers le support 4 jusqu'à la deuxième antenne 2b. La deuxième antenne 2b capte ainsi une partie importante du champ électrique généré par la première antenne 2a. Les lignes de champ 8 se concentrent ainsi sur et au voisinage de la deuxième antenne 2b. Ainsi, sachant que la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b opèrent respectivement dans des bandes de fréquences qui sont adjacentes, le couplage par rayonnement électromagnétique entre ladite première antenne 2a et ladite deuxième antenne 2b est important.When the radiofrequency device 1 does not include the first isolator 5 ( figure 2 ), the electric field generated by the first antenna 2a propagates without obstacle through the support 4 to the second antenna 2b. The second antenna 2b thus picks up a large part of the electric field generated by the first antenna 2a. The field lines 8 are thus concentrated on and in the vicinity of the second antenna 2b. Thus, knowing that the first antenna 2a and the second antenna 2b respectively operate in frequency bands which are adjacent, the coupling by electromagnetic radiation between said first antenna 2a and said second antenna 2b is important.

Lorsque le dispositif radiofréquence 1 comporte le premier isolateur 5 (figure 3), le champ électrique généré par la première antenne 2a est filtré, c'est-à-dire atténué grâce à la fonction de résonateur coupe bande réciproque dudit premier isolateur 5. Les lignes de champ 8 se concentrent ainsi sur et au voisinage du premier isolateur 5 (et non au voisinage de la deuxième antenne 2b). Plus précisément, le champ électrique généré par la première antenne 2a se concentre au niveau de la première extrémité 6a de la première branche 6 du premier isolateur 5 et au niveau de l'extrémité libre 7a de la deuxième branche 7 du premier isolateur 5. Le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b est ainsi significativement réduit. En outre, le premier isolateur 5 vient modifier l'orientation en champ proche du champ électrique généré par la première antenne 2a.When the radiofrequency device 1 includes the first isolator 5 ( picture 3 ), the electric field generated by the first antenna 2a is filtered, that is to say attenuated thanks to the reciprocal band-stop resonator function of said first insulator 5. The field lines 8 are thus concentrated on and in the vicinity of the first isolator 5 (and not in the vicinity of the second antenna 2b). More precisely, the electric field generated by the first antenna 2a is concentrated at the level of the first end 6a of the first branch 6 of the first insulator 5 and at the level of the free end 7a of the second branch 7 of the first insulator 5. The coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b is thus significantly reduced. Furthermore, the first insulator 5 modifies the near-field orientation of the electric field generated by the first antenna 2a.

En référence aux figures 4 et 5, la première antenne 2a est ici inactive et la deuxième antenne 2b opère en émission. Des lignes de champ 9 représentent donc ici l'orientation du champ électrique généré par la deuxième antenne 2b.With reference to figures 4 and 5 , the first antenna 2a is here inactive and the second antenna 2b operates in transmission. Field lines 9 therefore represent here the orientation of the electric field generated by the second antenna 2b.

Lorsque le dispositif radiofréquence 1 ne comporte pas le premier isolateur 5 (figure 4), le champ électrique généré par la deuxième antenne 2b se propage sans obstacle à travers le support 4 jusqu'à la première antenne 2a. Les lignes de champ 9 se concentrent donc sur et au voisinage de la première antenne 2a. Ainsi, le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b est important.When the radiofrequency device 1 does not include the first isolator 5 ( figure 4 ), the electric field generated by the second antenna 2b propagates without obstacle through the support 4 to the first antenna 2a. The field lines 9 are therefore concentrated on and in the vicinity of the first antenna 2a. Thus, the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b is important.

Lorsque le dispositif radiofréquence 1 comporte le premier isolateur 5 (figure 5), les lignes de champ 9 se concentrent au niveau de la première extrémité 6a et de la deuxième extrémité 6b de la première branche 6 du premier isolateur 5 et au niveau de l'extrémité libre 7a de la deuxième branche 7 du premier isolateur 5. Ainsi, le nombre de lignes de champ 9 au voisinage de la première antenne 2a est fortement réduit. Le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b est donc significativement réduit.When the radiofrequency device 1 includes the first isolator 5 ( figure 5 ), the field lines 9 are concentrated at the level of the first end 6a and of the second end 6b of the first branch 6 of the first insulator 5 and at the level of the free end 7a of the second branch 7 of the first insulator 5. Thus, the number of field lines 9 in the vicinity of the first antenna 2a is greatly reduced. The coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b is therefore significantly reduced.

Il est à noter que le premier isolateur 5 présente de meilleures performances lorsque c'est la première antenne 2a qui est en émission (par rapport au cas où c'est la deuxième antenne 2b qui est en émission). Ce résultat est logique car le premier isolateur 5 est ici dimensionné pour opérer au voisinage d'une fréquence maximale de la première bande de fréquences (allant de 5.1GHz à 5.9GHz).It should be noted that the first isolator 5 has better performance when it is the first antenna 2a which is transmitting (compared to the case where it is the second antenna 2b which is transmitting). This result is logical because the first isolator 5 is here sized to operate in the vicinity of a maximum frequency of the first frequency band (ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz).

La figure 6 représente l'amplitude en décibels d'un paramètre (en anglais Scattering Parameter) S21 en fonction de la fréquence. Le paramètre S21 correspond au coefficient de transmission entre la deuxième antenne 2b et la première antenne 2a. La courbe 10 est la courbe du paramètre S21 lorsque le premier isolateur 5 n'est pas présent et la courbe 11 est la courbe du paramètre S21 lorsque le premier isolateur 5 est présent. Le premier isolateur 5 est ici dimensionné pour atténuer le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b dans une bande de fréquences allant de 5GHz à 7GHz. Il est clair que le premier isolateur 5 vient réduire l'amplitude du paramètre S21 dans la bande de fréquences pour laquelle il est dimensionné. En effet, il est observé une réduction minimum égale à environ 5dB de l'amplitude du paramètre S21 au voisinage d'une fréquence égale à 5.5GHz (repère R1 sur la figure 6) et réduction maximale d'environ 34dB au voisinage d'une fréquence égale à 6.3GHz (repère R2 sur la figure 6). Le premier isolateur 5 permet donc de réduire efficacement le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b dans la bande de fréquences pour laquelle il est dimensionné.There figure 6 represents the amplitude in decibels of a parameter (in English Scattering Parameter ) S 21 as a function of the frequency. The parameter S 21 corresponds to the transmission coefficient between the second antenna 2b and the first antenna 2a. Curve 10 is the curve of parameter S 21 when the first insulator 5 is not present and curve 11 is the curve of parameter S 21 when the first insulator 5 is present. The first isolator 5 is here sized to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in a frequency band ranging from 5 GHz to 7 GHz. It is clear that the first isolator 5 reduces the amplitude of the parameter S 21 in the frequency band for which it is dimensioned. Indeed, a minimum reduction equal to about 5dB in the amplitude of parameter S 21 is observed in the vicinity of a frequency equal to 5.5GHz (reference mark R1 on the figure 6 ) and maximum reduction of approximately 34dB in the vicinity of a frequency equal to 6.3GHz (mark R2 on the figure 6 ). The first isolator 5 therefore makes it possible to effectively reduce the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the second antenna 2b in the frequency band for which it is dimensioned.

En référence au figures 7 et 8, il est introduit ici un axe Y, perpendiculaire à l'axe X et à l'axe Z de telle sorte que les trois axes X, Y, Z forment un repère cartésien orthogonale (espace de dimension 3) définissant trois coupes, une première coupe XZ (c'est-à-dire une coupe selon le premier plan 3), une deuxième coupe YZ et une troisième coupe XY.With reference to figures 7 and 8 , a Y axis is introduced here, perpendicular to the X axis and to the Z axis so that the three axes X, Y, Z form an orthogonal Cartesian coordinate system (space of dimension 3) defining three cuts, a first XZ cut (i.e. a cut according to the first plane 3), a second YZ cut and a third XY cut.

La figure 7 représente un diagramme de rayonnement 12 de la première antenne 2a selon la première coupe XZ, un diagramme de rayonnement 13 de la première antenne 2a selon la deuxième coupe YZ et un diagramme de rayonnement 14 de la première antenne 2a selon la troisième coupe XY. Les diagrammes de rayonnement 12, 13, 14 correspondent au cas de figure des figures 2 et 3, c'est-à-dire que la première antenne 2a est en émission (dans la première bande de fréquences allant de 5.1GHz à 5.9GHz) et la deuxième antenne 2b est inactive. Il est commun dans le domaine radiofréquence de caractériser une antenne en utilisant son diagramme de rayonnement qui représente la distribution angulaire (en degrés) du gain de ladite antenne (en décibels isotrope).There figure 7 represents a radiation pattern 12 of the first antenna 2a along the first XZ section, a radiation pattern 13 of the first antenna 2a along the second YZ section and a radiation pattern 14 of the first antenna 2a along the third XY section. The radiation patterns 12, 13, 14 correspond to the scenario of the figure 2 And 3 , that is to say that the first antenna 2a is transmitting (in the first frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz) and the second antenna 2 b is inactive. It is common in the radiofrequency domain to characterize an antenna using its radiation pattern which represents the angular distribution (in degrees) of the gain of said antenna (in isotropic decibels).

Sur les diagrammes de rayonnement 12, 13, 14, la courbe en trait plein correspond à la directivité en champ lointain de la première antenne 2a lorsque le premier isolateur 5 n'est pas présent et la courbe en trait pointillé correspond à la directivité en champ lointain de la première antenne 2a lorsque le premier isolateur 5 est présent.On the radiation diagrams 12, 13, 14, the solid line curve corresponds to the far field directivity of the first antenna 2a when the first insulator 5 is not present and the dotted line curve corresponds to the field directivity distant from the first antenna 2a when the first insulator 5 is present.

Les diagrammes de rayonnement 12, 13, 14 mettent en évidence que le premier isolateur 5 vient modifier la directivité en champ lointain de la première antenne 2a.The radiation patterns 12, 13, 14 show that the first insulator 5 modifies the directivity in the far field of the first antenna 2a.

En particulier, le diagramme de rayonnement 12 selon la première coupe XZ montre que la directivité en champ lointain de la première antenne 2a est plus homogène lorsque le premier isolateur 5 est présent (courbe 12b). Par homogène, il est entendu que le gain de la première antenne 2a est à peu près constant en fonction de l'angle de propagation du rayonnement émis par ladite première antenne 2a. Plus précisément, lorsque le premier isolateur 5 n'est pas présent (courbe 12a), la variation relative maximale de gain de la première antenne 2a est de l'ordre de 8dBi alors que lorsque le premier isolateur 5 est présent (courbe 12b), la variation relative maximale de gain de la première antenne 2a est de l'ordre de 3dBi.In particular, the radiation pattern 12 according to the first section XZ shows that the directivity in the far field of the first antenna 2a is more homogeneous when the first insulator 5 is present (curve 12b). By homogeneous, it is understood that the gain of the first antenna 2a is approximately constant as a function of the propagation angle of the radiation emitted by said first antenna 2a. More precisely, when the first insulator 5 is not present (curve 12a), the maximum relative variation in gain of the first antenna 2a is of the order of 8 dBi, whereas when the first isolator 5 is present (curve 12b), the maximum relative variation in gain of the first antenna 2a is the order of 3dBi.

