FR2993413A1

FR2993413A1 - Cavity antenna for use under roadway for real time observation applications of e.g. road traffic measurement data, has auxiliary strands forming non-zero angles with main strand, and radiating strand placed at top of cavity

Info

Publication number: FR2993413A1
Application number: FR1256713A
Authority: FR
Inventors: Tonio Idda; Herve Aubert; Antony Coustou; Julien Henaut; Antoine Jaureguiberry
Original assignee: STERELA; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: STERELA; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-01-17
Anticipated expiration: 2032-07-12
Also published as: FR2993413B1

Abstract

The antenna has a radiating strand (10) comprising a main strand and auxiliary strands. An excitation strand (20) is connected to the radiating strand and adapted to feed the radiating strand. The auxiliary strands are placed in extension of ends of the main strand. The auxiliary strands form non-zero angles with the main strand. A cavity (30) includes a bottom (31) and walls (32). The radiating strand is placed at the top of the cavity. The walls are made of metallic material and electrically connected together to a ground plane of the antenna.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne le domaine des antennes à cavité et plus particulièrement celles destinées à être enterrées par exemple sous une chaussée ou à être encastrées dans des structures aérodynamiques.GENERAL TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of cavity antennas and more particularly those intended to be buried for example under a roadway or to be embedded in aerodynamic structures.

ETAT DE LA TECHNIQUE Les antennes à cavité sont utilisées dans de nombreuses applications impliquant la présence d'un milieu perturbateur ou réflecteur à proximité d'un dispositif rayonnant.STATE OF THE ART Cavity antennas are used in many applications involving the presence of a disruptive or reflective medium near a radiating device.

De telles antennes sont constituées d'un élément rayonnant placé dans une cavité métallique semi-ouverte comprenant un plan réflecteur en métal. Les récents développements de la recherche ont montré que ce type d'antenne est adapté pour des applications médicales requérant l'implantation de dispositif communiquant sans fil dans ou en surface du corps humain. Ce type d'antenne est également utilisé pour générer des effets particuliers (focalisant, etc...). L'usage de méta matériaux pour réaliser une cavité, couplée à un dispositif rayonnant, permet cela. Un des problèmes de ce type d'antenne est que la taille de la cavité croît à mesure que la fréquence de la liaison radio diminue. Or dans le cadre de systèmes de relevé de mesures communicants sans fil, le recours à une fréquence « basse » assurant de très grandes portées radio se révèle particulièrement intéressant. Ainsi se posent de nombreux problèmes d'intégration et d'utilisation 25 de ce type d'antenne pour des fréquences radio usuelles (bande ISM VHF, UHF) permettant d'obtenir des portées kilométriques qui impliquent un volume de cavité très contraignant. La contrainte en volume de la cavité à utiliser dépend de la nature du mode présent dans la cavité : en présence du mode fondamental, la cavité 30 logeant l'antenne doit être de dimension au moins deux fois supérieures à la longueur d'onde (libre) de l'onde radio pour que les performances en rayonnement de l'antenne ne soient pas altérées. L'enterrement d'une antenne sous la chaussée ou dans une structure aérodynamique, aux fréquences usuelles (ici bande ISM UHF), n'est pas possible étant donnée la contrainte en volume de la cavité. Afin de contourner ce problème, il est courant de faire dépasser légèrement l'antenne de la cavité pour assurer la propagation malgré la taille réduite de la cavité. Mais cette solution induit un obstacle sur la chaussée ou vient considérablement modifier les écoulements autour de la structure.Such antennas consist of a radiating element placed in a semi-open metal cavity comprising a metal reflector plane. Recent research developments have shown that this type of antenna is suitable for medical applications requiring the implantation of wireless communicating device in or on the surface of the human body. This type of antenna is also used to generate special effects (focusing, etc ...). The use of meta materials to make a cavity, coupled to a radiating device, allows this. One of the problems of this type of antenna is that the size of the cavity increases as the frequency of the radio link decreases. In the context of wireless measurement measurement systems, the use of a "low" frequency ensuring very large radio ranges is particularly interesting. Thus, there are numerous problems of integration and use of this type of antenna for usual radio frequencies (VHF ISH band, UHF) making it possible to obtain kilometric ranges which imply a very constraining cavity volume. The volume constraint of the cavity to be used depends on the nature of the mode present in the cavity: in the presence of the fundamental mode, the cavity 30 housing the antenna must be of dimension at least twice the wavelength (free ) of the radio wave so that the radiation performance of the antenna is not impaired. The burial of an antenna under the roadway or in an aerodynamic structure, at usual frequencies (here ISM UHF band), is not possible given the volume constraint of the cavity. In order to circumvent this problem, it is common to slightly exceed the antenna of the cavity to ensure propagation despite the reduced size of the cavity. But this solution induces an obstacle on the roadway or considerably modifies the flows around the structure.

