FR2826209A1 - Dispositif pour la reception et/ou l'emission de signaux electromagnetiques a diversite de rayonnement - Google Patents

Dispositif pour la reception et/ou l'emission de signaux electromagnetiques a diversite de rayonnement Download PDF

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Ali Louzir
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    • H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching

Abstract

La présente invention concerne un dispositif pour la réception etlou l'émission de signaux électromagnétiques comportant au moins deux moyens de réception et/ ou d'émission de signaux électromagnétiques du type antenne alimentée par fente (11a, 11b, 11c, 11d) et des moyens de connexion pour connecter au moins un desdits moyens de réception et/ou d'émission à des moyens d'exploitation des signaux multifaisceaux dans lequel les moyens de connexion sont constitués par deux lignes d'alimentation (12, 13), connectées par un élément de connexion aux moyens d'exploitation (P), les deux lignes étant couplées électromagnétiquement avec les fentes des antennes alimentées par fente, chaque ligne se terminant par un élément de commutation (14, 15) monté de manière à simuler, en fonction d'un signal de contrôle, un circuit ouvert ou un court-circuit au bout d'une des lignes et un court-circuit ou un circuit ouvert au bout de l'autre ligne de manière à obtenir des diagrammes de rayonnement différents.

Description

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La présente invention concerne un dispositif pour la réception et/ou l'émission de signaux électromagnétiques utilisable dans le domaine des transmissions sans fil, notamment dans le cas des transmissions dans un milieu clos ou semi-clos tel que les milieux domestiques, les gymnases, les studios de télévision ou salles de spectacle, etc.
Dans les systèmes connus de transmissions sans fil à haut débit, les signaux transmis par l'émetteur atteignent le récepteur selon une pluralité de chemins distincts. Lors de leur combinaison au niveau du récepteur, les différences de phase entre les différents rayons ayant parcourus des chemins de longueur différente donnent lieu à une figure d'interférence susceptible de provoquer des évanouissements ou une dégradation importante du signal. D'autre part, l'emplacement des évanouissements change au cours du temps en fonction des modifications de l'environnement telles que la présence de nouveaux objets ou le passage de personnes. Ces évanouissements dus aux multitrajets peuvent entraîner des dégradations importantes tant au niveau de la qualité du signal reçu qu'au niveau des performances du système.
Pour remédier au problème des évanouissements liés aux multitrajets, on utilise actuellement des antennes directives qui permettent de réduire à travers la sélectivité spatiale de leurs diagrammes de rayonnement, le nombre de rayons captés par le récepteur, atténuant ainsi l'effet des multitrajets. Dans ce cas, plusieurs antennes directives associées à des circuits de traitement du signal sont nécessaires pour assurer une couverture spatiale de 360 . On a aussi proposé, dans la demande de brevet français n 98 13855 déposée au nom de la demanderesse, une antenne multifaisceaux compacte permettant d'augmenter l'efficacité spectrale du réseau. Toutefois, pour un certain nombre d'équipements domestiques ou portables, ces solutions restent encombrantes et coûteuses.
Pour lutter contre les évanouissements, la technique la plus souvent utilisée est une technique utilisant la diversité spatiale. Comme
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représenté sur la figure 1, cette technique consiste entre autres à utiliser une paire d'antennes à large couverture spatiale telle que deux antennes du type pastille ou patch (1, 2) qui sont associées à un commutateur 3. Les deux antennes sont espacées d'une longueur qui doit être supérieure ou égale à .0/2 où #O est la longueur d'ondes correspondant à la fréquence de fonctionnement de l'antenne. Avec ce type de dispositif, on peut montrer que la probabilité d'avoir les deux antennes simultanément dans un évanouissement est très faible. La démonstration résulte de la description faite dans Wireless Digital Communication , Dr Kamilo Feher - chapitre 7 - Diversity Techniques for Mobile-Wireless Radio Systems, en particulier de la figure 7. 8, page 344. On peut aussi le démontrer par un pur calcul de probabilité avec pour hypothèse que les niveaux reçus par chaque patch sont complètement indépendants. On peut affirmer, dans ce cas, que si p ( soit par exemple 1 % ) est la probabilité que le signal reçu par une antenne ait un niveau inférieur à un seuil de détectabilité, alors la probabilité que ce niveau soit en dessous du seuil pour les deux antennes est p2 ( soit donc 0.01% ). Si les deux signaux ne sont pas parfaitement décorrelés, alors Pdrv est tel que 0.01% < Pdrv < 1%, où Pdrv est la probabilité que le niveau reçu soit inférieur au seuil de détectabilité dans le cas de diversité. D'autre part, grâce au commutateur 3, il est possible de sélectionner la branche reliée à l'antenne présentant le niveau le plus élevé en examinant le signal reçu par l'intermédiaire d'un circuit de contrôle non représenté. Le commutateur 3 d'antennes est connecté à un commutateur 4 permettant de faire fonctionner les deux antennes patch 1 ou 2 en émission lorsque reliées au circuit Tx5 ou en réception lorsque reliées au circuit Rx6.