Le diagramme de rayonnement 13 selon la deuxième coupe YZ ne met pas en évidence un décalage significatif de la directivité en champ lointain de la première antenne 2a.The radiation pattern 13 according to the second section YZ does not reveal a significant shift in the directivity in the far field of the first antenna 2a.

Le diagramme de rayonnement 14 selon la troisième coupe XY montre que le maximum du gain de la première antenne est décalé lorsque le premier isolateur 5 est présent. En effet, lorsque le premier isolateur 5 n'est pas présent (courbe 14a, le gain de la première antenne 2a est maximum au voisinage d'un angle de 270 degrés alors que lorsque le premier isolateur 5 est présent (courbe 14b), le gain de la première antenne 2a est maximum au voisinage d'une angle de 180 degrés.The radiation pattern 14 according to the third XY section shows that the maximum gain of the first antenna is shifted when the first insulator 5 is present. Indeed, when the first isolator 5 is not present (curve 14a), the gain of the first antenna 2a is maximum in the vicinity of an angle of 270 degrees whereas when the first isolator 5 is present (curve 14b), the gain of the first antenna 2a is maximum in the vicinity of an angle of 180 degrees.

La figure 8 représente un diagramme de rayonnement 15 de la deuxième antenne 2b selon la première coupe XZ, un diagramme de rayonnement 16 de la deuxième antenne 2b selon la deuxième coupe YZ et un diagramme de rayonnement 17 de la deuxième antenne 2b selon la troisième coupe XY. Les diagrammes de rayonnement 15, 16, 17 correspondent au cas de figure des figures 4 et 5, c'est-à-dire que la première antenne 2a est inactive et la deuxième antenne 2b est en émission (dans la deuxième bande de fréquences allant de 5.9GHz à 7.2GHz).There figure 8 shows a radiation pattern 15 of the second antenna 2b along the first XZ section, a radiation pattern 16 of the second antenna 2b along the second YZ section and a radiation pattern 17 of the second antenna 2b along the third XY section. The radiation patterns 15, 16, 17 correspond to the scenario of the figures 4 and 5 , that is to say that the first antenna 2a is inactive and the second antenna 2b is transmitting (in the second frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz).

Sur les diagrammes de rayonnement 15, 16, 17, la courbe en trait plein correspond à la directivité en champ lointain de la deuxième antenne 2b lorsque le premier isolateur 5 n'est pas présent et la courbe en trait pointillé correspond à la directivité en champ lointain de la deuxième antenne 2b lorsque le premier isolateur 5 est présent.On the radiation diagrams 15, 16, 17, the solid line curve corresponds to the directivity in the far field of the second antenna 2b when the first insulator 5 is not present and the dotted line curve corresponds to the far-field directivity of the second antenna 2b when the first insulator 5 is present.

Les diagrammes de rayonnement 15, 16, 17 mettent en évidence que le premier isolateur 5 a une influence modérée sur la directivité en champ lointain de la deuxième antenne 2b. En effet, le profil de la directivité en champ lointain de la deuxième antenne 2b lorsque le premier isolateur 5 n'est pas présent est globalement similaire au profil de la directivité en champ lointain de la deuxième antenne 2b lorsque le premier isolateur 5 est présent. Cela est dû au fait que le deuxième axe E2b du deuxième champ électrique maximal de la deuxième antenne 2b ne s'étend pas directement dans le voisinage du premier isolateur 5.The radiation patterns 15, 16, 17 demonstrate that the first insulator 5 has a moderate influence on the directivity in the far field of the second antenna 2b. Indeed, the profile of the directivity in the far field of the second antenna 2b when the first insulator 5 is not present is generally similar to the profile of the directivity in the far field of the second antenna 2b when the first insulator 5 is present. This is due to the fact that the second axis E 2b of the second maximum electric field of the second antenna 2b does not extend directly in the vicinity of the first insulator 5.

Il est à noter que les dimensions du premier isolateur 5 peuvent être ajustées en fonction d'une bande de fréquences visée.It should be noted that the dimensions of the first isolator 5 can be adjusted according to a target frequency band.

Il est à noter que plus la conductivité du matériau utilisé pour fabriquer le premier isolateur 5 est grande, plus les performances en isolation dudit premier isolateur 5 sont élevées.It should be noted that the greater the conductivity of the material used to manufacture the first insulator 5, the higher the insulation performance of said first insulator 5.

En outre, le premier axe E2a du premier champ électrique maximal (de la première antenne 2a) et le deuxième axe E2b du deuxième champ électrique maximal (de la deuxième antenne 2b) pourraient être perpendiculaires à la deuxième branche 7 du premier isolateur 5.In addition, the first axis E 2a of the first maximum electric field (of the first antenna 2a) and the second axis E 2b of the second maximum electric field (of the second antenna 2b) could be perpendicular to the second branch 7 of the first insulator 5 .

En référence à la figure 9, le dispositif radiofréquence 1 selon un mode de réalisation comporte de plus au moins un deuxième isolateur 18. Le dispositif radiofréquence 1 peut en outre comporter un seul deuxième isolateur 18.With reference to the figure 9 , the radiofrequency device 1 according to one embodiment further comprises at least one second isolator 18. The radiofrequency device 1 may further comprise a single second isolator 18.

Le deuxième isolateur 18 est positionné d'un côté d'une antenne particulière parmi la première antenne 2a ou la deuxième antenne 2b, ledit côté de l'antenne particulière étant opposé au premier isolateur. Sur la figure 9, l'antenne particulière est la première antenne 2a (qui est cette fois positionnée à gauche de l'antenne 2b, non représentée sur la figure 9). Le deuxième isolateur 18 est utilisé pour modifier et réorienter la directivité en champ lointain de la première antenne 2a causée par la présence du premier isolateur 5. Le deuxième isolateur 18 est considéré comme un élément parasite influant sur la cartographie du champ électrique sur le support 54.The second isolator 18 is positioned on one side of a particular antenna among the first antenna 2a or the second antenna 2b, said side of the particular antenna being opposed to the first insulator. On the figure 9 , the particular antenna is the first antenna 2a (which this time is positioned to the left of the antenna 2b, not represented on the figure 9 ). The second insulator 18 is used to modify and reorient the directivity in the far field of the first antenna 2a caused by the presence of the first insulator 5. The second insulator 18 is considered as a parasitic element influencing the cartography of the electric field on the support 54 .

La première antenne 2a est ici positionnée sur un support 54 comportant une première face s'étendant selon le premier plan 3 et une deuxième face s'étendant selon un deuxième plan 21. Le deuxième plan 21 est défini par l'axe Y et l'axe Z. Le deuxième plan est donc orienté d'un angle Ω égal à 90 degrés par rapport au premier plan 3. Il est à noter que l'angle Ω d'inclinaison entre le premier plan 3 et le deuxième plan 21 pourrait être différent de 90 degrésThe first antenna 2a is here positioned on a support 54 comprising a first face extending along the first plane 3 and a second face extending along a second plane 21. The second plane 21 is defined by the Y axis and the axis Z. The second plane is therefore oriented by an angle Ω equal to 90 degrees with respect to the first plane 3. It should be noted that the angle Ω of inclination between the first plane 3 and the second plane 21 could be different 90 degrees

Le deuxième isolateur 18 est ici positionné dans un coin du support 54 défini par une intersection du premier plan 3 et du deuxième plan 21 via des moyens de fixation comportant par exemple des pions de bouterollages, de la colle ou encore des vis.The second insulator 18 is here positioned in a corner of the support 54 defined by an intersection of the first plane 3 and the second plane 21 via fixing means comprising for example riveting pins, glue or even screws.

Le deuxième isolateur 18 comporte ici une unique branche 19. La branche 19 du deuxième isolateur 18 est ici formée par une piste plane et rectiligne fabriquée dans un matériau conducteur, par exemple en aluminium, en cuivre ou encore en fer. Le deuxième isolateur 18 a ainsi une forme de « I » ou longiligne. La forme de « I » est simple et permet de faciliter la fabrication du deuxième isolateur 18 car c'est une forme qui peut être découpée avec précision (notamment dans une plaque métallique) et qui est facilement reproductible.The second insulator 18 here comprises a single branch 19. The branch 19 of the second insulator 18 is here formed by a flat and rectilinear track made of a conductive material, for example aluminum, copper or even iron. The second insulator 18 thus has an “I” or slender shape. The "I" shape is simple and facilitates the manufacture of the second insulator 18 because it is a shape which can be cut with precision (in particular in a metal plate) and which is easily reproducible.

Ainsi, la branche 19 du deuxième isolateur 18 est une ligne de transmission qui est en circuit ouvert entre une extrémité 19a et une extrémité 19b. Le deuxième isolateur est ainsi un élément passif.Thus, branch 19 of second insulator 18 is a transmission line which is in open circuit between one end 19a and one end 19b. The second insulator is thus a passive element.

En outre, le deuxième isolateur 18 n'est pas électriquement connecté. En particulier, le deuxième isolateur 18 n'est pas connecté à un plan de masse électrique. Le deuxième isolateur 18 est ainsi électriquement flottant.Further, the second insulator 18 is not electrically connected. In particular, the second insulator 18 is not connected to an electrical ground plane. The second insulator 18 is thus electrically floating.

Toujours en référence à la figure 9, il peut être prévu que le dispositif radiofréquence 1 comporte de plus une troisième antenne 20b. La troisième antenne 20b est de forme plane et s'étend ici dans le deuxième plan 21.Still with reference to the figure 9 , it may be provided that the radiofrequency device 1 further comprises a third antenna 20b. The third antenna 20b is flat in shape and here extends into the second plane 21.

La troisième antenne 20b opère dans une troisième bande de fréquences. La troisième bande de fréquences pourrait être différente de la première bande de fréquences et de la deuxième bande de fréquences mais pourrait également être similaire à la première bande de fréquences ou à la deuxième bande de fréquences.The third antenna 20b operates in a third frequency band. The third frequency band could be different from the first frequency band and the second frequency band but could also be similar to the first frequency band or the second frequency band.

A titre d'exemple, la troisième antenne 20b pourrait être une antenne mono-bande opérant dans la bande de fréquences dite bande 6GHz.By way of example, the third antenna 20b could be a single-band antenna operating in the so-called 6 GHz band frequency band.

La troisième antenne 20b est ici une antenne plane dipolaire de forme rectangulaire. Ainsi, la troisième antenne 20b présente un diagramme de rayonnement omnidirectionnel ayant une forme de tore. La troisième antenne 20b génère un troisième champ électrique maximal sur un troisième axe E20b. La position de la troisième antenne 20b dans le deuxième plan 21 est ainsi défini suivant le troisième axe E20b.The third antenna 20b is here a planar dipole antenna of rectangular shape. Thus, the third antenna 20b has an omnidirectional radiation pattern having the shape of a torus. The third antenna 20b generates a third maximum electric field on a third axis E 20b . The position of the third antenna 20b in the second plane 21 is thus defined along the third axis E 20b .

