EP4679631A1 - Antenne planaire comprenant deux éléments rayonnants chanfreinés - Google Patents

Antenne planaire comprenant deux éléments rayonnants chanfreinés

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Publication number
EP4679631A1
EP4679631A1 EP25189008.3A EP25189008A EP4679631A1 EP 4679631 A1 EP4679631 A1 EP 4679631A1 EP 25189008 A EP25189008 A EP 25189008A EP 4679631 A1 EP4679631 A1 EP 4679631A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiating element
conducting body
chamfer
planar antenna
vertex
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
EP25189008.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bertrand BOIN
Agnès Lesure
Alexis Hamel
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.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP4679631A1 publication Critical patent/EP4679631A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave

Definitions

  • Planar antennas are used, for example, for long-distance communication (typically 36,000 km for a geostationary satellite).
  • long-distance communication typically 36,000 km for a geostationary satellite.
  • circularly polarized telecommunication waves it is preferable to use circularly polarized telecommunication waves. Indeed, the use of linear polarization can lead to losses, particularly in the case of phase shifts.
  • One aim of the invention is therefore to offer a planar antenna that allows for good quality reception/transmission even over long distances while having a reduced weight and size.
  • the invention relates to an antenna, of the aforementioned type, further comprising at least one second radiating element arranged on at least one layer of dielectric material opposite at least one first radiating element and comprising a substantially planar rectangular or square conducting body, each of the conducting body of at least one first radiating element and of the conducting body of at least one second radiating element comprising at least one vertex having a chamfer.
  • the chamfers on the radiating elements transform linearly polarized waves into circularly polarized waves.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a planar antenna according to the invention.
  • planar antenna 10 according to the invention is disclosed.
  • the planar antenna 10 comprises a support 20, at least one first radiating element 40, at least one layer of dielectric material 50 arranged on the at least one first radiating element 40 and at least one second radiating element 60.
  • the planar antenna 10 further comprises at least one layer of dielectric material 30 arranged between the support 20 and at least one first radiating element 40.
  • first radiating element 40 and a single second radiating element 60 are described.
  • the invention also applies in the case where the planar antenna 10 comprises several first radiating elements 40 and/or several second radiating elements 60.
  • the planar antenna 10 comprises several layers of dielectric material 30 between the support 20 and the first radiating element 40 and/or several layers of dielectric material 50 between the first radiating element 40 and the second radiating element 60.
  • the support 20 is conductive and constitutes a ground plane for the planar antenna 10.
  • support 20 is made of a metallic material, for example copper.
  • a metallic finish can be applied to the surface of the metallic material of support 20, in particular a gold metallic finish.
  • the support 20 is formed by a conductive plate 22 extending along a horizontal plane PH.
  • the lower dielectric material layer 30 extends over the support 20, between the support 20 and the first radiating element 40.
  • the lower dielectric material layer 30 is made of epoxy resin or a derivative of polytetrafluoroethylene.
  • the first radiating element 40 is mounted on the support 20, in particular on the lower layer of dielectric material 30 itself applied to the support 20.
  • the first radiating element 40 comprises a conducting body 42 substantially rectangular or square planar, extending in particular substantially parallel to the horizontal plane PH.
  • the conductive body 42 is thin.
  • thin we mean that the conductive body 42 extends in three dimensions, one of these three dimensions (perpendicular to the horizontal plane PH) being much smaller than the other two.
  • the first radiating element 40 has an orientation direction D1.
  • the orientation direction D1 is parallel to at least one side of the conducting body 42 (specifically sides 46CD and 46AB in the example of the figure 1 ).
  • the first radiating element 40 further includes at least one power supply access (not shown), for example a power line, a power slot or a conductive orifice.
  • at least one power supply access for example a power line, a power slot or a conductive orifice.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 is formed by a substantially flat rectangular or square plate.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 is square.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 is made of a metallic material, for example copper.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 has four vertices 44A, 44B, 44C, 44D connected by sides 46AB, 46BC, 46CD, 46DA.
  • At least one vertex 44A of the conducting body 42 of the first radiating element 40 has a chamfer 48.
