FR2977731A1 - Antenne de type antenne en f inverse integree dans une carte imprimee, et systeme - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une antenne (2) de type antenne IFA ("antenne en F inversé" ou "inverted F antenna" en anglais) étant intégrée dans une carte imprimée (2.2), la carte imprimée (2.2) ayant un plan d'extension principale, l'antenne (2) de type antenne IFA comprenant: -- un premier élément électriquement conducteur, servant de plan de masse, -- un deuxième élément électriquement conducteur (2.8), servant d'élément rayonnant de l'antenne, -- une connexion électriquement conductrice (2.3), servant à court-circuiter le premier élément électriquement conducteur et le deuxième élément électriquement conducteur (2.8), et -- un élément d'excitation (2.4)étant en contact électrique avec le deuxième élément électriquement conducteur (2.8), le deuxième élément électriquement conducteur comprend une première partie, une deuxième partie et une troisième partie dans différents plans de la carte imprimée.
Description
ANTENNE DE TYPE ANTENNE EN F INVERSÉ INTEGRÉE DANS UNE CARTE IMPRIMÉE, ET SYSTEME
La présente invention concerne, d'une part, une antenne de type antenne IFA ("antenne en F inversé" ou "inverted F antenna" en anglais) étant implémentée sur une carte imprimée. La carte imprimée est composée d'un plan d'extension principale, l'antenne de type antenne IFA comprenant: un premier élément électriquement conducteur, servant de plan de masse, un deuxième élément électriquement conducteur, servant d'élément rayonnant de l'antenne, une connexion électriquement conductrice, servant à court-circuiter le premier élément électriquement conducteur et le deuxième élément électriquement conducteur, et un élément d'excitation étant en contact électrique avec le deuxième élément électriquement conducteur. D'autre part, l'invention concerne un système, notamment pour une utilisation dans un véhicule automobile comprenant une antenne de type antenne IFA. 15 L'invention s'applique à des objets ou des systèmes communicants dont la taille est petite comparée aux longueurs d'onde utilisée pour la communication. Typiquement, les objets ou systèmes concernés par l'invention sont des terminaux ayant des dimensions de l'ordre de quelques centimètres fonctionnant dans les bandes ISM (ISM pour Industrial 20 Scientific Medical), UHF (UHF pour Ultra High Frequency), VHF (VHF pour Very High Frequency), SHF (SHF pour Super High Frequency), EHF (EHF pour Extremly High Frequency).Les antennes qui équipent de tels terminaux ont des dimensions réduites par rapport aux longueurs d'onde de fonctionnement (dimensions typiquement inférieures à la moitié de la longueur d'onde principale de fonctionnement). Cette spécificité des antennes _ 25 définit une catégorie d'antennes communément appelée antennes miniatures.
En ce qui concerne les antennes miniatures, les antennes de type en F inversé sont connues. Les antennes en F inversé sont communément appelées antenne IFA (IFA pour Inverted F - Antenna). Une antenne IFA est constituée 30 -- d'un premier élément électriquement conducteur ou encore plan de masse, -- d'un deuxième élément électriquement conducteur, communément appelée toit de l'antenne et servant d'élément rayonnant de l'antenne, disposée le plus souvent parallèlement au plan de masse (mais pouvant également ne pas être parallèle au plan de masse), 35 -- d'une connexion électriquement conductrice placée typiquement à une première extrémité du deuxième élément électriquement conducteur (ou toit), et qui court-circuite le toit et le plan de masse, et - - d'un élément d'excitation, par exemple une sonde filaire, placé dans un deuxième plan perpendiculaire au plan de masse, et qui est relié à une source radiofréquence RF qui crée une différence de potentiel entre le deuxième élément électriquement conducteur et le premier élément électriquement conducteur (ou plan de masse). La deuxième extrémité du toit est de manière générale en circuit ouvert, elle peut être reliée à une capacité. La longueur du deuxième élément électriquement conducteur (ou toit) est sensiblement égale à un quart de la longueur d'onde principale de l'antenne ce qui rend l'antenne de type antenne IFA relativement grand par rapport à une taille préférée d'un système ou d'un appareil de communication.