La présente invention a pour but de proposer une solution alternative à une solution classique du type décrite ci-dessus, qui s'applique aux antennes du type alimentées par fente et qui permet d'obtenir une diversité de rayonnement.
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La présente invention a aussi pour but de proposer une solution permettant de conserver une couverture quasi-omnidirectionnelle en azimut.
En conséquence, la présente invention a pour objet un dispositif pour la réception et/ou l'émission de signaux électromagnétiques comportant au moins deux moyens de réception et/ou d'émission de signaux électromagnétiques du type antenne alimentée par fente et des moyens de connexion pour connecter au moins un desdits moyens de réception et/ou d'émission à des moyens d'exploitation des signaux multifaisceaux, caractérisé en ce que les moyens de connexion sont constitués par deux lignes d'alimentation connectées par un élément de connexion aux moyens d'exploitation, les deux lignes étant couplées électromagnétiquement avec les fentes des antennes alimentées par fente, chaque ligne se terminant par un élément de commutation monté de manière à simuler en fonction d'un signal de contrôle, un circuit ouvert ou un court-circuit au bout d'une des lignes et un court-circuit ou un circuit ouvert au bout de l'autre ligne, de manière à obtenir des diagrammes de rayonnement différents.
Selon un mode de réalisation préférentiel, les antennes alimentées par fente sont des antennes de type Vivaldi régulièrement espacées autour d'un point central. D'autre part, les lignes d'alimentation sont constituées par des lignes microruban ou des lignes coplanaires.
Conformément à la présente invention, les lignes d'alimentation croisent des antennes alimentées par fente dans une zone de circuit ouvert pour les fentes.
Selon un autre mode de réalisation, les lignes d'alimentation croisent les fentes des antennes alimentées par fente en deux plans distincts de circuit ouvert de la fente. D'autre part, la longueur de la première ligne d'alimentation entre deux fentes des antennes alimentées par fente est égale à k#l et la longueur de la deuxième ligne
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d'alimentation entre deux fentes des antennes alimentées par fente est égale à (k + 0.5)#l où #l est la longueur d'onde guidée dans la ligne et k est un entier positif.
Selon un mode de réalisation préférentiel, l'élément de commutation est constitué par une diode. L'élément de connexion est constitué par un élément en T dimensionné pour envoyer l'énergie sélectivement vers l'une ou l'autre ligne d'alimentation. De ce fait, la longueur de la ligne d'alimentation entre la fente de l'antenne alimentée
Figure img00040001

par fente et le T est égale à 1 = nXI/2 avec n entier et kl la longueur d'onde guidée dans la ligne.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description de différents modes de réalisation, cette lecture étant faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels :
La figure 1 déjà décrite est une vue schématique en plan d'un dispositif d'émission/réception de signaux électromagnétiques à diversité spatiale selon l'art antérieur.
La figure 2 représente schématiquement une vue en plan de dessus d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention.
La figure 3 est une vue schématique expliquant le principe de fonctionnement d'un dispositif ligne/fente utilisé pour valider la simulation d'une structure simple conforme à la présente invention.
Les figures 4a et 4b sont des courbes représentant le couplage sélectif dans les deux configurations de fonctionnement du circuit de figure 3.
La figure 5 est une vue en plan schématique du circuit en T permettant l'alimentation des deux lignes utilisées dans la présente invention.
La figure 6 est une représentation schématique du dispositif simulant le circuit de la figure 5.
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Les figures 7a et 7b sont des courbes donnant l'adaptation en fonction de la fréquence dans le cas des deux configurations de fonctionnement selon la présente invention du circuit de la figure 6.
Les figures 8a et 8b sont des vues de dessus schématiques expliquant le fonctionnement du dispositif de la figure 2.
La figure 9 représente le diagramme de rayonnement du dispositif de la figure 2 en fonction de l'angle azimutal selon que les tensions de commande sont à + VCC ou à-VCC.
La figure 10 est une vue en plan schématique de dessus d'un autre mode de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention.