  • At least one chamfer 48 is such that the first radiating element 40 is able to transform a circularly polarized wave received by the first radiating element 40 into a linearly polarized wave and to transform a linearly polarized wave to be emitted by the first radiating element 40 into a circularly polarized wave.
  • At least one chamfer 48 of the first radiating element 40 has a chamfer angle ⁇ 1 defined with a side 46 of the square or rectangle corresponding to the conducting body 42 between 30° and 120°.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 further comprises at least one curved vertex 49.
  • At least one curved vertex 49 of the conducting body 42 of the first radiating element 40 has a radius of curvature R1 between 0% and 50% of the length of a side 46 of the square or rectangle of the conducting body 42.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 comprises at least one vertex 44A having a chamfer 48, the vertices 44B, 44C, 44D other than the at least one vertex 44A having a chamfer 48 being curved.
  • the conducting body 42 of the first radiating element 40 comprises a single vertex 44A having a chamfer 48, the other vertices 44B, 44C, 44D being advantageously curved.
  • the upper layer of dielectric material 50 extends between the first radiating element 40 and the second radiating element 60.
  • the upper dielectric material layer 50 is made of epoxy resin.
  • the second radiating element 60 is arranged on the upper dielectric material layer 50 opposite the first radiating element 40.
  • the arrangement of the second radiating element 60 and the first radiating element 40 results in a so-called "stacked" structure. This structure allows for satisfactory transmission/reception performance over wide frequency bands while maintaining separate and geometrically orthogonal transmission and reception.
  • the second radiating element 60 comprises a conducting body 62 substantially rectangular or square planar, extending in particular substantially parallel to the horizontal plane PH.
  • the conductive body 62 is thin.
  • thick we mean that the conductive body 62 extends in three dimensions, one of these three dimensions (perpendicular to the horizontal plane PH) being much smaller than the other two.
  • the second radiating element 60 further includes at least one power access (not shown), for example a power line or a power slot.
  • the second radiating element 60 has an orientation direction D2.
  • the orientation direction D2 is parallel to at least one side of the conducting body 62, in particular substantially opposite at least one side of the conducting body 42 with respect to which the orientation direction D1 is defined (in particular sides 66CD and 66AB in the example of the figure 1 ).
  • the orientation direction D2 of the second radiating element 60 and the orientation direction D1 of the first radiating element 40 form an angle ⁇ between 0° and 360°.
  • a person skilled in the art will be able to choose the angle B according to the requirements.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 is formed by a substantially flat rectangular or square plate.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 is square.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 is made of a metallic material, for example copper.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 has four vertices 64A, 64B, 64C, 64D connected by sides 66AB, 66BC, 66CD, 66DA.
  • At least one vertex 64A, 64C of the conducting body 62 of the second radiating element 60 has a chamfer 68.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 comprises at least one vertex 64A, 64C having a chamfer 68, the vertices 64B, 64D other than the at least one vertex 64A, 64C having a chamfer 68 being curved.
  • At least one chamfer 68 is such that the second radiating element 60 is able to transform a circularly polarized wave received by the second radiating element 60 into a linearly polarized wave and to transform a linearly polarized wave to be emitted by the second radiating element 60 into a circularly polarized wave.
  • At least one chamfer 68 of the second radiating element 60 has a chamfer angle ⁇ 2 defined with a side of the square or rectangle corresponding to the conducting body 62 between 30° and 120°.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 comprises two opposite vertices 64A, 64C, each with a chamfer 68, the other vertices 64B, 64D being advantageously curved.
  • the chamfer angles ⁇ 2 of the two opposite chamfered vertices 64A, 64C are different, substantially identical, or exactly identical.
  • the chamfer 48 of the conducting body 42 of the first radiating element 40 is arranged opposite one or the other of the two chamfers 68 of the conducting body 62 of the second radiating element 60.
  • the 48 chain brake can be used to adjust the polarization over one frequency band
  • the 68 chamfers can be used to adjust the polarization over another frequency band.
  • the 48 and 68 chamfers can be used to adjust the polarization over the same frequency band to improve the performance of the planar antenna 10.