En référence à la figure 9, le deuxième isolateur 18 est ici positionné dans un coin du support 54 entre une antenne qui est la première antenne 2a et la troisième antenne 20b.With reference to the figure 9 , the second insulator 18 is here positioned in a corner of the support 54 between a antenna which is the first antenna 2a and the third antenna 20b.

En référence à la figure 10A, le deuxième isolateur 18 peut être positionné dans un plan sécant 22 au premier plan 3 et au deuxième plan 21. Le deuxième isolateur 18 est ainsi positionné au moins partiellement sur un chanfrein du support 54.With reference to the figure 10A , the second insulator 18 can be positioned in a secant plane 22 to the first plane 3 and to the second plane 21. The second insulator 18 is thus positioned at least partially on a chamfer of the support 54.

En référence à la figure 10B, le deuxième isolateur 18 peut également former un coin arrondi 23 entre le premier plan 3 et le deuxième plan 21. Le deuxième isolateur 18 est ainsi positionné au moins partiellement sur un congé du support 54.With reference to the figure 10B , the second insulator 18 can also form a rounded corner 23 between the first plane 3 and the second plane 21. The second insulator 18 is thus positioned at least partially on a fillet of the support 54.

Lorsqu'il est placé entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b, le deuxième isolateur 18 permet de réduire un couplage par rayonnement électromagnétique entre ladite première antenne 2a et ladite troisième antenne 20b.When it is placed between the first antenna 2a and the third antenna 20b, the second insulator 18 makes it possible to reduce coupling by electromagnetic radiation between said first antenna 2a and said third antenna 20b.

Les dimensions du deuxième isolateur 18 sont prédéfinies en fonction de l'espace disponible, de l'environnement dans lequel il est utilisé et d'une bande de fréquences dans laquelle son influence doit être maximale.The dimensions of the second isolator 18 are predefined according to the space available, the environment in which it is used and a frequency band in which its influence must be maximum.

Les dimensions du deuxième isolateur 18 sont ici indiquées dans le cas où le deuxième isolateur 18 est agencé pour isoler la troisième antenne 20b du champ électrique généré par la première antenne 2a.The dimensions of the second insulator 18 are indicated here in the case where the second insulator 18 is arranged to insulate the third antenna 20b from the electric field generated by the first antenna 2a.

De préférence, la branche 19 du deuxième isolateur 18 a une longueur environ égale à une moitié d'une deuxième longueur d'onde λB en prenant en compte un milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur 18.Preferably, the branch 19 of the second insulator 18 has a length approximately equal to half of a second wavelength λ B taking into account a medium in which the second insulator 18 extends.

Dans un premier exemple, le deuxième isolateur 18 est ici conçu pour atténuer le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b dans la première bande de fréquences (dans laquelle opère la première antenne 2a) et dans la troisième bande de fréquences (dans laquelle opère la troisième antenne 20b) mais de façon plus importante dans la première bande de fréquences. Si le milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur 18 est l'air, la deuxième longueur d'onde λB est calculée avec une permittivité diélectrique égale à 1. Par contre, si le milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur 18 est un support diélectrique (par exemple un support plastique), la permittivité diélectrique dudit support diélectrique est prise en compte et la deuxième longueur d'onde λB est telle que: λ B 2 = c 2 × ν 1 × εr

Figure imgb0007
, où εr est la permittivité diélectrique du matériau utilisé pour la fabrication du support diélectrique, où c est la célérité de l'onde électromagnétique, et où ν1 est la première fréquence centrale de la première bande de fréquences dans laquelle opère la première antenne 2a.In a first example, the second isolator 18 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) and in the third frequency band (in which the third antenna 20b operates) but more significantly in the first frequency band. If the medium in which the second insulator 18 extends is air, the second wavelength λ B is calculated with a dielectric permittivity equal to 1. On the other hand, if the medium in which the second insulator 18 extends is a dielectric support (for example a plastic support), the dielectric permittivity of said dielectric support is taken into account and the second wavelength λ B is such that: λ B 2 = vs 2 × ν 1 × εr
Figure imgb0007
, where εr is the dielectric permittivity of the material used for manufacturing the dielectric support, where c is the celerity of the electromagnetic wave, and where ν 1 is the first central frequency of the first frequency band in which the first antenna 2a operates .

Dans un autre exemple, le deuxième isolateur 18 est ici conçu pour atténuer le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b de manière équilibrée (ou égale) entre la première bande de fréquences et la troisième bande de fréquences. La première bande de fréquences est par exemple la bande fréquences dite bande 5GHz et la troisième bande de fréquences est par exemple la bande de fréquences dite bande 6GHz. Si le milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur 18 est différent de l'air alors la deuxième longueur d'onde λB est telle que : λ B 2 = c 2 × ν 1 + ν 3 2 × εr

Figure imgb0008
, où ν1 est la première fréquence centrale de la première bande de fréquences (par exemple, 5,5GHz), et ν3 est une troisième fréquence centrale qui centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la troisième bande de fréquences (par exemple 6,5GHz). D'autres exemples de dimensionnement de la branche 19 du deuxième isolateur 18 peuvent être obtenus selon l'isolation de la première bande de fréquences ou de la troisième bande de fréquences recherchée.In another example, the second isolator 18 is here designed to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in a balanced (or equal) manner between the first band of frequencies and the third band of frequencies. The first frequency band is for example the so-called 5 GHz frequency band and the third frequency band is for example the so-called 6 GHz frequency band. If the medium in which the second insulator 18 extends is different from air then the second wavelength λ B is such that: λ B 2 = vs 2 × ν 1 + ν 3 2 × εr
Figure imgb0008
, where ν 1 is the first center frequency of the first frequency band (for example, 5.5 GHz), and ν 3 is a third center frequency which is centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the third frequency band (for example example 6.5GHz). Other examples of dimensioning of branch 19 of second isolator 18 can be obtained depending on the isolation of the first frequency band or the third frequency band sought.

Dans un exemple, les dimensions du deuxième isolateur 18, en particulier la largeur de la branche 19 est en rapport avec les caractéristiques d'une antenne sélectionnée parmi la première antenne 2a et la troisième antenne 20b. Les dimensions respectives de la première antenne 2a et de la troisième antenne 20b sont considérées afin de sélectionner la ou les dimensions les plus grandes. Par exemple, lorsque la première bande de fréquences (dans laquelle la première antenne 2a opère) est la bande de fréquences dite bande 5GHz et que la troisième bande de fréquences (dans laquelle la troisième antenne 20b opère) est la bande de fréquences dite bande 6GHz, des brins ou pistes rayonnants de la première antenne 2a ont des dimensions ou tailles plus grandes que des brins ou pistes rayonnants de la troisième antenne 20b. La largeur des brins ou pistes rayonnants de l'antenne sélectionnée (entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b) permet de déterminer la largeur de la banche 19 du deuxième isolateur 18. Si la première bande fréquences (première antenne 2a) est la bande de fréquences dite bande 5GHz et que la troisième bande de fréquences (troisième antenne 20b) est la bande de fréquences dite bande 6GHz, la largeur de la branche 19 du deuxième isolateur 18 peut être de l'ordre de 2.5mm-3mm.In one example, the dimensions of the second insulator 18, in particular the width of the branch 19 is related to the characteristics of an antenna selected from among the first antenna 2a and the third antenna 20b. The respective dimensions of the first antenna 2a and of the third antenna 20b are considered in order to select the largest dimension(s). For example, when the first frequency band (in which the first antenna 2a operates) is the frequency band known as the 5 GHz band and the third frequency band (in which the third antenna 20b operates) is the frequency band known as the 6 GHz band , the radiating strands or tracks of the first antenna 2a have larger dimensions or sizes than the radiating strands or tracks of the third antenna 20b. The width of the radiating strands or tracks of the selected antenna (between the first antenna 2a and the third antenna 20b) makes it possible to determine the width of the formwork 19 of the second insulator 18. If the first frequency band (first antenna 2a) is the frequency band called 5 GHz band and the third frequency band (third antenna 20b) is the frequency band called 6 GHz band, the width of the branch 19 of the second insulator 18 can be of the order of 2.5 mm-3 mm.

La première antenne 2a est sélectionnée pour déterminer les dimensions du deuxième isolateur 18 et la première antenne 2a est positionnée sur un PCB, lui-même reposant sur un premier support diélectrique (fabriqué par exemple avec un matériau plastique), l'ensemble (le PCB et le premier support diélectrique) présentant une permittivité diélectrique environ égale à 4.3. Le deuxième isolateur 18 est quant à lui, dans un exemple, positionné sur un deuxième support diélectrique (fabriqué par exemple avec un matériau plastique) pouvant être identique ou différent du premier support sur lequel est positionnée la première antenne 2a, et présentant une permittivité diélectrique environ égale à 3. De par la proximité de deux permittivité diélectriques différentes, et sachant que la première antenne 2a est sélectionnée pour dimensionner le deuxième isolateur 18, l'impédance caractéristique de la branche 19 du deuxième isolateur 18 est environ égale à l'impédance caractéristique de la première antenne 2a.The first antenna 2a is selected to determine the dimensions of the second insulator 18 and the first antenna 2a is positioned on a PCB, itself resting on a first dielectric support (made for example with a plastic material), the assembly (the PCB and the first dielectric support) having a dielectric permittivity approximately equal to 4.3. The second insulator 18 is for its part, in one example, positioned on a second dielectric support (made for example with a plastic material) which can be identical to or different from the first support on which the first antenna 2a is positioned, and having a dielectric permittivity approximately equal to 3. Due to the proximity of two different dielectric permittivities, and knowing that the first antenna 2a is selected to size the second insulator 18, the characteristic impedance of the branch 19 of the second insulator 18 is approximately equal to the impedance characteristic of the first antenna 2a.

Dans différents exemples, la branche 19 du deuxième isolateur 18 a une largeur qui assure que l'impédance caractéristique de ladite branche 19 est comprise dans l'intervalle [75Ω, 120Ω]. Cela permet de maximiser un courant électrique circulant à travers ladite branche 19 et ainsi de maximiser l'atténuation du couplage par rayonnement électromagnétique.In various examples, the branch 19 of the second insulator 18 has a width which ensures that the characteristic impedance of said branch 19 is included in the interval [75Ω, 120Ω]. This makes it possible to maximize an electric current flowing through said branch 19 and thus to maximize the attenuation of the coupling by electromagnetic radiation.

