FR2832553A1

FR2832553A1 - Antenne rf

Info

Publication number: FR2832553A1
Application number: FR0114824A
Authority: FR
Inventors: Ayoub Annabi; Roland Vincent; Frederic Diximus
Original assignee: Amphenol Socapex SA
Current assignee: Amphenol Socapex SA
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-05-23
Also published as: EP1315237A1; US20030112199A1; US6853346B2

Abstract

L'invention concerne une antenne allongée. La partie émettrice-réceptrice de l'antenne est constituée par un élément allongé (12) conducteur qui est usiné pour constituer :- N dipôles (N entier au moins égal à 2) (D1, D2, D3) formés par N sections rectilignes alignées dudit élément; et- N-1 éléments déphaseurs (DF1, DF2, DF3), chaque élément déphaseur étant intercalé entre deux pôles consécutifs, chaque élément déphaseur étant constitué par une section (22) dudit élément filaire pliée en U et dont les branches (22a, 22b) sont sensiblement juxtaposées et disposées selon une direction orthogonale à la direction commune desdits dipôles.

Description

. La présente invention a pour objet une antenne allongée et notamment,

mais non exclusivement, une antenne de ce type capable de recevoir et d'émettre dans des bandes de fréquence égales ou supérieures

à 1 GHz.

On sait qu'il est entré en vigueur une nouvelle norme IEEE

802.11B concernant la réalisation de communications par voie radio.

Plusieurs raisons sont à l'origine de cette norme: d'une part, la volonté de disposer de systèmes de prise de données mobiles qui puissent travailler en toute liberté par rapport à un réseau fixe; d'autre part, la possibilité de s'affranchir de la multiplication des opérations de câblage en cas de mise

en oeuvre de nouvelles applications.

Pour répondre à ce besoin, il est donc nécessaire de disposer d'une antenne qui puisse travailler à une fréquence élevée, notamment à une fréquence supérieure à 1 GHz et qui présente un gain élevé. En outre, il est nécessaire que cette antenne puisse être réalisée par des techniques

industrielles peu onéreuses afin d'abaisser le coût de l'antenne.

Pour atteindre ce but, selon l'invention, I'antenne allongée se caractérise en ce que sa partie émettrice-réceptrice est constituée par un élément allongé conducteur qui est plié pour constituer: - N dipôles (N entier au moins égal à 2) formés par N sections rectilignes alignées dudit élément filaire; et - N -1 éléments déphaseurs, chaque élément déphaseur étant intercalé entre deux dipôles consécutifs, chaque élément déphaseur étant constitué par une section dudit élément filaire pliée en U et dont les branches sont sensiblement juxtaposées selon une direction orthogonale à

la direction commune desdits dipôles.

On comprend tout d'abord que l'antenne peut être réalisée pour un coût réduit puisqu'il suffit de partir d'un élément filaire de préférence unique et de le plier de telle manière qu'on obtienne les N dipôles rectilignes et les N-1 déphaseurs en forme de U. On comprend également que, malgré ce coût réduit, grâce à la présence d'une pluralité de dip81es, on peut augmenter le gain dans la direction verticale, ce qui permet de réaliser des émissions ou des réceptions avec un débit d'informations de l'ordre de 100 M bits par

seconde si 1'on utilise une bande passante de 1'ordre de 500 MHz.

De préférence, la longueur de chaque dipôle est égale à n \2' étant la longueur d'onde de la fréquence centrale de la plage de fréquences dans laquelle l'antenne fonctionne et la longueur de chaque

branche du déphaseur est égale à n 4, n et n' étant des nombres entiers.

Avec ces caractéristiques, on obtient une antenne dont les dimensions sont relativement réduites pour la bande de fréquence

envisagée ci-dessus tout en présentant un gain satisfaisant.

De préférence, la partie émettrice-réceptrice de l'antenne est réalisée à partir d'une unique bande conductrice qui est pliée pour réaliser

les déphaseurs. Cette solution est particulièrement économique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

appara^'tront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de

réalisation de l'invention donné à titre d'exemples non limitatifs. La

description se réfère à la figure unique annexée qui représente une

antenne filaire conforme à 1'invention.

Comme on l'a déjà indiqué, I'antenne allongée selon l'invention peut être réalisée à partir d'un élément conducteur allongé unique qui subit des opérations d'usinage très simples puisqu'il s'agit seulement d'opérations de pliage de ce fil pour obtenir les différentes parties constitutives de 1'antenne que 1on va décrire ci-après. Cet élément allongé peut être constitué, par exemple, par une bande en laiton, de préférence

traitée en surface.

La figure unique annexée montre un exemple de réalisation de I'antenne 10 avec sa partie d'émission-réception 12, son conducteur d'antenne 14 et son connecteur 16. La partie réceptrice-émettrice 12 de I'antenne est constituée, de préférence, à partir d'une bande conductrice unique de section droite constante 18. On ne sortirait pas de l'invention si I'antenne était réalisée à partir de plusieurs éléments conducteurs raccordés entre eux. Cet élément 18 est plié pour constituer, dans le mode de réalisation décrit, des dipôles D1, D2, D3 et D4 et des déphaseurs DF1, DF2 et DF3. Chaque dipôle D est constitué par une portion rectiligne de bande conductrice 20 dont la longueur l1 correspond à n x \, étant la longueur d'onde centrale de la bande de fréquences

d'émission-réception. Tous les dipôles sont identiques et alignés.