  • the conducting body 62 of the second radiating element 60 further comprises at least one curved vertex 69.
  • At least one curved vertex 68 of the conducting body 62 of the second radiating element 60 has a radius of curvature R2 between 0% and 50% of the length of a side 66 of the square or rectangle of the conducting body 62.
  • the chamfer angles ⁇ 1, ⁇ 2 and/or the radii of curvature R1, R2 and/or the angle ⁇ between the orientation directions D1, D2 of the radiating elements 40, 60 are specifically chosen to optimize the transmission/reception performance of the planar antenna 10 according to the parameters of the waves to be transmitted/received and to optimize polarization purity in the chosen band. These variable parameters provide numerous degrees of freedom for optimizing the antenna 10.

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

L'antenne planaire (10) comprend :
- un support (20) ;
- au moins un premier élément rayonnant (40) monté sur le support (20) et comprenant un corps conducteur (42) sensiblement plan rectangulaire ou carré ; et
- au moins une couche de matériau diélectrique (50) agencée sur l'au moins un premier élément rayonnant (40).
L'antenne planaire (10) comprend en outre au moins un deuxième élément rayonnant (60) agencé sur l'au moins une couche de matériau diélectrique (50) en regard de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et comprenant un corps conducteur (62) sensiblement plan rectangulaire ou carré, chacun du corps conducteur (42) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et du corps conducteur (62) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60) comprenant au moins un sommet (44A, 64A, 64C) présentant un chanfrein (48, 68).

Description

  • La présente invention concerne une antenne planaire comprenant :
    • un support;
    • au moins un premier élément rayonnant monté sur le support et comprenant un corps conducteur sensiblement plan rectangulaire ou carré ; et
    • au moins une couche de matériau diélectrique agencée sur l'au moins un premier élément rayonnant.
  • De telles antennes planaires sont par exemple utilisées pour communiquer sur de longues distances (typiquement 36 000 km pour un satellite géostationnaire). Afin que la polarisation des ondes émises et reçues n'ait pas d'impact sur la qualité de la liaison, il est souhaitable d'utiliser des ondes de télécommunication à polarisation circulaire. En effet, l'utilisation de polarisations linéaires peuvent, en cas de déphasage notamment, conduire à des pertes.
  • De nombreuses antennes émettent et reçoivent intrinsèquement en polarisation linéaire. Pour les applications susmentionnées, on leur adjoint donc un polariseur externe.
  • Un tel polariseur externe engendre un poids et un encombrement supplémentaires ainsi qu'un surcoût pour la fabrication.
  • Un but de l'invention est alors de proposer une antenne planaire permettant d'obtenir une réception/émission de bonne qualité même à longue distance tout en présentant un poids et un encombrement réduit.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une antenne, du type précité, comprenant en outre au moins un deuxième élément rayonnant agencé sur l'au moins une couche de matériau diélectrique en regard de l'au moins un premier élément rayonnant et comprenant un corps conducteur sensiblement plan rectangulaire ou carré, chacun du corps conducteur de l'au moins un premier élément rayonnant et du corps conducteur de l'au moins un deuxième élément rayonnant comprenant au moins un sommet présentant un chanfrein.
  • Grâce à la superposition des éléments rayonnants, de meilleurs performances sont obtenues sur une large bande de fréquence. Grâce à la présence des chanfreins, les éléments rayonnants transforment les ondes à polarisation linéaire en ondes à polarisation circulaire.
  • Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, l'antenne planaire comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • l'au moins un chanfrein est tel que l'élément rayonnant correspondant est apte à transformer une onde à polarisation circulaire reçue par ledit élément rayonnant en une onde à polarisation linéaire et à transformer une onde à polarisation linéaire à émettre par ledit élément rayonnant en une onde à polarisation circulaire ;
    • l'au moins un chanfrein présente un angle de chanfrein défini avec un côté du carré ou du rectangle correspondant compris entre 30° et 120° ;
    • chacun du corps conducteur de l'au moins un premier élément rayonnant et du corps conducteur de l'au moins un deuxième élément rayonnant comprend au moins un sommet courbé ;
    • l'au moins un sommet courbé présente un rayon de courbure compris entre 0% et 50% de la longueur d'un côté du carré ou du rectangle du corps conducteur correspondant ;
    • pour chacun du corps conducteur de l'au moins un premier élément rayonnant et du corps conducteur de l'au moins un deuxième élément rayonnant:
      • le corps conducteur comprend au moins un sommet présentant un chanfrein
      • les sommets autres que l'au moins un sommet présentant un chanfrein sont courbés ;
    • chaque élément rayonnant a une direction d'orientation, la direction d'orientation de l'au moins un premier élément rayonnant et la direction d'orientation de l'au moins un deuxième élément rayonnant formant un angle compris entre 0° et 360° ;
    • l'antenne planaire est telle que :
      • le corps conducteur de l'au moins un premier élément rayonnant comprend un unique sommet présentant un chanfrein;
      • le corps conducteur de l'au moins un deuxième élément rayonnant comprend deux sommets opposés présentant chacun un chanfrein ;
    • le chanfrein du corps conducteur de l'au moins un premier élément rayonnant est agencé en regard de l'un ou l'autre des deux chanfreins du corps conducteur de l'au moins un deuxième élément rayonnant ;
    • chaque corps conducteur est réalisé en un matériau métallique, par exemple en cuivre, la couche de matériau diélectrique étant réalisée en résine époxy ou en un dérivé du polytétrafluoroéthylène.
  • L'invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels :
    [Fig. 1] la figure 1 est une illustration schématique d'une antenne planaire selon l'invention.
  • En référence à la figure 1, on divulgue une antenne planaire 10 selon l'invention.
  • L'antenne planaire 10 comprend un support 20, au moins un premier élément rayonnant 40, au moins une couche de matériau diélectrique 50 agencée sur l'au moins un premier élément rayonnant 40 et au moins un deuxième élément rayonnant 60.
  • Avantageusement, l'antenne planaire 10 comprend en outre au moins une couche de matériau diélectrique 30 agencée entre le support 20 et l'au moins un premier élément rayonnant 40.
  • Dans ce qui suit, on décrit un seul premier élément rayonnant 40 et un seul deuxième élément rayonnant 60. Bien entendu, l'invention s'applique également dans le cas où l'antenne planaire 10 comprend plusieurs premiers éléments rayonnants 40 et/ou plusieurs deuxièmes éléments rayonnants 60.
  • Egalement, dans ce qui suit, on décrit une seule couche de matériau diélectrique 30 entre le support 20 et le premier élément rayonnant 40 (appelée couche de matériau diélectrique inférieure) et une seule couche de matériau diélectrique 50 entre le premier élément rayonnant 40 et le deuxième élément rayonnant 60 (appelée couche de matériau diélectrique supérieure). Bien entendu, l'invention s'applique également dans le cas où l'antenne planaire 10 comprend plusieurs couches de matériau diélectrique 30 entre le support 20 et le premier élément rayonnant 40 et/ou plusieurs couches de matériau diélectrique 50 entre le premier élément rayonnant 40 et le deuxième élément rayonnant 60.
  • Avantageusement, le support 20 est conducteur et constitue un plan de masse de l'antenne planaire 10.
  • Par exemple, le support 20 est réalisé en un matériau métallique, par exemple en cuivre. Par exemple, une finition métallique peut être appliquée en surface sur le matériau métallique du support 20, notamment une finition métallique en or.
  • Par exemple, comme illustré sur la figure 1, le support 20 est formé par une plaque conductrice 22 s'étendant selon un plan horizontal PH.
  • Par exemple, comme illustré sur la figure 1, la couche de matériau diélectrique inférieure 30 s'étend sur le support 20, entre le support 20 et le premier élément rayonnant 40.
  • Avantageusement, la couche de matériau diélectrique inférieure 30 est réalisée en résine epoxy ou en un dérivé du polytétrafluoroéthylène.
  • Le premier élément rayonnant 40 est monté sur le support 20, en particulier sur la couche de matériau diélectrique inférieure 30 elle-même appliquée sur le support 20.
  • Le premier élément rayonnant 40 comprend un corps conducteur 42 sensiblement plan rectangulaire ou carré, s'étendant en particulier sensiblement parallèlement au plan horizontal PH.
