FR2668859A1

FR2668859A1 - Device for generating electromagnetic radiation employing a double-resonance antenna

Info

Publication number: FR2668859A1
Application number: FR9013791A
Authority: FR
Inventors: Jecko Bernard; Seaux Jean-Paul; Reineix Alain
Original assignee: CRITT EO
Current assignee: CRITT EO
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1992-05-07
Anticipated expiration: 2010-11-07
Also published as: FR2668859B1

Abstract

An antenna (1) is fed by a generator (2) generating the energy to be radiated, the said antenna comprising an earth plane (11), possibly shaped, and a radiating element (12) parallel to the said earth plane (11). The radiating element (12) is linked, on the one hand, to the said generator (2) by way of a first conducting wire (3) and, on the other hand, to the said earth plane by means of a second conducting wire (4). The second conducting wire (4) is arranged so as to carry a current at the working frequency, and to be coupled by inductive coupling to the said first conducting wire (3) at the working frequency. The device finds its application especially in the field of presence detection, in that of reduction of radar cross-section, and in that of satellite links.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif pour engendrer un rayonnement électromagnétique comprenant au moins une antenne alimentée par au moins un générateur.The present invention relates to a device for generating electromagnetic radiation comprising at least one antenna supplied by at least one generator.

Un tel dispositif est susceptible de trouver son application dans de nombreux domaines, et notamment dans celui de la détection de présence ou d'intrusion, dans celui de la réduction de surface équivalente radar d'une cible, ou encore dans celui des liaisons par satellite.Such a device is likely to find its application in numerous fields, and in particular in that of presence or intrusion detection, in that of reducing the radar equivalent surface of a target, or even in that of satellite links. .

On connaît déjà des dispositifs de ce type dans lesquels l'antenne est du type connu sous le nom de "monopôle", c'est-à-dire qu'elle est constituée par un unique fil rayonnant disposé perpendiculairement à un plan de masse. Dans certains cas, l'extrémité libre de ce fil est pourvue d'une plaque conductrice, le plus souvent de forme carrée ou circulaire, parallèle au plan de masse.Devices of this type are already known in which the antenna is of the type known under the name of "monopole", that is to say that it is constituted by a single radiating wire arranged perpendicular to a ground plane. In some cases, the free end of this wire is provided with a conductive plate, most often square or circular, parallel to the ground plane.

On parle alors de "monopôle chargé". Ces deux types d'antennes présentent l'avantage d'être de dimensions réduites relativement à la longueur d'onde du rayonnement pour lequel elles sont prévues. Toutefois, elles présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir être adaptées afin de se comporter, pour le générateur qui les alimente, comme une charge dont la partie réelle est proche d'une valeur déterminée, le plus souvent 50iL et dont la partie imaginaire est nulle.We then speak of a "charged monopoly". These two types of antenna have the advantage of being reduced in size relative to the wavelength of the radiation for which they are intended. However, they have the disadvantage of not being able to be adapted in order to behave, for the generator which supplies them, like a load whose real part is close to a determined value, most often 50iL and whose imaginary part is nothing.

On connaît aussi des dispositifs dans lesquels l'antenne est une antenne connue de l'homme du métier sous le nom d'antenne "plaquée". Dans une telle antenne, l'élément rayonnant est une plaque conductrice disposée sur un substrat diélectrique qui lui sert de support mécanique, le substrat diélectrique étant lui-même déposé sur un plan conducteur, ou plan de masse. L'alimentation de l'élément rayonnant s'effectue le plus souvent grâce à un câble coaxial dont le conducteur extérieur est relié au plan de masse et dont le conducteur central est relié à l'élément rayonnant après traversée du substrat diélectrique.Celui-ci ayant essentiellement un rôle de support mécanique de l'élément rayonnant peut d'ailleurs être remplacé par une structure en nid d'abeille dont le comportement est voisin de celui de l'air, ou encore être supprimé lorsque le maintien mécanique de l'élément rayonnant est assuré par d'autres moyens. Dans le domaine spatial, il est parfois prévu un fil conducteur, ou fil de masse, entre l'élément rayonnant et le plan de masse, pour évacuer les charges statiques qui s'accumulent sur l'élément rayonnant lors de la rotation du satellite dans l'espace. Afin de ne pas perturber les phénomènes de rayonnement, ce fil de masse est relié à un point de l'élément rayonnant correspondant à un noeud du champ électrique à la fréquence de travail de l'antenne.Ainsi, le fil de masse n'est parcouru par aucun courant à la fréquence de travail, et ne modifie en rien le fonctionnement de l'antenne du point de vue du rayonnement.Devices are also known in which the antenna is an antenna known to a person skilled in the art under the name of "plated" antenna. In such an antenna, the radiating element is a conductive plate disposed on a dielectric substrate which serves as its mechanical support, the dielectric substrate itself being deposited on a conductive plane, or ground plane. The supply of the radiating element is most often carried out by means of a coaxial cable whose external conductor is connected to the ground plane and whose central conductor is connected to the radiating element after crossing of the dielectric substrate. having essentially a role of mechanical support of the radiating element can also be replaced by a honeycomb structure whose behavior is similar to that of air, or even be removed when the mechanical maintenance of the element radiant is ensured by other means. In the space domain, there is sometimes provided a conducting wire, or ground wire, between the radiating element and the ground plane, to remove the static charges which accumulate on the radiating element during the rotation of the satellite in space. In order not to disturb the radiation phenomena, this ground wire is connected to a point on the radiating element corresponding to a node of the electric field at the working frequency of the antenna. Thus, the ground wire is not traversed by no current at the working frequency, and does not in any way modify the operation of the antenna from the point of view of radiation.

Une telle antenne présente l'avantage d'être relativement facilement adaptable. Cependant elle souffre de l'inconvénient de dimensions relativement importantes relativement à la longueur d'onde de travail. En effet, elle se comporte, en première approximation, comme une cavité avec deux murs électriques, correspondant respectivement à l'élément rayonnant et au plan de masse, reliés par un mur magnétique à pertes qui coïncide avec le périmètre de l'élément rayonnant. Les fréquences auxquelles une telle antenne est susceptible de rayonner sont les diverses fréquences de résonance discrètes de la cavité correspondant aux modes de type Tmnp suivant la direction perpendiculaire au plan de masse, avec p = 0 du fait de la faible dimension de cette cavité selon cette direction.Ces fréquences sont liées aux dimensions de l'élément rayonnant et d'autant plus basses que ces dimensions sont grandes. Ainsi, lorsque l'on s'impose une fréquence de travail, il est nécessaire de prévoir un élément rayonnant suffisamment grand pour qu'une au moins des fréquences de résonance de la cavité coïncide avec la fréquence de travail.Such an antenna has the advantage of being relatively easily adaptable. However, it suffers from the drawback of relatively large dimensions relative to the working wavelength. Indeed, it behaves, as a first approximation, like a cavity with two electric walls, corresponding respectively to the radiating element and to the ground plane, connected by a magnetic wall at losses which coincides with the perimeter of the radiating element. The frequencies at which such an antenna is capable of radiating are the various discrete resonance frequencies of the cavity corresponding to the Tmnp type modes in the direction perpendicular to the ground plane, with p = 0 due to the small dimension of this cavity according to this These frequencies are linked to the dimensions of the radiating element and the lower the greater these dimensions. Thus, when a working frequency is imposed, it is necessary to provide a radiating element large enough for at least one of the resonance frequencies of the cavity to coincide with the working frequency.