Il existe par conséquent un besoin de disposer d'une antenne capable de rayonner une onde radio et pouvant être intégralement enterrée à l'intérieur d'une cavité semi-ouverte présentant un volume bien inférieur à la longueur d'onde (libre) choisie.There is therefore a need to have an antenna capable of radiating a radio wave and can be fully buried inside a semi-open cavity having a much smaller volume than the wavelength (free) chosen.

PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention répond à ce besoin en proposant une antenne pouvant être intégralement intégrée dans une cavité et qui présente en outre un gain important. Par conséquent, l'invention propose selon un premier aspect, une antenne à cavité, comprenant : - un brin rayonnant constitué d'un brin principal, d'un premier brin auxiliaire et d'un second brin auxiliaire. - un brin d'excitation adapté pour être connecté au brin rayonnant, ledit brin d'excitation étant adapté pour alimenter le brin rayonnant, le premier brin auxiliaire et le second brin auxiliaire étant disposés dans le prolongement des extrémités du brin principal, le premier brin auxiliaire faisant un premier angle non nul avec le brin principal, le second brin auxiliaire faisant un second angle non nul avec le brin principal ; l'antenne comprenant en outre - une cavité comprenant un fond et des parois, le brin rayonnant étant disposé au sommet de la cavité.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention responds to this need by proposing an antenna that can be integrally integrated in a cavity and which also has a significant gain. Therefore, according to a first aspect, the invention proposes a cavity antenna, comprising: a radiating strand consisting of a main strand, a first auxiliary strand and a second auxiliary strand. an excitation strand adapted to be connected to the radiating strand, said excitation strand being adapted to supply the radiating strand, the first auxiliary strand and the second auxiliary strand being arranged in the extension of the ends of the main strand, the first strand being auxiliary forming a first non-zero angle with the main strand, the second auxiliary strand making a second non-zero angle with the main strand; the antenna further comprising - a cavity comprising a bottom and walls, the radiating strand being disposed at the top of the cavity.

L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - la cavité comprend un fond et des parois en matériau métallique reliés 5 électriquement ensemble et connectés au plan de masse de l'antenne ; - le brin rayonnant est imprimé sur une plaquette de circuit imprimé ; - le brin d'excitation est imprimé sur une plaquette de circuit imprimé; - le premier angle et le second angle sont tels que le premier brin auxiliaire et le second brin auxiliaire sont orientés de manière opposée par rapport au brin principal ; - le premier brin auxiliaire et le second brin auxiliaire sont orientés dans le même sens par rapport au brin principal ; - elle comprend un plan de masse imprimé sur la plaquette au-dessous du brin rayonnant ; 15 - le plan de masse comprend une encoche au-dessous du second brin auxiliaire ; - les premier et second angles sont égaux en valeur absolue ; - le premier brin auxiliaire est de longueur différente au second brin auxiliaire ; 20 - le brin d'excitation est connecté au centre du brin principal par un point de soudure ou est venue de matière du brin rayonnant. L'invention concerne également un équipement communicant, comprenant un module radio et une antenne à cavité selon l'invention. Les avantages de l'invention sont multiples. 25 L'encombrement de l'antenne de l'invention est limité ce qui permet de la loger dans un emplacement de faibles dimensions sans entraver le rayonnement. Le rayonnement de l'antenne est quasi-omnidirectionnel. L'antenne de l'invention est destinée (par exemple) à des applications 30 d'observation en temps réel de données physiques (mesures physiques, mesures de trafic routier, etc..) en utilisant une fonction de communication 2 9934 13 4 sans fil utilisant par exemple les fréquences de la bande ISM UHF (autour de 868 MHz pour l'Europe). L'antenne peut être encastrée dans le fuselage d'une structure mobile sans en perturber le coefficient de traînée ou CX.The invention is advantageously completed by the following features, taken alone or in any of their technically possible combination: the cavity comprises a bottom and walls of metal material electrically connected together and connected to the ground plane of the antenna; the radiating strand is printed on a printed circuit board; the excitation wire is printed on a printed circuit board; the first angle and the second angle are such that the first auxiliary strand and the second auxiliary strand are oriented opposite to the main strand; the first auxiliary strand and the second auxiliary strand are oriented in the same direction relative to the main strand; it comprises a ground plane printed on the wafer below the radiating strand; The ground plane comprises a notch below the second auxiliary strand; the first and second angles are equal in absolute value; the first auxiliary strand is of different length to the second auxiliary strand; The excitation strand is connected to the center of the main strand by a weld point or is made of material from the radiating strand. The invention also relates to a communicating equipment, comprising a radio module and a cavity antenna according to the invention. The advantages of the invention are manifold. The size of the antenna of the invention is limited, which allows it to be housed in a small location without hindering the radiation. The radiation of the antenna is quasi-omnidirectional. The antenna of the invention is intended (for example) for real-time observation applications of physical data (physical measurements, road traffic measurements, etc.) using a communication function 2 9934 13 4 without wire using for example the frequencies of the UHF ISM band (around 868 MHz for Europe). The antenna can be embedded in the fuselage of a mobile structure without disturbing the drag coefficient or CX.

PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - - les figures 1 a, 1 b, 1 c et 1 d illustrent une antenne de cavité selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - les figures 2a, 2b et 2c illustrent des performances de l'antenne de cavité selon le premier mode de réalisation ; - les figures 3a et 3b illustrent une antenne de cavité selon un second mode de réalisation ; - les figures 4a et 4b illustrent une antenne de cavité selon un troisième mode de réalisation ; - la figure 5 illustre des performances de l'antenne de cavité selon le troisième mode de réalisation ; - la figure 6 illustre plusieurs vues d'un équipement communicant autonome composé de l'antenne cavité, d'un module électronique de communication et d'une batterie d'alimentation ; Sur les figures, les éléments similaires portent des références identiques.PRESENTATION OF THE FIGURES Other features, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the appended drawings, in which: FIGS. 1b, 1c and 1d illustrate a cavity antenna according to a first embodiment of the invention; FIGS. 2a, 2b and 2c illustrate performances of the cavity antenna according to the first embodiment; FIGS. 3a and 3b illustrate a cavity antenna according to a second embodiment; FIGS. 4a and 4b illustrate a cavity antenna according to a third embodiment; FIG. 5 illustrates performances of the cavity antenna according to the third embodiment; FIG. 6 illustrates several views of an autonomous communicating equipment composed of the cavity antenna, an electronic communication module and a battery pack; In the figures, similar elements bear identical references.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En relation avec les figures 1 a, 1 b, lc, ld, 3a, 3b, 4a, 4b une antenne à cavité comprend principalement : - un brin rayonnant 10, 100, 1000 constitué de : - un brin 11, 110, 1100 principal ; - un premier brin 12, 120, 1200 auxiliaire ; - un second brin 13, 130, 1300 auxiliaire ; un brin d'excitation 20, 200, 2000 adapté pour être connecté au brin rayonnant, le brin d'excitation étant adapté pour alimenter le brin 10, 100, 1000 rayonnant. Le premier brin 12, 120, 1200 auxiliaire et le second brin 13, 130, 1300 auxiliaire sont disposés dans le prolongement des extrémités du brin principal 11, 110, 1100, le premier brin 12, 120, 1200 auxiliaire faisant un premier angle 01 non nul avec le brin principal 11, 110, 1100, le second brin 13, 130, 1300 auxiliaire faisant un second angle 02 non nul avec le brin 11, 110, 1100 principal.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In relation with FIGS. 1a, 1b, 1c, 1d, 3a, 3b, 4a, 4b, a cavity antenna mainly comprises: a radiating strand 10, 100, 1000 consisting of: a strand 11, 110, 1100 main; a first strand 12, 120, 1200 auxiliary; a second strand 13, 130, 1300 auxiliary; an excitation wire 20, 200, 2000 adapted to be connected to the radiating strand, the excitation strand being adapted to power the strand 10, 100, 1000 radiating. The first strand 12, 120, 1200 auxiliary and the second strand 13, 130, 1300 auxiliary are arranged in the extension of the ends of the main strand 11, 110, 1100, the first strand 12, 120, 1200 auxiliary making a first angle 01 no zero with the main strand 11, 110, 1100, the second strand 13, 130, 1300 auxiliary making a second angle 02 non-zero with the main strand 11, 110, 1100.