La présente invention à notamment pour but de palier aux inconvénients de l'art connu, et notamment à ceux cités ci-dessus, et a également pour but de proposer une antenne de type antenne IFA ainsi qu'un système comprenant une antenne de type antenne IFA amélioré de telle manière à ce que l'antenne de type antenne IFA peut être réalisé (pour une fréquence (ou longueur d'onde) de fonctionnement donnée) avec une taille réduite.
Suivant l'invention, ce but est atteint par une antenne de type antenne IFA ("antenne en F inversé" ou "inverted F antenna" en anglais) étant intégrée dans une carte imprimée, la carte imprimée ayant un plan d'extension principale, l'antenne de type antenne IFA comprenant: - - un premier élément électriquement conducteur, servant de plan de masse, - - un deuxième élément électriquement conducteur, servant d'élément rayonnant de l'antenne, -- une connexion électriquement conductrice, servant à court-circuiter le premier élément _ 25 électriquement conducteur et le deuxième élément électriquement conducteur, et ? - - un élément d'excitation étant en contact électrique avec le deuxième élément électriquement conducteur, le deuxième élément électriquement conducteur comprenant une première partie, une deuxième partie et une troisième partie, 30 la première partie du deuxième élément électriquement conducteur étant positionnée dans un premier plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée, la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant positionnée dans un deuxième plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée, la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant positionnée dans 35 un troisième plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée, le premier plan et le deuxième plan étant séparés et la première et deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant reliés par une quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur, et le premier plan et le troisième plan étant séparés et la première et troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant reliés par une cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur.
De par une telle réalisation de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, il est avantageusement possible de réaliser une taille réduite de l'antenne car la longueur de la première partie du deuxième élément électriquement conducteur peut être largement inférieur à un quart de la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne. Une telle antenne selon la présente invention peut être appelée "antenne IFA hybride (imprimée et suspendue)".
Suivant la présente invention, l'élément résonnant de l'antenne, c'est à dire le deuxième élément électriquement conducteur, comprend cinq parties qui ne sont pas positionnés dans un même plan. L'élément résonnant de l'antenne est en quelque sorte replié pour réduire la longueur maximale requise pour réaliser une antenne pour une fréquence de résonnance donnée.
II est préféré selon la présente invention, -- que la première partie du deuxième élément électriquement conducteur et la quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur forment un angle, notamment un angle droit, et/ou -- que la première partie du deuxième élément électriquement conducteur et la cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur forment un angle, notamment un angle droit, et/ou -- que la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur et la quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur forment un angle, notamment un angle droit, et/ou -- que la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur et la cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur forment un angle, notamment un angle droit.
Selon la présente invention, il est possible selon un mode de réalisation que, d'une part, la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur, et, d'autre part, la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur, sont positionnés dans des plans différents (c'est à dire qu'elles sont positionnées dans les deuxième et troisième plans respectivement). Par ailleurs, il est également possible selon la présente invention que le deuxième plan et le troisième plan (tout en étant parallèles au plan d'extension principale de la carte imprimée et parallèles au premier plan) sont positionnés de faces différentes du premier plan. Cela veut dire, que, d'une part, la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur, et, d'autre part, la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur, sont repliées de différents côtes par rapport à la première partie du deuxième élément électriquement conducteur.
Néanmoins, selon un autre mode de réalisation selon la présente invention, il est préféré que le deuxième plan et le troisième plan sont identiques.