De plus, la bande passante d'une telle antenne, c'est-àdire la bande de fréquence à l'intérieur de laquelle le coefficient de réflexion à son entrée reste inférieur à un seuil donné, est relativement faible.In addition, the bandwidth of such an antenna, that is to say the frequency band within which the reflection coefficient at its input remains below a given threshold, is relatively low.

Ainsi, il apparaît qu'aucun dispositif connu ne permet d'obtenir à la fois une bonne adaptation entre l'antenne et le générateur, et un encombrement relativement réduit. En effet, une antenne "monopôle", chargée ou non, présente un encombrement réduit mais nécessite l'emploi d'un générateur puissant du fait de l'impossibilité d'adapter. Par contre, une antenne plaquée permet d'utiliser un générateur moins puissant du fait qu'il est possible d'adapter l'antenne à ce générateur, mais son encombrement est relativement important.Thus, it appears that no known device makes it possible to obtain both a good adaptation between the antenna and the generator, and a relatively small footprint. Indeed, a "monopole" antenna, loaded or not, has a reduced bulk but requires the use of a powerful generator due to the impossibility of adapting. On the other hand, a plated antenna makes it possible to use a less powerful generator because it is possible to adapt the antenna to this generator, but its size is relatively large.

La présente invention vise à pallier les inconvénients précédents en procurant un dispositif dans lequel l'antenne est simultanément adaptée et de dimensions réduites, ce qui permet de parvenir à un meilleur compromis qu'avec les dispositifs de l'art antérieur.The present invention aims to overcome the above drawbacks by providing a device in which the antenna is simultaneously adapted and of reduced dimensions, which makes it possible to reach a better compromise than with the devices of the prior art.

A cet effet, elle a pour objet un dispositif pour engendrer un rayonnement électromagnétique à au moins une fréquence de travail, comprenant au moins une antenne alimentée par au moins un générateur engendrant l'énergie à rayonner, ladite antenne comprenant un plan de masse, éventuellement conformé, et un élément rayonnant parallèle audit plan de masse, ledit élément rayonnant etant relie d'une part audit générateur par l'intermédiaire d'un premier fil conducteur et d'autre part audit plan de masse par l'intermédiaire d'un deuxième fil conducteur, caracterisé par le fait que ledit deuxième fil conducteur est disposé pour être parcouru par un courant à la fréquence de travail et pour être couplé par couplage inductif audit premier fil conducteur, à la frequence de travail.To this end, it relates to a device for generating electromagnetic radiation at at least one working frequency, comprising at least one antenna supplied by at least one generator generating the energy to be radiated, said antenna comprising a ground plane, possibly shaped, and a radiating element parallel to said ground plane, said radiating element being connected on the one hand to said generator by means of a first conductive wire and on the other hand to said ground plane by means of a second conducting wire, characterized in that said second conducting wire is arranged to be traversed by a current at the working frequency and to be coupled by inductive coupling to said first conducting wire, at the working frequency.

Dans le dispositif de l'invention, on ne dispose pas le deuxième fil conducteur, encore appelé fil de masse, comme dans les dispositifs connus dans le domaine spatial pour lesquels il se trouve raccordé à l'élément rayonnant en un point correspondant à un noeud de champ électrique à la fréquence de travail. Au contraire, on dispose le fil de masse pour qu'il soit parcouru par un courant à la fréquence de travail, c'est-à-dire qu'on le raccorde à l'élément rayonnant en un point ou le champ électrique à la fréquence de travail n'est pas nul. Le comportement de l'antenne plaquée à la fréquence de travail s'en trouve modifié. Notamment, et en première approximation, l'impédance équivalente à l'antenne, à la fréquence de travail, apparaît comme le résultat de la mise en série d'une première et d'une deuxième impédance, la première impédance étant celle du premier fil conducteur, ou fil d'alimentation, la deuxième impédance étant celle d'un circuit comprenant, en parallèle, l'impédance du condensateur ayant pour armatures l'élément rayonnant et le plan de masse, et l'impédance du fil de masse.L'impédance équivalente à l'antenne, telle qu'elle vient d'être décrite, est le siège de deux phénomènes de résonance, l'un relatif à une résonance de type série mettant en oeuvre l'ensemble de ses éléments constitutifs, l'autre relatif à une résonance de type parallèle mettant en oeuvre les seuls éléments dûs au fil de masse et au condensateur formé par l'élément rayonnant et le plan de masse. Du fait du couplage inductif entre le fil d'alimentation et le fil de masse, la fréquence de résonance parallèle reste toujours voisine de la fréquence de résonance série, ce qui, par exemple, augmente la valeur de la partie réelle de l'impédance équivalente à l'antenne au voisinage de la fréquence de résonance série, sans dégrader sa partie imaginaire qui reste proche de zéro.Ce phénomène de double résonance permet donc d'adapter l'antenne au générateur soit en jouant sur les dimensions géométriques de l'antenne pour amener son impédance d'entrée à la bonne valeur, soit en disposant, entre l'antenne et le générateur, un circuit d'adaptation de type connu.In the device of the invention, there is no second conducting wire, also called ground wire, as in the devices known in the space field for which it is connected to the radiating element at a point corresponding to a node. electric field at the working frequency. On the contrary, the ground wire is arranged so that it is traversed by a current at the working frequency, that is to say that it is connected to the radiating element at a point or the electric field at the working frequency is not zero. The behavior of the plated antenna at the working frequency is thereby modified. In particular, and as a first approximation, the impedance equivalent to the antenna, at the working frequency, appears as the result of the putting in series of a first and a second impedance, the first impedance being that of the first wire conductor, or supply wire, the second impedance being that of a circuit comprising, in parallel, the impedance of the capacitor having for armatures the radiating element and the ground plane, and the impedance of the ground wire. equivalent impedance to the antenna, as just described, is the seat of two resonance phenomena, one relating to a series type resonance employing all of its constituent elements, the another relating to a parallel type resonance using the only elements due to the ground wire and to the capacitor formed by the radiating element and the ground plane. Due to the inductive coupling between the supply wire and the ground wire, the parallel resonant frequency always remains close to the series resonant frequency, which, for example, increases the value of the real part of the equivalent impedance to the antenna in the vicinity of the series resonance frequency, without degrading its imaginary part which remains close to zero. This phenomenon of double resonance therefore makes it possible to adapt the antenna to the generator either by playing on the geometric dimensions of the antenna to bring its input impedance to the right value, either by having, between the antenna and the generator, an adaptation circuit of known type.

