FR2746245A1

FR2746245A1 - Moyen de communication sans fil avec commutateur d'antenne

Info

Publication number: FR2746245A1
Application number: FR9702530A
Authority: FR
Inventors: Gregory R Black; Jason D Millard; Richard J Dombrowski
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Quarterhill Inc
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 1997-09-19
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: AR006224A1; GB2311415B; CA2199456A1; US5867127A; BR9700385B1; GB9704714D0; JP3347967B2; AU1493997A; FR2746245B1; JPH09270839A; DE19710226A1; CN1094021C; AU714193B2; SG65642A1; RU2145752C1; DE19710226C2; MX9701854A; BR9700385A; CA2199456C; CN1167415A

Abstract

Un moyen de communication sans fil (20) fournit un état d'adaptation entre un montage radio (28) et un ensemble d'antenne (26), en position sortie et en position rentrée, et cela avec une conception élégante, qui accroît la fiabilité et la capacité de production en réduisant le nombre et la complexité des composants et des pièces mécaniques mobiles. Un circuit d'adaptation (30), qui est reconfiguré en fonction d'un commutateur (32), sensible à la position de l'antenne, fournit les états d'adaptation. En outre, le commutateur (32) peut être réalisé comme faisant partie intégrante d'une borne d'alimentation (36), ladite borne (36) et une borne de masse (38) pouvant maintenir l'antenne en position et la borne de masse (38) pouvant maintenir un tube de guidage (52). Une autre possibilité est que le commutateur (32) puisse comprendre une diode (102) et un capteur. Le capteur est une tige (46) de l'ensemble d'antenne, qui créé et rompt le trajet électrique entre la borne d'alimentation et la borne de masse, pour changer l'état de la diode.

Description

Titre: Moyen de communication sans fil avec commutateur d'antenne Domaine

de l'invention La présente invention concerne, d'une manière générale, le domaine de la communication sans fil et plus particulièrement un moyen de communication sans fil. Bien que l'invention convienne pour une grande variété d'applications, elle est spécialement conçue pour être utilisée dans un radiotéléphone portable et sera décrite

dans ce contexte.

Arrière-plan de l'invention Les radiotéléphones équipés d'une antenne

télescopique rétractable sont connus dans la technique.

La demande de brevet Canadien publiée n 2 036 677 décrit un radiotéléphone possédant une antenne extensible, capable de recevoir des signaux à la fois en position sortie et en position rentrée. Cependant, cette demande de brevet ne tient pas compte du déséquilibre d'impédances de l'antenne en position sortie ou rentrée et n'offre pas de solution fournissant un état d'adaptation entre l'émetteur-récepteur radio et l'antenne. Cette demande de brevet, ainsi que le brevet US n 177 492, décrit également des mécanismes de fixation d'une antenne tige, fixés au boîtier du radiotéléphone, qui bloquent l'antenne tige pour la maintenir en position sortie ou rentrée. Les antennes télescopiques utilisées dans ces mécanismes sont relativement rigides à la jonction entre l'hélice et la tige, car il s'agit d'un point couplé électriquement à la borne d'alimentation radio lorsque l'antenne est en position rentrée. En conséquence, elles risquent d'être facilement endommagées

à la jonction si le radiotéléphone tombe.

Du fait que les antennes télescopiques rétractables possèdent, en général, un élément d'antenne long, flexible et linéaire, cet élément doit être guidé dans le radiotéléphone. Il est connu d'utiliser un trou formé dans le boîtier pour guider l'élément d'antenne linéaire, comme le décrit le brevet US n 5 177 492. Cette technique présente l'inconvénient d'augmenter le volume et le poids du radiotéléphone. Une autre technique connue

consiste à fixer un tube en forme de paille au boîtier.

Cette technique présente l'inconvénient d'exiger un pas d'assemblage spécifique au boîtier, qui, sinon, ne serait pas indispensable. Une autre technique connue est de fixer le tube en forme de paille à la carte imprimée, à

laquelle de nombreux pas d'assemblage sont déjà associés.

Cette technique présente l'inconvénient d'exiger l'ajout et le montage de composants supplémentaires de fixation sur une carte imprimée déjà surchargée, dans le seul but

de maintenir la paille.

On connaît également des radiotéléphones tels que décrits dans le brevet US 5 374 937, qui possèdent une antenne extensible qui utilise un seul circuit d'adaptation et une première borne d'alimentation pour coupler un circuit interne à l'antenne en position sortie, puis pour contourner le circuit d'adaptation en position rentrée, en couplant le circuit interne à l'antenne en position rentrée au moyen d'une seconde borne d'alimentation, placée à une certaine distance de la première borne d'alimentation. Cette technique présente l'inconvénient d'exiger la présence de deux bornes d'alimentation. Un autre inconvénient est que la partie d'antenne entre les deux bornes d'alimentation rayonne à l'intérieur du boîtier et risque d'interférer avec les composants électriques sensibles qui se trouvent

à l'intérieur du boîtier.

Des radiotéléphones possédant une antenne télescopique rétractable, un circuit d'adaptation d'impédance variable et une seule borne d'alimentation sont connus dans la technique. Un exemple de radiotéléphones de ce type est donné dans le brevet US n 335 368 et un autre est réalisé dans le modèle n TZ- 820B proposé par NEC. Ce dernier radiotéléphone possède un circuit d'adaptation d'impédance variable couplé à une antenne, le circuit d'adaptation étant composé de deux chemins parallèles de circuit, chaque chemin ayant une réactance unique. Ces types de circuits sont représentés sur la figure 1. Les chemins parallèles d'un circuit d'adaptation 10, ayant des composants réactifs L1, L2 et C, sont sélectionnés en réponse à la position d'une antenne 12 afin d'adapter l'impédance de l'antenne 12 à celle d'un connecteur coaxial 14. La sélection est effectuée par un commutateur bipolaire 16 à deux directions, disposé de telle façon que le commutateur soit basculé par l'extrémité inférieure de l'antenne 12, ce qui fait que les contacts mécaniques, S, passent d'une position normalement ouverte à une position fermée, lorsque l'antenne 12 est déplacée de la position sortie, indiquée par les lignes pleines, à la position rentrée, indiquée par les lignes pointillées. L'antenne 12 est maintenue dans ses positions respectives par un élément de maintien 22, fixé au boîtier 24 du radiotéléphone, et guidée par un tube de guidage 20. L'élément de maintien 22 a aussi pour fonction de coupler électriquement le commutateur à l'antenne. Outre un commutateur et un circuit d'adaptation à plusieurs chemins, une impédance de bouclage 18, couplée entre la masse et une extrémité de l'antenne 12, et le tube de guidage 20 couplé à la masse sont nécessaires pour fournir l'adaptation en

position rentrée.