  • En particulier, le corps conducteur 42 est fin. Par « fin », on entend que le corps conducteur 42 s'étend selon trois dimensions, une de ces trois dimensions (perpendiculaire au plan horizontal PH) étant très inférieure aux deux autres.
  • Par exemple, le premier élément rayonnant 40 a une direction d'orientation D1. Par exemple, la direction d'orientation D1 est parallèle à au moins un côté du corps conducteur 42 (notamment les côtés 46CD et 46AB dans l'exemple de la figure 1).
  • Avantageusement, le premier élément rayonnant 40 comprend en outre au moins un accès d'alimentation (non-illustré), par exemple une ligne d'alimentation, une fente d'alimentation ou un orifice conducteur.
  • Notamment, le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 est formé par une plaque sensiblement plane rectangulaire ou carré.
  • Dans l'exemple de la figure 1, le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 est carré.
  • Avantageusement, le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 est réalisé en un matériau métallique, par exemple en cuivre.
  • Le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 présente quatre sommets 44A, 44B, 44C, 44D reliés par des côtés 46AB, 46BC, 46CD, 46DA.
  • Au moins un sommet 44A du corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 présente un chanfrein 48.
  • Avantageusement, l'au moins un chanfrein 48 est tel que le premier élément rayonnant 40 est apte à transformer une onde à polarisation circulaire reçue par le premier élément rayonnant 40 en une onde à polarisation linéaire et à transformer une onde à polarisation linéaire à émettre par le premier élément rayonnant 40 en une onde à polarisation circulaire.
  • Encore avantageusement, l'au moins un chanfrein 48 du premier élément rayonnant 40 présente un angle de chanfrein α1 défini avec un côté 46 du carré ou du rectangle correspondant au corps conducteur 42 compris entre 30° et 120°.
  • Avantageusement, le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 comprend en outre au moins un sommet courbé 49.
  • Par exemple, l'au moins un sommet courbé 49 du corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 présente un rayon de courbure R1 compris entre 0% et 50% de la longueur d'un côté 46 du carré ou du rectangle du corps conducteur 42.
  • Avantageusement, le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 comprend au moins un sommet 44A présentant un chanfrein 48, les sommets 44B, 44C, 44D autres que l'au moins un sommet 44A présentant un chanfrein 48 étant courbés.
  • Dans l'exemple spécifique de la figure 1, le corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 comprend un unique sommet 44A présentant un chanfrein 48, les autres sommets 44B, 44C, 44D étant avantageusement courbés.
  • Avantageusement, la couche de matériau diélectrique supérieure 50 s'étend entre le premier élément rayonnant 40 et le deuxième élément rayonnant 60.
  • Avantageusement, la couche de matériau diélectrique supérieure 50 est réalisée en résine epoxy.
  • Le deuxième élément rayonnant 60 est agencé sur la couche de matériau diélectrique supérieure 50 en regard du premier élément rayonnant 40. L'agencement du deuxième élément rayonnant 60 et du premier élément rayonnant 40 permet d'obtenir une structure dite « stackée » (ou « empilée » en français). Cette structure permet d'obtenir des performances d'émission/réception satisfaisante sur de larges bandes de fréquence tout en ayant une émission et une réception séparées et géométriquement orthogonales.
  • Le deuxième élément rayonnant 60 comprend un corps conducteur 62 sensiblement plan rectangulaire ou carré, s'étendant en particulier sensiblement parallèlement au plan horizontal PH.
  • En particulier, le corps conducteur 62 est fin. Là aussi, par « fin », on entend que le corps conducteur 62 s'étend selon trois dimensions, une de ces trois dimensions (perpendiculaire au plan horizontal PH) étant très inférieure aux deux autres.
  • Avantageusement, le deuxième élément rayonnant 60 comprend en outre au moins un accès d'alimentation (non-illustré), par exemple une ligne d'alimentation ou une fente d'alimentation.