Cette propriété est générale et se retrouve, avec des paramètres d'antenne très différents, à des fréquences de travail qui peuvent être choisies quelconques.This property is general and is found, with very different antenna parameters, at working frequencies which can be chosen as desired.

Cependant, il est particulièrement intéressant de noter que le fonctionnement ci-dessus peut être obtenu pour des fréquences sensiblement inférieures aux fréquences de travail habituelles des antennes plaquées connues.However, it is particularly interesting to note that the above operation can be obtained for frequencies substantially lower than the usual working frequencies of known plated antennas.

Par exemple, pour un dispositif de l'art antérieur dont l'élément rayonnant est un carré de 2 x 2 cm, la fréquence minimale de travail est de 7,5 GHz, car cette fréquence correspond à celle du premier mode de résonance de la cavité délimitée par l'élément rayonnant et le plan de masse. Pour un dispositif conforme à l'invention pourvu du même élément rayonnant, il est possible de travailler à une fréquence de 1,8 GHz par exemple, avec un coefficient de réflexion à l'entrée de l'antenne de -11 dB, mesuré par rapport à 50 IL . Il est donc possible de transmettre une quantité d'énergie importante à l'antenne, sous une impédance de 50 R , à cette fréquence relativement basse. Cette énergie est ensuite rayonnée, aux pertes diélectriques et metalliques près de l'antenne, pertes qui restent très faibles.Il en résulte, que, dans les applications où les questions d'encombrement sont critiques, un dispositif conforme à la présente invention sera préférable aux dispositifs de l'art antérieur.For example, for a device of the prior art whose radiating element is a square of 2 x 2 cm, the minimum working frequency is 7.5 GHz, because this frequency corresponds to that of the first resonance mode of the cavity delimited by the radiating element and the ground plane. For a device according to the invention provided with the same radiating element, it is possible to work at a frequency of 1.8 GHz for example, with a reflection coefficient at the input of the antenna of -11 dB, measured by compared to 50 IL. It is therefore possible to transmit a large amount of energy to the antenna, at an impedance of 50 R, at this relatively low frequency. This energy is then radiated, at dielectric and metallic losses near the antenna, losses which remain very low. It follows that, in applications where the dimensions are critical, a device in accordance with the present invention will be preferable. to the devices of the prior art.

Par ailleurs, le dispositif de l'invention, mettant en oeuvre une antenne plaquée à double résonance, est de conception et de réalisation relativement simple, et présente une bande passante relativement large. Son diagramme de rayonnement reste sensiblement le même en fonction de la fréquence, et il est relativement proche d'un diagramme hémisphérique, sauf dans la direction perpendiculaire au plan de masse et à l'élément rayonnant. Enfin, le faible encombrement des antennes permet facilement leur utilisation avec un radôme, et en réseau. En effet, dans le cas d'une utilisation en réseau, le faible encombrement relatif de chaque antenne élémentaire réduit les phénomènes parasites d'interaction entre ces antennes élémentaires.Furthermore, the device of the invention, using a double resonance plated antenna, is of relatively simple design and construction, and has a relatively wide passband. Its radiation pattern remains substantially the same as a function of frequency, and it is relatively close to a hemispherical pattern, except in the direction perpendicular to the ground plane and to the radiating element. Finally, the small footprint of the antennas makes it easy to use them with a radome, and in a network. Indeed, in the case of use in a network, the small relative size of each elementary antenna reduces the parasitic phenomena of interaction between these elementary antennas.

Avantageusement, la distance entre le premier fil conducteur et le deuxième fil conducteur est inférieure à sensiblement le dizième de la longueur d'onde à la fréquence de travail.Advantageously, the distance between the first conducting wire and the second conducting wire is less than substantially one tenth of the wavelength at the working frequency.

Dans ce cas, le gain d'antenne obtenu est relativement grand.In this case, the antenna gain obtained is relatively large.

Avantageusement encore, le rapport entre les rayons du premier et du deuxième fils conducteurs est inférieur ou égal à sensiblement 0,75. Advantageously also, the ratio between the radii of the first and of the second conducting wires is less than or equal to substantially 0.75.

Dans ce cas, les fréquences de résonance série et parallèle sont très proches l'une de l'autre.In this case, the series and parallel resonant frequencies are very close to each other.

Dans une forme de réalisation particulière, une des dimensions dudit élément rayonnant est suffisante pour qu'une partie de l'énergie dudit générateur excite un mode de résonance de la cavité formée par ledit élément rayonnant et ledit plan de masse.In a particular embodiment, one of the dimensions of said radiating element is sufficient for a part of the energy of said generator to excite a resonance mode of the cavity formed by said radiating element and said ground plane.

Dans ce cas, on obtient un diagramme pratiquement hémisphérique, car l'élément rayonnant travaille en partie conformément à l'invention et en partie conformément à l'art antérieur relatif aux antennes plaquées connues. En effet, pour ces antennes connues, la direction perpendiculaire au plan de masse est une direction de rayonnement, ce qui compense l'absence de rayonnement dans cette direction pour le mode à double résonance de l'invention.In this case, a practically hemispherical diagram is obtained, because the radiating element works partly in accordance with the invention and partly in accordance with the prior art relating to known plated antennas. Indeed, for these known antennas, the direction perpendicular to the ground plane is a direction of radiation, which compensates for the absence of radiation in this direction for the double resonance mode of the invention.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de la forme de réalisation préférée du dispositif de rayonnement de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la fig. l représente une vue en perspective du dispositif de l'invention, - la fig. 2 représente les variations, en fonction de la fréquence, des parties réelle et imaginaire de l'impédance d'entrée de l'antenne du dispositif de la fig. 1, relevées expérimentalement, - la fig. 3 représente les variations,~ en fonction de la fréquence, du module du coefficient de réflexion à l'entrée de l'antenne du dispositif de la fig. 1, relevées expérimentalement et calculées théoriquement, - la fig. 4 représente les variations, en fonction de la direction d'observation, du gain de l'antenne du dispositif de la fig. 1, et, - la fig. 5 représente le schéma électrique équivalent à l'antenne du dispositif de la fig. 1.The present invention will be better understood on reading the following description of the preferred embodiment of the radiation device of the invention, made with reference to the accompanying drawings, in which - FIG. l shows a perspective view of the device of the invention, - fig. 2 represents the variations, as a function of the frequency, of the real and imaginary parts of the input impedance of the antenna of the device of FIG. 1, recorded experimentally, - fig. 3 shows the variations, ~ as a function of the frequency, of the modulus of the reflection coefficient at the input of the antenna of the device in FIG. 1, recorded experimentally and calculated theoretically, - fig. 4 shows the variations, as a function of the direction of observation, of the gain of the antenna of the device in FIG. 1, and, - fig. 5 shows the electrical diagram equivalent to the antenna of the device in FIG. 1.