Dans un autre exemple, la largeur de la branche 19 du deuxième isolateur 18 est au moins égale à la largeur de la première branche 6 et/ou de la deuxième branche 7 du premier isolateur 5. Dans encore un autre exemple, la largeur de la branche 19 du deuxième isolateur 18 est environ égale au double de la largeur de la première branche 6 et/ou de la deuxième branche 7 du premier isolateur 5.In another example, the width of the branch 19 of the second insulator 18 is at least equal to the width of the first branch 6 and/or of the second branch 7 of the first insulator 5. In yet another example, the width of the branch 19 of the second insulator 18 is approximately equal to twice the width of the first branch 6 and/or of the second branch 7 of the first insulator 5.

En outre, le deuxième isolateur 18 fonctionne en champ proche. Toujours en considérant que le deuxième isolateur 18 est ici agencé pour isoler la troisième antenne 20b du champ électrique généré par la première antenne 2a, une distance entre le deuxième isolateur 18 et le premier axe E2a est comprise entre 5 millimètres et 1 centimètre. Cette distance permet de limiter de façon optimale l'intensité du champ électrique généré par la première antenne 2a et capté par la troisième antenne 20b. Dans un autre exemple, cette distance est supérieure à 1 centimètre, par exemple 1,5 centimètre.Furthermore, the second isolator 18 operates in the near field. Still considering that the second insulator 18 is here arranged to insulate the third antenna 20b from the electric field generated by the first antenna 2a, a distance between the second insulator 18 and the first axis E 2a is between 5 millimeters and 1 centimeter. This distance makes it possible to optimally limit the intensity of the electric field generated by the first antenna 2a and picked up by the third antenna 20b. In another example, this distance is greater than 1 centimeter, for example 1.5 centimeters.

Les figures 11, 12, 13 et 14 mettent en évidence le rôle du deuxième isolateur 18 dans le dispositif radiofréquence 1. La première antenne 2a est ici une antenne Wi-Fi opérant dans une bande de fréquences allant de 5.1GHz à 5.9GHz, c'est-à-dire dans la bande de fréquences dite bande 5GHz. La troisième antenne 20b est ici une antenne Wi-Fi opérant dans une bande de fréquences allant de 5.9GHz à 7.2GHz, c'est-à-dire dans la bande de fréquences dite bande 6GHz. La première bande de fréquences de la première antenne 2a et la troisième bande de fréquences de la troisième antenne 20b sont ainsi adjacentes.THE figure 11 , 12 , 13 And 14 highlight the role of the second isolator 18 in the radiofrequency device 1. The first antenna 2a is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz, that is to say in the band of frequencies known as the 5 GHz band. The third antenna 20b is here a Wi-Fi antenna operating in a frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz, that is to say in the frequency band known as the 6 GHz band. The first frequency band of the first antenna 2a and the third frequency band of the third antenna 20b are thus adjacent.

Sur chacune des figures 11, 12, 13 et 14, des lignes de champs 24 courbes représentent l'orientation du champ électrique dans le premier plan 3 et dans le deuxième plan 21. De plus, l'intensité dudit champ électrique (en V.m-1) est ici représentée en niveau de gris. La première antenne 2a opère ici en émission et la troisième antenne 20b est ici inactive.On each of figure 11 , 12 , 13 And 14 , curved field lines 24 represent the orientation of the electric field in the first plane 3 and in the second plane 21. In addition, the intensity of said electric field (in Vm −1 ) is represented here in gray level. The first antenna 2a operates here in transmission and the third antenna 20b is inactive here.

Les figures 11 et 12 représentent l'orientation et l'intensité du champ électrique généré par la première antenne 2a dans le premier plan 3.THE figure 11 And 12 represent the orientation and intensity of the electric field generated by the first antenna 2a in the first plane 3.

Les figures 13 et 14 représentent l'orientation et l'intensité du champ électrique généré par la première antenne 2a dans le deuxième plan 21.THE figure 13 And 14 represent the orientation and intensity of the electric field generated by the first antenna 2a in the second plane 21.

Lorsque le dispositif radiofréquence 1 ne comporte pas le deuxième isolateur 18, le champ électrique généré par la première antenne 2a se propage à travers le support 54 selon le premier axe E2a (figure 11). De plus, les lignes de champ 24 se concentrent au niveau de la troisième antenne 20b ce qui montre que ladite troisième antenne 20b capte une partie importante du champ électrique généré par la première antenne 2a (figure 13).When the radiofrequency device 1 does not include the second insulator 18, the electric field generated by the first antenna 2a propagates through the support 54 according to the first axis E 2a ( figure 11 ). In addition, the field lines 24 are concentrated at the level of the third antenna 20b which shows that said third antenna 20b picks up a significant part of the electric field generated by the first antenna 2a ( figure 13 ).

Lorsque le dispositif radiofréquence 1 comporte le deuxième isolateur 18 (figure 12 et figure 14), le champ électrique généré par la première antenne 2a ne se propage pas suivant le premier axe E2a. Les lignes de champ 24 se concentrent ainsi au niveau de l'extrémité 19a et de l'extrémité 19b de la branche 19 du deuxième isolateur 18. Autrement dit, les lignes de champ 24 sont déviées de leur orientation initiale (c'est-à-dire de leur orientation lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent). La déviation des lignes de champ 24 permet également d'atténuer la partie du champ électrique généré par la première antenne 2a captée par la troisième antenne 20b. Le deuxième isolateur 18 permet ainsi de réduire le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b.When the radiofrequency device 1 includes the second isolator 18 ( figure 12 And figure 14 ), the electric field generated by the first antenna 2a does not propagate along the first axis E 2a . The field lines 24 are thus concentrated at the level of the end 19a and the end 19b of the branch 19 of the second insulator 18. In other words, the field lines 24 are deflected from their initial orientation (i.e. say of their orientation when the second insulator 18 is not present). The deviation of the field lines 24 also makes it possible to attenuate the part of the electric field generated by the first antenna 2a picked up by the third antenna 20b. The second insulator 18 thus makes it possible to reduce the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b.

La figure 15 représente l'amplitude en décibels du paramètre S21 en fonction de la fréquence. Le paramètre S21 correspond au coefficient de transmission entre la troisième antenne 20b et la première antenne 2a. Une courbe 25 est la courbe du paramètre S21 lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent et une courbe 26 est la courbe du paramètre S21 lorsque le deuxième isolateur 18 est présent. Le deuxième isolateur 18 est ici dimensionné pour atténuer le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b dans une bande de fréquences allant de 5GHz à 7GHz. Le deuxième isolateur 18 vient réduire légèrement l'amplitude du paramètre S21 dans la bande de fréquences pour laquelle il est dimensionné. En effet, il est observé une réduction maximale d'environ 8dB au voisinage d'une fréquence égale à 5.2GHz (repère R3 sur la figure 15). Le deuxième isolateur 18 permet donc de réduire légèrement le couplage par rayonnement électromagnétique entre la première antenne 2a et la troisième antenne 20b dans la bande de fréquences pour laquelle il est dimensionné.There figure 15 represents the amplitude in decibels of parameter S 21 as a function of frequency. The parameter S 21 corresponds to the transmission coefficient between the third antenna 20b and the first antenna 2a. A curve 25 is the curve of the S parameter 21 when the second isolator 18 is not present and a curve 26 is the curve of the S parameter 21 when the second isolator 18 is present. The second isolator 18 is here sized to attenuate the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in a frequency band ranging from 5 GHz to 7 GHz. The second isolator 18 slightly reduces the amplitude of the parameter S 21 in the band of frequencies for which it is dimensioned. Indeed, a maximum reduction of approximately 8dB is observed in the vicinity of a frequency equal to 5.2GHz (mark R3 on the figure 15 ). The second isolator 18 therefore makes it possible to slightly reduce the coupling by electromagnetic radiation between the first antenna 2a and the third antenna 20b in the frequency band for which it is dimensioned.

La figure 16 représente un diagramme de rayonnement 27 de la première antenne 2a selon la première coupe XZ, un diagramme de rayonnement 28 de la première antenne 2a selon la deuxième coupe YZ et un diagramme de rayonnement 29 de la première antenne 2a selon la troisième coupe XY. Les diagrammes de rayonnement 27, 28, 29 correspondent au cas de figure des figures 11, 12, 13, 14 c'est-à-dire que la première antenne 2a est en émission (dans la première bande de fréquences allant de 5.1GHz à 5.9GHz) et la troisième antenne 20b est inactive.There figure 16 shows a radiation pattern 27 of the first antenna 2a along the first XZ section, a radiation pattern 28 of the first antenna 2a along the second YZ section and a radiation pattern 29 of the first antenna 2a along the third XY section. The radiation patterns 27, 28, 29 correspond to the scenario of the figure 11 , 12 , 13 , 14 that is to say that the first antenna 2a is transmitting (in the first frequency band ranging from 5.1 GHz to 5.9 GHz) and the third antenna 20b is inactive.

Sur les diagrammes de rayonnement 27, 28, 29, la courbe en trait plein correspond à la directivité en champ lointain de la première antenne 2a lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent et la courbe en trait pointillé correspond à la directivité en champ lointain de la première antenne 2a lorsque le deuxième isolateur 18 est présent.On the radiation patterns 27, 28, 29, the solid line curve corresponds to the far field directivity of the first antenna 2a when the second insulator 18 is not present and the dotted line curve corresponds to the field directivity distant from the first antenna 2a when the second insulator 18 is present.

Les diagrammes de rayonnement 27, 28, 29 mettent en évidence que le deuxième isolateur 18 vient modifier la directivité en champ lointain de la première antenne 2a.The radiation patterns 27, 28, 29 show that the second insulator 18 modifies the directivity in the far field of the first antenna 2a.

En particulier, le diagramme de rayonnement 27 selon la première coupe XZ montre que la directivité en champ lointain de la première antenne 2a est globalement plus homogène lorsque le deuxième isolateur 18 est présent (courbe 27b). Plus précisément, lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent (courbe 27a), la variation relative maximale de gain de la première antenne 2a est de l'ordre de 7dBi alors que lorsque le deuxième isolateur 18 est présent (courbe 27b), la variation relative maximale de gain de la première antenne 2a est de l'ordre de 5dBi.In particular, the radiation pattern 27 according to the first section XZ shows that the directivity in the far field of the first antenna 2a is globally more homogeneous when the second insulator 18 is present (curve 27b). More precisely, when the second isolator 18 is not present (curve 27a), the maximum relative gain variation of the first antenna 2a is of the order of 7dBi whereas when the second isolator 18 is present (curve 27b), the maximum relative gain variation of the first antenna 2a is of the order of 5dBi.

Le diagramme de rayonnement 28 selon la troisième coupe XY montre que le maximum du gain de la première antenne 2a est décalé lorsque le deuxième isolateur 18 est présent. En effet, lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent (courbe 28a), le gain de la première antenne 2a est maximum pour un intervalle d'angle allant de 210 degrés à 300 degrés alors que lorsque le deuxième isolateur 18 est présent (courbe 28b), le gain de la première antenne 2a est maximum au voisinage d'une premier angle égal à 0 degrés et au voisinage d'un deuxième angle égal à 180 degrés.The radiation pattern 28 according to the third XY section shows that the maximum of the gain of the first antenna 2a is shifted when the second insulator 18 is present. Indeed, when the second isolator 18 is not present (curve 28a), the gain of the first antenna 2a is maximum for an angle interval ranging from 210 degrees to 300 degrees whereas when the second isolator 18 is present ( curve 28b), the gain of the first antenna 2a is maximum in the vicinity of a first angle equal to 0 degrees and in the vicinity of a second angle equal to 180 degrees.