Cette technique d'adaptation ne convient pas pour tous les radiotéléphones portables. Par exemple, elle exige des composants supplémentaires dans le circuit d'adaptation afin de fournir les deux états de connexion pour l'adaptation, ainsi qu'un commutateur relativement volumineux pour créer les états de connexion. Ces composants supplémentaires augmentent la taille du radiotéléphone, ce qui peut être un handicap car les radiotéléphones deviennent de plus en plus petits. En outre, le commutateur augmente la probabilité de connexion défectueuse dans le trajet du signal de transmission et de réception à haute sensibilité. De plus, cette technique présente l'inconvénient d'exiger une impédance de bouclage et un tube de guidage supplémentaires. Un radiotéléphone portable est donc nécessaire, qui fournit un état d'adaptation entre l'émetteur-récepteur et l'antenne télescopique rétractable dans ses deux positions et qui le fait grâce à une conception élégante, qui accroit la fiabilité et la capacité de production en réduisant le nombre et la complexité des composants et des pièces mécaniques mobiles. Un radiotéléphone portable est aussi nécessaire, qui, en cas de chute, ne s'abîme

pas facilement au point o la tige s'unit avec l'hélice.

De plus, un radiotélephone portable est nécessaire, qui possède un commutateur pouvant être activé par la position de l'antenne rétractable du radiotéléphone et o l'ajout de pièces de commutation mécaniques est réduit

sur le trajet du signal, de l'antenne à l'émetteur-

récepteur.

Brève description des dessins

La figure 1 est un schéma électrique général d'un

type de circuit d'adaptation classique.

La figure 2 est un schéma électrique général d'un premier mode de réalisation d'un radiotéléphone configuré

selon la présente invention.

La figure 3 est une projection sur un plan vertical, du côté droit, d'un deuxième mode de réalisation d'un radiotéléphone configuré selon la présente invention, avec une coupe partielle montrant

certains composants internes du radiotéléphone.

La figure 4 est une vue en perspective frontale, de dessous et du côté droit d'une carte imprimée, des bornes et de l'ensemble d'antenne du radiotéléphone représentés

sur la figure 3.

La figure 5 est une coupe transversale de l'antenne

et du manchon isolant représentés sur la figure 4.

La figure 6 est une projection frontale fragmentaire de la carte imprimée, d'une borne d'alimentation et des parties de l'ensemble d'antenne représentées sur la figure 4, lorsque l'antenne est en

position sortie.

La figure 7 est une coupe transversale fragmentaire de la carte imprimée, d'une borne de masse et de parties de l'ensemble d'antenne représentées sur la figure 4,

lorsque l'antenne est en position rentrée.

Les figures 8 et 9 sont des coupes transversales fragmentaires de la carte imprimée, d'une borne d'alimentation et de parties de l'ensemble d'antenne représentées sur les figure 3 et 4, lorsque l'antenne est en position sortie ou en position rentrée respectivement. La figure 10 est un schéma électrique général d'un troisième mode de réalisation d'un radiotéléphone

configuré selon la présente invention.

La figure 11 est un schéma électrique général d'un quatrième mode de réalisation d'un radiotéléphone

configuré selon la présente invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

Le moyen de communication sans fil décrit ici offre des avantages par rapport aux radiotéléphones portables connus, car il fournit un état d'adaptation entre le montage radio et l'antenne télescopique rétractable, en position sortie et en position rentrée, et réalise cela grâce à une conception qui réduit la complexité du

circuit d'adaptation et du commutateur.

Ces avantages, par rapport aux radiotéléphones classiques, sont principalement dus à un unique circuit d'adaptation, une unique borne d'alimentation et un commutateur qui contourne ou court-circuite le circuit d'adaptation. Généralement, lorsque l'antenne est en position sortie, le commutateur est ouvert, ainsi le circuit d'adaptation est couplé en série entre l'ensemble d'antenne et le montage radio. Dans cette configuration, le circuit d'adaptation a pour fonction d'adapter l'impédance élevée de l'ensemble d'antenne (environ 400 à 600 ohms) à l'impédance du montage radio (environ 50 ohms). Inversement, lorsque l'antenne est en position rentrée, le commutateur est fermé et le circuit d'adaptation est contourné, et n'assure plus la fonction d'adaptation, ou bien contourné et reconnecté en parallèle à l'antenne pour aider à assurer la fonction d'adaptation. Comme le montre la figure 2, dans un tel mode de réalisation configuré selon la présente invention, un moyen de communication sans fil, par exemple un radiotéléphone 20, comprend un boîtier 22, une carte imprimée 24, un ensemble d'antenne 26, un montage radio 28, un circuit d'adaptation 30, un commutateur 32, un plan de masse 34, une borne d'alimentation 36 et une borne de masse 38, couplée à une masse. La carte imprimée 24 est placée à l'intérieur du boîtier 22 et un montage radio 28, un circuit d'adaptation 30, un commutateur 32, une borne d'alimentation 36 et une borne de masse 38

peuvent être placés sur la carte imprimée 24.

Un ensemble d'antenne 26 comprend un manchon isolant 40 et une antenne, par exemple une antenne télescopique 42, ayant une première partie d'antenne, par exemple au moins une hélice 44, et une seconde partie

d'antenne, par exemple au moins une partie de la tige 46.