Pour simplifier la description, sur les figures les mêmes éléments portent les mêmes références.
Sur la figure 2, on a représenté un premier mode de réalisation d'un dispositif pour la réception et/ou l'émission de signaux électromagnétiques comportant des antennes alimentées par fente et présentant une diversité de rayonnement.
Comme représenté sur la figure 2, les quatre antennes sont des antennes de type Vivaldi 11 a, 11 b, 11 c, 1 1 d réalisées sur un substrat commun 10 et positionnées perpendiculairement les unes aux autres autour d'un point central. De manière connue, la structure d'une antenne Vivaldi est constituée par une fente obtenue par dé-métallisation du substrat, la fente s'évasant progressivement vers l'extérieur. Cette structure d'antenne étant bien connue de l'homme de l'art, elle ne sera pas redécrite plus en détail dans le cadre de l'invention.
Conformément à la présente invention, les quatre antennes Vivaldi sont excitées par l'intermédiaire de deux lignes d'alimentation 12, 13 réalisées par exemple en technologie microruban. Ces deux lignes 12, 13 croisent les fentes des quatre antennes Vivaldi et se terminent chacune par un élément de commutation 14,15 monté entre l'extrémité de chaque ligne et la masse de telle sorte que, en fonction de la tension
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de commande appliquée sur la ligne, on simule un circuit ouvert ou un court-circuit au bout d'une des lignes et un court-circuit ou un circuit ouvert au bout de l'autre ligne.
Comme représenté sur la figure 2, l'élément de commutation est constitué par une diode 14 montée en direct entre l'extrémité de la ligne 13 et la masse et une diode 15 montée en inverse entre l'extrémité de la ligne d'alimentation 12 et la masse. D'autre part, les deux lignes d'alimentation 12,13 sont connectées par l'intermédiaire d'un circuit en T 16 à un circuit d'émission/réception commun symbolisé par P. Pour obtenir un fonctionnement de la structure présentant la diversité de rayonnement souhaitée, les lignes d'alimentation sont dimensionnées de la manière suivante, à savoir :
Pour la ligne d'alimentation 12, la longueur de ligne entre deux fentes de deux antennes Vivaldi telles que 11 a, 11b ou 11b, 11c ou 11 c, 1 1 d est égale à k#l où #l est la longueur d'onde guidée dans la ligne microruban 12 et la longueur entre la dernière fente de l'antenne Vivaldi
11 d et la connexion à la diode 15 est égale à #l/4, #1 étant la longueur d'onde guidée dans la ligne microruban.
Pour la ligne d'alimentation 13, la longueur de ligne entre deux fentes d'antennes Vivaldi telles que 11 a, 1 1 b ou 11 b, 11 c ou 11 c, 1 1 d est égale à (k + 0.5) #1 où #1 est la longueur d'onde guidée dans la ligne microruban et la longueur de ligne entre la fente de la dernière antenne
11 d et la diode 14 est égale à #l/4.
D'autre part, comme représenté sur la figure 2, les lignes d'alimentation 12,13 croisent les fentes à une distance proche de #f/4 où #f est la longueur d'onde guidée dans la fente. A savoir les lignes d'alimentation croisent les fentes des antennes Vivaldi dans un plan de court-circuit ou de circuit ouvert pour la ligne, en fonction de l'état des diodes, et dans une zone de circuit ouvert pour la fente.
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On expliquera maintenant le principe de fonctionnement du dispositif de la figure 2 en fonction de la tension de commande appliquée en P :
Si la tension de commande est égale à + Vcc :
Alors la diode 15 est à l'état bloqué. Il en résulte donc un circuit ouvert à l'extrémité de la ligne d'alimentation 12, ce qui ramène un court-circuit dans le plan de la fente alimentant l'antenne 1 1 d. Il y a donc un couplage électromagnétique entre la ligne 12 et la fente de l'antenne 11 d. Du fait de la longueur spécifique des tronçons de la ligne d'alimentation 12 entre chaque fente, on retrouve un court-circuit en phase dans les plans des trois autres fentes des antennes 11 c, 11 b, 11 a. En conséquence, les quatre antennes 11 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d sont couplées en phase à la ligne d'alimentation 12.
D'autre part, du fait de son montage, la diode 14 est passante.
Il y a donc un court-circuit au bout de la ligne 13, ce qui ramène un circuit ouvert dans le plan de la fente alimentant l'antenne 1 1 d. Par conséquent, il n'y a pas de couplage entre la ligne 13 et la fente alimentant l'antenne 11 d. Du fait de la longueur spécifique des tronçons de la ligne d'alimentation 13 entre chaque fente, on retrouve donc un circuit ouvert dans les plans des trois autres fentes des antennes 11c, 1 1 b et 11a. De ce fait, aucune de ces antennes n'est couplée à la ligne d'alimentation 13.