La figure 17 représente un diagramme de rayonnement 30 de la troisième antenne 20b selon la première coupe XZ, un diagramme de rayonnement 31 de la troisième antenne 20b selon la deuxième coupe YZ et un diagramme de rayonnement 32 de la troisième antenne 20b selon la troisième coupe XY. Les diagrammes de rayonnement 30, 31, 32 correspondent au cas dans lequel la troisième antenne 20b est en émission (dans la troisième bande de fréquences allant de 5.9GHz à 7.2GHz).There figure 17 shows a radiation pattern 30 of the third antenna 20b along the first XZ section, a radiation pattern 31 of the third antenna 20b along the second YZ section and a radiation pattern 32 of the third antenna 20b along the third XY section. The radiation patterns 30, 31, 32 correspond to the case in which the third antenna 20b is transmitting (in the third frequency band ranging from 5.9 GHz to 7.2 GHz).

Sur les diagrammes de rayonnement 30, 31, 32, la courbe en trait plein correspond à la directivité en champ lointain de la troisième antenne 20b lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent et la courbe en trait pointillé correspond à la directivité en champ lointain de la troisième antenne 20b lorsque le deuxième isolateur 18 est présent.On the radiation patterns 30, 31, 32, the solid line curve corresponds to the far field directivity of the third antenna 20b when the second insulator 18 is not present and the dotted line curve corresponds to the field directivity away from the third antenna 20b when the second insulator 18 is present.

Les diagrammes de rayonnement 30, 31, 32 mettent en évidence que le deuxième isolateur 18 a une influence quasinégligeable sur la directivité en champ lointain de la troisième antenne 20b. En effet, les profils de la directivité en champ lointain ainsi que les valeurs de gain de la troisième antenne 20b lorsque le deuxième isolateur 18 n'est pas présent et lorsque le deuxième isolateur 18 et présent sont globalement similaires. Cela est dû au fait que le troisième axe E20b du troisième champ électrique maximal de la troisième antenne 20b ne s'étend pas directement dans le voisinage du deuxième isolateur 18.The radiation patterns 30, 31, 32 show that the second insulator 18 has an almost negligible influence on the directivity in the far field of the third antenna 20b. Indeed, the profiles of the far-field directivity as well as the gain values of the third antenna 20b when the second isolator 18 is not present and when the second isolator 18 and present are globally similar. This is due to the fact that the third axis E 20b of the third maximum electric field of the third antenna 20b does not extend directly in the vicinity of the second insulator 18.

Il est à noter que l'atténuation produite par le deuxième isolateur 18 est globalement plus faible que celle produite par le premier isolateur 5. Cela s'explique par le fait que le deuxième isolateur 18 peut être vu comme un élément parasite directeur d'ondes.It should be noted that the attenuation produced by the second insulator 18 is generally lower than that produced by the first insulator 5. This is explained by the fact that the second insulator 18 can be seen as a parasitic wave director element .

Il est à noter que les dimensions du premier isolateur 5 et/ou du deuxième isolateur 18 peuvent être ajustées en fonction d'une bande de fréquences visée.It should be noted that the dimensions of the first isolator 5 and/or of the second isolator 18 can be adjusted according to a target frequency band.

Il est à noter que plus la conductivité du matériau utilisé pour fabriquer le deuxième isolateur 18 est grande, plus les performances en isolation dudit deuxième isolateur 18 sont élevées.It should be noted that the greater the conductivity of the material used to manufacture the second insulator 18, the higher the insulation performance of said second insulator 18.

En référence à la figure 18, le dispositif radiofréquence 1 comporte de plus un deuxième ensemble d'antennes 20 comportant la troisième antenne 20b et une quatrième antenne 20a. Le deuxième ensemble d'antennes 20 est ici similaire au premier ensemble d'antennes 2. Ainsi, la troisième antenne 20b est similaire à la deuxième antenne 2b et la quatrième antenne 20a est similaire à la première antenne 2a.With reference to the figure 18 , the radiofrequency device 1 further comprises a second set of antennas 20 comprising the third antenna 20b and a fourth antenna 20a. The second set of antennas 20 is here similar to the first set of antennas 2. Thus, the third antenna 20b is similar to the second antenna 2b and the fourth antenna 20a is similar to the first antenna 2a.

La troisième antenne 20b et la quatrième antenne 20a s'étendent dans le deuxième plan 21 et sont positionnées sur le support 54.The third antenna 20b and the fourth antenna 20a extend in the second plane 21 and are positioned on the support 54.

Un troisième isolateur 33 similaire au premier isolateur 5 est positionné entre la troisième antenne 20b et la quatrième antenne 20a. Le troisième isolateur 33 est ainsi agencé pour réduire un couplage par rayonnement électromagnétique entre la troisième antenne 20b et la quatrième antenne 20a.A third isolator 33 similar to the first isolator 5 is positioned between the third antenna 20b and the fourth antenna 20a. The third insulator 33 is thus arranged to reduce coupling by electromagnetic radiation between the third antenna 20b and the fourth antenna 20a.

En référence à la figure 18, il est également prévu que le dispositif radiofréquence 1 comporte deux premiers ensembles d'antennes 2, deux deuxièmes ensembles d'antennes 20, deux premiers isolateurs 5, deux troisièmes isolateurs 33 et quatre deuxièmes isolateurs 18.With reference to the figure 18 , it is also provided that the radiofrequency device 1 comprises two first sets of antennas 2, two second sets of antennas 20, two first isolators 5, two third isolators 33 and four second isolators 18.

Le dispositif radiofréquence 1 repose ici sur un support cylindrique 40 de section carrée (aux coins légèrement arrondis). Le support cylindrique 40 comporte deux premières faces 40a, les deux première faces 40a étant parallèles entre elles ; et deux deuxièmes faces 40b, les deux deuxièmes faces 40b étant parallèles entre elles. Le support cylindrique 40 comporte ainsi quatre coins 41, 42, 43, 44. Le support cylindrique 40 a ainsi globalement une forme de couronne rectangulaire.The radiofrequency device 1 here rests on a cylindrical support 40 of square section (with slightly rounded corners). The cylindrical support 40 has two first faces 40a, the two first faces 40a being parallel to each other; and two second faces 40b, the two second faces 40b being parallel to each other. Cylindrical support 40 thus has four corners 41, 42, 43, 44. Cylindrical support 40 thus has the overall shape of a rectangular crown.

De préférence, le support cylindrique 40 est fabriqué dans un matériau présentant un permittivité diélectrique supérieure à 1. Par exemple, le support cylindrique 40 est fabriqué avec un matériau plastique ou avec un matériau polymère.Preferably, the cylindrical support 40 is made from a material having a dielectric permittivity greater than 1. For example, the cylindrical support 40 is made from a plastic material or from a polymer material.

Un premier ensemble d'antennes 2 est positionné sur chacune des deux premières faces 40a du support cylindrique 40. Un premier isolateur 5 est positionné entre la premier antenne 2a et la deuxième antenne 2b de chacun des deux premiers ensembles d'antennes 2.A first set of antennas 2 is positioned on each of the first two faces 40a of the cylindrical support 40. A first insulator 5 is positioned between the first antenna 2a and the second antenna 2b of each of the first two sets of antennas 2.

Un deuxième ensemble d'antennes 20 est positionné sur chacune des deux deuxièmes faces 40b du support cylindrique 40. Un troisième isolateur 33 est positionné entre la troisième antenne 20b et la quatrième antenne 20a de chacun des deux deuxièmes ensembles d'antennes 20.A second set of antennas 20 is positioned on each of the two second faces 40b of the cylindrical support 40. A third insulator 33 is positioned between the third antenna 20b and the fourth antenna 20a of each of the two second sets of antennas 20.

Un deuxième isolateur 18 est positionné sur chacun des quatre coins, 41, 42, 43, 44 du support cylindrique 40.A second insulator 18 is positioned on each of the four corners, 41, 42, 43, 44 of the cylindrical support 40.

Il est défini un premier groupe d'antennes G1 et un deuxième groupe d'antennes G2.A first group of antennas G1 and a second group of antennas G2 are defined.

Le premier groupe d'antennes G1 comporte la première antenne 2a de chacun des deux premiers ensembles d'antennes 2 et la quatrième antenne 20a de chacun des deux deuxièmes ensembles d'antennes 20. Le premier groupe d'antennes G1 comporte ainsi quatre antennes. Les antennes du groupe G1 sont ici des antennes Wi-Fi bi-bande opérant dans une bande de fréquences dite bande 2.4GHz et dans la bande de fréquences dite bande 5GHz. Dans un autre exemple, les antennes du groupe G1 sont des antennes selon la technologie 802.11 et sont mono-bandes et opèrent dans la bande de fréquences dite bande 5GHz. Dans un autre exemple les antennes du groupe G1 sont des antennes selon la technologie 802.11 et sont mono-bande et opèrent dans la bande de fréquences dite bande 6GHz. Encore dans un autre exemple les antennes du groupe G1 sont des antennes tri-bandes comprenant différents sous-ensembles de conducteurs électriques permettant auxdites antennes du groupe G1 d'opérer à la fois dans la bande de fréquences dite bande 2.4GHz, dans la bande de fréquences dite bande 5GHz et dans la bande de fréquences dite bande 6GHz.The first group of antennas G1 comprises the first antenna 2a of each of the first two sets of antennas 2 and the fourth antenna 20a of each of the two second sets of antennas 20. The first group of antennas G1 thus comprises four antennas. The antennas of group G1 are here dual-band Wi-Fi antennas operating in a frequency band called the 2.4GHz band and in the frequency band called the 5GHz band. In another example, the antennas of group G1 are antennas according to 802.11 technology and are single-band and operate in the so-called 5 GHz band frequency band. In another example, the antennas of group G1 are antennas according to 802.11 technology and are single-band and operate in the frequency band known as the 6 GHz band. In yet another example, the antennas of group G1 are tri-band antennas comprising different subsets of electrical conductors allowing said antennas of group G1 to operate both in the frequency band known as the 2.4 GHz band, in the band of frequencies called 5GHz band and in the frequency band called 6GHz band.

Le deuxième groupe d'antennes G2 comporte la deuxième antenne 2b de chacun des deux premiers ensembles d'antennes 2 et la troisième antenne 20b de chacun des deux deuxièmes ensembles d'antenne 20. Le deuxième groupe d'antennes G2 comporte ainsi quatre antennes. Les antennes du groupe G2 sont ici des antennes Wi-Fi mono-bande opérant dans la bande de fréquences dite bande 6GHz.The second group of antennas G2 comprises the second antenna 2b of each of the two first sets of antennas 2 and the third antenna 20b of each of the two second sets of antennas 20. The second group of antennas G2 thus comprises four antennas. Group G2 antennas Here are mono-band Wi-Fi antennas operating in the frequency band known as the 6GHz band.