De par une telle réalisation de l'antenne selon la présente invention, l'antenne de type antenne IFA peut être réalisée avec une structure comparativement simple ayant des éléments ou des parties d'éléments de l'antenne dans deux plans différents, c'est à dire dans un premier plan et dans un deuxième plan (car le troisième plan correspond au deuxième plan). Dans une telle réalisation de l'antenne selon la présente invention, la deuxième partie et la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur sont toutes les deux positionnée dans le deuxième plan (parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée).
Un perfectionnement préféré de l'invention réside dans le fait que la première partie du deuxième élément électriquement conducteur est positionné d'un premier côté de la carte imprimée, et que la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur et/ou la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur est positionné ou sont positionnés d'un deuxième côté de la carte imprimée le deuxième côté étant opposé au premier côté de la carte imprimée. .25 De par une telle réalisation de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, il est avantageusement possible de réaliser l'antenne en utilisant les deux côtés de la carte imprimée.
30 Selon encore un autre mode de réalisation préféré de l'invention, -- le premier élément électriquement conducteur, -- la connexion électriquement conductrice, et/ou -- l'élément d'excitation est positionné ou sont positionnés du premier côté de la carte imprimée ou du deuxième côté 35 de la carte imprimée.
De par une telle réalisation de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, il est avantageusement possible de réaliser l'antenne de type antenne IFA de manière simple et peu coûteuse.
Selon un mode de réalisation préféré de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, la carte imprimée comprend une première ouverture pour la quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur et/ou la carte imprimée comprend une deuxième ouverture pour la cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur.
Selon un autre mode de réalisation de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, il est préféré - - que la première partie du deuxième élément électriquement conducteur a une première longueur d'extension, -- que la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur a une deuxième longueur d'extension, - - que la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur a une troisième longueur d'extension, - - que la quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur a une quatrième longueur d'extension, - - que la cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur a une cinquième longueur d'extension, et - - que la longueur totale (L) du deuxième élément électriquement conducteur - correspondant typiquement à un quart de la longueur d'onde principale de fonctionnement de .25 l'antenne de type antenne IFA - correspond à la somme de la première longueur, la deuxième longueur, la troisième longueur, la quatrième longueur, et la cinquième longueur.
De par une telle réalisation de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, il est avantageusement possible de réduire la taille de l'antenne de type antenne 30 IFA de manière considérable, notamment de plus de 50% par rapport à la dimension (ou extension) la plus grande nécessaire pour réaliser le deuxième élément électriquement conducteur ayant une longueur totale effective d'un quart de la longueur d'onde de fonctionnement.
35 Selon un mode de réalisation préféré de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, une capacité est prévue entre, d'une part, le premier élément électriquement conducteur, et, d'autre part, la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur.
Ceci permet d'accorder l'antenne à une fréquence plus basse ou de réduire les dimensions de l'antenne (D2,L2,L1,L5 et L4). . La valeur de l'impédance d'entrée de l'antenne peut être modifiée : - - soit en faisant varier une première distance, entre, d'une part, la connexion électriquement conducteur, et, d'autre part, l'élément d'excitation, - - soit en faisant varier la somme des longueurs suivantes: -- une deuxième distance, entre, d'une part, l'élément d'excitation, et, d'autre part, l'endroit de la cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur, - - la première longueur, - - la deuxième longueur, et - - la quatrième longueur.