La première partie d'antenne est supportée par la seconde partie d'antenne et peut être électriquement couplée, par exemple à l'aide d'un contact électrique direct, à la seconde partie d'antenne. Le manchon isolant 40 peut être fixé au boîtier 22 et une antenne télescopique 42 peut se déplacer dans le manchon isolant 40, d'une position rentrée, représentée sur la figure 2, à une position sortie. En position sortie, la première partie de l'antenne est située à l'extérieur du boîtier et la seconde partie de l'antenne se trouve essentiellement à l'intérieur du boîtier. En outre, un premier emplacement de couplage 45 de l'antenne, par exemple l'extrémité inférieure de la seconde partie de l'antenne, est électriquement couplé, par exemple par un contact électrique direct, à une borne d'alimentation 36. En position rentrée, la première partie de l'antenne se trouve essentiellement à l'extérieur du boîtier 22 et la seconde partie de l'antenne est à l'intérieur du boîtier 22, près du plan de masse 34. De plus, la borne d'alimentation 36 est électriquement couplée, par exemple par un contact électrique direct, à un second emplacement de couplage 47 de l'antenne, par exemple l'extrémité inférieure de la première partie d'antenne et une borne de masse 38 est couplée électriquement, par exemple par un contact

électrique direct, au premier emplacement de couplage 45.

Une antenne télescopique 42 a plusieurs paramètres représentatifs de sa position par exemple l'emplacement physique de l'antenne télescopique 42 par rapport au boîtier 22 ou à la borne d'alimentation 36, l'impédance électrique de l'antenne télescopique 42 ou la force du

signal électrique reçu par l'antenne télescopique 42.

Le montage radio 28 peut être, par exemple, un duplexeur, un émetteur-récepteur, un récepteur, un modulateur, un démodulateur ou des rubans connectant les composants du montage radio 28 ou certaines combinaisons

de ces composants et rubans.

Le circuit d'adaptation 30 est couplé entre une borne d'alimentation 36 et un montage radio 28. Le circuit d'adaptation 30 peut être, par exemple, un circuit connecté en T avec un condensateur C sur un bras, une bobine d'inductance L1 sur l'autre bras et une bobine

d'inductance avec masse L2 dans le pied.

Le commutateur 32 est électriquement couplé entre la borne d'alimentation 36 et un montage radio 28, dans

une configuration parallèle au circuit d'adaptation 30.

Le commutateur 32 a pour tâche de changer d'état en réponse à une variation prédéterminée du paramètre de l'antenne, ce commutateur 32 pouvant, lorsqu'il change d'état, redéfinir ou réorganiser le circuit d'adaptation 30. Lorsque le commutateur 32 est dans un état, un montage radio 28 est directement couplé à la borne d'alimentation 36, en parallèle avec le circuit d'adaptation reconfiguré. Lorsque le commutateur 32 est dans un autre état, le montage radio 28 est couplé à la borne d'alimentation 36, par l'intermédiaire du circuit

d'adaptation 30.

Bien que le commutateur 32 et le circuit d'adaptation 30 soient représentés comme des composants séparés sur la figure 2, le commutateur 32 peut être un

sous-composant du circuit d'adaptation 30 ou un sous-

composant d'autres composants du radiotéléphone 20.

Le commutateur 32 peut comporter, par exemple, un commutateur unipolaire et unidirectionnel. Le commutateur 32 peut aussi comporter un capteur 48 ou le capteur peut

être extérieur au commutateur 32.

Le capteur 48 détecte une variation prédéterminée du paramètre de l'antenne. Le capteur 48 peut être, par exemple, le bras du commutateur unipolaire unidirectionnel qui est normalement ouvert lorsque l'antenne est sortie et qui est déplacé mécaniquement en position fermée par un contact physique avec l'extrémité inférieure de la seconde partie de l'antenne. En conséquence, le paramètre est la position de l'antenne rétractable par rapport au boîtier 22 ou à la borne d'alimentation 36 et la variation prédéterminée est un mouvement vers une position qui déplace le commutateur en position fermée. Sinon, il peut aussi être, par exemple, un capteur de proximité, qui mesure l'emplacement de l'antenne, un indicateur de force relative de signal, qui mesure la force du signal reçu par l'antenne télescopique 42 ou un pont d'impédance, qui mesure l'impédance de l'antenne télescopique 42. Dans chaque cas, le capteur envoie un signal de commande au commutateur 32 et ce dernier peut changer d'état en réponse au signal de commande. Concernant les caractéristiques électriques de l'antenne, l'impédance de l'antenne en position sortie est une première impédance, vue de la borne d'alimentation 36. En position rentrée, l'antenne a une seconde impédance, vue de la borne d'alimentation 36, qui est la combinaison parallèle de l'impédance de la première partie de l'antenne et de la seconde partie de l'antenne. De plus, du fait que le commutateur est fermé en position rentrée, le circuit d'adaptation est reconnecté et couplé entre la borne d'alimentation 36 et la masse, ce qui le place en connexion parallèle avec la première partie de l'antenne et la seconde partie de l'antenne. En conséquence, le circuit d'adaptation 30 peut être choisi non seulement pour adapter, sensiblement à la première impédance de l'antenne lorsqu'elle se trouve en position sortie à l'impédance du montage radio 28 (lorsque le circuit d'adaptation 30 est en série avec la borne d'alimentation 36 et le montage radio 28), mais aussi pour faciliter l'adaptation de la seconde impédance de l'antenne lorsqu'elle est en position rentrée à l'impédance du montage radio 28. En outre, les spécialistes de la technique comprendront que le commutateur peut être en état fermé lorsque l'antenne est dans une première position, par exemple, sortie, et en état ouvert lorsque l'antenne est dans une seconde position, par exemple, rentrée et qu'en conséquence, le circuit d'adaptation est en parallèle lorsque l'antenne

est sortie et en série lorsque l'antenne est rentrée.