En outre, dans la suite de la description, les deux premiers isolateurs 5, les deux troisièmes isolateurs 33 et les quatre deuxièmes isolateurs 18 seront désignés comme un dispositif d'isolationFurthermore, in the rest of the description, the first two insulators 5, the two third insulators 33 and the four second insulators 18 will be referred to as an isolation device.

Les figures 19, 20, 21, 22 mettent en évidence le rôle du premier isolateur 5, du deuxième isolateur 18 et du troisième isolateur 33 dans le dispositif radiofréquence 1. La première antenne 2a qui appartient au premier groupe d'antenne G1 est ici en émission.THE figures 19, 20 , 21, 22 highlight the role of the first isolator 5, the second isolator 18 and the third isolator 33 in the radio frequency device 1. The first antenna 2a which belongs to the first group of antenna G1 is here in transmission.

Sur les figures 19, 20, 21, 22, l'intensité du champ électrique (en V.m-1) est ici représentée selon trois zones distinctes. Une première zone Z1 0 V.m-1 à 1000 V.m-1, une deuxième zone Z2 de 1000 V.m-1 à 1400 V.m-1 et une troisième zone Z3 de 1400 V.m-1 à environ 2360V.m-1.On the figures 19, 20 , 21, 22 , the intensity of the electric field (in Vm -1 ) is represented here according to three distinct zones. A first zone Z1 from 0 Vm -1 to 1000 Vm -1 , a second zone Z2 from 1000 Vm -1 to 1400 Vm -1 and a third zone Z3 from 1400 Vm -1 to about 2360 V.m -1 .

Sur les figures 19 et 21, la première antenne 2a (appartenant au premier groupe d'antennes G1) est en émission et les autres antennes sont inactives.On the figure 19 And 21 , the first antenna 2a (belonging to the first group of antennas G1) is transmitting and the other antennas are inactive.

Lorsque le dispositif d'isolation n'est pas présent (figure 19), une partie du champ électrique généré par la première antenne 2a est captée par les autres antennes, et en particulier par la deuxième antenne 2b.When the isolation device is not present ( figure 19 ), part of the electric field generated by the first antenna 2a is picked up by the other antennas, and in particular by the second antenna 2b.

Lorsque le dispositif d'isolation est présent (figure 21), le champ électrique généré par la première antenne 2a est capté par le dispositif d'isolation, ici notamment par le premier isolateur 5. Le couplage par rayonnement électromagnétique entre les antennes du dispositif radiofréquence 1 est ainsi fortement réduit.When the isolation device is present ( figure 21 ), the electric field generated by the first antenna 2a is picked up by the isolation device, here in particular by the first insulator 5. The coupling by electromagnetic radiation between the antennas of the radiofrequency device 1 is thus greatly reduced.

Sur les figures 20 et 22, la deuxième antenne 2b (appartenant au deuxième groupe d'antennes G2) est en émission et les autres antennes sont inactives.On the figure 20 And 22 , the second antenna 2b (belonging to the second group of antennas G2) is transmitting and the other antennas are inactive.

Lorsque le dispositif d'isolation n'est pas présent (figure 20), une partie du champ électrique généré par la deuxième antenne 2b est captée par les autres antennes, et en particulier par la première antenne 2b et la quatrième antenne 20a (figure 22).When the isolation device is not present ( figure 20 ), part of the electric field generated by the second antenna 2b is picked up by the other antennas, and in particular by the first antenna 2b and the fourth antenna 20a ( figure 22 ).

Lorsque le dispositif d'isolation est présent (figure 22), le champ électrique généré par la deuxième antenne 2b est capté par le dispositif d'isolation, ici notamment par le deuxième isolateur 18. Le couplage par rayonnement électromagnétique entre les antennes du dispositif radiofréquence 1 est ainsi fortement réduit.When the isolation device is present ( figure 22 ), the electric field generated by the second antenna 2b is picked up by the isolation device, here in particular by the second insulator 18. The coupling by electromagnetic radiation between the antennas of the radio frequency device 1 is thus greatly reduced.

La figure 23 représente un diagramme de rayonnement 46 selon la première coupe XZ, un diagramme de rayonnement 47 selon la deuxième coupe YZ et un diagramme de rayonnement 48 selon la troisième coupe XY des antennes du premier groupe d'antennes G1. Plus précisément, les diagrammes de rayonnement 46, 47, 48 sont ici des diagrammes de rayonnement en gain combiné moyens.There figure 23 represents a radiation pattern 46 along the first XZ section, a radiation pattern 47 along the second YZ section and a radiation pattern 48 along the third XY section of the antennas of the first group of antennas G1. More precisely, the radiation patterns 46, 47, 48 are here average combined gain radiation patterns.

Sur les diagrammes de rayonnement 46, 47, 48, la courbe en trait plein correspond à la directivité en champ lointain combinée des antennes du premier groupe d'antennes G1 lorsque le dispositif d'isolation n'est pas présent et la courbe en trait pointillé correspond à la directivité en champ lointain combinée des antennes du premier groupe d'antennes G1 lorsque le dispositif d'isolation est présent.On the radiation patterns 46, 47, 48, the solid line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the first group of antennas G1 when the isolation device is not present and the dotted line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the first group of antennas G1 when the isolation device is present.

Les diagrammes de rayonnement 46, 47, 48 mettent en évidence que le dispositif d'isolation permet de sensiblement homogénéiser la directivité en champ lointain des antennes du premier groupe d'antennes G1.The radiation patterns 46, 47, 48 demonstrate that the isolation device makes it possible to substantially homogenize the directivity in the far field of the antennas of the first group of antennas G1.

La figure 24 représente un diagramme de rayonnement 49 selon la première coupe XZ, un diagramme de rayonnement 50 selon la deuxième coupe YZ et un diagramme de rayonnement 51 selon la troisième coupe XY des antennes du deuxième groupe d'antennes G2. Plus précisément, les diagrammes de rayonnement 49, 50, 51 sont ici des diagrammes de rayonnement en gain combiné moyens.There figure 24 represents a radiation pattern 49 along the first XZ section, a radiation pattern 50 along the second YZ section and a radiation pattern 51 according to the third section XY of the antennas of the second group of antennas G2. More precisely, the radiation patterns 49, 50, 51 are here average combined gain radiation patterns.

Sur les diagrammes de rayonnement 49, 50, 51, la courbe en trait plein correspond à la directivité en champ lointain combinée des antennes du deuxième groupe d'antennes G2 lorsque le dispositif d'isolation n'est pas présent et la courbe en trait pointillé correspond à la directivité en champ lointain combinée des antennes du deuxième groupe d'antennes G2 lorsque le dispositif d'isolation est présent.On the radiation patterns 49, 50, 51, the solid line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the second group of antennas G2 when the isolation device is not present and the dotted line curve corresponds to the combined far-field directivity of the antennas of the second group of antennas G2 when the isolation device is present.

Les diagrammes de rayonnement 49, 50, 51 mettent en évidence que le dispositif d'isolation a une influence limitée sur la directivité en champ lointain des antennes du deuxième groupe d'antennes G2.The radiation patterns 49, 50, 51 demonstrate that the isolation device has a limited influence on the directivity in the far field of the antennas of the second group of antennas G2.

Le dispositif d'isolation a ainsi une influence supérieure sur une bande de fréquences dans laquelle opèrent les antennes du premier groupe d'antennes G1 que sur une bande de fréquences dans laquelle opèrent les antennes du deuxièmes groupe d'antennes G2.The isolation device thus has a greater influence on a frequency band in which the antennas of the first group of antennas G1 operate than on a frequency band in which the antennas of the second group of antennas G2 operate.

Le dispositif radiofréquence 1 selon un mode de réalisation permet donc de répondre aux contraintes d'isolation entre antennes lorsque des bandes de fréquences adjacentes sont exploitées tout en garantissant que le diagramme de rayonnement desdites antennes est omnidirectionnel (c'est-à-dire que la distribution angulaire du gain desdites antennes est homogène).The radio frequency device 1 according to one embodiment therefore makes it possible to respond to the isolation constraints between antennas when adjacent frequency bands are used while guaranteeing that the radiation pattern of said antennas is omnidirectional (that is to say that the angular distribution of the gain of said antennas is homogeneous).

En outre, le dispositif radiofréquence ne requiert pas une technologie d'antenne particulière (par exemple, des antennes en céramique) et peut être mis en œuvre en utilisant des antennes présentant des dimensions conventionnelles.Furthermore, the radio frequency device does not require a particular antenna technology (for example, ceramic antennas) and can be implemented using antennas having conventional dimensions.

En référence à la figure 25, le dispositif radiofréquence 1 selon un mode de réalisation est ici intégré dans un système MIMO 101 (en anglais Multiple-Input Multiple-Output) qui lui-même est intégré dans un équipement électronique 100. Le système MIMO 101 comporte un émetteur radiofréquence 102 et un récepteur radiofréquence 103 qui sont tous deux connectés au dispositif radiofréquence 1 selon différents modes de réalisation, comme par exemple le dispositif radiofréquence 1 comprenant les premiers ensembles d'antennes 2 et les deuxièmes ensembles d'antennes 20. L'émetteur radiofréquence 102 est agencé pour transmettre des signaux électriques au dispositif radiofréquence 1. Le récepteur radiofréquence 103 est agencé pour recevoir des signaux électriques issus de signaux radiofréquences reçus par le dispositif radiofréquence 1.With reference to the figure 25 , the radiofrequency device 1 according to one embodiment is here integrated into a MIMO system 101 (in English Multiple-Input Multiple-Output ) which itself is integrated into an electronic equipment 100. The MIMO system 101 comprises a radiofrequency transmitter 102 and a radio frequency receiver 103 which are both connected to the radio frequency device 1 according to different embodiments, such as for example the radio frequency device 1 comprising the first sets of antennas 2 and the second sets of antennas 20. The radio frequency transmitter 102 is arranged to transmit electrical signals to the radiofrequency device 1. The radiofrequency receiver 103 is arranged to receive electrical signals from radiofrequency signals received by the radiofrequency device 1.

En référence à la figure 26, le dispositif radiofréquence 1 s'intègre en particulier dans un équipement électronique 100 qui est une passerelle résidentielle. La passerelle résidentielle a ici une forme de tour.With reference to the figure 26 , the radiofrequency device 1 is integrated in particular into an electronic equipment 100 which is a residential gateway. The residential walkway here has a tower shape.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.Of course, the invention is not limited to the embodiments described but encompasses any variant falling within the scope of the invention as defined by the claims.