La présente invention concerne également un système, notamment pour une utilisation dans un véhicule automobile, comprenant une antenne de type antenne IFA, l'antenne de type antenne IFA étant intégrée dans une carte imprimée, la carte imprimée ayant un plan d'extension principale, l'antenne de type antenne IFA comprenant: -- un premier élément électriquement conducteur, servant de plan de masse, -- un deuxième élément électriquement conducteur, servant d'élément rayonnant de l'antenne, - - une connexion électriquement conductrice, servant à court-circuiter le premier élément électriquement conducteur et le deuxième élément électriquement conducteur, et . 25 -- un élément d'excitation étant en contact électrique avec le deuxième élément électriquement conducteur, le deuxième élément électriquement conducteur comprenant une première partie, une deuxième partie et une troisième partie, la première partie du deuxième élément électriquement conducteur étant positionnée dans 30 un premier plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée, la deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant positionnée dans un deuxième plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée, la troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant positionnée dans un troisième plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée, 35 le premier plan et le deuxième plan étant séparés et la première et deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant reliés par une quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur, le premier plan et le troisième plan étant séparés et la première et troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur étant reliés par une cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
15 la figure 1 est une représentation schématique d'une vue de côté d'une antenne de type antenne IFA selon l'état de la technique,
la figure 2A est une représentation schématique d'une vue de côté d'une antenne de type antenne IFA selon la présente invention, la figure 2B est une représentation schématique d'une vue de dessus de l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention, et
la figure 2C est une représentation schématique d'une vue de dessous de , 25 l'antenne de type antenne IFA selon la présente invention.
DESCRIPTION DES DESSINS
Dans la figure 1, une représentation schématique d'une vue de côté d'une 30 antenne de type antenne IFA selon l'état de la technique est montré.
L'antenne 1 de type IFA selon l'état de la technique comprend un deuxième élément électriquement conducteur 1.1 qui sert d'élément rayonnant de l'antenne 1 et qui est orienté en parallèle à une carte imprimée 1.2. L'antenne 1 comprend également un premier 35 élément électriquement conducteur qui sert de plan de masse mais qui n'est pas représenté dans la figure 1. Normalement, le premier élément électriquement conducteur est intégré dans la carte imprimée 1.2. Le deuxième élément électriquement conducteur 1.1 est relié 20 avec le premier élément électriquement conducteur par l'intermédiaire d'une connexion électriquement conductrice 1.3 qui sert à court-circuiter le premier élément électriquement conducteur et le deuxième élément électriquement conducteur 1.1. Par ailleurs, l'antenne 1 comprend un élément d'excitation 1.4 (encore appelé pied de l'antenne 1) qui relie le deuxième élément électriquement conducteur 1.1 avec un circuit RF de la carte imprimée 1.2
Le lien de la connexion électriquement conductrice 1.3 avec le premier élément électriquement conducteur, et le lien de l'élément d'excitation 1.4 avec le circuit de la carte imprimée 1.2 peut être réalisé par l'intermédiaire d'une soudure. L'ensemble de l'antenne 1 ressemble à un F inversé.
Une distance du deuxième élément électriquement conducteur 1.1 par rapport au premier élément électriquement conducteur (ou plan de masse) définit une hauteur H de l'antenne 1. L'hauteur de l'antenne 1 correspond à une longueur L2 de l'élément d'excitation 1.4 ainsi qu'une longueur L5 de la connexion électriquement conductrice 1.3. La hauteur H ainsi que la longueur L du deuxième élément électriquement conducteur 1.1 définissent l'impédance d'entrée de l'antenne 1.
Par ailleurs, la longueur L du deuxième élément électriquement conducteur 1.1 20 est adaptée à la fréquence de résonnance de l'antenne 1. Plus la fréquence de résonnance est petite (et ainsi la longueur d'onde est longue), plus la longueur L doit être grande.
A une fréquence de résonnance de 434 MHz correspond une longueur L du deuxième élément électriquement conducteur 1.1 de l'antenne 1 (correspondant à un quart . 25 de la longueur d'onde (dans l'air) de fonctionnement Àa;r de l'antenne 1) d'environ 17,7 cm. La hauteur H correspond par exemple à un dixième de la longueur d'onde (dans l'air) de fonctionnement Àa;r de l'antenne 1, c'est à dire environ 1,7 cm. Par conséquent, l'antenne 1 selon l'état de la technique doit être relativement grande à une fréquence de résonnance de 434 MHz, et il est relativement difficile de l'intégrer dans des appareils de petite taille. De tels 30 appareils sont utilisés dans beaucoup de champs d'application, notamment dans l'automobile, dans la télécommunication et dans le traitement électronique de données.