En se référant à la figure 1, un dispositif pour engendrer un rayonnement électromagnétique comprend une antenne 1 alimentée par un générateur 2, ici par l'intermédiaire d'un câble coaxial 5. Le générateur 2 engendre l'énergie à rayonner à une fréquence de travail.Referring to FIG. 1, a device for generating electromagnetic radiation comprises an antenna 1 supplied by a generator 2, here by means of a coaxial cable 5. The generator 2 generates the energy to be radiated at a frequency of job.

L'antenne 2 comprend d'une part un plan de masse 11, et d'autre part un élément rayonnant 12, ici en forme de plaque plane, parallèle au plan de masse 11. Ici, l'élément rayonnant 12 est mécaniquement supporté par un substrat diélectrique 6, ici une structure connue de l'homme du métier sous le nom de "structure en nid d'abeille" d'épaisseur h faible par rapport aux dimensions de la plaque dans le plan horizontal. Un tel substrat a un comportement proche de celui de l'air, dans la mesure où il présente une constante diélectrique relative de 1,2 et des pertes très faibles.The antenna 2 comprises on the one hand a ground plane 11, and on the other hand a radiating element 12, here in the form of a flat plate, parallel to the ground plane 11. Here, the radiating element 12 is mechanically supported by a dielectric substrate 6, here a structure known to a person skilled in the art under the name of "honeycomb structure" of thickness h small compared to the dimensions of the plate in the horizontal plane. Such a substrate has a behavior close to that of air, insofar as it has a relative dielectric constant of 1.2 and very low losses.

Sur la figure 1, le plan de masse 11 et l'élément rayonnant 12 sont horizontaux. L'élément rayonnant 12 est relié au générateur 2 par un fil conducteur 3, perpendiculaire à cet élément rayonnant 12 et donc vertical sur la figure, qui est le conducteur central du coaxial 5. De façon connue, le conducteur extérieur du coaxial 5 est soudé à la face libre du plan de masse 11, le conducteur central 3, ou fil d'alimentation, se prolonge au delà du conducteur extérieur 5 pour traverser sans le toucher, le plan de masse 11, puis le substrat diélectrique 6, et il est soudé à l'élément rayonnant 12. L'élément rayonnant 12 est également relié au plan de masse 11 par l'intermédiaire d'un fil conducteur 4, ou fil de masse, perpendiculaire à l'élément rayonnant 12 et au plan de masse 11 et donc vertical sur la figure 1.Le fil de masse 4 est ici simplement soudé à une de ses extrémités, au plan de masse 11 et à son autre extrémité, à l'élément rayonnant 12.In Figure 1, the ground plane 11 and the radiating element 12 are horizontal. The radiating element 12 is connected to the generator 2 by a conducting wire 3, perpendicular to this radiating element 12 and therefore vertical in the figure, which is the central conductor of the coaxial 5. In known manner, the external conductor of the coaxial 5 is welded on the free face of the ground plane 11, the central conductor 3, or supply wire, extends beyond the external conductor 5 to pass through without touching it, the ground plane 11, then the dielectric substrate 6, and it is welded to the radiating element 12. The radiating element 12 is also connected to the ground plane 11 by means of a conducting wire 4, or ground wire, perpendicular to the radiating element 12 and to the ground plane 11 and therefore vertical in FIG. 1. The ground wire 4 is here simply welded at one of its ends, to the ground plane 11 and at its other end, to the radiating element 12.

Comme cela a déjà été signalé, le fil de masse 4 est disposé pour être parcouru par un courant à la fréquence de travail du générateur 2, et il est suffisamment proche du fil d'alimentation 3 pour être couplé, par couplage inductif à la fréquence de travail, à ce dernier. Cette condition est réalisée de manière satisfaisante lorsque la distance d entre le fil d'alimentation 3 et le fil de masse 4 est inférieure à sensiblement le dizième de la longueur d'onde à la fréquence de travail dans le substrat diélectrique 6, longueur d'onde qui est ici proche de la longueur d'onde rayonnée du fait de la valeur proche de 1 de la constante diélectrique relative de ce substrat 6. Le rayon al du fil d'alimentation 3 est inférieur au rayon a2 du fil de masse 4 et le rapport al/a2 est inférieur ou égal à sensiblement à 0,75.As already mentioned, the ground wire 4 is arranged to be traversed by a current at the working frequency of the generator 2, and it is close enough to the supply wire 3 to be coupled, by inductive coupling at the frequency of work, to the latter. This condition is satisfactorily achieved when the distance d between the supply wire 3 and the ground wire 4 is less than substantially one tenth of the wavelength at the working frequency in the dielectric substrate 6, length of wave which is here close to the radiated wavelength due to the value close to 1 of the relative dielectric constant of this substrate 6. The radius al of the power wire 3 is less than the radius a2 of the ground wire 4 and the ratio al / a2 is less than or equal to substantially 0.75.

Le demandeur a en effet observé que lorsque les conditions sur la distance d et sur le rapport a1/a2 sont remplies, un gain d'antenne relativement grand est obtenu pour le dispositif.The applicant has in fact observed that when the conditions on the distance d and on the ratio a1 / a2 are met, a relatively large antenna gain is obtained for the device.

La forme de l'élément rayonnant 12 n'est pas critique, et elle peut être quelconque, et notamment rectangulaire, circulaire, ovale, et ainsi de suite. Par contre, et comme cela sera mieux compris dans la suite, la valeur de la surface de l'élément rayonnant 12 a une influence sur la valeur de la fréquence de travail.The shape of the radiating element 12 is not critical, and it can be arbitrary, and in particular rectangular, circular, oval, and so on. On the other hand, and as will be better understood below, the value of the surface of the radiating element 12 has an influence on the value of the working frequency.

Les emplacements du fil d'alimentation 3 et du fil de masse 4 relativement à l'élément rayonnant 12 ne sont pas critiques, à condition, évidemment, que le point de l'élément rayonnant 12 auquel est relié le fil de masse 4 ne soit pas un noeud de champ électrique à la fréquence de travail, puisqu'il est primordial que ce fil de masse 4 soit parcouru par un courant à la fréquence de travail. I1 semble cependant préférable que les points de raccordement de l'élément rayonnant 12 au fil d'alimentation 3 et au fil de masse 4 se situent dans la zone centrale de l'élément rayonnant 12, de façon à éviter des perturbations susceptibles d'apparaître si ces points de raccordement sont trop proches des bords de l'élément rayonnant.The locations of the supply wire 3 and the ground wire 4 relative to the radiating element 12 are not critical, provided, of course, that the point of the radiating element 12 to which the ground wire 4 is connected is not an electric field node at the working frequency, since it is essential that this ground wire 4 is traversed by a current at the working frequency. I1 however seems preferable that the points of connection of the radiating element 12 to the supply wire 3 and to the ground wire 4 are located in the central zone of the radiating element 12, so as to avoid disturbances liable to appear. if these connection points are too close to the edges of the radiating element.