La technique de sélection de la première impédance de l'antenne, de la seconde impédance de l'antenne et du circuit d'adaptation pour adapter sensiblement la première impédance de l'antenne et également, lors de la reconnexion, pour faciliter l'adaptation de la seconde impédance de l'antenne, peut facilement être comprise par les spécialistes de la technique. Par exemple, si l'antenne télescopique est choisie pour avoir une longueur électrique d'une demi-longueur d'onde, une première impédance en position sortie peut être comprise entre environ 400 et 600 ohms aux 1o fréquences de fonctionnement. Si un montage radio 28 a une impédance d'environ 50 ohms, ou une autre caractéristique de valeur du montage radio 28, un circuit d'adaptation 30 peut être choisi, qui adapte essentiellement la première impédance de l'antenne à

l'impédance du montage radio 28.

En outre, si la première partie de l'antenne est, par exemple, une hélice 44 et un petit segment de tige 46, choisi pour avoir une longueur électrique d'un quart de longueur d'onde, la première partie d'antenne aura une première impédance d'environ 50 ohms, vue de la borne d'alimentation 36, en position rentrée. De plus, si la seconde partie d'antenne est, par exemple, le segment restant de tige 46, choisi pour avoir une longueur électrique d'un quart de longueur d'onde, si elle se termine à la masse par l'intermédiaire d'une borne de masse 38 et si elle est placée à proximité du plan de masse 34, la seconde partie d'antenne apparaîtra comme étant essentiellement un circuit ouvert ayant une impédance qui est au moins d'un ordre de grandeur

supérieur à l'impédance de la première partie d'antenne.

En conséquence, la seconde impédance de l'antenne en position rentrée est sensiblement l'impédance de la première partie d'antenne seule, à savoir environ 50 ohms. Cette impédance de 50 ohms du montage radio 28 correspond sensiblement à la seconde impédance de 50 ohms

de l'antenne.

En conséquence, le circuit d'adaptation 30 reconnecté est choisi de façon à ce qu'il ne contribue pas de manière significative à l'adaptation, par exemple, l'impédance du circuit d'adaptation reconnecté peut avoir une impédance qui est d'un ordre de grandeur supérieur à

la seconde impédance.

Les spécialistes de la technique reconnaîtront que 0o diverses modifications et variations, s'ajoutant à celles déjà décrites, peuvent être apportées au radiotéléphone de la présente invention et à sa construction sans trahir l'esprit de la présente invention. A titre d'exemple, la démarcation entre la première et la seconde parties d'antenne peut être définie par une zone o la borne d'alimentation 36 est couplée avec l'antenne en position rentrée. En conséquence, la première partie d'antenne peut être une partie quelconque de la tige 46 ou toute la tige 46 et une partie de l'hélice 44. De plus, les première et seconde parties d'antenne peuvent être des éléments rayonnants de différentes formes. De même, d'autres configurations de commutateurs et un circuit d'adaptation peuvent être utilisés, le circuit d'adaptation étant monté en série avec le montage radio et la borne d'alimentation dans une configuration et monté en parallèle avec l'antenne dans une autre configuration. La seconde partie d'antenne, au lieu de faire un quart de longueur d'onde, de se terminer à la masse et d'être adjacente à un plan de masse, peut être d'une longueur d'onde différente, se terminer par une impédance ou être entourée par un tube conducteur mis à la masse. De même, le contact d'alimentation et le manchon isolant peuvent être le même composant, et le contact d'alimentation, le contact de masse ou le commutateur peut être, par exemple, placé sur le boîtier

ou sur un composant à l'intérieur du boîtier.

Nous allons maintenant décrire en détail un deuxième mode de réalisation d'un radiotéléphone configuré selon la présente invention. Lorsque cela est possible, les mêmes numéros de référence sont utilisés

afin d'éviter les répétitions et les descriptions

d'éléments semblables, déjà mentionnés et décrits plus haut. La figure 3 est une projection sur un plan vertical, du côté droit, d'un radiotéléphone 20 configuré selon la présente invention, avec une coupe partielle

montrant certains composants internes du radiotéléphone.

Cette illustration représente, entre autres choses, la relation physique entre l'ensemble d'antenne 26, en position sortie, et un boîtier 22 et une carte imprimée 24, placée dans le boîtier 22. Dans ce mode de réalisation, l'antenne de l'ensemble d'antenne 26 comprend un élément rayonnant linéaire 58 et un élément rayonnant en forme d'hélice 56, supporté par une extrémité de l'élément rayonnant linéaire 58. En position sortie, l'élément rayonnant en forme d'hélice 56 se trouve complètement à l'extérieur du boîtier 22 et l'élément rayonnant linéaire 58 est sensiblement à

l'extérieur du boîtier 22.

La figure 4 est une vue en perspective d'un ensemble d'antenne 26, en position rentrée et met en évidence la configuration physique de l'ensemble d'antenne 26 en fonction de la carte imprimée 24, de la borne d'alimentation 36 et de la borne de masse 38. Des composants optionnels de l'ensemble d'antenne 26 sont également représentés, il s'agit d'un tube 52 et d'un support de tube 54, qui est fixé à la carte imprimée 24 et qui maintient une extrémité du tube 52 dans une position fixe. L'autre extrémité du tube 52 est maintenue dans une position fixe par la borne de masse 38. Comme le montre la figure, la borne de masse 38 et la borne d'alimentation 36 sont fixées près d'un côté de la carte imprimée 24, aux extrémités opposées du côté. En position rentrée, la borne de masse 38 est en contact physique et électrique direct avec la première partie de la seconde partie de l'antenne et la borne d'alimentation 36 est en contact physique et électrique direct avec la seconde partie de la seconde partie de l'antenne. De même, le manchon isolant 40, qui est fixé sur le boîtier 22 dans ce mode de réalisation, est représenté près de la borne

d'alimentation 36.

Un tube 52 peut être composé d'une matière non conductrice, comme le plastique, et sert à guider l'antenne, de la position sortie à la position rentrée, lorsque l'antenne se déplace à l'intérieur du tube 52. En outre, un tube 52 peut être recouvert d'une matière conductrice, ou être constitué entièrement d'une matière conductrice, et couplé à une masse. Dans cette configuration, un tube 52 peut être utilisé pour agir sur la première partie de l'antenne, vue de la borne d'alimentation 36, pour qu'elle apparaisse comme une impédance relativement élevée par rapport à celle de la

seconde partie de l'antenne.