Les figures 2A, 2B et 2C montrent une antenne 2 de type antenne IFA selon la présente invention. La figure 2A est une représentation schématique d'une vue de côté d'une 35 telle antenne, la figure 2B est une représentation schématique d'une vue de dessus, et la figure 2C est une représentation schématique d'une vue de dessous d'une telle antenne. Dans la figure 2C, une capacité est représentée. Une telle capacité est prévue dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, mais cette capacité est seulement optionnel: dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, une telle capacité n'est pas présente. Dans la description qui suit, les figures 2A, 2B et 2C sont ensemble désignés par le terme "figure 2".
Comme une antenne de type antenne IFA selon l'état de la technique, l'antenne 2 selon la présente invention comprend un premier élément électriquement conducteur 2.7 - servant de plan de masse -, un deuxième élément électriquement conducteur 2.8 - servant d'élément rayonnant de l'antenne -, une connexion électriquement conductrice 2.3 - servant à court-circuiter le premier élément électriquement conducteur 2.7 et le deuxième élément électriquement conducteur 2.8 -, et un élément d'excitation 2.4 étant en contact électrique avec le deuxième élément électriquement conducteur 2.8.
Dans l'exemple de la figure 2, l'antenne 2 de type antenne IFA selon la présente invention comprend deux parties principales, une première partie principale Al et une deuxième partie principale A2. La première partie principale Al comprend une première partie 2.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8, la première partie 2.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 ayant une première longueur L1.
Dans l'exemple de la figure 2, la deuxième partie principale A2 de l'antenne 2 de type antenne IFA selon la présente invention comprend une carte imprimée 2.2 ainsi que la connexion électriquement conductrice 2.3 et l'élément d'excitation 2.4. La connexion électriquement conductrice 2.3 et l'élément d'excitation 2.4 sont réalisés sur un côté (la face de dessous) de la carte imprimée 2.2. Dans un autre mode de réalisation (non montré dans la figure 2), la connexion électriquement conductrice 2.3 et l'élément d'excitation 2.4 sont réalisés sur un autre côté (la face de dessus) de la carte imprimée 2.2.
La première partie principale Al peut être réalisée en écart au dessus (ou au dessous) de la deuxième partie principale A2, par exemple de manière flottant au dessus de la deuxième partie principale A2. La distance ou l'écart de la première partie principale Al et la deuxième partie principale A2 correspond à une hauteur H, et cette hauteur H correspond à des longueurs L2 et L5 d'éléments (ou parties) du deuxième élément électriquement conducteur 2.8. La quatrième longueur L5 correspond à la quatrième partie 2.1.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 et la cinquième longueur L2 correspond à la cinquième partie 2.1.2 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8.
Dans l'exemple de la figure 2, une quatrième partie 2.1.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 est réalisé, par exemple, par une branche (aussi portant le signe de référence 2.1.1) ayant la quatrième longueur L5. La quatrième partie 2.1.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 relie la première partie 2.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 avec la deuxième partie 2.5 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8. La deuxième partie 2.5 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 a une deuxième longueur L4. Dans l'exemple de la figure 2, il est notamment prévu que la deuxième partie 2.5 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 passe à travers une première ouverture 2.2.1 de la carte imprimée 2.2.
Dans l'exemple de la figure 2, une cinquième partie 2.1.2 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 est réalisé, par exemple, par une (deuxième) branche (aussi portant le signe de référence 2.1.2) ayant la cinquième longueur L2. La cinquième partie 2.1.2 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 relie la première partie 2.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 avec la troisième partie 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8. La troisième partie 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 a une troisième longueur L3. Dans l'exemple de la figure 2, il est notamment prévu que la troisième partie 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 passe à travers une deuxième ouverture 2.2.2 de la carte imprimée 2.2.