Si la tension de commande alimentée en P est égale à -Vcc : la diode 15 est alors passante. Il y a donc un court-circuit au bout de la ligne d'alimentation 12, ce qui ramène un circuit ouvert dans le plan de la fente alimentant l'antenne 1 1 d. Par conséquent, il n'y a pas de couplage électromagnétique entre la ligne 12 et la fente de l'antenne
1 1 d. La longueur des tronçons de la ligne 12 entre chaque fente des antennes 11 c, 11 b et 11 a permet de retrouver un circuit ouvert dans les plans des trois autres fentes. Dans ce cas, aucune antenne n'est couplée à la ligne 12.
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La diode 14 se trouve dans un état bloqué. Il y a donc un circuit ouvert en bout de la ligne 13 qui ramène un court-circuit dans le plan de la fente alimentant l'antenne 11d. En conséquence, il y a un couplage électromagnétique entre la ligne 13 et la fente de l'antenne 1 1 d. Du fait de la longueur des tronçons de ligne 13 entre la fente de l'antenne 1 1 d et la fente alimentant l'antenne 1 1 c, on retrouve un courtcircuit en opposition de phase dans le plan de la fente alimentant l'antenne 1 1 c. De même, la longueur du tronçon de la ligne 13 entre la fente alimentant l'antenne 1 1 d et la fente alimentant l'antenne 11b permet de retrouver un court-circuit en phase dans le plan de la fente alimentant l'antenne 11b. De la même manière, on retrouve un courtcircuit en opposition de phase dans la plan de la fente alimentant
Figure img00080001

l'antenne 1 1 a. Dans ce cas, les antennes 1 1 d, 1 1 b sont couplées en phase et les antennes 11c, 11a sont couplées avec un déphasage de 180 .
Le principe de fonctionnement d'un dispositif tel que représenté à la figure 2 a été simulé en utilisant une structure simple telle que celle représentée à la figure 3. Dans ce cas, l'antenne du type antenne à fente telle que les antennes Vivaldi 1 la, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d est représentée par une fente 20 couplée à une distance #f/4 du bout de la fente à une ligne 21 reliée à un port 1, cette ligne 21 se terminant par un bout de ligne à 70 ohms et un bout de ligne à 50 ohms pour l'adaptation au port.
D'autre part, de l'autre côté de la ligne, à une distance #f de la ligne 21, où #f représente la longueur d'onde guidée dans la fente, sont positionnées deux autres lignes 22,23 représentant les lignes d'alimentation 12, 13 de la figure 2. La ligne 22 se termine par une diode 24 montée en direct entre l'extrémité de la ligne 22 et la masse, tandis que la ligne 23 se termine par une diode 25 montée en inverse entre l'extrémité de la ligne 23 et la masse. Le plan médian entre les deux lignes 22,23 se trouve à une distance #f/4 de l'autre extrémité de la
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fente 20. Les deux lignes d'alimentation 22,23 sont couplées à des ports d'alimentation 2,3 par des bouts de ligne d'adaptation à 70 ohms et 50 ohms, comme pour la ligne 21. Les deux lignes 22,23 sont éloignées l'une de l'autre d'une distance suffisante pour qu'elles ne se couplent pas entre elles, à savoir d'une distance e sensiblement égale à 5 fois la largeur W d'une ligne. De manière plus spécifique, dans le cadre de la simulation, les valeurs ci-après ont été utilisées pour les différents éléments de la figure 3.
#l/4 = 8,3 mm Wl = 0,52 mm.
#f/4 = 10,1 mm Wf = 0,4 mm.
L70 chms = 8 mm W70 ohms = 1 mm
Figure img00090001

Lso onms = 6 mm W50ohrrs = 1,85 mm e = 2,6 mm
L = 6,05 mm.
Diode = HSMP 489B.