Le premier angle 01 et le second angle 02 sont tels que le premier brin et le second brin sont orientés de manière opposée par rapport au brin principal. Dans ce cas-là le brin rayonnant forme un « S ». Alternativement, le premier brin auxiliaire et le second brin auxiliaire sont orientés dans le même sens par rapport au brin principal.The first angle O1 and the second angle O2 are such that the first strand and the second strand are oppositely oriented with respect to the main strand. In this case the radiating strand forms an "S". Alternatively, the first auxiliary strand and the second auxiliary strand are oriented in the same direction relative to the main strand.

En outre, la longueur du premier brin auxiliaire peut être égale ou différente de celle du second brin auxiliaire. La longueur du brin rayonnant est fixée pour régler la fréquence de fonctionnement de l'antenne tandis que les longueurs des premier et second brins auxiliaires sont fixées pour régler l'adaptation de l'antenne dans la 20 bande de fréquence. L'antenne comprend en outre une cavité 30 qui comprend un fond 31 et des parois 32 s'étendant à partir du fond 31. La cavité 30 est adaptée pour être enfouie par exemple dans une chaussée, dans le fuselage d'un aéronef, dans un mur ou de manière plus générale dans une paroi. 25 De manière avantageuse, le fond 31 et les parois 32 de la cavité 30 sont métalliques et sont connectés entre eux. En outre, l'antenne étant destinée à être enterrée ou isolée de l'environnement extérieur (étanchéité à l'eau et aux poussières), la cavité peut être fermée par un capot (non représenté) en matériau diélectrique, par 30 exemple en résine.In addition, the length of the first auxiliary strand may be equal to or different from that of the second auxiliary strand. The length of the radiating strand is set to adjust the operating frequency of the antenna while the lengths of the first and second auxiliary strands are set to adjust the adaptation of the antenna in the frequency band. The antenna further comprises a cavity 30 which comprises a bottom 31 and walls 32 extending from the bottom 31. The cavity 30 is adapted to be buried for example in a roadway, in the fuselage of an aircraft, in a a wall or more generally in a wall. Advantageously, the bottom 31 and the walls 32 of the cavity 30 are metallic and are connected to each other. In addition, since the antenna is intended to be buried or isolated from the external environment (water and dust tightness), the cavity may be closed by a cover (not shown) made of dielectric material, for example resin .

Premier mode de réalisation En relation avec les figures la, 1 b, lc et ld selon un premier mode de réalisation, le brin rayonnant 10 et le brin d'excitation 20 sont de forme filaire. Le brin rayonnant 10 est disposé horizontalement dans la cavité 30 selon son diamètre (si de forme circulaire) ou bien selon la largeur (si rectangulaire (non représenté)). Les premier et second brins auxiliaires sont recourbés et affleurent le bord de la cavité 30 sans la toucher. Le brin d'excitation 20 est perpendiculaire au brin 10 rayonnant et est 10 de préférence connecté au centre du brin 10 rayonnant. En d'autres termes, le brin 10 rayonnant est perché sur le brin 20 d'excitation. La connexion du brin d'excitation 20 peut être décalée par rapport au centre du brin 10 rayonnant. L'antenne est disposée au centre de la cavité 30 pour favoriser le 15 rayonnement de l'antenne dans la cavité 30. Le brin d'excitation 20 s'étend à partir du fond de la cavité 30. Selon un exemple de réalisation, la longueur du brin 11 principal est L=90 mm, la longueur du brin 20 d'excitation est h=45 mm (voir les figures lc et 1d). 20 La cavité 30 peut présenter un diamètre d=100 mm et une hauteur h2=50 mm (voir la figure 1d). Le premier brin 12 auxiliaire et le second brin 13 auxiliaire sont asymétriques, un brin auxiliaire peut être plus long que l'autre. 25 Une antenne selon ce mode de réalisation a été testée et expérimentée. Cette antenne comprend un brin auxiliaire plus long que l'autre. On a illustré sur la figure 2a le coefficient de réflexion Sll (dB) en entrée de l'antenne en fonction de la fréquence pour plusieurs valeurs de 30 longueur du brin principal du brin rayonnant.First embodiment With reference to FIGS. 1a, 1b, 1c and 1d according to a first embodiment, the radiating strand 10 and the excitation strand 20 are of wired form. The radiating strand 10 is disposed horizontally in the cavity 30 according to its diameter (if of circular shape) or according to the width (if rectangular (not shown)). The first and second auxiliary strands are curved and are flush with the edge of the cavity 30 without touching it. The excitation strand 20 is perpendicular to the radiating strand and is preferably connected to the center of the radiating strand. In other words, the radiating strand is perched on the strand 20 of excitation. The connection of the excitation strand 20 may be offset from the center of the radiating strand. The antenna is disposed in the center of the cavity 30 to promote the radiation of the antenna in the cavity 30. The excitation strand 20 extends from the bottom of the cavity 30. According to an exemplary embodiment, the The length of the main strand 11 is L = 90 mm, the length of the excitation strand is h = 45 mm (see Figures 1c and 1d). The cavity 30 may have a diameter d = 100 mm and a height h 2 = 50 mm (see Figure 1d). The first auxiliary strand 12 and the second auxiliary strand 13 are asymmetrical, one auxiliary strand may be longer than the other. An antenna according to this embodiment has been tested and tested. This antenna has one auxiliary wire longer than the other. The reflection coefficient S11 (dB) at the input of the antenna as a function of frequency has been illustrated in FIG. 2a for several length values of the main strand of the radiating strand.