Les deuxième et troisième parties 2.5, 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 sont isolées électriquement l'une de l'autre. De préférence, les deuxième et troisième parties 2.5, 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 sont imprimées sur la carte imprimée 2.2. Dans un exemple non représenté dans les figures, les deuxième et troisième parties 2.5, 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 sont imprimés sure la face de dessus de la carte imprimée 2.2.
La troisième partie 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 est reliée au premier élément électriquement conducteur 2.7 à travers la connexion électriquement conductrice 2.3. Il est préféré que la connexion électriquement conductrice 2.3 ainsi que le premier élément électriquement conducteur 2.7 sont réalisés par l'intermédiaire de pistes conductrices sur la carte imprimée 2.2, de préférence par une méthode d'impression.
L'élément d'excitation 2.4 est également réalisé, de préférence, en tant que piste conductrice sur ou dans la carte imprimée 2.2, notamment par l'intermédiaire d'une méthode d'impression. L'élément d'excitation 2.4 est prévu de manière isolée électriquement du premier élément électriquement conducteur 2.7.
L'antenne 2 de type antenne IFA selon la présente invention a l'avantage - notamment du aux quatrième et cinquième parties 2.1.1, 2.1.2 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 ainsi que les deuxième et troisième parties 2.5, 2.6 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8, et une constante diélectrique plus élevée - d'être de taille très réduite (notamment la taille L1 de la première partie 2.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8) par rapport à une antenne de type antenne IFA de l'état de la technique (prise pour une même fréquence (ou longueur d'onde) de fonctionnement de l'antenne).
Dans le mode de réalisation de la présente invention comme représentée dans la figure 2C, une capacité Cl est prévue entre, d'une part, le premier élément électriquement conducteur 2.7, et, d'autre part, la deuxième partie 2.5 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8. Cette capacité Cl est seulement optionnel, c'est à dire dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, une telle capacité n'est pas prévue entre le premier élément électriquement conducteur 2.7 et la deuxième partie 2.5 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8.
Dans le mode de réalisation avec la capacité, elle permet d'accorder l'antenne à une fréquence plus basse (comparée à la configuration sans capacité) ou de réduire l'encombrement de l'antenne en réduisant son encombrement (D2,L2,L1,L5 et L4, c'est à dire de réduire la dimension de la partie la plus grande du deuxième élément électriquement conducteur 2.8). La valeur de l'impédance d'entrée de l'antenne peut être modifiée - - soit en faisant varier une première distance D1, entre, d'une part, la connexion électriquement conductrice 2.3, et, d'autre part, l'élément d'excitation 2.4, - - soit en faisant varier la somme des longueurs suivantes: -- une deuxième distance D2 entre, d'une part, l'élément d'excitation 2.4, et, d'autre part, l'endroit de la cinquième partie 2.1.2 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8, -- la première longueur L1, - - la deuxième longueur L4, - - la quatrième longueur L5, et -- la cinquième longueur L2.
Dans la suite, un calcul de la première longueur L1 de la première partie 2.1 du deuxième élément électriquement conducteur 2.8 est présenté pour le cas de l'antenne 2 de type antenne IFA selon la présente invention pour une fréquence de résonnance de 434 MHz pour le cas d'une carte imprimée 2.2 réalisée par l'intermédiaire de fibres de verre dans du résine époxy ayant l'indicatif de matériau "FR4" (FR-4 étant un composite de résine époxy renforcé de fibre de verre et ayant des propriétés notamment de constante diélectrique (Permittivité) de 4,70 max, 4,35 à 500 MHz, 4,34 à 1 GHz). Dans l'exemple de calcul, une constante diélectrique de 4,6 a été retenue.