Le couplage de la fente vers l'une ou l'autre des lignes en fonction de la polarisation des diodes est donné par le tableau 1 :
TABLEAU #
Figure img00090002
<tb>
<tb> Configuration <SEP> Tension <SEP> de <SEP> Diode <SEP> en <SEP> bout <SEP> Diode <SEP> en <SEP> bout <SEP> Couplage <SEP> Non- <SEP> #
<tb> commande <SEP> de <SEP> ligne <SEP> 22 <SEP> de <SEP> ligne <SEP> 23 <SEP> couplage
<tb> CO-CC-Vcc <SEP> Bloquée <SEP> (CO) <SEP> Passante <SEP> (CC) <SEP> 1 <SEP> vers <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> vers <SEP> 3
<tb> CC-CO <SEP> + <SEP> Vcc <SEP> Passante <SEP> (CC) <SEP> Bloquée <SEP> (CO) <SEP> 1 <SEP> vers <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> vers <SEP> 2
<tb>
Les résultats de la simulation sont donnés par les courbes des figures 4a et 4b représentant le couplage sélectif dans les deux configurations, à savoir la configuration circuit ouvert/ court-circuit ou la configuration court-circuit / circuit ouvert pour les deux lignes.
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D'après les courbes, on s'aperçoit que dans la configuration CO-CC représentée sur la figure 4a, le paramètre S21 est élevé et présente une valeur de l'ordre de (-1 à -2dB) tandis que le paramètre S31 est faible et présente une valeur de l'ordre de-20dB. Il y a donc transmission du port 1 vers le port 2 et pas de transmission, à savoir isolation entre le port 1 et le port 3. Pour la configuration CC-CO représentée sur la figure 4b, c'est l'inverse qui se produit. Il y a transmission du port 1 vers le port 3 car S31 présente une valeur de l'ordre de-1 à-2dB et pas de transmission du port 1 vers le port 2 car S21 présente une valeur de l'ordre de -20dB.
On décrira maintenant avec référence aux figures 5 à 7, un mode de réalisation du circuit connectant les circuits d'émission/réception symbolisés par P aux deux lignes d'alimentation 12,13.
Comme représenté sur la figure 5, le circuit utilisé est un circuit en T permettant d'envoyer l'énergie vers l'une ou l'autre de deux lignes d'alimentation 12,13. Le circuit en T représenté à la figure 5 comporte donc une branche 30 connectée au circuit d'émission/réception P qui se prolonge par les deux branches 31 et 32 d'un T, la branche 31 étant reliée à la ligne d'alimentation 12 tandis que la branche 32 est reliée à la ligne d'alimentation 13 dans le mode de réalisation de la figure 2. Pour que l'énergie soit correctement envoyée vers l'une ou l'autre des deux lignes d'alimentation, le circuit en T doit être dimensionné comme suit :
Si la diode 15 est passante tandis que la diode 14 est bloquée, les antennes Vivaldi sont alimentées par la ligne d'alimentation 13.
Comme mentionné ci-dessus, à chaque intersection ligne/fente, la ligne 12 présente un circuit ouvert tandis que la ligne 13 présente un court-circuit. Pour que l'énergie soit dirigée vers la ligne 13 au niveau du circuit en T, il faut donc que : le circuit ouvert de la ligne 12 ramené dans le plan du T devienne un circuit ouvert, et que
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le court-circuit de la ligne 13 ramené dans le plan du T devienne un court-circuit.
Pour obtenir un fonctionnement de ce type, il est nécessaire que la longueur de ligne 1 entre la fente alimentant l'antenne 1 la a et le circuit en T vérifie la formule :
L = n#l/2 avec #l la longueur d'onde guidée dans la ligne d'alimentation et n un entier.
Ceci est représenté clairement au niveau de la figure 5.
Pour démontrer la faisabilité d'un tel circuit en T, le circuit a été simulé en utilisant le logiciel IE3D et en réalisant le circuit en T ainsi que l'antenne de type Vivaldi 11 a, de la manière représentée à la figure 6. Dans ce cas, l'antenne Vivaldi 11 a est représentée par une fente 20 associée à une ligne microruban 21 croisant la fente à une distance #f/4 de l'extrémité de la fente où #f est la longueur d'onde guidée dans la fente et à une distance #l/4 de l'extrémité de la ligne 21 où 1..1 est la longueur d'onde guidée dans la ligne microruban. La ligne 21 se prolonge par deux longueurs L 70 Ohms et L 50 Ohms de ligne permettant une adaptation au port de sortie 1 sur lequel est mesurée l'énergie en sortie.
D'autre part, comme représenté sur la figure 6, le circuit en T de la figure 5 est constitué par deux tronçons de ligne microruban 25,26 croisant la fente 20 à une longueur #f de la ligne 21 où #f représente la longueur d'onde guidée dans la fente. Les deux lignes 25 et 26 sont connectées ensemble par une ligne 27 comportant deux lignes d'adaptation L 70 Ohms et L 50 Ohms à un port d'entrée recevant l'énergie du circuit d'émission.