Comme on peut le constater sur cette figure, la fréquence de fonctionnement de l'antenne dépend de la longueur du brin principal du brin rayonnant. Cette sensibilité est due au rapprochement ou éloignement des brins auxiliaires des parois de la cavité.As can be seen in this figure, the operating frequency of the antenna depends on the length of the main strand of the radiating strand. This sensitivity is due to the approximation or removal of the auxiliary strands of the walls of the cavity.

Outre un déplacement de la fréquence de fonctionnement, on constate que l'amplitude du coefficient de réflexion varie aussi en fonction de la longueur du brin rayonnant. Ceci est du - à dimensions de cavité constante à la présence d'air (diélectrique) entre les extrémités du brin rayonnant et les parois de la cavité.In addition to a displacement of the operating frequency, it can be seen that the amplitude of the reflection coefficient also varies as a function of the length of the radiating strand. This is du - constant cavity dimensions to the presence of air (dielectric) between the ends of the radiating strand and the walls of the cavity.

On a illustré sur la figure 2b le coefficient de réflexion S11 (dB) en entrée de l'antenne en fonction de la fréquence pour plusieurs valeurs de l'angle 02 que fait le brin auxiliaire le plus long. On a illustré sur la figure 2c le coefficient de réflexion S11 (dB) en entrée de l'antenne en fonction de la fréquence pour plusieurs valeurs de l'angle 01 que fait le brin auxiliaire le plus court. Comme on peut le constater sur ces figures, le fait de modifier les valeurs des angles 01 et 02 permet de régler finement la fréquence de fonctionnement de l'antenne.FIG. 2b shows the reflection coefficient S11 (dB) at the input of the antenna as a function of frequency for several values of the angle θ 2 that the longest auxiliary strand makes. FIG. 2c shows the reflection coefficient S11 (dB) at the input of the antenna as a function of frequency for several values of the angle θ1 that the shortest auxiliary strand makes. As can be seen in these figures, the fact of modifying the values of the angles 01 and 02 makes it possible to finely adjust the frequency of operation of the antenna.

Second mode de réalisation En relation avec les figures 3a et 3b, une antenne à cavité selon un second mode de réalisation est illustré et diffère du premier mode de réalisation en ce que le brin rayonnant 100 est supporté par une plaquette de circuit imprimée 140. Le brin rayonnant 100 est de préférence en cuivre et peut être gravé, imprimé ou encore déposé sur la plaquette en fonction de la technique de réalisation du circuit. Le brin d'excitation 200 supporte la plaquette 140 et est connecté électriquement au brin rayonnant 100 imprimé par exemple via un point de soudure (non représenté).Second Embodiment Referring to FIGS. 3a and 3b, a cavity antenna according to a second embodiment is illustrated and differs from the first embodiment in that the radiating strand 100 is supported by a printed circuit board 140. The radiating strand 100 is preferably made of copper and can be etched, printed or deposited on the wafer according to the technique of realization of the circuit. The excitation strand 200 supports the wafer 140 and is electrically connected to the radiating strand 100 printed for example via a soldering point (not shown).