Exemple :
La longueur d'onde dans l'air Aa;r se calcule selon: air = F mit: C = vitesse , F = fréquence à une fréquence de 434 MHz: 2a=r = 69 cm . Pour la première partie Al, les longueurs L1, L2 et L5 se calculent selon L1= 6,9 cm , 10 3) L2= 4aÿ =1,7cm, 4) et L5 = 4°O =1,7 cm . 5) Les longueurs L3 et L4 se calculent selon: L3 = L4 = - = /1a~r . 1 12 12 (eeff)°'5 6) avec: £eff = constante diélectrique effective. 20 1) 2) La constante diélectrique effective £eff se calcule selon la formule suivante: £r+1+£r-1 ( 1+10 -ab w 2 2 u) ,u h avec s £r = - s0 8) étant la constante diélectrique relative et les grandeurs a, b se calculent selon:
3 a=1+ 1 ln u4+(u/52)z + 1 ln 1+ u 49 u4 +0,432 18,7 18,1 9) et
£ _0,9 0,053 b = 0,564 £r + 3 La précision des équations (7) à (10) est telle que l'erreur est inférieur à 0,01 % pour u<1 et inférieur à 0.03 % pour u<1000. Ainsi, la constante diélectrique effective £eff se calcule pour un substrat de la carte imprimée 2.2 ayant l'indicatif de matériau "FR4" à £eff = 3,9. Les longueurs L3 et L4 peuvent être calculés selon l'équation (6) comme suit: L3, L4 = 2,8 cm. La réduction de la longueur nécessaire de l'antenne 2 de type antenne IFA selon 15 la présente invention (par rapport à l'antenne IFA selon l'état de la technique de la figure 1) peut donc être obtenue comme suit: L2 + L3 + L4 + L5 = + 'l'air - 1 + air 1 + 2a'r 40 12 (sep.)°,5 12 (£eff )0'5 40 11) L2+L3+L4+L5 = fair + ~air . 1 , 20 6 (£eff)0,s L2+L3+L4+L5= l'aiirr + 12 , 7) 10) 12) 13) 14 69 69 L2+L3+L4+L5 =-+-, 20 12 14) L2+L3+L4+L5 =3,4 cm+5,7 cm, 15) L2 + L3 + L4 +L5 = 9,1 cm . 16) Ainsi, il est possible selon l'antenne 2 selon la présente invention de réduire la 5 longueur requise (de 17,7 cm) de 9,1 cm (à 8,6 cm), donc, une réduction supérieure à 510/0 par rapport à l'état de la technique. 10 15 10 15 20 25 30 35 Liste des signes de référence
1 antenne de type IFA selon l'état de la technique 1.1 deuxième élément électriquement conducteur 1.2 carte imprimée 1.3 connexion électriquement conductrice 1.4 élément d'excitation H hauteur L longueur du deuxième élément électriquement conducteur 2 antenne de type antenne IFA selon la présente invention 2.1 première partie du deuxième élément électriquement conducteur 2.2 carte imprimée 2.2.1 première ouverture 2.2.2 deuxième ouverture 2.3 connexion électriquement conductrice 2.4 élément d'excitation 2.5 deuxième partie du deuxième élément électriquement conducteur 2.6 troisième partie du deuxième élément électriquement conducteur 2.1.1 quatrième partie du deuxième élément électriquement conducteur 2.1.2 cinquième partie du deuxième élément électriquement conducteur 2.7 premier élément électriquement conducteur 2.8 deuxième élément électriquement conducteur
Al première partie principale A2 deuxième partie principale
L1 première longueur L2 cinquième longueur L3 troisième longueur L4 deuxième longueur L5 quatrième longueur D1 première distance D2 deuxième distance Cl capacité
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Antenne (2) de type antenne IFA ("antenne en F inversé" ou "inverted F antenna" en anglais) étant intégrée dans une carte imprimée (2.2), la carte imprimée (2.2) ayant un plan d'extension principale, l'antenne (2) de type antenne IFA comprenant: -- un premier élément électriquement conducteur (2.7), servant de plan de masse, -- un deuxième élément électriquement conducteur (2.8), servant d'élément rayonnant de l'antenne, -- une connexion électriquement conductrice (2.3), servant à court-circuiter le premier élément électriquement conducteur (2.7) et le deuxième élément électriquement conducteur (2.8), et -- un élément d'excitation (2.4) étant en contact électrique avec le deuxième élément électriquement conducteur (2.8), caractérisé en ce que le deuxième élément électriquement conducteur (2.8) comprend une première partie (2.1), une deuxième partie (2.5) et une troisième partie (2.6), la première partie (2.1) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) étant positionnée dans un premier plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée (2.2), la deuxième partie (2.5) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) étant positionnée dans un deuxième plan parallèle au plan d'extension principale de la carte imprimée (2.2), la troisième partie (2.6) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) étant positionnée dans un troisième plan parallèle au plan d'extension principale de la carte . 25 imprimée (2.2), le premier plan et le deuxième plan étant séparés et la première et deuxième partie (2.1,