Comme cela a déjà été expliqué, le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit repose sur un phénomène de double résonance qui se produit pour l'antenne constituée par le plan de masse 11, le fil d'alimentation 3, l'élément rayonnant 12 et le fil de masse 4.As already explained, the operation of the device which has just been described is based on a phenomenon of double resonance which occurs for the antenna constituted by the ground plane 11, the supply wire 3, the radiating element. 12 and the ground wire 4.

Comme cela sera mieux compris dans la suite à propos du schéma équivalent de cette antenne, celle-ci est le siège d'une résonance de type série, et d'une résonance de type parallèle. Si la fréquence de résonance de type série était très éloignée de la fréquence de résonance de type parallèle, l'antenne ne pourrait fonctionner efficacement sur aucune de ces deux fréquences, car pour chacune d'entre elles, les valeurs des parties réelle et imaginaire de l'impédance d'entrée ne sont pas simultanément dans les bonnes conditions, c'est-à-dire que la partie réelle n'a pas une valeur suffisamment proche de 50gL , par exemple, lorsque la partie imaginaire est nulle. L'adaptation de l'antenne ne serait donc pas possible.Par contre, dans le dispositif de l'invention, les fréquences de résonance restent assez proches l'une de l'autre pour que la présence de la résonance de type parallèle augmente la valeur de la partie réelle de l'impédance équivalente à l'antenne au voisinage de la résonance de type série. La valeur élevée de l'impédance d'entrée de l'antenne rend facile son adaptation à 50 t; par un circuit d'adaptation du type connu de l'homme du métier.As will be better understood in the following with regard to the equivalent diagram of this antenna, the latter is the seat of a resonance of the series type, and of a resonance of the parallel type. If the series resonance frequency were very far from the parallel resonance frequency, the antenna could not operate efficiently on either of these two frequencies, because for each of them, the values of the real and imaginary parts of the input impedance is not simultaneously in the right conditions, that is to say that the real part does not have a value close enough to 50gL, for example, when the imaginary part is zero. Adaptation of the antenna would therefore not be possible. On the other hand, in the device of the invention, the resonance frequencies remain close enough to each other so that the presence of the parallel type resonance increases the value of the real part of the equivalent impedance at the antenna near the series resonance. The high value of the antenna input impedance makes it easy to adapt it to 50 t; by an adaptation circuit of the type known to those skilled in the art.

Par ailleurs, et bien que le phénomène de double résonance puisse être mis en oeuvre pour une fréquence de travail quelconque, il est particulièrement intéressant que ce phénomène puisse se produire à des fréquences nettement inférieures aux fréquences de travail habituelles des antennes plaquées, ce qui comme on l'a vu, confère un encombrement réduit au dispositif de l'invention, et facilite son utilisation en réseau.Furthermore, and although the phenomenon of double resonance can be implemented for any working frequency, it is particularly interesting that this phenomenon can occur at frequencies significantly lower than the usual working frequencies of the plated antennas, which as as we have seen, gives a reduced bulk to the device of the invention, and facilitates its use in a network.

Par exemple, la longueur d'onde de travail peut atteindre 8 à 10 fois la plus grande dimension de 1 'élément rayonnant.For example, the working wavelength can reach 8 to 10 times the largest dimension of the radiating element.

Le phénomène de double résonance est illustré sur la figure 2, qui représente les variations de la partie réelle et de la partie imaginaire de l'impédance d'entrée ZE de l'antenne 1, relevée expérimentalement, pour une antenne présentant les caractéristiques géométriques suivantes - élément rayonnant de forme carrée de 2 cm de côté, - distance b de 0,6 cm entre fil d'alimentation 3 et fil
de masse 4, - rayon al de 600 microns pour le fil d'alimentation 3, - rayon a2 de 800 microns pour le fil de masse 4, et, - épaisseur h de 1,37 cm pour le substrat
diélectrique 6.The phenomenon of double resonance is illustrated in FIG. 2, which represents the variations of the real part and the imaginary part of the input impedance ZE of the antenna 1, recorded experimentally, for an antenna having the following geometric characteristics - 2 cm square radiating element, - distance 0.6 cm b between supply wire 3 and wire
of mass 4, - radius al of 600 microns for supply wire 3, - radius a2 of 800 microns for mass wire 4, and, - thickness h of 1.37 cm for the substrate
dielectric 6.

Sur la figure 2, la partie réelle de l'impédance d'entrée est représentée en trait plein, et la partie imaginaire en trait pointillé, et les valeurs des fréquences de résonance série et parallèle sont notées fs et fp respectivement.In FIG. 2, the real part of the input impedance is shown in solid lines, and the imaginary part in dotted lines, and the values of the series and parallel resonant frequencies are noted fs and fp respectively.

La fréquence fs vaut ici approximativement 1,8 GHz et la fréquence fp 1,7 GHz. La partie réelle de l'impédance d'entrée passe par un maximum au voisinage de la fréquence fp, maximum qui vaut approximativement 160 et décroit ensuite, mais, au voisinage de la fréquence f5, pour laquelle la partie imaginaire s'annule, la partie réelle vaut encore approximativement 110 , ce qui permet une adaptation relativement bonne.The frequency fs here is approximately 1.8 GHz and the frequency fp 1.7 GHz. The real part of the input impedance passes through a maximum near the frequency fp, maximum which is worth approximately 160 and then decreases, but, near the frequency f5, for which the imaginary part is canceled, the part real value is still approximately 110, which allows a relatively good adaptation.

Ceci est illustré sur la figure 3, qui montre les variations du coefficient de réflexion à l'entrée. La courbe en trait plein représente un relevé expérimental, tandis que la courbe en trait pointillé représente les variations théoriques, obtenues à partir du schéma équivalent qui sera exposé dans la suite. La figure 3 montre un accord relativement bon entre la théorie et l'expérience, le coefficient de réflexion à l'entrée, noté sll présentant, au voisinage de la fréquence f5, un minimum accusé atteignant environ -11 dB.This is illustrated in Figure 3, which shows the variations in the reflection coefficient at the input. The solid line curve represents an experimental survey, while the dotted line curve represents the theoretical variations, obtained from the equivalent diagram which will be explained below. FIG. 3 shows a relatively good agreement between theory and experiment, the reflection coefficient at the input, denoted sll presenting, in the vicinity of the frequency f5, a minimum charge reaching around -11 dB.

