FR2805929A1 - Asymmetrical field emitting antenna for vehicle has flat coil mounted against insulating support panel with metal coating on opposite side - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne une antenne émettrice de champ magnétique pour véhicule automobile, constituée d'une bobine à plusieurs spires, chaque spire étant formée de pistes électroconductrices sensiblement planes sur un support isolant. The invention relates to a magnetic field emitting antenna for a motor vehicle, consisting of a coil with several turns, each turn being formed of substantially flat electroconductive tracks on an insulating support.
Cette antenne est plus particulièrement destinée à un système d'accès mains libres de véhicules automobiles. Avec un tel système d'accès, qui comporte généralement un dispositif de reconnaissance et un organe d'identification capables d'effectuer un échange de données bidirectionnel permettant dispositif de reconnaissance d'authentifier l'organe d'identification l'utilisateur peut déverrouiller les ouvrants de son véhicule sans avoir à manipuler de clé ni de télécommande : le simple fait d'etre porteur d'un organe d'identification, qui peut être un badge, lui permet de voir son véhicule se déverrouiller lorsque par exemple il actionne la poignée de la portière conducteur. This antenna is more particularly intended for a hands-free access system for motor vehicles. With such an access system, which generally comprises a recognition device and an identification device capable of performing a bidirectional data exchange allowing recognition device to authenticate the identification member the user can unlock the opening of his vehicle without having to manipulate key or remote control: the simple fact of being carrying an identification device, which may be a badge, allows him to see his vehicle unlock when for example it actuates the handle of the driver's door.
Pour augmenter le degré de sécurité du système, il est intéressant d'avoir en outre une sélectivité par côté du véhicule, qui permet par exemple au dispositif reconnaissance d'authentifier l'organe d'identification de savoir que celui-ci est du côté conducteur du véhicule, pour par exemple ne déverrouiller les ouvrants qui se trouvent du côté conducteur. To increase the degree of security of the system, it is advantageous to have moreover a selectivity by side of the vehicle, which allows for example the recognition device to authenticate the identification member to know that it is on the driver's side of the vehicle, for example to unlock the opening on the driver's side.
Pour effectuer cette sélectivité par côté, le dispositif de reconnaissance doit être capable d'émettre indépendamment un champ magnétique chaque côté du véhicule. Un tel système doit donc avoir des antennes émettrices capables de générer des champs magnétiques selon des diagrammes particuliers. To perform this selectivity by side, the recognition device must be able to independently emit a magnetic field each side of the vehicle. Such a system must therefore have transmitting antennas capable of generating magnetic fields according to particular diagrams.
Classiquement, on couple plusieurs antennes et l'on joue tout à la fois sur leurs emplacements au niveau du véhicule et sur leurs puissances d'alimentation respectives pour s'approcher au mieux du diagramme d'émission recherché. Conventionally, one couples several antennas and one plays at the same time on their locations at the vehicle level and their respective power ratings to get as close to the desired emission diagram.
Le défaut de cette façon de procéder est qu'elle débouche sur une technologie plus en plus complexe pour un effet technique qui reste simple: générer un champ magnétique selon un diagramme d'émission satisfaisant. En effet, on obtient de cette façon un système d'accès qui doit être capable de moduler les puissances d'émission de plusieurs antennes, et qui comprend d'autant plus de câblages qu'il comporte d'antennes, ce qui représente des surcoûts de fabrication et de mise. au point importants. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients A cet effet, l'invention a pour objet une antenne émettrice de champ magnétique pour véhicule automobile, constituée d'une bobine à plusieurs spires, chaque spire étant formée de pistes électroconductrices sensiblement planes sur un support isolant, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un écran métallique disposé d'un côte du support isolant face aux pistes électroconductrices de telle manière que le champ magnétique émis par la bobine a un diagramme qui est dissymétrique. The defect of this way of proceeding is that it leads to a more and more complex technology for a technical effect which remains simple: to generate a magnetic field according to a satisfactory emission diagram. In fact, this way we obtain an access system that must be able to modulate the transmission powers of several antennas, and which includes all the more cables it has antennas, which represents additional costs manufacturing and putting. at important point. The object of the invention is to overcome these disadvantages. For this purpose, the subject of the invention is a magnetic field emitting antenna for a motor vehicle, consisting of a coil with several turns, each turn being formed of substantially planar electroconductive tracks. on an insulating support, characterized in that it further comprises a metal screen disposed on one side of the insulating support facing the electroconductive tracks so that the magnetic field emitted by the coil has a diagram which is asymmetrical.