La figure 5 est une coupe transversale de l'antenne et du manchon isolant représentés sur la figure 4, illustrant les détails d'une antenne télescopique 42 pour ce mode de réalisation. Un élément rayonnant en forme d'hélice 56 peut comprendre une hélice 44. Un élément rayonnant linéaire 58 peut comprendre une tige 46. Une autre possibilité est que l'élément rayonnant en forme d'hélice 56 et l'élément rayonnant linéaire 58 puissent être une combinaison d'éléments d'antenne en forme d'hélice et de tige. L'hélice 44 est fixée à une extrémité de la tige 46 par un moyen adéquat, par exemple une bague supérieure 64, qui est sertie sur la tige 46 et brasée à une extrémité de l'hélice 44, comme dans ce mode de réalisation. Un autre moyen équivalent et adéquat peut être utilisé pour fixer l'hélice 44 sur la tige 46, par exemple en soudant par points ou en brasant la bobine sur la tige; par ajustement serré ou insertion de l'extrémité de la bobine dans un trou formé à l'extrémité de la tige ou sur le côté de la tige; ou en utilisant la matière non conductrice entourant l'hélice 44 sur la tige 46. La bague inférieure 70 est fixée près ou à l'extrémité de la tige 46 et un collier 66 est placé près de l'autre extrémité de la tige 46, à un emplacement situé sous l'hélice 44. La bague et le collier peuvent être attachés de manière fixe à la tige par sertissage ou tout autre moyen adapté. Cette fixation physique fournit aussi une liaison électrique directe de la bague inférieure 70 et du collier 66 sur la tige 46. En conséquence, la bague inférieure 70 sert de premier emplacement de couplage sur l'antenne et le collier 66 sert de premier emplacement de couplage sur l'antenne. De plus, dans ce mode de réalisation particulier, la première partie de l'antenne s'étend du collier 66 jusqu'à l'hélice 44; et la seconde partie de l'antenne

s'étend du collier 66 à l'extrémité de la tige 46.

Cette structure particulière facilite l'application d'une matière non conductrice sur les pièces métalliques

de l'antenne qui ne doivent pas être exposées, c'est-à-

dire au moins une partie de la bague inférieure 70 et du collier 66. Par exemple si le second emplacement de couplage, par exemple le collier 66, est séparé du moyen de connexion de l'hélice 44 et de la tige 46, à savoir la bague supérieure 64, il est plus facile d'appliquer un revêtement 62 sur l'hélice 44, sur le segment de tige 46 entre le collier 66 et la bague supérieure 64, et sur une partie du collier 66, par exemple en utilisant la technique de moulage par injection. En outre, un manchon 68 peut être appliqué sur la partie restante de la tige

46, par moulage par injection.

Bien que ce mode de réalisation montre un collier 66 et une bague inférieure 70 en contact physique et électrique direct avec la tige 46, une matière non conductrice ou diélectrique pourrait isoler la bague et/ou le collier de la tige 46, et ainsi, être couplée par capacité à la tige 46 et former une partie de l'emplacement de couplage. En outre, la réactance du couplage capacitif peut être considérée comme une partie de l'impédance de l'antenne, vue du contact d'alimentation. De plus, la séparation du second emplacement de couplage du moyen de connexion par une distance prédéterminée, par exemple, la longueur du manchon isolant 40, offre également l'avantage d'éliminer la rigidité ajoutée, due au fait que le second emplacement

de couplage est au même point que le moyen de connexion.

Par rapport aux radiotéléphones connus, cela présente l'avantage d'employer une antenne télescopique qui, lorsqu'elle est rentrée, permet le fléchissement du moyen de connexion, ce qui empêche l'endommagement mécanique de la jonction si, par exemple, le radiotéléphone tombe et que l'élément rayonnant en forme d'hélice 56 heurte le

sol de façon à appliquer un couple au moyen de connexion La figure 6 est une projection frontale fragmentaire de la carte imprimée

24, d'une borne d'alimentation 36 et des parties de l'ensemble d'antenne 26 représentées sur la figure 4, lorsque l'antenne est en position sortie. Cette figure montre, entre autres choses, la caractéristique de la borne d'alimentation 36, qui n'est pas seulement couplée électriquement à l'antenne au niveau d'un premier emplacement de couplage, mais maintient également l'antenne en position sortie. En particulier, le premier emplacement de couplage, par exemple, une bague inférieure 70, a une première section d'une première épaisseur et une seconde section d'une seconde épaisseur, supérieure à la première épaisseur. Dans ce mode de réalisation particulier, la première épaisseur est un premier diamètre d'un bout de forme cylindrique 78 de la bague inférieure 70 et la seconde épaisseur est un second diamètre d'un anneau 72 formé sur ou hors de la bague inférieure 70. (Voir aussi la figure 5). Bien que l'anneau 72 encercle la bague inférieure 70, la première section peut être un bombement qui s'étend uniquement en partie autour de la bague

inférieure 70 ou s'étend tout autour, comme l'anneau 72.

La borne d'alimentation 36 comprend au moins un élément flexible, par exemple, deux éléments flexibles opposés, comme des ailes 74 qui agissent comme des ressorts à lames. L'élément flexible au nombre d'au moins un peut aussi être un dispositif à ressorts. L'antenne peut se déplacer au-delà des éléments flexibles vers et de la position sortie et vers et de la position rentrée, les éléments flexibles se déplaçant, sous l'effet des irrégularités de la forme de l'antenne, dans une direction essentiellement perpendiculaire au mouvement de l'antenne. Les ailes 74 appliquent une force accrue lorsqu'elles sont poussées vers l'extérieur, hors de l'antenne, et sont élastiques, de façon à revenir en position de repos. Une extrémité inférieure 76 du manchon isolant 40, qui peut être de forme cylindrique, a un diamètre inférieur au second diamètre, et ainsi, limite le mouvement de l'antenne de la position rentrée à la

position sortie.