La bande passante, à l'intérieur de laquelle le coefficient de réflexion reste à moins de 3dB de sa valeur minimale, est de 28 %. The bandwidth, within which the reflection coefficient remains within 3dB of its minimum value, is 28%.

La figure 4 représente le gain "réalisé" du dispositif en fonction de l'angle e entre la direction d'observation et la perpendiculaire 10 à l'élément rayonnant 12 et au plan de masse 11 de la figure 1. Le gain dit "réalisé" est le gain de l'antenne, compte tenu de tous les facteurs qui peuvent affecter la transformation de la puissance du générateur 2 en puissance rayonnée, comme la désadaptation entre le générateur 2 et l'antenne 1, même si, comme on l'a vu, celle-ci reste faible, les pertes dans le diélectrique de l'antenne, et les pertes dans les conducteurs métalliques, qui sont également faibles.FIG. 4 represents the gain "realized" of the device as a function of the angle e between the direction of observation and the perpendicular 10 to the radiating element 12 and to the ground plane 11 of FIG. 1. The gain known as "realized" "is the gain of the antenna, taking into account all the factors which can affect the transformation of the power of generator 2 into radiated power, such as the mismatch between generator 2 and antenna 1, even if, as we saw, it remains low, the losses in the dielectric of the antenna, and the losses in the metallic conductors, which are also low.

La courbe de gain de la figure 4 est donc très proche de la courbe de directivité qui n'a donc pas été représentée dans un souci de simplicité.The gain curve in FIG. 4 is therefore very close to the directivity curve which has therefore not been shown for the sake of simplicity.

I1 apparaît que le rayonnement est du même type que celui obtenu avec un simple fil perpendiculaire à un plan de masse ("monopôle"), c'est-à-dire - lobe à symétrie de révolution, - rayonnement maximal parallèlement au plan de masse, rayonnement nul perpendiculaire à l'antenne, - polarisation linéaire avec champ électrique dans un plan perpendiculaire à l'antenne, - couverture presque hémisphérique sauf dans l'axe (la directivité d'une antenne idéale est de 3 dB). I1 appears that the radiation is of the same type as that obtained with a simple wire perpendicular to a ground plane ("monopole"), that is to say - lobe with symmetry of revolution, - maximum radiation parallel to the ground plane , zero radiation perpendicular to the antenna, - linear polarization with electric field in a plane perpendicular to the antenna, - almost hemispherical coverage except in the axis (the directivity of an ideal antenna is 3 dB).

Néanmoins les effets de bord du support et dans une moindre mesure ceux dus à la forme de la structure introduisent quelques déformations. Nevertheless the edge effects of the support and to a lesser extent those due to the shape of the structure introduce some deformations.

Sur l'exemple considéré, le rayonnement a une directivité maximale de +3 dB, le gain "réalisé" maximal de l'antenne est de 2.5 dB, c'est-à-dire à 0.5 dB du maximum possible avec un tel diagramme de rayonnement.In the example considered, the radiation has a maximum directivity of +3 dB, the maximum "realized" gain of the antenna is 2.5 dB, that is to say 0.5 dB of the maximum possible with such a diagram. radiation.

La chute du gain pour un angle e de 90 degrés provient de la diffraction par les arêtes du plan de masse.The fall in gain for an angle e of 90 degrees comes from diffraction by the edges of the ground plane.

Ces caractéristiques se retrouvent quelle que soit la fréquence de travail choisie.These characteristics are found regardless of the working frequency chosen.

Sur la figure 5, on a représenté l'impédance équivalente à l'antenne 1, c'est-à-dire l'impédance vue par le générateur 2 qui alimente l'antenne. Le schéma de la figure 5 est en particulier utile pour la détermination des caractéristiques géométriques de l'antenne 1 lorsque l'on a défini le comportement électrique optimal souhaité pour celle-ci.In Figure 5, there is shown the equivalent impedance to the antenna 1, that is to say the impedance seen by the generator 2 which supplies the antenna. The diagram in FIG. 5 is particularly useful for determining the geometrical characteristics of the antenna 1 when the optimal electrical behavior desired for the latter has been defined.

Sur la figure 5 - Lm représente l'inductance du fil de masse 4, rm sa
résistance de rayonnement, - Lco représente l'inductance du fil d'alimentation 3,
rco sa résistance de rayonnement, - M est l'inductance de mutuelle entre le fil de masse 4
et le fil d'alimentation 3, - C est la capacité du condensateur ayant pour armatures
l'élément rayonnant 12 et le plan de masse 11, et, - rM est une résistance de rayonnement de "mutuelle" qui
décrit au niveau de l'énergie rayonnée l'interaction
entre les deux fils, ctest-à-dire qui traduit le fait
que l'énergie rayonnée par les deux fils simultanément
diffère de la somme des énergies qui seraient
rayonnées par chacun d'entre eux en l'absence de
l'autre.In Figure 5 - Lm represents the inductance of the ground wire 4, rm sa
radiation resistance, - Lco represents the inductance of the supply wire 3,
rco its radiation resistance, - M is the mutual inductance between the ground wire 4
and the supply wire 3, - C is the capacitance of the capacitor having for armatures
the radiating element 12 and the ground plane 11, and, - rM is a "mutual" radiation resistance which
describes at the level of the radiated energy the interaction
between the two sons, that is to say which translates the fact
that the energy radiated by the two wires simultaneously
differs from the sum of the energies that would be
radiated by each of them in the absence of
the other.

Ces différents paramètres sont reliés par des formules analytiques de type connu aux caractéristiques géométriques de l'antenne 1. Toutefois, avant d'entrer dans le détail de ces formules pour deux exemples particuliers d'antenne, il est intéressant de noter que, si l'on suppose le couplage nul entre le fil d'alimentation 4 et le fil de masse 3, ce qui entraîne la nullité de M et de rM, l'impédance équivalente de l'antenne 1 apparaît comme résultant de la mise en série de l'impédance équivalente au fil d'alimentation 3 et d'un ensemble comprenant, en parallèle, le condensateur
C et l'impédance équivalente au fil de masse 4.Une telle impédance présente une résonance parallèle, qui est la résonance du condensateur C avec l'inductance Lm du fil de masse, et une résonance série, qui est la résonance du circuit parallèle précédent avec l'inductance Lco du fil d'alimentation. L'introduction du couplage entre les fils, et donc de paramètres M et rM non nuls modifie le schéma, comme cela apparaît sur la figure 5, pour rapprocher les fréquences de résonance série et parallèle.These different parameters are linked by analytical formulas of known type to the geometric characteristics of the antenna 1. However, before going into the detail of these formulas for two particular examples of antenna, it is interesting to note that, if the '' suppose the zero coupling between the supply wire 4 and the ground wire 3, which leads to the nullity of M and of rM, the equivalent impedance of the antenna 1 appears as resulting from the placing in series of l equivalent impedance to the supply wire 3 and to an assembly comprising, in parallel, the capacitor
C and the equivalent impedance to the ground wire 4. Such an impedance has a parallel resonance, which is the resonance of the capacitor C with the inductance Lm of the ground wire, and a series resonance, which is the resonance of the preceding parallel circuit with the inductance Lco of the supply wire. The introduction of the coupling between the wires, and therefore of non-zero parameters M and rM modifies the diagram, as appears in FIG. 5, to bring the series and parallel resonance frequencies closer.