Une telle antenne émet un champ magnétique dont le diagramme est dissymétrique par rapport au plan défini par exemple par le plan des pistes electroconductrices. En effet, l'amplitude du champ magnétique émis par cette antenne est plus faible dans le demi-espace qui situé du côté de l'écran métallique, et plus élevée dans le demi-espace situé du côté des spires de la bobine. Une telle antenne d'émission magnétique est très intéressante pour les systèmes d'accès mains libres à selectivité par côté, puisqu'elle émet à elle seule un champ magnétique selon le diagramme d'émission recherché. Ainsi, il n'est plus nécessaire d'avoir recours au couplage de plusieurs antennes dont les puissances d'alimentation sont différentes pour réaliser un dispositif de reconnaissance sélectif par côté. Such an antenna emits a magnetic field whose diagram is asymmetrical with respect to the plane defined for example by the plane of electroconductive tracks. Indeed, the amplitude of the magnetic field emitted by this antenna is lower in the half-space located on the side of the metal screen, and higher in the half-space located on the side of the turns of the coil. Such a magnetic emission antenna is very interesting for side-by-side hands-free access systems, since it alone emits a magnetic field according to the desired emission pattern. Thus, it is no longer necessary to use the coupling of several antennas whose power supply is different to achieve a selective recognition device per side.
Dans un mode de réalisation préféré de l'antenne selon l'invention, la bobine d'émission du champ magnétique est réalisée sous la forme d'une spirale rectangulaire de spires électroconductrices imprimées sur un support isolant plan, au dos duquel est appliqué un écran métallique, ou bien un simple dépôt métallique. De cette façon, l'antenne a la forme d'un parallélépipède de petite taille qui peut aisément être implanté par exemple collage à l'intérieur du véhicule. In a preferred embodiment of the antenna according to the invention, the emission coil of the magnetic field is in the form of a rectangular spiral of electroconductive turns printed on a plane insulating support, on the back of which is applied a screen metallic, or simply a metallic deposit. In this way, the antenna has the shape of a small parallelepiped that can easily be implanted for example gluing inside the vehicle.
L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. The invention will now be described with reference to the accompanying drawings which illustrate one embodiment thereof by way of non-limiting example.
La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un premier exemple de réalisation de l'antenne selon l'invention. Figure 1 is a schematic sectional view of a first embodiment of the antenna according to the invention.
La figure 2 est une vue schématique en coupe d'un second exemple de réalisation de l'antenne selon l'invention. Figure 2 is a schematic sectional view of a second embodiment of the antenna according to the invention.
La figure 3 est une vue schématique à plat d'une bobine émettrice ayant plusieurs spires formées de pistes électroconductrices sur un support isolant non conducteur électriquement. La figure 4 est une vue d'ensemble schématique montrant un exemple d'implantation d'une telle antenne dans un véhicule. FIG. 3 is a schematic plan view of a transmitter coil having a plurality of turns formed of electroconductive tracks on an electrically non-conductive insulating support. Figure 4 is a schematic overview showing an example of implantation of such an antenna in a vehicle.