  • Par exemple, le deuxième élément rayonnant 60 a une direction d'orientation D2. Par exemple, la direction d'orientation D2 est parallèle à au moins un côté du corps conducteur 62, en particuler sensiblement en regard de l'au moins un côté du corps conducteur 42 par rapport auquel est définie la direction d'orientation D1 (notamment les côtés 66CD et 66AB dans l'exemple de la figure 1).
  • Avantageusement, la direction d'orientation D2 du deuxième élément rayonnant 60 et la direction d'orientation D1 du premier élément rayonnant 40 forment un angle β compris entre 0° et 360°. L'homme du métier saura choisir l'angle B en fonction des besoins.
  • Notamment, le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 est formé par une plaque sensiblement plane rectangulaire ou carré.
  • Dans l'exemple de la figure 1, le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 est carré.
  • Avantageusement, le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 est réalisé en un matériau métallique, par exemple en cuivre.
  • Le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 présente quatre sommets 64A, 64B, 64C, 64D reliés par des côtés 66AB, 66BC, 66CD, 66DA.
  • Au moins un sommet 64A, 64C du corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 présente un chanfrein 68.
  • Avantageusement, le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 comprend au moins un sommet 64A, 64C présentant un chanfrein 68, les sommets 64B, 64D autres que l'au moins un sommet 64A, 64C présentant un chanfrein 68 étant courbés.
  • Avantageusement, l'au moins un chanfrein 68 est tel que le deuxième élément rayonnant 60 est apte à transformer une onde à polarisation circulaire reçue par le deuxième élément rayonnant 60 en une onde à polarisation linéaire et à transformer une onde à polarisation linéaire à émettre par le deuxième élément rayonnant 60 en une onde à polarisation circulaire.
  • Encore avantageusement, l'au moins un chanfrein 68 du deuxième élément rayonnant 60 présente un angle de chanfrein α2 définit avec un côté du carré ou du rectangle correspondant au corps conducteur 62 compris entre 30° et 120°.
  • Dans l'exemple spécifique de la figure 1, le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 comprend deux sommets 64A, 64C opposés présentant chacun un chanfrein 68, les autres sommets 64B, 64D étant avantageusement courbés. Par exemple, les angles de chanfrein α2 des deux sommets opposés chanfreinés 64A, 64C sont différents, sensiblement identiques ou exactement identiques.
  • Encore avantageusement, dans l'exemple spécifique de la figure 1, le chanfrein 48 du corps conducteur 42 du premier élément rayonnant 40 est agencé en regard de l'un ou l'autre des deux chanfreins 68 du corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60.
  • Dans l'exemple de la figure 1 :
    • le corps conducteur 42 de l'au moins un premier élément rayonnant 40 comprend un unique sommet 44A présentant un chanfrein 48 ;
    • le corps conducteur 62 de l'au moins un deuxième élément rayonnant 60 comprend deux sommets 64A, 64C opposés présentant chacun un chanfrein 68.
  • Ces caractéristiques permettent d'optimiser dans des bandes de fréquences dissocées, en émission ou en réception, le taux d'ellipticité de la polarisation circulaire. Notamment, le chainfrein 48 peut permettre de régler la polarisation sur une bande de fréquences et les chanfreins 68 peuvent permettre de régler la polarisation sur une autre bande de fréquences. Alternativement, les chanfreins 48 et 68 peuvent permettre de régler la polarisation sur une même bande de fréquence pour améliorer les performances de l'antenne planaire 10.
  • Avantageusement, le corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 comprend en outre au moins un sommet courbé 69.
  • Par exemple, l'au moins un sommet courbé 68 du corps conducteur 62 du deuxième élément rayonnant 60 présente un rayon de courbure R2 compris entre 0% et 50% de la longueur d'un côté 66 du carré ou du rectangle du corps conducteur 62.
  • Grâce à l'invention, de meilleurs performances sont obtenues sur une large bande de fréquence et les ondes à polarisation linéaire sont transformées en ondes à polarisation circulaire et inversement par les éléments rayonnants directement, sans avoir besoin de recourir à un polariseur dédié.