- 2.5) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) étant reliés par une quatrième partie (2.1.1) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8), le premier plan et le troisième plan étant séparés et la première et troisième partie 30 (2.1, 2.6) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) étant reliés par une cinquième partie (2.1.2) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8). 2. Antenne (2) de type antenne IFA selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième plan et le troisième plan sont identiques.
- 3. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie (2.1) du deuxième élément 16 35 électriquement conducteur (2.8) est positionné d'un premier côté de la carte imprimée (2.2), et que la deuxième partie (2.5) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) et/ou la troisième partie (2.6) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) est positionné ou sont positionnés d'un deuxième côté de la carte imprimée (2.2) le deuxième côté étant opposé au premier côté de la carte imprimée (2.2).
- 4. Antenne (2) de type antenne IFA selon la revendication 3, caractérisé en ce que -- le premier élément électriquement conducteur (2.7), -- la connexion électriquement conductrice (2.3), et/ou -- l'élément d'excitation (2.4) est positionné ou sont positionnés du premier côté de la carte imprimée (2.2) ou du deuxième côté de la carte imprimée (2.2).
- 5. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la carte imprimée (2.2) comprend une première ouverture (2.2.1) pour la quatrième partie (2.1.1) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) et/ou que la carte imprimée (2.2) comprend une deuxième ouverture (2.2.2) pour la cinquième partie (2.1.2) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8).
- 6. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce -- que la première partie (2.1) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) a une première longueur (L1) d'extension, -- que la deuxième partie (2.5) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) a une deuxième longueur (L3) d'extension, -- que la troisième partie (2.6) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) a une troisième longueur (L4) d'extension, -- que la quatrième partie (2.1.1) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) a une quatrième longueur (L5) d'extension, -- que la cinquième partie (2.1.2) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8) a une cinquième longueur (L2) d'extension, et -- que la longueur totale (L) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8.) - correspondant typiquement à un quart de la longueur d'onde principale de fonctionnement de l'antenne (2) de type antenne IFA - correspond à la somme de la première longueur (L1), la deuxième longueur (L3), la troisième longueur (L4), laquatrième longueur (L5), et la cinquième longueur (L2).
- 7. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une capacité (C1) est prévue entre, d'une part, le premier élément électriquement conducteur (2.7), et, d'autre part, la deuxième partie (2.5) du deuxième élément électriquement conducteur (2.8).
- 8. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quatrième et cinquième longueur (L2, L5) correspond à un quarantième de la longueur d'onde principale de fonctionnement de l'antenne (2) de type antenne IFA.
- 9. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième et troisième longueur (L3, L4) correspond à un douzième de la longueur d'onde principale de fonctionnement de l'antenne (2) de type antenne IFA.
- 10. Antenne (2) de type antenne IFA selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première longueur (L1) correspond à un dixième de la longueur d'onde principale de fonctionnement de l'antenne (2) de type antenne IFA. 30 35
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