Le dispositif radiofréquence selon des modes de réalisation s'applique de façon bénéfique à tout équipement électronique nécessitant de combiner de multiples interfaces radiofréquences (notamment des technologies de communication exploitant des bandes de fréquence différentes mais adjacentes) et/ou nécessitant d'assurer une pluralité de chemins de transmission sur une même bande de fréquences, le tout dans un espace de taille réduite.The radiofrequency device according to embodiments applies beneficially to any electronic equipment requiring the combination of multiple radiofrequency interfaces (in particular communication technologies using different but adjacent frequency bands) and/or requiring a plurality of transmission paths on the same frequency band, all in a small space.

Il est à noter que le premier isolateur 5 a ici une forme de « T » mais qu'il est tout à fait possible que le premier isolateur 5 ait une autre forme. Par exemple, le premier isolateur 5 pourrait comporter trois branches toutes trois électriquement conductrices disposées de telle sorte que ledit premier isolateur 5 ait une forme de « Y ». Plus largement, la forme du premier isolateur 5 peut être adaptée en fonction, par exemple, des performances spécifiées du dispositif radiofréquence 1. Il en est de même pour le troisième isolateur 33 qui est similaire au premier isolateur 5.It should be noted that the first insulator 5 here has a “T” shape but that it is entirely possible for the first insulator 5 to have another shape. For example, the first insulator 5 could comprise three branches, all three of which are electrically conductive, arranged so that said first insulator 5 has a "Y" shape. More broadly, the shape of the first insulator 5 can be adapted according, for example, to the specified performance of the radio frequency device 1. The same is true for the third insulator 33 which is similar to the first insulator 5.

De la même façon, le deuxième isolateur 18 a ici une forme de « I » mais il est tout à fait possible que le deuxième isolateur 18 ait une autre forme. Il est à noter que la forme du deuxième isolateur 18 peut être adaptée en fonction, par exemple, des performances spécifiées du dispositif radiofréquence 1.Similarly, the second insulator 18 here has an "I" shape but it is quite possible that the second insulator 18 has another shape. It should be noted that the shape of the second isolator 18 can be adapted according, for example, to the specified performance of the radio frequency device 1.

Il est à noter que le premier isolateur 5 n'est pas forcément fixé sur le même support que celui sur lequel la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b sont fixées. Par exemple le premier isolateur 5 pourrait être fixé sur un premier support annexe, différent du support 4 ou du support 54 et ainsi être maintenu « en l'air » entre la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b. Il en est de même pour le troisième isolateur 33 qui est similaire au premier isolateur 5. Le troisième isolateur 33 n'est donc pas forcément fixé sur le même support que celui sur lequel la troisième antenne 20b et la quatrième antenne 20a sont fixées.It should be noted that the first insulator 5 is not necessarily fixed on the same support as that on which the first antenna 2a and the second antenna 2b are fixed. For example, the first insulator 5 could be fixed on a first auxiliary support, different from the support 4 or from the support 54 and thus be maintained “in the air” between the first antenna 2a and the second antenna 2b. It is the same for the third insulator 33 which is similar to the first insulator 5. The third insulator 33 is therefore not necessarily fixed on the same support as that on which the third antenna 20b and the fourth antenna 20a are fixed.

De la même façon, le deuxième isolateur 18 n'est pas forcément fixé sur un coin du support 54. Par exemple, le deuxième isolateur 18 pourrait être fixé sur un deuxième support annexe, différent du support 54 et ainsi être maintenu en l'air par exemple d'un côté de la première antenne 2a ou de la deuxième antenne 2b opposé au premier isolateur 5.Similarly, the second insulator 18 is not necessarily attached to a corner of the support 54. For example, the second insulator 18 could be attached to a second additional support, different from the support 54 and thus be kept in the air, for example on one side of the first antenna 2a or of the second antenna 2b opposite the first insulator 5.

En outre, la première antenne 2a et la deuxième antenne 2b ne sont pas forcément fixées sur un même support. La première antenne 2a et la deuxième antennes 2b pourrait être respectivement fixées sur des supports distincts tout en s'étendant dans un même plan.Furthermore, the first antenna 2a and the second antenna 2b are not necessarily fixed on the same support. The first antenna 2a and the second antenna 2b could respectively be fixed on separate supports while extending in the same plane.

Claims (29)