Comme représenté sur la figure 6, les deux lignes 25,26 sont placées de telle sorte que leur plan médian se trouve à une extrémité #f/4 de l'autre extrémité de la fente 20 et telle que la distance entre l'entrée du circuit en T et la fente soit égale à #l/2 et l'extrémité des lignes 25 et
26 se trouve à une distance #l/4 de la fente de manière à ramener un
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circuit ouvert et un court-circuit au niveau du croisement ligne/fente comme expliqué ci-dessus.
De manière plus pratique, les dimensions ci-après ont été utilisées pour la simulation.
#l/4 = 8,3 mm Wl = 0,52 mm.
#f/4 = 10,1 mm Wf = 0,4 mm.
Figure img00120001
L700hms = 8 mm W700hms = 1 mm
L50 ohms = 6 mm W50 chms = 1,85 mm e = 2,6 mm.
Les résultats de la simulation sont donnés sur les figures 7a et 7b qui représentent les coefficients de transmission et réflexion en dB en fonction de la fréquence, dans le cas des deux configurations courtcircuit/circuit ouvert pour la figure 7a, et circuit ouvert/court-circuit pour la figure 7b. Les résultats représentés sur les figures montrent que la bande passante est très large avec S11 et S22 inférieurs à -10dB sur au moins 1,5 GHz et que les pertes sont faibles, à savoir inférieures à - 1,5 dB à 5,6 GHz.
On expliquera maintenant de manière plus détaillée l'obtention de la diversité de rayonnement avec un dispositif du type de celui représenté à la figure 2, en se référant aux figures 8a, 8b et à la figure 9. Avec le système de la figure 2, comme expliqué ci-dessus, en fonction de la tension de commande appliquée, les antennes de type Vivaldi 11a, 11b, 11c, 11d se retrouvent dans deux configurations différentes en terme de phase. Lorsque les antennes de type Vivaldi 11 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d sont alimentées par l'intermédiaire de la ligne d'alimentation 12, à savoir pour une tension de commande + Vcc comme représenté sur la figure 8a, les quatre antennes 11 a, 11 b, 11 c, 1 1 d se trouvent en phase à 0 .
Lorsque la tension de commande appliquée est-Vcc, la ligne d'alimentation croisant les antennes de type Vivaldi est la ligne 13, comme représenté sur la figure 8b. Dans ce cas, les antennes 11a et 1 1 c sont toutes les deux en phase mais en opposition de phase par rapport
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aux antennes 11b et 11 c. De ce fait, aux configurations des figures 8a et 8b correspondent les diagrammes de rayonnement représentés sur la figure 9. On s'aperçoit que les maxima de rayonnement lorsque la tension appliquée est + Vcc se trouvent décalés de 22,5 lorsque la tension appliquée est-Vcc. Ainsi, en fonction de la tension de commande appliquée, on peut diriger les lobes du diagramme de rayonnement dans les directions (-180 , -135 , -90 , -45 , 0 , 45 , 90 , 135 ) ou dans les directions (-157,5 , -112,5 , -67,5 , -22,5 , 22,5 , 67,5 , 112,5 , 157,5 ), ce qui permet de maintenir une diversité de rayonnement.
On décrira maintenant avec référence à la figure 10, une nouvelle topologie pour la réalisation du dispositif d'émission/réception d'ondes électromagnétiques conforme à la présente invention. Dans ce cas, les antennes de type Vivaldi 1 1 a, 1 1 b, 1 1 c, 1 1 d sont alimentées par l'une ou l'autre des deux lignes d'alimentation 12a, 13a en fonction de la tension de commande appliquée, comme pour le mode de réalisation de la figure 2. La principale différence par rapport à la structure représentée sur la figure 1 est que le couplage entre les deux lignes 12a, 1 3a et la fente d'une antenne Vivaldi, se fait dans deux plans distincts de circuit ouvert de la fente, comme représenté clairement sur la figure 10. En effet, la ligne d'alimentation 12a coupe la fente des antennes 11 a, 11 b, 11 c, 11d à une distance #f/4 de l'extrémité de la fente, tandis que la ligne d'alimentation 13a coupe la fente desdites antennes de type Vivaldi 11a,
11 b, 1 1 c, 1 1 d à une distance .f/4 + #f/2 de l'extrémité de ladite fente.