De plus, en se déplaçant vers la position sortie, l'anneau 72 passe par les ailes 74 avant la première section, l'augmentation, puis la diminution de la force de ressort exercée par les ailes 74, lorsque l'anneau 72 passe par les ailes 74, indiquent au radiotéléphone, par retour tactile ou de détente, que l'antenne est entièrement rentrée. Lorsque l'anneau 72 est passé par les ailes 74, celles-ci se déplacent vers l'intérieur pour toucher le bout 78. En conséquence, l'anneau 72 est maintenu entre les ailes 74 et l'extrémité inférieure 76

du manchon isolant par la force exercée par les ailes 74.

(L'élément portant le numéro de référence 86, qui apparaît sur la figure 6 est expliqué dans la discussion correspondante de la figure 8.) Un spécialiste de la technique comprendra que le moyen permettant de limiter le mouvement de l'antenne vers la position rentrée peut être réalisé par d'autres moyens, par exemple, un second anneau, formé sur l'antenne, et que le manchon isolant n'est pas indispensable pour que les ailes 74 maintiennent l'antenne. Par exemple, la bague inférieure 70 peut être constituée d'un anneau concave qui l'encercle et les ailes 74 reposant sur l'anneau concave peuvent maintenir

l'antenne en position sortie.

La figure. 7 est une coupe transversale fragmentaire d'une carte imprimée 24, d'une borne de masse 38 et des parties de l'ensemble d'antenne 26 représentées sur la figure 4, lorsque l'antenne est en position rentrée. Cette figure illustre, entre autres choses, la caractéristique de la borne de masse 38, qui n'est pas simplement couplée électriquement à l'antenne au niveau du second emplacement de couplage, mais maintient également l'antenne en position rentrée et maintient le tube 52. La borne de masse 38 comporte un élément rigide 82 et un élément flexible 80. Ces deux éléments peuvent être constitués en une seule pièce à partir d'une seule feuille de métal ou bien être deux éléments individuels, formant la borne de masse 38. L'élément rigide 82 peut être fixé à une carte imprimée 24, ainsi que l'élément flexible 80, l'élément rigide 82 pouvant se déplacer par o rapport à l'élément flexible 80. L'élément flexible 80 peut être, par exemple, un ressort à lames ou un dispositif à ressorts et peut se déplacer dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'élément rigide. Lorsque l'antenne se déplace de la position sortie à la position rentrée, une bague inférieure 70 se déplace dans la borne de masse 38 et force l'élément flexible à se déplacer dans une direction sensiblement

perpendiculaire au déplacement de l'antenne.

Un bombement est formé sur une bague inférieure 70, qui est par exemple un anneau 72, et lorsque l'antenne se déplace en position rentrée, le bombement glisse en travers de l'élément flexible 80, ce qui fait qu'une force de ressort accrue est appliquée à l'antenne et que le radiotéléphone sent cette force et à l'information que la position entièrement rentrée est atteinte. Lorsque le bombement disparaît de l'élément flexible 80, la force appliquée à l'antenne est réduite, ainsi l'utilisateur est informé que la position entièrement rentrée a été atteinte. L'élément flexible 80 continue d'exercer une force au niveau de l'emplacement de couplage en position entièrement rentrée, et maintient ainsi le premier

emplacement de couplage contre l'éléments rigide 82.

De plus, l'élément rigide 82 possède une extrémité retournée 88, qui dévie l'extrémité du tube 52, lorsque celui-ci est inséré dans la borne de masse 38 pendant le montage. L'extrémité retournée 88 appuyant contre l'extrémité insérée du tube 52 maintient cette extrémité en place. Ainsi, un moyen de fixation séparé n'est pas nécessaire pour maintenir l'extrémité du tube, ce qui économise de la place sur la carte imprimée et facilite

le montage.

Les figures 8 et 9 sont des coupes transversales fragmentaires de la carte imprimée, d'une borne d'alimentation et des parties de l'ensemble d'antenne représentées sur les figure 3 et 4, lorsque l'antenne est

en position sortie ou en position rentrée respectivement.

Ces figures illustrent, entre autres choses, la caractéristique d'un contact d'alimentation intégré et d'un commutateur, qui peut être utilisé comme le

commutateur 32 représenté sur la figure 2.

Une pastille 84 est formée sur le carte imprimée 24. La pastille 84 fait partie du commutateur. Elle peut être électriquement couplée, par exemple, au circuit

d'adaptation 30 ou, plus particulièrement, à Ll.

La borne d'alimentation 36 est fixée à la carte imprimée 24 et peut comporter un élément dont le mouvement est fonction des positions physiques de l'antenne, par exemple un bras flexible 86, qui agit comme un ressort à lames. Un bras flexible 86 et des ailes 74 peuvent être formées à partir une simple feuille de métal, en utilisant les techniques bien connues de poinçonnage. Le bras flexible 86 est mis en place par rapport à une pastille 84 et constitue un autre partie du commutateur. Le bras flexible 86, ou la borne d'alimentation 36, peut être électriquement couplé(e) avec, par exemple, le circuit d'adaptation 30, ou plus particulièrement avec C. Le bras flexible 86, en position de repos, est en saillie sur le trajet de l'antenne, lorsqu'elle passe de

la position sortie à la position rentrée et inversement.

En conséquence, dans ce mode de réalisation, le commutateur est normalement ouvert. De plus, il est placé sous les ailes 74, de sorte que lorsque l'antenne est en position rentrée, il est normalement ouvert. D'autres configurations sont possibles. Par exemple, si le contact électrique se trouvait sur l'extrémité opposée de la carte imprimée, là o est placée la borne de masse 38 dans le mode de réalisation illustré, le commutateur

serait fermé en position rentrée.