Dans le cas d'un élément rayonnant 12 de forme circulaire, de rayon R, les formules analytiques permettant le calcul des éléments du schéma équivalent sont les suivantes

In the case of a radiating element 12 of circular shape, of radius R, the analytical formulas allowing the calculation of the elements of the equivalent scheme are the following

où: h : épaisseur du substrat diélectrique, : :permittivité relative du substrat diélectrique,
R : rayon de l'élément rayonnant, al et a2 : rayons des fils d'alimentation et de masse, d : distance entre les deux fils, vO : vitesse de la lumière dans le vide, : :vitesse de la lumière dans le substrat, 9 : l'impédance caractéristique du vide, g :constante d'Euler (1.781).

where: h: thickness of the dielectric substrate,:: relative permittivity of the dielectric substrate,
R: radius of the radiating element, a1 and a2: radii of the supply and ground wires, d: distance between the two wires, vO: speed of light in a vacuum,:: speed of light in the substrate , 9: the characteristic impedance of the vacuum, g: Euler constant (1.781).

Dans le cas d'un élément rayonnant 12 de forme rectangulaire de longueur L et de largeur W, les formules analytiques du schéma équivalent sont les suivantes
C = Co +2 Ce1 + 2 Ce2 avec Co = #o #r LW/h Cel et Ce2 étant des capacités de bord dues à l'épanouissement des lignes de champ données par les formules

ou h : épaisseur du substrat diélectrique, : :permittivité relative du substrat diélectrique,
L,W: dimensions de l'élément rayonnant, al et a2 : rayons des fils d'alimentation et de masse, d : distance entre les deux fils, vO : vitesse de la lumière dans le vide, : :vitesse de la lumière dans le diélectrique, p :impédance caractéristique du vide, g : constante d'Euler (1.781).In the case of a radiating element 12 of rectangular shape of length L and width W, the analytical formulas of the equivalent scheme are as follows
C = Co +2 Ce1 + 2 Ce2 with Co = #o #r LW / h Cel and Ce2 being edge capacities due to the development of the field lines given by the formulas

or h: thickness of the dielectric substrate,:: relative permittivity of the dielectric substrate,
L, W: dimensions of the radiating element, al and a2: radii of the supply and ground wires, d: distance between the two wires, vO: speed of light in a vacuum,:: speed of light in the dielectric, p: characteristic vacuum impedance, g: Euler constant (1.781).

Dans le cas d'un élément rayonnant de forme quelconque, il est à la portée de l'homme du métier d'adapter les formules précédentes, qui à l'exception de la formule donnant la mutuelle et la résistance de rayonnement de mutuelle, sont bien connues. I1 est à noter que la formule donnant rM ne dépend pas de la forme de l'élément rayonnant, et peut donc être utilisée dans tous les cas.In the case of a radiating element of any shape, it is within the reach of the skilled person to adapt the above formulas, which with the exception of the formula giving the mutual and the radiation resistance of mutual, are well known. It should be noted that the formula giving rM does not depend on the shape of the radiating element, and can therefore be used in all cases.

Ces formules ont été établies en supposant que le plan de masse se comporte comme un réflecteur. Cette approximation est d'autant plus valable que ses dimensions sont grandes devant la longueur d'onde de travail. Dans le cas contraire, les valeurs des résistances de rayonnement rm, rco, rM données ci-dessus sont à diviser par 2.These formulas have been established by assuming that the ground plane behaves like a reflector. This approximation is all the more valid as its dimensions are large compared to the working wavelength. Otherwise, the values of the radiation resistances rm, rco, rM given above are to be divided by 2.

Le schéma équivalent et les formules précédentes permettent d'utiliser le procédé suivant pour déterminer les caractéristiques géométriques d'une antenne devant avoir un comportement donné.The equivalent diagram and the previous formulas allow the following method to be used to determine the geometric characteristics of an antenna which must have a given behavior.

Tout d'abord, on choisit la valeur de la surface de l'élément rayonnant et de la constante gr pour obtenir une fréquence approximative de fonctionnement proche de la fréquence de travail souhaitée. Ceci est rendu possible car la valeur de la surface de l'élément rayonnant et celle de r imposent, lorsqu'un choix de forme a été fait pour l'élément rayonnant, choix qui n'est pas critique, une valeur de la capacité C. La fréquence approximative de fonctionnement est celle pour laquelle le coefficient de réflexion à l'entrée, calculé à partir des éléments du schéma équivalent, passe par un minimum.First of all, the value of the surface of the radiating element and of the constant gr is chosen to obtain an approximate operating frequency close to the desired working frequency. This is made possible because the value of the surface of the radiating element and that of r impose, when a choice of shape has been made for the radiating element, choice which is not critical, a value of the capacity C The approximate operating frequency is that for which the input reflection coefficient, calculated from the elements of the equivalent scheme, passes through a minimum.

Ensuite, on fait varier les valeurs des paramètres a1, a2 et d, qui régissent le couplage entre les deux fils, pour obtenir un rapprochement des deux fréquences de résonance. Comme ce rapprochement se traduit par une réduction de la valeur minimale du coefficient de réflexion, on utilise encore les variations du coefficient de réflexion comme critère pour faire varier les paramètres al, a2 et d de façon à obtenir, au voisinage de la fréquence de travail, le coefficient de réflexion à l'entrée aussi faible que possible.Then, the values of the parameters a1, a2 and d, which govern the coupling between the two wires, are varied, in order to obtain a bringing together of the two resonant frequencies. As this approximation results in a reduction of the minimum value of the reflection coefficient, we still use the variations of the reflection coefficient as a criterion to vary the parameters al, a2 and d so as to obtain, in the vicinity of the working frequency , the reflection coefficient at the input as low as possible.

A titre d'exemple, si la fréquence de rayonnement de l'antenne doit être de 2 GHz avec un substrat diélectrique en nid d'abeilles de constante r = 1.2, alors, sachant qu'une diminution de la surface S du plan métallique supérieur, de forme carrée, augmente la fréquence à laquelle se situe le minimum du coefficient de réflexion, une recherche des paramètres géométriques optimaux s'effectue de la façon suivante.For example, if the antenna radiation frequency must be 2 GHz with a dielectric honeycomb substrate of constant r = 1.2, then, knowing that a decrease in the surface S of the upper metallic plane , square in shape, increases the frequency at which the minimum of the reflection coefficient is located, a search for optimal geometric parameters is carried out as follows.