  • En outre, les angles de chanfrein α1, α2 et/ou les rayons de courbures R1, R2 et/ou l'angle β entre les directions d'orientation D1, D2 des éléments rayonnants 40, 60 sont notamment choisis afin d'optimiser les performances d'émission/réception de l'antenne planaire 10 en fonction des paramètres des ondes à émettre/à recevoir et pour optimiser la pureté de polarisation dans la bande choisie. Ces paramètres variables donnent de nombreux degrés de liberté pour l'optimisation de l'antenne 10.

Claims (10)

  1. Antenne planaire (10) comprenant :
    - un support (20) ;
    - au moins un premier élément rayonnant (40) monté sur le support (20) et comprenant un corps conducteur (42) sensiblement plan rectangulaire ou carré ; et
    - au moins une couche de matériau diélectrique (50) agencée sur l'au moins un premier élément rayonnant (40) ;
    caractérisée en ce que l'antenne planaire (10) comprend en outre au moins un deuxième élément rayonnant (60) agencé sur l'au moins une couche de matériau diélectrique (50) en regard de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et comprenant un corps conducteur (62) sensiblement plan rectangulaire ou carré, chacun du corps conducteur (42) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et du corps conducteur (62) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60) comprenant au moins un sommet (44A, 64A, 64C) présentant un chanfrein (48, 68).
  2. Antenne planaire (10) selon la revendication 1, dans laquelle l'au moins un chanfrein (48, 68) est tel que l'élément rayonnant (40, 60) correspondant est apte à transformer une onde à polarisation circulaire reçue par ledit élément rayonnant (40, 60) en une onde à polarisation linéaire et à transformer une onde à polarisation linéaire à émettre par ledit élément rayonnant (40, 60) en une onde à polarisation circulaire.
  3. Antenne planaire (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'au moins un chanfrein (48, 68) présente un angle de chanfrein (α1, α2) défini avec un côté (46, 66) du carré ou du rectangle correspondant compris entre 30° et 120°.
  4. Antenne planaire (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacun du corps conducteur (42) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et du corps conducteur (62) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60) comprend au moins un sommet courbé (49, 69).
  5. Antenne planaire (10) selon la revendication 4, dans laquelle l'au moins un sommet courbé (49, 69) présente un rayon de courbure (R1, R2) compris entre 0% et 50% de la longueur d'un côté (46, 66) du carré ou du rectangle du corps conducteur (42, 62) correspondant.
  6. Antenne planaire (10) selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle pour chacun du corps conducteur (42) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et du corps conducteur (62) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60) :
    - le corps conducteur (42, 62) comprend au moins un sommet (44A, 64A, 64C) présentant un chanfrein (48, 68) ;
    - les sommets (44B, 44C, 44D, 64B, 64D) autres que l'au moins un sommet (44A, 64A, 64C) présentant un chanfrein (48, 68) sont courbés.
  7. Antenne planaire (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque élément rayonnant (40, 60) a une direction d'orientation (D1, D2), la direction d'orientation (D1) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) et la direction d'orientation (D2) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60) formant un angle (β) compris entre 0° et 360°.
  8. Antenne planaire (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle :
    - le corps conducteur (42) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) comprend un unique sommet (44A) présentant un chanfrein (48) ;
    - le corps conducteur (62) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60) comprend deux sommets (64A, 64C) opposés présentant chacun un chanfrein (68).
  9. Antenne planaire (10) selon la revendication 8, dans laquelle le chanfrein (48) du corps conducteur (42) de l'au moins un premier élément rayonnant (40) est agencé en regard de l'un ou l'autre des deux chanfreins (68) du corps conducteur (62) de l'au moins un deuxième élément rayonnant (60).
  10. Antenne planaire (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque corps conducteur (42, 62) est réalisé en un matériau métallique, par exemple en cuivre, la couche de matériau diélectrique (50) étant réalisée en résine époxy ou en un dérivé du polytétrafluoroéthylène.
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LI JUNLONG ET AL: "A Wideband Single-Fed, Circularly-Polarized Patch Antenna With Enhanced Axial Ratio Bandwidth for UHF RFID Reader Applications", IEEE ACCESS, vol. 6, 1 October 2018 (2018-10-01), pages 55883 - 55892, XP011693603, DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2872692 *

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