Le bras flexible 86 étant placé sur le trajet de l'antenne, un élément rayonnant linéaire 58 entre en contact avec ce bras flexible 86 pendant son mouvement partant de la position rentrée et l'oblige à entrer en contact avec la pastille 84. La figure 9 montre le bras flexible 86 en contact avec pastille 84 afin de réaliser un contact électrique direct. En conséquence, lorsque l'antenne est dans l'une de ses deux positions physiques, le bras flexible 86 n'est pas électriquement couplé à la pastille 84, afin que le commutateur soit mis en position ouverte; et lorsque l'antenne est dans l'autre de ses positions physiques, le bras flexible 86 est électriquement couplé à la pastille 84, pour mettre le

commutateur en position fermée.

En outre, le bras flexible 86 et le collier 66 sont arrangés de façon à être en contact physique et électrique direct lorsque l'antenne est en position rentrée. De ce fait, la borne d'alimentation 36 est

électriquement couplée au second emplacement de couplage.

Un troisième mode de réalisation du radiotéléphone, va maintenant être décrit en référence au schéma électrique général de la figure 10. Des numéros de référence identiques sont utilisés chaque fois que cela est possible, afin d'éviter les répétitions et les

descriptions inutiles d'éléments similaires, déjà

numérotés et décrits plus haut. Seules les différences notables du troisième mode de réalisation, par rapport au

mode de réalisation décrit préalablement, sont traitées.

La figure 10 illustre en particulier un autre mode de réalisation du commutateur 32. Le commutateur 32 comprend une diode 102, électriquement couplée entre une borne d'alimentation 36 et un montage radio 28 et dans

une configuration parallèle au circuit d'adaptation 30.

Un commutateur 32 comprend, en outre, un capteur 48, qui

comprend une tige 46.

Une tension de polarisation VB est appliquée à la cathode d'une diode 102, par l'intermédiaire d'une résistance 100. VB est négative par rapport au potentiel de la masse. En outre, des condensateurs de liaison 106 et 108 sont couplés entre la tension de polarisation et le montage radio 28 et l'antenne télescopique 42, respectivement. Une bobine d'inductance 104 est couplée à une diode 102 dans une configuration parallèle du point de vue électrique, et électriquement couplée entre la borne d'alimentation 36 et le montage radio 28. Un condensateur de liaison 107 est couplé en série avec une bobine d'inductance 104. Le condensateur de liaison 107 permet d'imposer un potentiel continu dans la diode 102, sans qu'aucun courant continu ne passe par la bobine d'inductance 104 parallèle. Dans ce mode de réalisation particulier, le collier 66 et la bague inférieure 70 sont en contact physique et électrique direct avec une tige

conductrice 46. (Voir la figure 5).

Le fonctionnement du commutateur 32 va maintenant

être décrit.

Lorsque l'antenne est sortie, la borne d'alimentation 36 est en contact physique et électrique direct avec la bague inférieure 70. Les condensateurs de liaison 106, 107 et 108 empêchent les courants continus d'entrer dans le montage radio 28, l'antenne télescopique 42 et la bobine d'inductance 104. Du fait qu'il n'existe pas de trajet électrique complet de VB à la masse, VB ne

peut polariser dans le sens direct la diode 102.

Lorsque l'antenne télescopique 42 passe en position complètement rentrée, la borne d'alimentation 36 entre en contact physique et électrique direct avec le collier 66 et la borne de masse 38 entre en contact physique et électrique direct avec la bague inférieure 70. En conséquence, la tige 46 sert de pont entre la borne de masse 38 et la borne d'alimentation 36, de façon à former un trajet électrique entre VB et la masse. Une circulation du courant continu part de VB de valeur négative et passe par la borne de masse 38, la bague inférieure 70, la tige 46, le collier 66, la borne d'alimentation 36, la diode 102 et la résistance 100. La résistance 100 détermine l'amplitude de la circulation du

courant continu dans la diode 102.

La diode 102 polarisée dans le sens direct crée un trajet à faible résistance, qui contourne effectivement la bobine d'inductance 104 et contourne, en outre, le circuit d'adaptation 30. Ainsi la tige 46 fonctionne comme un capteur pour détecter la position de l'antenne et entraine le changement d'état de la diode en réponse à

la position détectée.

L'effet des signaux radio sur la polarisation de la

diode et la sélection des composants seront étudiés ci-

dessous. Les valeurs des condensateurs de liaison 106, 107 et 108 sont choisies de façon à ce que ces condensateurs

de liaison apparaissent sensiblement comme des courts-

circuits aux fréquences radio.

En position sortie, la diode 102 polarisée dans le sens inverse a une capacité parasite aux fréquences radio. Pour contrebalancer l'effet que la capacité parasite a sur la fonction d'adaptation de l'impédance du circuit d'adaptation 30, l'inductance de la bobine d'inductance 104 est choisie de façon à ce que la combinaison parallèle avec la capacité parasite fournisse 1o un trajet d'impédance élevée par rapport au trajet passant par le circuit d'adaptation 30. L'impédance de la résistance 100 est également choisie pour fournir un trajet d'impédance élevée par rapport au trajet passant

par le circuit d'adaptation 30 aux fréquences radio.

Lorsqu'une impédance de résistance de faible valeur est choisie, une inductance ou une ligne de transmission série peut être utilisée pour fournir une impédance

relativement élevée.

La réception des signaux radio engendre un potentiel au niveau de la borne d'alimentation 36, avec une amplitude maximale de dixièmes de millivolts. Lorsque la diode est polarisée dans le sens direct, quand l'antenne est rentrée, la basse tension du signal reçu n'est pas suffisante pour surmonter la polarisation

fournie par VB.

Le montage radio 28 engendre une tension dans une gamme crête à crête de 30 volts lorsque des signaux haute fréquence sont générés pendant la transmission. Lorsque la diode est polarisée dans le sens direct, quand l'antenne est rentrée, la grande excursion positive du signal transmis est supérieure à la polarisation dans le sens direct appliquée à la diode par VB. Néanmoins, une diode PIN a une grande capacité de conservation des charges lorsqu'elle est polarisée, de sorte que, même lorsqu'une polarisation momentanée dans le sens inverse est appliquée lorsque le signal de transmission présente une excursion positive, la diode continue de conduire un courant direct pendant un court instant, cependant suffisamment long pour que l'excursion du signal de transmission devienne négative et que la polarisation

dans le sens direct fournie par VB soit renforcée.