1.Choix de la surface S : recherche de la fréquence l.l.Premier essai S = 5 cm x 5 cm; d = 1.5 cm; a1 = 450 e m, a2 = 600fi;
h = 1 cm; r - 1.2
Résultat issu du schéma équivalent f =895 MHZ S11min = -1.52 dB.1. Choice of surface S: search for frequency ll First test S = 5 cm x 5 cm; d = 1.5 cm; a1 = 450 em, a2 = 600fi;
h = 1 cm; r - 1.2
Result from the equivalent diagram f = 895 MHZ S11min = -1.52 dB.

1.2.Deuxième essai
S = 2 cm x 2 cm; d = 1.5 cm; a1 = 450 #m, a2 = 600 m;
h = 1 cm; #r = 1.2
Résultat issu du schéma équivalent f =2.245 GHz S11min = -7.13 dB.1.2 Second test
S = 2 cm x 2 cm; d = 1.5 cm; a1 = 450 #m, a2 = 600 m;
h = 1 cm; #r = 1.2
Result from the equivalent diagram f = 2.245 GHz S11min = -7.13 dB.

fréquence fixée approximativement.frequency fixed approximately.

2.Choix des rayons al, a2 et de la distance d recherche du S1loptimum 2.1.Premier essai
S = 2 cmx 2 cm; d = 1.5 cm; a1 = 300m, a2 = 600#m;
h = 1 cm; #r = 1.2
Résultat issu du schéma équivalent f = 2.19 GHz S11min = -7.7 dB.2.Choice of radii a1, a2 and the search distance of S1loptimum 2.1.First test
S = 2 cm x 2 cm; d = 1.5 cm; a1 = 300m, a2 = 600 # m;
h = 1 cm; #r = 1.2
Result from the equivalent diagram f = 2.19 GHz S11min = -7.7 dB.

2.2.Deuxième essai
S = 2 cmx 2 cm; d = 1.5 cm; a1 = 100#m, a2 = 600#m;
h = 1 cm; r = 1.2
Résultat issu du schéma équivalent f = 2.1 GHz S11min = -9.6 dB.2.2 Second test
S = 2 cm x 2 cm; d = 1.5 cm; a1 = 100 # m, a2 = 600 # m;
h = 1 cm; r = 1.2
Result from the equivalent diagram f = 2.1 GHz S11min = -9.6 dB.

2.3.Troisième essai S = 2 cm x 2 cm; d = 1 cm; a1 = 100 #m, a2 = 800 #m;
h = 1 cm; #r = 1.2
Résultat issu du schéma équivalent f = 2.05 GHz 5îlmin = -12.6 dB.2.3.Third test S = 2 cm x 2 cm; d = 1 cm; a1 = 100 #m, a2 = 800 #m;
h = 1 cm; #r = 1.2
Result from the equivalent scheme f = 2.05 GHz 5îlmin = -12.6 dB.

Le troisième essai donne les cotes définitives de l'antenne afin qu'elle fonctionne à 2 GHz avec un coefficient de réflexion de -12 dB.The third test gives the final dimensions of the antenna so that it operates at 2 GHz with a reflection coefficient of -12 dB.

Lorsque, comme cela a déjà été signalé, on désire que le dispositif fonctionne simultanément conformément à l'invention et conformément à l'art antérieur, pour obtenir un diagramme de rayonnement pratiquement hémisphérique, on prévoit un élément rayonnant allongé, par exemple en forme de bande. La plus grande des dimensions de cette bande assure le fonctionnement selon un mode de cavité résonante, conforme à celui des antennes plaquées actuellement connues. La faible surface de la bande permet d'augmenter la fréquence de travail selon le mode à double résonance conforme à l'invention, pour la faire coïncider avec la fréquence de résonance de la cavité résonante.When, as already indicated, it is desired that the device operates simultaneously in accordance with the invention and in accordance with the prior art, in order to obtain a practically hemispherical radiation diagram, an elongated radiating element is provided, for example in the form of bandaged. The largest of the dimensions of this strip ensures operation according to a resonant cavity mode, in accordance with that of the currently known plated antennas. The small surface area of the strip makes it possible to increase the working frequency according to the double resonance mode according to the invention, to make it coincide with the resonant frequency of the resonant cavity.

Naturellement, il est possible de modifier le dispositif de l'invention pour prévoir d'alimenter plusieurs éléments rayonnant tels que 12 par un ou plusieurs générateurs comme il est connu de le faire pour les antennes réseaux.Naturally, it is possible to modify the device of the invention to provide for supplying several radiating elements such as 12 by one or more generators as it is known to do for network antennas.

Dans tout ce qui précède, on a désigné, comme il est courant de le faire dans ce domaine, la métallisation inférieure réunie à la masse par l'expression plan de masse. Dans cette expression, le mot "plan" ne doit pas être pris dans son sens étroit désignant une surface rigoureusement plane, mais dans son sens large désignant une surface localement assimilable à une surface plane, mais susceptible d'être "conformée" pour épouser une surface non plane, par exemple le fuselage d'un aéronef.In all of the foregoing, we have designated, as is common in this area, the lower metallization joined to ground by the expression ground plane. In this expression, the word "plane" should not be taken in its narrow sense designating a rigorously planar surface, but in its broad sense designating a surface locally comparable to a planar surface, but susceptible of being "shaped" to marry a non-planar surface, for example the fuselage of an aircraft.

L'élément rayonnant est dans ce cas également "conformé" pour rester partout parallèle au "plan de masse conformé". The radiating element is in this case also "shaped" to remain everywhere parallel to the "shaped ground plane".

Claims

1. Device for generating electromagnetic radiation at at least one working frequency comprising at least one antenna (1) supplied by at least one generator (2) generating the energy to be radiated, said antenna comprising a ground plane (11), optionally shaped, and a radiating element (12) parallel to said ground plane (11), said radiating element (12) being connected on the one hand to said generator (2) via a first conductive wire (3) and on the other hand to said ground plane by means of a second conducting wire (4), characterized in that said second conducting wire (4) is arranged to be traversed by a current at the working frequency and to be coupled by inductive coupling to said first conducting wire (3), at the working frequency.

2. Device according to claim 1, in which the distance (b) between the first conducting wire (3) and the second conducting wire (4) is less than substantially one tenth of the wavelength at the working frequency.

3. Device according to one of claims 1 or 2, wherein the ratio between the radii (a1, a2) of the first (3) and the second (4) conductive wires is less than or equal to substantially 0.75.

4.- Device according to one of claims 1 to 3, wherein one of the dimensions of said radiating element (12) is sufficient for a part of the energy of said generator (2) to excite a resonance mode of the cavity formed by said radiating element (12) and said ground plane (11).