De ce fait, les lignes d'alimentation se trouvent bien dans deux plans distincts de circuit ouvert, la longueur des lignes entre deux fentes satisfaisant toujours aux mêmes équations, à savoir :
Pour la ligne 12a, la longueur entre deux fentes d'une antenne de type Vivaldi 11 a, 11 b ou 11 b, 11c ou 11 c, 11d est égale à k#l où k est un entier positif et #l la longueur d'onde guidée dans la ligne d'alimentation et,
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Pour la ligne 13a, la longueur de la ligne entre deux fentes des antennes à fente telles que 1 1 a, 11 b ou 11 b, 11 c ou 1 1 c, 11 d est égale à (k+0,5) #l où k est un entier positif et #l est la longueur d'onde guidée dans la ligne d'alimentation. Dans ce cas aussi, les deux lignes 12a et 13a sont connectées au circuit d'émission/réception P par l'intermédiaire d'un circuit en T du même type que celui décrit à la figure 5. Cette nouvelle topologie permet aussi d'obtenir de la diversité de diagramme de rayonnement comme dans le cas de la topologie représentée avec référence à la figure 2.
Il est évident pour l'homme de l'art que les modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être modifiés de nombreuses manières sans sortir du cadre des revendications ci-après.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1- Dispositif pour la réception et/ou l'émission de signaux électromagnétiques comportant au moins deux moyens de réception et/ou d'émission de signaux électromagnétiques du type antenne alimentée par fente (11a, 11b, 11 c, 11 d) et des moyens de connexion pour connecter au moins un desdits moyens de réception et/ou d'émission à des moyens d'exploitation des signaux multifaisceaux, caractérisé en ce que les moyens de connexion sont constitués par deux lignes d'alimentation (12,13 ; ;12a,13a) connectées par un élément de connexion aux moyens d'exploitation (P), les deux lignes étant couplées électromagnétiquement avec les fentes des antennes alimentées par fente, chaque ligne se terminant par un élément de commutation (14,15) monté de manière à simuler, en fonction d'un signal de contrôle, un circuit ouvert ou un court-circuit au bout d'une des lignes et un court-circuit ou un circuit ouvert au bout de l'autre ligne de manière à obtenir des diagrammes de rayonnement différents.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les antennes alimentées par fente sont des antennes de type Vivaldi régulièrement espacées autour d'un point central.
3 - Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation sont constituées par des lignes microruban ou des lignes coplanaires.
4 - Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation croisent les fentes des antennes alimentées par fente dans une zone de circuit ouvert pour les fentes.
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5 - Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation croisent les fentes des antennes alimentées par fente en deux plans distincts de circuit ouvert de la fente.
6 - Dispositif selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur de la première ligne d'alimentation entre deux fentes des antennes alimentées par fente est égale à k#t et la longueur de la deuxième ligne d'alimentation entre deux fentes des antennes alimentées par fente est égale à (k + 0,5) #t où ,t est la longueur d'onde guidée dans la ligne et k un entier positif.
7 - Dispositif selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de commutation est constitué par une diode.
8 - Dispositif selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'élément de connexion est constitué par un élément en T dimensionné pour envoyer l'énergie sélectivement vers l'une ou l'autre ligne d'alimentation.
9 - Dispositif selon les revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la longueur de la ligne d'alimentation entre la fente de l'antenne alimentée et le T est égale à : # = n#l/2 avec n entier, et ,, la longueur d'onde guidée dans la ligne.