Lorsque l'antenne est sortie, sous l'effet de l'excursion de tension positive du signal reçu ou l'excursion de tension négative du signal transmis, la diode 102 est conductrice pendant les premiers cycles, mais l'excursion de tension dans la direction opposée est bloquée. La tension bloquée développe un potentiel négatif au niveau du condensateur de liaison 108, qui

polarise rapidement la diode 102 dans le sens inverse.

Dans le mode de réalisation préféré, les hautes fréquences sont d'environ 900 mégahertz, le condensateur C est de 2 picofarads (pF), Ll de 10 nanohenrys (nH), L2 de 15 nH, les condensateurs de liaison de 100 pF, la bobine d'inductance 104 de 33 nH, la résistance 100 de 2 kilo- ohms et la diode 102 est une diode comportant d'une zone intrinsèque entre la zone P et la zone N (PIN), dotée d'une capacité parasite d'environ 1,2 pF et d'une résistance polarisée dans le sens direct d'environ 0,2 à

0,5 ohm.

Ce mode de réalisation du commutateur offre des avantages par rapport aux commutateurs d'antenne connus, car il ne nécessite pas l'ajout d'un capteur mécanique pour détecter la position de l'antenne, mais utilise l'antenne elle-même pour détecter sa propre position et remplace le commutateur mécanique par une diode à solide

simple et fiable.

Un quatrième mode de réalisation du radiotélephone va maintenant être décrit en référence au schéma électrique général de la figure 11. La figure 11 illustre en particulier un autre mode de réalisation du commutateur 32. Seules les différences notables entre les quatrième et troisième modes de réalisation seront discutées ici. Un commutateur 32 comprend non seulement une diode 102 et une tige 46, mais aussi un transistor 116. La source du transistor 116 est couplée à la résistance 100, le drain est couplé à VB, et la grille est couplée à la borne d'alimentation 36 par l'intermédiaire de la résistance 112. Un condensateur de liaison 110 est couplé entre la résistance 112 et les trois trajets parallèles formés par la bobine d'inductance 104, la diode 102 et le circuit d'adaptation 30. Une autre résistance 114 est couplée entre la grille et VB. Le condensateur de liaison

108 est inutile dans ce mode de réalisation.

Lorsque l'antenne est sortie, le transistor 116 est éteint et le courant continu ne peut suivre aucun trajet électrique en partant de VB. Lorsque l'antenne est rentrée, un potentiel positif apparaît au niveau de la résistance 114 de façon à mettre sous tension le transistor 116, par l'intermédiaire d'un trajet électrique constitué du potentiel négatif VB, de la borne de masse 38, de la tige 46, de la borne d'alimentation 36, de la résistance 112 et de la résistance 114. Les résistances 112 et 114 définissent la circulation du

courant par la tige 46.

Du fait que le transistor 116 est sous tension, un trajet électrique est formé par le potentiel négatif VB, L2, L1, la diode 102, la résistance 100 et le transistor 116. Ainsi, la diode 102 polarisée dans le sens direct contourne le circuit d'adaptation 30, lorsque l'antenne

est rentrée.

Les spécialistes de la technique reconnaîtront que diverses modifications et variations peuvent être apportées à ces troisième et quatrième modes de réalisation de la présente invention et à la construction du commutateur, sans trahir l'étendue et l'esprit de cette invention. Par exemple, VB peut être positive par rapport à un potentiel de masse et la diode 102 peut être inversée; le commutateur peut être utilisé pour changer d'autres états du radiotéléphone au lieu de contourner le 1o circuit d'adaptation; des contact électriques autres que le contact d'alimentation et le contact de masse peuvent créer un contact électrique direct avec une tige conductrice en des points autres que le collier et la

bague inférieure.

En résumé, un moyen de communication sans fil a été décrit, qui fournit un état d'adaptation entre un montage radio et une antenne, en position sortie et en position rentrée, et cela avec une conception élégante, qui accroit la fiabilité et la capacité de production en réduisant le nombre et la complexité des composants et des pièces mécaniques mobiles. Le moyen de communication sans fil est également résistant en cas de chute. Un circuit d'adaptation, qui est reconfiguré en fonction d'un commutateur, sensible à la position de l'antenne, fournit les états d'adaptation. En outre, le commutateur peut être réalisé comme faisant partie intégrante d'une

borne d'alimentation ou de l'antenne du radiotéléphone.

Claims

REVENDICATIONS

1. Moyen de communication sans fil (20) comprenant: une diode (102); une source de tension (VB) couplée à la diode; et caractérisé par une antenne (42) pouvant se déplacer entre une première et une seconde position, et inversement, le mouvement de l'antenne terminant un trajet électrique

entre la diode et la source de tension.

2. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, dans lequel la seconde position est une position rentrée et le mouvement en position rentrée

termine le trajet électrique.

3. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de tension est orientée pour polariser dans le sens direct

la diode lorsque le trajet électrique est terminé.

4. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de

tension est une source de tension à courant continu.

5. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trajet électrique entre la diode et la source de tension est l'antenne.

6. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, caractérisé en outre PAR un circuit d'adaptation (30) couplé à la diode dans une connexion

parallèle.

7. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, caractérisé en outre PAR un montage radio (28) couplé à la source de tension dans une

connexion parallèle.

8. Moyen de communication sans fil selon la revendication 1, caractérisé en outre par: un premier contact (36), la diode étant couplée au premier contact; et un second contact (38), la source de tension étant couplée au second contact, la diode et la source de tension étant couplées en une connexion en série entre le premier et le second contact; dans lequel la première position est une position sortie et la seconde position une position rentrée et l'antenne en position rentrée crée un contact électrique direct avec le premier et le second contact pour, ainsi, terminer le trajet électrique entre la diode et la source

de tension.

9. Moyen de communication sans fil selon la revendication 6, caractérisé en outre par: un transistor (116), couplé entre la source de tension et la diode, et possédant une porte, qui est couplée avec le premier contact, l'antenne lorsqu'elle est en position rentrée, mettant le transistor sous tension.