Dans la figure 1, on voit en coupe une antenne selon l'invention, qui comporte principalement une bobine émettrice 1 sous la forme d'un circuit imprime sur un support isolant plan, qui est disposée parallèlement à un écran métallique qui est un film de cuivre 2. D'une façon plus détaillée, l'antenne est constituée d'un empilement comprenant une première couche 3 qui un support dont l'épaisseur est de l'ordre d'un demi millimètre et sur laquelle a été déposé un film de cuivre 2 dont l'épaisseur peut être très faible (35Nm), puis une couche d'un matériau isolant 4 peut être un polymere d'un centimètre d'épaisseur, et un nouveau support 5 sur lequel sont imprimées les spires de la bobine émettrice 1. Une dernière couche 6 de matériau isolant assure l'isolation électrique des spires la bobine, par rapport à l'environnement dans lequel elle est destinée à être installée. Cette dernière couche 6 peut être un simple vernis isolant. Plus particulièrement, chaque couche support 3 et 5 pourra être par exemple un substrat souple comme le kapton ou le polyester, voire un substrat rigide comme de l'époxy. FIG. 1 shows in section an antenna according to the invention, which mainly comprises a transmitter coil 1 in the form of a circuit printed on a plane insulating support, which is arranged parallel to a metal screen which is a film of 2. In a more detailed manner, the antenna consists of a stack comprising a first layer 3 which has a support whose thickness is of the order of a half millimeter and on which a film of copper 2 whose thickness may be very small (35Nm), then a layer of an insulating material 4 may be a polymer of a centimeter thick, and a new support 5 on which are printed the turns of the transmitting coil 1. A last layer 6 of insulating material provides electrical insulation turns of the coil, relative to the environment in which it is intended to be installed. This last layer 6 may be a simple insulating varnish. More particularly, each support layer 3 and 5 may be, for example, a flexible substrate such as kapton or polyester, or even a rigid substrate such as epoxy.
Dans la figure 2, on voit en coupe une antenne similaire à celle qui est représentée sur la figure 1, à ceci près qu'elle ne comporte pas la couche de matériau isolant 4. De cette façon, on a une antenne dont l'épaisseur est plus faible, ce qui présente un avantage significatif pour ce qui est de son implantation à l'intérieur d'un véhicule. Dans cette antenne, l'une des bornes de la bobine émettrice est connectée à l'écran métallique, ce qui permet de générer un champ magnétique selon un diagramme qui est très proche de celui de l'antenne représentée sur la figure 1. L'écran magnétique 2 pourra être une plaque métallique par exemple en cuivre, ou bien en aluminium, cette plaque pourra éventuellement se présenter sous la forme d'un film obtenu par sérigraphie, et ce film pourra être film d'argent, ou encore de cuivre. D'une manière générale, cet écran a principalement besoin d'être de forme plane, et métallique. In Figure 2, we see in section an antenna similar to that shown in Figure 1, except that it does not include the layer of insulating material 4. In this way, there is an antenna whose thickness is lower, which has a significant advantage in terms of its location inside a vehicle. In this antenna, one of the terminals of the transmitting coil is connected to the metal screen, which makes it possible to generate a magnetic field according to a diagram which is very close to that of the antenna shown in FIG. magnetic screen 2 may be a metal plate for example copper, or aluminum, this plate may optionally be in the form of a film obtained by screen printing, and this film may be silver film, or copper. In general, this screen mainly needs to be flat and metallic.
La figure 3 qui est une représentation schématique d'une bobine émettrice vue de face donne un exemple de forme de spires adapté à une réalisation de la bobine émettrice sous la forme d'un circuit imprimé. Ces spires peuvent être constituées par un circuit imprimé sur un support, tel que décrit-plus haut... Du point de vue des dimensions, une telle antenne peut avoir par exemple une longueur de 15 cm et une largeur de 8 cm. Comme on voit sur cette figure 3, la bobine a deux bornes A et B dont l'une peut être connectée à l'écran métallique pour la réalisation d'une antenne telle décrite dans la figure 2. FIG. 3, which is a schematic representation of a front-facing transmitter coil, gives an example of the shape of turns adapted to an embodiment of the transmitting coil in the form of a printed circuit. These turns can be constituted by a printed circuit on a support, as described above ... From the point of view of dimensions, such an antenna may have for example a length of 15 cm and a width of 8 cm. As can be seen in this FIG. 3, the coil has two terminals A and B, one of which can be connected to the metal screen for producing an antenna as described in FIG.