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DE60225758T DE60225758D1 (de) 2001-06-15 2002-06-11 Vorrichtung zum Senden/Empfangen von elektromagnetischen Signalen mit Strahlungsdiversity
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AT02291436T ATE390733T1 (de) 2001-06-15 2002-06-11 Vorrichtung zum senden/empfangen von elektromagnetischen signalen mit strahlungsdiversity
CNB021232105A CN1307808C (zh) 2001-06-15 2002-06-12 采用辐射分集的电磁信号的接收和/或发射装置
JP2002173340A JP4034128B2 (ja) 2001-06-15 2002-06-13 放射ダイバーシティを伴う電磁気信号の受信及び／若しくは送信のための装置

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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2853996A1 (fr) * 2003-04-15 2004-10-22 Thomson Licensing Sa Systeme d'antennes
FR2857165A1 (fr) * 2003-07-02 2005-01-07 Thomson Licensing Sa Antenne bi-bande avec double acces
EP1756969B1 (fr) * 2004-06-15 2008-03-05 TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (publ) Arrangement a diversite d'antennes et procede associe
FR2873236A1 (fr) 2004-07-13 2006-01-20 Thomson Licensing Sa Dispositif rayonnant omnidirectionnel large bande
KR100701312B1 (ko) 2005-02-15 2007-03-29 삼성전자주식회사 270도 커버리지를 갖는 초광대역 안테나 및 그 시스템
KR100780412B1 (ko) * 2005-10-13 2007-11-28 주식회사 케이엠더블유 고주파 스위치
KR100725408B1 (ko) * 2005-11-03 2007-06-07 삼성전자주식회사 편파 다이버시티 안테나 시스템
KR100864078B1 (ko) * 2005-11-08 2008-10-16 주식회사 케이엠더블유 고주파 스위치
FR2894079A1 (fr) * 2005-11-30 2007-06-01 Thomson Licensing Sas Systeme frontal d'antennes bi-bandes
KR101288423B1 (ko) * 2005-11-30 2013-07-22 톰슨 라이센싱 이중-대역 안테나 프론트-엔드 시스템
WO2007083861A1 (fr) * 2006-01-20 2007-07-26 Kmw Inc. Commutateur radiofréquence
CN101326681B (zh) * 2006-04-03 2013-05-08 松下电器产业株式会社 差动供电可变缝隙天线
CN101401262B (zh) * 2006-05-25 2012-10-10 松下电器产业株式会社 可变缝隙天线及其驱动方法
JP4131985B2 (ja) * 2006-05-25 2008-08-13 松下電器産業株式会社 可変スロットアンテナ及びその駆動方法
JP4904196B2 (ja) * 2007-05-08 2012-03-28 パナソニック株式会社 不平衡給電広帯域スロットアンテナ
JP4904197B2 (ja) * 2007-05-08 2012-03-28 パナソニック株式会社 不平衡給電広帯域スロットアンテナ
US8441410B2 (en) 2007-07-24 2013-05-14 Thomson Licensing Multi-antenna system feed device and wireless link terminal equipped with such a device
US20140062613A1 (en) * 2011-10-31 2014-03-06 Technology Service Corporation Systems and methods for high power rf channel selection
GB2523201B (en) * 2014-02-18 2017-01-04 Filtronic Wireless Ab A multiband antenna with broadband and parasitic elements
WO2018140983A1 (fr) 2017-01-30 2018-08-02 NeuSpera Medical Inc. Émetteur de champ intermédiaire et récepteur de champ intermédiaire injectable

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400042A (en) * 1992-12-03 1995-03-21 California Institute Of Technology Dual frequency, dual polarized, multi-layered microstrip slot and dipole array antenna
EP0685901A2 (fr) * 1994-06-01 1995-12-06 AT&T Corp. Structure de source pour utilisation dans un système de communication sans fil
FR2785476A1 (fr) * 1998-11-04 2000-05-05 Thomson Multimedia Sa Dispositif de reception de signaux multi-faisceaux

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5557291A (en) * 1995-05-25 1996-09-17 Hughes Aircraft Company Multiband, phased-array antenna with interleaved tapered-element and waveguide radiators
DE59708915D1 (de) * 1996-03-13 2003-01-23 Ascom Systec Ag Maegenwil Flache dreidimensionale Antenne
US5841405A (en) * 1996-04-23 1998-11-24 Raytheon Company Octave-band antennas for impulse radios and cellular phones
CN2257964Y (zh) * 1996-05-03 1997-07-16 都世民 宽频带平面微带天线
IT1284996B1 (it) * 1996-09-30 1998-05-28 Italtel Spa Antenna a microstriscia con controllo della direzione dell'asse di massima irradiazione
SE9700208L (sv) * 1997-01-24 1998-03-23 Allgon Ab Antennelement
US6246377B1 (en) * 1998-11-02 2001-06-12 Fantasma Networks, Inc. Antenna comprising two separate wideband notch regions on one coplanar substrate
US6292153B1 (en) * 1999-08-27 2001-09-18 Fantasma Network, Inc. Antenna comprising two wideband notch regions on one coplanar substrate
WO2001071935A1 (fr) * 2000-03-17 2001-09-27 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. Diplexeur reconfigurable employe dans des applications de communications
US6525696B2 (en) * 2000-12-20 2003-02-25 Radio Frequency Systems, Inc. Dual band antenna using a single column of elliptical vivaldi notches

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5400042A (en) * 1992-12-03 1995-03-21 California Institute Of Technology Dual frequency, dual polarized, multi-layered microstrip slot and dipole array antenna
EP0685901A2 (fr) * 1994-06-01 1995-12-06 AT&T Corp. Structure de source pour utilisation dans un système de communication sans fil
FR2785476A1 (fr) * 1998-11-04 2000-05-05 Thomson Multimedia Sa Dispositif de reception de signaux multi-faisceaux

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