Dispositif radiofréquence (1) comportant : - un premier ensemble d'antennes (2) comprenant une première antenne (2a) et une deuxième antenne (2b), la première antenne et la deuxième antenne étant de formes planes et s'étendant toutes deux dans un même premier plan (3), la première antenne étant agencée pour opérer dans une première bande de fréquences, la deuxième antenne étant agencée pour opérer dans une deuxième bande de fréquences ; - un premier isolateur (5), le premier isolateur étant de forme plane et s'étendant dans le premier plan (3) entre la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b), le premier isolateur (5) comportant au moins une branche qui est électriquement conductrice, le premier isolateur étant électriquement flottant, le premier isolateur étant agencé pour réduire un premier couplage par rayonnement électromagnétique, entre la première antenne et la deuxième antenne, sur la première bande de fréquences et/ou la deuxième bande de fréquences ; le dispositif radiofréquence comprenant en outre au moins un deuxième isolateur (18) comportant au moins une branche électriquement conductrice, le deuxième isolateur étant électriquement flottant, le deuxième isolateur étant positionné d'un côté d'une antenne particulière parmi la première antenne (2a) ou la deuxième antenne (2b), ledit côté de l'antenne particulière étant opposé au premier isolateur (5), le deuxième isolateur (18) étant agencé pour corriger une modification de directivité de l'antenne particulière causée par la présence du premier isolateur.Radiofrequency device (1) comprising: - a first set of antennas (2) comprising a first antenna (2a) and a second antenna (2b), the first antenna and the second antenna being flat in shape and both extending in the same first plane (3) , the first antenna being arranged to operate in a first frequency band, the second antenna being arranged to operate in a second frequency band; - a first insulator (5), the first insulator being flat in shape and extending in the first plane (3) between the first antenna (2a) and the second antenna (2b), the first insulator (5) comprising at least a branch which is electrically conductive, the first insulator being electrically floating, the first insulator being arranged to reduce a first coupling by electromagnetic radiation, between the first antenna and the second antenna, on the first frequency band and/or the second band of frequencies; the radio frequency device further comprising at least a second isolator (18) comprising at least one electrically conductive branch, the second isolator being electrically floating, the second isolator being positioned on one side of a particular antenna among the first antenna (2a) or the second antenna (2b), said side of the particular antenna being opposite the first insulator (5), the second insulator (18) being arranged to correct a change in directivity of the particular antenna caused by the presence of the first insulator . Dispositif radiofréquence selon la revendication 1, la première bande de fréquences et la deuxième bande de fréquences étant séparées par un écart de fréquence compris entre 0MHz et 1GHz.A radiofrequency device according to claim 1, the first frequency band and the second frequency band frequencies being separated by a frequency difference between 0MHz and 1GHz. Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications précédentes, le premier ensemble d'antennes (2) et le premier isolateur (5) étant positionnés sur un support (4) fabriqué dans un matériau diélectrique, le support s'étendant selon le premier plan (3).Radiofrequency device according to one of the preceding claims, the first set of antennae (2) and the first insulator (5) being positioned on a support (4) made of a dielectric material, the support extending along the first plane ( 3). Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications précédentes, le premier isolateur (5) comportant une première branche (6) et une deuxième branche (7) toutes deux électriquement conductrices, la deuxième branche étant sensiblement perpendiculaire à la première branche et s'étendant depuis une portion centrale de la première branche, une extrémité libre (7a) de la deuxième branche étant en circuit ouvert, le premier isolateur ayant ainsi une forme de « T ».Radiofrequency device according to one of the preceding claims, the first insulator (5) comprising a first branch (6) and a second branch (7), both of which are electrically conductive, the second branch being substantially perpendicular to the first branch and extending from a central portion of the first branch, a free end (7a) of the second branch being in open circuit, the first insulator thus having a “T” shape. Dispositif radiofréquence selon la revendication 4, la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b) étant des antennes planes dipolaires ayant chacune une forme rectangulaire, la première antenne étant agencée pour générer un premier champ électrique maximal sur un premier axe (E2a), la deuxième antenne étant agencée pour générer un deuxième champ électrique maximal sur un deuxième axe (E2b), le premier axe et le deuxième axe étant sensiblement parallèles entre eux.Radio frequency device according to claim 4, the first antenna (2a) and the second antenna (2b) being planar dipole antennas each having a rectangular shape, the first antenna being arranged to generate a first maximum electric field on a first axis (E 2a ), the second antenna being arranged to generate a second maximum electric field on a second axis (E 2b ), the first axis and the second axis being substantially parallel to each other. Dispositif radiofréquence selon la revendication 5, le premier axe (E2a) et le deuxième axe (E2b) étant orientés sensiblement à 45 degrés par rapport à la deuxième branche (7) .Radio frequency device according to claim 5, the first axis (E 2a ) and the second axis (E 2b ) being oriented substantially at 45 degrees with respect to the second branch (7). Dispositif radiofréquence selon la revendication 5, le premier axe (E2a) et le deuxième axe (E2b) étant sensiblement perpendiculaires à la deuxième branche (7).Radio frequency device according to claim 5, the first axis (E 2a ) and the second axis (E 2b ) being substantially perpendicular to the second branch (7). Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 5 à 7, le premier champ électrique maximal étant supérieur au deuxième champ électrique maximal, une extrémité (6a) de la première branche (6) du premier isolateur étant positionnée à une distance comprise entre 5 millimètres et 1,5 centimètre du premier axe (E2a).Radiofrequency device according to one of Claims 5 to 7, the first maximum electric field being greater than the second maximum electric field, one end (6a) of the first branch (6) of the first insulator being positioned at a distance of between 5 millimeters and 1.5 centimeters from the first axis (E 2a ). Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 4 à 8, le premier isolateur (5) étant agencé pour réduire le premier couplage par rayonnement électromagnétique de manière plus importante sur la première bande de fréquences, la première branche (6) du premier isolateur (5) ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à au moins un quart d'une première longueur d'onde λA, la première longueur d'onde λA étant telle que :
Figure imgb0009
où ν1 est une première fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la première bande de fréquences, et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le premier isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.
Radiofrequency device according to one of Claims 4 to 8, the first isolator (5) being arranged to reduce the first coupling by electromagnetic radiation more significantly on the first frequency band, the first branch (6) of the first isolator (5 ) having a predefined length substantially equal to at least a quarter of a first wavelength λ A , the first wavelength λ A being such that:
Figure imgb0009
where ν 1 is a first central frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the first frequency band, and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the first insulator extends, the medium being a dielectric support or the air.
Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 4 à 8, le premier isolateur (5) étant agencé pour réduire le premier couplage par rayonnement électromagnétique de façon égale sur la première bande de fréquences et sur la deuxième bande de fréquences, la première branche (6) du premier isolateur (5) ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à au moins un quart d'une première longueur d'onde λA, la première longueur d'onde λA étant telle que :
Figure imgb0010
où ν1 est une première fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la première bande de fréquences, ν2 est une deuxième fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la deuxième bande de fréquences et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le premier isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.
Radiofrequency device according to one of Claims 4 to 8, the first isolator (5) being arranged to reduce the first coupling by electromagnetic radiation equally on the first frequency band and on the second frequency band, the first branch (6 ) of the first insulator (5) having a predefined length substantially equal to at least a quarter of a first wavelength λ A , the first wavelength λ A being such that:
Figure imgb0010
where ν 1 is a first center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the first frequency band, ν 2 is a second center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the second frequency band and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the first insulator extends, the medium being a dielectric support or air.
Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 9 ou 10, la deuxième branche (7) du premier isolateur (5) ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à un quart de la première longueur d'onde λA.Radiofrequency device according to one of Claims 9 or 10, the second branch (7) of the first isolator (5) having a predefined length substantially equal to a quarter of the first wavelength λ A . Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 4 à 11, la première branche (6) du premier isolateur (5) ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite première branche soit sensiblement égale à l'impédance caractéristique d'une antenne sélectionnée parmi la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b), la deuxième branche (7) du premier isolateur (5) ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite deuxième branche soit sensiblement égale à l'impédance caractéristique de l'antenne sélectionnée parmi la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b).Radiofrequency device according to one of Claims 4 to 11, the first branch (6) of the first insulator (5) having a predefined width so that the characteristic impedance of the said first branch is substantially equal to the characteristic impedance of an antenna selected from among the first antenna (2a) and the second antenna (2b), the second branch (7) of the first insulator (5) having a predefined width so that the characteristic impedance of said second branch is substantially equal to the characteristic impedance of the antenna selected from the first antenna (2a) and the second antenna (2b). Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 4 à 11, la première branche (6) du premier isolateur (5) ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite première branche soit sensiblement comprise entre 75Ω et 120Ω, la deuxième branche (7) du premier isolateur (5) ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite deuxième branche soit sensiblement comprise entre 75Ω et 120Ω.Radiofrequency device according to one of Claims 4 to 11, the first branch (6) of the first insulator (5) having a predefined width so that the characteristic impedance of the said first branch is substantially between 75Ω and 120Ω, the second branch ( 7) of the first insulator (5) having a predefined width so that the characteristic impedance of said second branch is substantially between 75Ω and 120Ω. Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 1 ou 3, le premier isolateur (5) comportant trois branches toutes trois électriquement conductrices et agencées de telle sorte que ledit premier isolateur ait une forme de « Y ».Radiofrequency device according to one of Claims 1 or 3, the first insulator (5) comprising three branches, all three of which are electrically conductive and arranged in such a way that the said first insulator has a "Y" shape. Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications précédentes, le deuxième isolateur (18) comportant une seule branche (19) électriquement conductrice, ledit isolateur ayant ainsi une forme longitudinale.Radiofrequency device according to one of the preceding claims, the second insulator (18) comprising a single electrically conductive branch (19), said insulator thus having a longitudinal shape. Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications précédentes, comprenant une troisième antenne (20b) s'étendant dans un deuxième plan (21), le deuxième isolateur (18) étant en outre agencé pour réduire un deuxième couplage par rayonnement électromagnétique entre la troisième antenne (20b) et l'antenne particulière, sur une bande de fréquences particulière dans laquelle opère l'antenne particulière et sur une troisième bande de fréquences dans laquelle opère la troisième antenne (20b).Radiofrequency device according to one of the preceding claims, comprising a third antenna (20b) extending in a second plane (21), the second isolator (18) being further arranged to reduce a second coupling by electromagnetic radiation between the third antenna (20b) and the particular antenna, on a particular frequency band in which the particular antenna operates and on a third frequency band in which the third antenna (20b) operates. Dispositif radiofréquence selon les revendications 15 et 16, le deuxième isolateur (18) étant agencé pour réduire le deuxième couplage par rayonnement électromagnétique de manière plus importante sur la bande de fréquences particulière, la branche (19) du deuxième isolateur (18) ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à une moitié d'une deuxième longueur d'onde λB, la deuxième longueur d'onde λB étant telle que :
Figure imgb0011
où ν# est une fréquence centrale particulière centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la bande de fréquences particulière, et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.
Radio frequency device according to claims 15 and 16, the second isolator (18) being arranged to reduce the second coupling by electromagnetic radiation more significantly on the particular frequency band, the branch (19) of the second isolator (18) having a length predefined substantially equal to half of a second wavelength λ B , the second wavelength λ B being such that:
Figure imgb0011
where ν # is a particular center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the particular frequency band, and εr is the permittivity dielectric of a medium in which the second insulator extends, the medium being a dielectric support or air.
Dispositif radiofréquence selon les revendications 15 et 16, le deuxième isolateur (18) étant agencé pour réduire le deuxième couplage par rayonnement électromagnétique de façon égale sur la bande de fréquences particulière et sur la troisième bande de fréquences, la branche (19) du deuxième isolateur (18) ayant une longueur prédéfinie sensiblement égale à au moins une moitié d'une deuxième longueur d'onde λB, la deuxième longueur d'onde λB étant telle que :
Figure imgb0012
où ν# est une fréquence centrale particulière centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la bande de fréquences particulière, ν3 est une troisième fréquence centrale centrée entre une fréquence maximale et une fréquence minimale de la troisième bande de fréquences et εr est la permittivité diélectrique d'un milieu dans lequel s'étend le deuxième isolateur, le milieu étant un support diélectrique ou l'air.
Radio frequency device according to claims 15 and 16, the second isolator (18) being arranged to reduce the second coupling by electromagnetic radiation equally on the particular frequency band and on the third frequency band, the branch (19) of the second isolator (18) having a predefined length substantially equal to at least half of a second wavelength λ B , the second wavelength λ B being such that:
Figure imgb0012
where ν # is a particular center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the particular frequency band, ν 3 is a third center frequency centered between a maximum frequency and a minimum frequency of the third frequency band and εr is the dielectric permittivity of a medium in which the second insulator extends, the medium being a dielectric support or air.
Dispositif radiofréquence selon les revendications 15 et 16, la branche (19) du deuxième isolateur (18) ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite branche soit sensiblement égale à l'impédance caractéristique d'une antenne sélectionnée parmi l'antenne particulière et la troisième antenne (20b).Radiofrequency device according to Claims 15 and 16, the branch (19) of the second insulator (18) having a predefined width so that the characteristic impedance of the said branch is substantially equal to the characteristic impedance of an antenna selected from among the antenna particular and the third antenna (20b). Dispositif radiofréquence selon les revendications 15 et 16, la branche (19) du premier isolateur (18) ayant une largeur prédéfinie pour que l'impédance caractéristique de ladite branche soit sensiblement comprise entre 75Ω et 120Ω.Radiofrequency device according to Claims 15 and 16, the branch (19) of the first insulator (18) having a predefined width so that the characteristic impedance of the said branch is substantially between 75Ω and 120Ω. Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 16 à 20, le deuxième isolateur (18) étant situé à proximité d'une intersection du premier plan (3) et du deuxième plan (21) .Radiofrequency device according to one of Claims 16 to 20, the second isolator (18) being located near of an intersection of the first plane (3) and the second plane (21). Dispositif radiofréquence selon la revendication 21, le deuxième isolateur (18) étant positionné dans un plan sécant (22) au premier plan (3) et au deuxième plan (21).A radiofrequency device according to claim 21, the second isolator (18) being positioned in a secant plane (22) at the first plane (3) and at the second plane (21). Dispositif radiofréquence selon la revendication 21, le deuxième isolateur (18) formant un coin arrondi (23) entre le premier plan (3) et le deuxième plan (21).Radiofrequency device according to claim 21, the second isolator (18) forming a rounded corner (23) between the first plane (3) and the second plane (21). Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 16 à 23, le premier plan (3) et le deuxième plan (21) étant perpendiculaires.Radiofrequency device according to one of Claims 16 to 23, the first plane (3) and the second plane (21) being perpendicular. Dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 16 à 24, comprenant un deuxième ensemble d'antennes (20) comportant la troisième antenne (20b) et une quatrième antenne (20a), et qui est similaire au premier ensemble d'antennes (2), ainsi qu'un troisième isolateur (33) semblable au premier isolateur (5) et positionné entre la troisième antenne (20b) et la quatrième antenne (20a).Radiofrequency device according to one of Claims 16 to 24, comprising a second set of antennas (20) comprising the third antenna (20b) and a fourth antenna (20a), and which is similar to the first set of antennas (2) , as well as a third insulator (33) similar to the first insulator (5) and positioned between the third antenna (20b) and the fourth antenna (20a). Dispositif radiofréquence selon la revendication 25, comportant un support (40) comportant quatre faces comprenant deux premières faces (40a) parallèles entre elles et deux deuxièmes faces (40b) parallèles entre elles, deux premiers ensembles d'antennes (2) positionnés chacun sur une première face (40a) distincte et deux deuxièmes ensembles d'antennes (20) positionnés chacun sur une deuxième face (40b) distincte, le dispositif radiofréquence comprenant en outre deux premiers isolateurs (5) positionnés chacun entre la première antenne (2a) et la deuxième antenne (2b) d'un premier ensemble d'antennes (2) distinct, deux troisièmes isolateurs (33) positionnés chacun entre une troisième antenne (20b) et une quatrième antenne (20a) d'un deuxième ensemble d'antennes (20) distinct, ainsi que quatre deuxièmes isolateurs (18) positionnés chacun dans un coin distinct du support (40).Radiofrequency device according to Claim 25, comprising a support (40) comprising four faces comprising two first faces (40a) parallel to each other and two second faces (40b) parallel to each other, two first sets of antennas (2) each positioned on a distinct first face (40a) and two second sets of antennas (20) each positioned on a distinct second face (40b), the radiofrequency device further comprising two first insulators (5) each positioned between the first antenna (2a) and the second antenna (2b) of a first distinct set of antennas (2), two third insulators (33) each positioned between a third antenna (20b) and a fourth antenna (20a) of a second set of antennas (20 ) distinct, as well as four second insulators (18) each positioned in a separate corner of the support (40). Système MIMO (101) comprenant un dispositif radiofréquence selon l'une des revendications 25 ou 26 ainsi qu'un émetteur radiofréquence (102) et un récepteur radiofréquence (103) reliés aux premiers ensembles d'antennes (2) et aux deuxièmes ensembles d'antennes (20) dudit dispositif radiofréquence.MIMO system (101) comprising a radiofrequency device according to one of Claims 25 or 26 as well as a radiofrequency transmitter (102) and a radiofrequency receiver (103) connected to the first sets of antennas (2) and to the second sets of antennas (20) of said radio frequency device. Equipement électronique (100) comprenant un système MIMO (101) selon la revendication 27.Electronic equipment (100) comprising a MIMO system (101) according to claim 27. Equipement électronique selon la revendication 28, l'équipement électronique (100) étant une passerelle résidentielle.Electronic equipment according to claim 28, the electronic equipment (100) being a residential gateway.
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