Chaque élément déphaseur DF intercalé entre deux dipôles est constitué par une portion de bande conductrice en forme de U 22 dont les deux branches 22a et 22b sont sensiblement juxtaposées et dont la direction commune est sensiblement orthogonale à la direction commune aux dipôles D. La longueur 12 de chaque branche des circuits déphaseurs

DF est égale à n' x \4, ayant la même valeur que pour les dipôles.

Compte tenu de leur direction, les déphaseurs DF peuvent être considérés comme n'étant ni émetteurs, ni récepteurs. Ils ont une fonction

de déphaseur.

Le dipôle inférieur D4 est raccordé électriquement au point 24 au conducteur central 26 du câble coaxial d'antenne 14 ou de n'importe

quelle autre ligne d'alimentation RF.

De préférence, l'élément allongé ou bande servant à réaliser la partie émettrice-réceptrice 12 de l'antenne présente une section droite rectangulaire constante de l'ordre de 4 mm de largeur. Cette section permet d'augmenter la bande passante et assure des propriétés

mécaniques convenables pour l'antenne.

Dans un mode de réalisation préféré qui correspond à une bande de fréquences de travail allant de 5,725 GHz à 5,875 GHz, on choisit n et n' égaux à 3. La longueur électrique des dipôles D est égale à 26 mm et la longueur électrique des circuits déphaseurs est égale à

13 mm.

Dans l'exemple décrit, on a quatre dipôles D1, D2, D3 et D4, ce qui correspond à un bon compromis entre un gain suffisant et un encombrement acceptable de l'antenne. Il va cependant de soi qu'on pourrait choisir, pour N. une valeur différente de 4. De méme, on pourrait

choisir une valeur différente de 3 pour n et n'.

Il va de soi que cette antenne pourrait étre adaptée pour travailler dans d'autres plages de bandes de fréquence par exemple: - 5,250 à 5,350 GHz; 5,350 à 5,470 GHz; et

- 5,470 à 5,725 GHz.

Dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, tous les dipoles D ont la même longueur qui correspond à la longueur d'ondes

centrale \.

Pour élargir la bande passante de l'antenne, il est possible de donner à chaque dip61e D1, D2, D3 et D4 une longueur électrique correspondant à des longueurs d'ondes \1, \2, \3, \4 décalées les unes par rapport aux autres pour couvrir toute la bande de fréquence souhaitée, par exemple de 5,250 GHz à 5,875 GHz, chaque dipole correspondant à une des quatre bandes de fréquence mentionnées ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS

1. Antenne allongée caractérisée en ce que sa partie émettrice réceptrice est constituée par un élément allongé conducteur qui est usiné pour constituer: - N dipôles (N entier au moins égal à 2) formés par N sections rectilignes alignées dudit élément; et - N-1 éléments déphaseurs, chaque élément déphaseur étant intercalé entre deux pôles consécutifs, chaque élément déphaseur étant constitué par une section dudit élément filaire pliée en U et dont les branches sont sensiblement juxtaposées et disposées selon une direction

orthogonale à la direction commune desdits dipôles.

2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur de chaque dipôle est égale à n\2 et la longueur de chaque branche des éléments déphaseurs est égale à n'\, étant la longueur d'onde de la fréquence centrale de la plage de fréquences dans laquelle

I'antenne fonctionne, et n et n' étant des nombres entiers.

3. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que N

est égal à 4.

4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 2 et 3,

caractérisée en ce que n = n' = 3.

5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,

caractérisée en ce que la partie émettrice-réceptrice de l'antenne est constituée à partir d'une unique bande conductrice à section droite

constante qui est pliée pour former les déphaseurs.

6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisée en ce que l'extrémité libre d'un dipôle constituant une extrémité de la partie émettrice-réceptrice de l'antenne est raccordée au

conducteur central d'un câble coaxial d'antenne.

7. Antenne selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit cable d'antenne est muni, à proximité de son extrémité de raccordement,

de moyens formant cavité d'adaptation d'impédance.

8. Antenne selon l'une quelconque des revendications 6 et 7,

ca ractérisée en ce q ue led it cable d'a nten ne est mu n i, à proxi mité de son extrémité de raccordement, de moyens formant pièpe pour les courants

de fuite.

9.Antenne selon l'une quelconque des revendications à 8,

caractérisée en ce que la valeur correspond à une des plages de fréquence suivantes: - 5,250 à 5,350 GHz; - 5,350 à 5,470 GHz - 5,470 à 5,725 GHz; et - 5,725 à 5,875 GHz

10. Antenne selon l'une quelconque des revendications à 8,

caractérisée en ce que chaque dipôle a une longueur d'ondes différente, lesdites longueurs d'ondes étant incluses dans une plage de longueurs