La figure 4 qui est une vue schématique de dessus d'un vehicule 7 equipé d'une antenne 8 selon l'invention, permet de voir de quelle façon cette antenne peut être implantée. Dans cette disposition, l'antenne qui est placee dans la garniture du pied milieu du côté de caisse 9, côté habitacle conducteur, a sa bobine émettrice 1 qui est tournée vers l'extérieur du véhicule et son écran de cuivre 2 qui est tourné vers l'intérieur du véhicule. Cette disposition permet de réduire l'émission de champ magnétique vers l'intérieur du véhicule tout en favorisant cette émission vers l'extérieur, en l'occurrence vers une zone correspondant au côté conducteur. Plus particulièrement, le diagramme d'émission dont une représentation est donnée par la zone 10 couvre à l'extérieur du véhicule les abords côté conducteur, ainsi qu'un partie de l'habitacle comme on le voit sur la figure, le champ magnétique émis par une telle antenne a un diagramme est dissymétrique par rapport au plan de l'écran métallique de l'antenne. Figure 4 is a schematic top view of a vehicle 7 equipped with an antenna 8 according to the invention, to see how this antenna can be implanted. In this arrangement, the antenna which is placed in the lining of the central foot of the body side 9, driver's side cockpit, has its transmitting coil 1 which is turned towards the outside of the vehicle and its copper screen 2 which is turned towards inside the vehicle. This arrangement makes it possible to reduce the emission of magnetic field towards the inside of the vehicle while promoting this emission towards the outside, in this case towards an area corresponding to the driver's side. More particularly, the emission diagram of which a representation is given by the zone 10 covers on the outside of the vehicle the surroundings on the driver's side, as well as a part of the passenger compartment as seen in the figure, the magnetic field emitted by such an antenna has a diagram is asymmetrical with respect to the plane of the metal screen of the antenna.
En plaçant une seconde antenne, de façon symétrique, dans la garniture du pied milieu du côté de caisse, côté habitacle passager, on obtient une antenne qui va émettre sur une zone symétrique mais correspondant cette fois-ci au côté passager du véhicule. By placing a second antenna, symmetrically, in the packing of the middle foot of the body side, passenger side passenger, we get an antenna that will emit on a symmetrical area but this time corresponding to the passenger side of the vehicle.
Ce véhicule est équipé d'un dispositif de reconnaissance non representé, qui est connecté à au moins une antenne émettrice selon l'invention, de manière à pouvoir émettre vers l'organe d'identification des signaux sous forme de champ magnétique variant dans le temps. Ce dispositif ayant pour rôle de commander par exemple le déverrouillage des ouvrants du côté conducteur dans le cas où il a authentifié l'organe d'identification et qu'il l'a localisé du côté conducteur de véhicule. This vehicle is equipped with an unrepresented recognition device, which is connected to at least one transmitting antenna according to the invention, so as to be able to transmit signals in the form of a time-varying magnetic field to the identification element. . This device having the role of controlling for example the unlocking of the opening on the driver's side in the case where he has authenticated the identification member and he located the driver side of the vehicle.
L'invention n'est pas uniquement réservée aux réalisations décrites ci-dessus, et pourra aussi être utile pour toute application dans laquelle on a besoin d'émettre un champ magnétique selon un diagramme particulier.The invention is not limited to the embodiments described above, and may also be useful for any application in which it is necessary to emit a magnetic field according to a particular diagram.
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- 2000-03-02 FR FR0002689A patent/FR2805929B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 05 30 May 1997 (1997-05-30) * |
Also Published As
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