Le brin d'excitation 200 est perpendiculaire à la plaque 140. Ainsi, la plaquette 140 et de ce fait le brin rayonnant 100 sont perchés sur le brin d'excitation 200. La plaquette 140 et le brin d'excitation 200 sont adaptés pour être logés dans la cavité 30 par exemple circulaire. Selon un mode de réalisation, la plaquette 140 peut être du type FR4 avec les caractéristiques suivantes : une constante diélectrique relative cr=4 et un angle de perte tan=0,02. L'épaisseur de métallisation du brin rayonnant peut être de 35 pm. Les dimensions géométriques du brin rayonnant 100 sont identiques à celles du brin rayonnant 10 du premier mode de réalisation à l'exception de la largeur du brin rayonnant en cuivre qui est de 3 mm au lieu du diamètre de 1,7 mm (diamètre du brin rayonnant 10 filaire du premier mode de réalisation). Les performances de cette antenne sont similaires à celles du premier mode de réalisation (voir les figures 2a, 2b, 2c) Le fait que le brin rayonnant soit supporté par une plaquette 140 n'a donc pas d'incidence sur les performances de l'antenne. Troisième mode de réalisation En relation avec les figures 4a, 4b une antenne à cavité selon un troisième mode de réalisation est illustrée et diffère du second mode de réalisation en ce que le brin rayonnant 1000 et le brin d'excitation 2000 sont tous deux supportés par la plaquette 1400 de circuit imprimé. L'antenne à cavité selon ce mode de réalisation peut comprendre un plan 1500 de masse formé dans la partie inférieure de la plaquette 1400 tandis que le brin rayonnant 1000 est formé dans la partie supérieure de la plaquette 1400. L'antenne est adaptée pour être placée en travers de la cavité 30. Les premier et second brins auxiliaires 1200, 1300 sont perpendiculaires au brin principal 1100 et sont orientés dans le même sens (vers le bas sur les figures 4a et 4b). En outre comme dans les deux modes de réalisation précédents, les premier et second brins auxiliaires 1200, 1300 ont des longueurs différentes. Le plan de masse 1500 est formé de part et d'autre du brin d'excitation 2000. De manière avantageuse, le plan de masse 1500 est en contact électrique avec le fond et les parois métalliques de la cavité 30. Dans le cas où l'antenne comprend un plan de masse, il convient de régler sa distance avec le brin rayonnant. En effet en fonctionnement, des résonnances multiples peuvent apparaitre ce qui nuit à l'efficacité de l'antenne.The excitation strand 200 is perpendicular to the plate 140. Thus, the wafer 140 and therefore the radiating strand 100 are perched on the excitation strand 200. The wafer 140 and the excitation strand 200 are adapted to be housed in the cavity 30, for example circular. According to one embodiment, the wafer 140 may be of the FR4 type with the following characteristics: a relative dielectric constant cr = 4 and a loss angle tan = 0.02. The metallization thickness of the radiating strand may be 35 μm. The geometrical dimensions of the radiating strand 100 are identical to those of the radiating strand 10 of the first embodiment with the exception of the width of the radiating copper strand which is 3 mm instead of the diameter of 1.7 mm (strand diameter radiating wire 10 of the first embodiment). The performances of this antenna are similar to those of the first embodiment (see FIGS. 2a, 2b, 2c). The fact that the radiating strand is supported by a wafer 140 therefore has no effect on the performance of the antenna. antenna. Third Embodiment Referring to FIGS. 4a, 4b, a cavity antenna according to a third embodiment is illustrated and differs from the second embodiment in that the radiating strand 1000 and the excitation strand 2000 are both supported by the printed circuit board 1400. The cavity antenna according to this embodiment may comprise a 1500 mass plane formed in the lower portion of the wafer 1400 while the radiating strand 1000 is formed in the upper portion of the wafer 1400. The antenna is adapted to be placed across the cavity 30. The first and second auxiliary strands 1200, 1300 are perpendicular to the main strand 1100 and are oriented in the same direction (downwards in Figures 4a and 4b). In addition, as in the two previous embodiments, the first and second auxiliary strands 1200, 1300 have different lengths. The ground plane 1500 is formed on either side of the excitation wire 2000. Advantageously, the ground plane 1500 is in electrical contact with the bottom and the metal walls of the cavity 30. In the case where the antenna includes a ground plane, it is necessary to adjust its distance with the radiating strand. Indeed, in operation, multiple resonances may appear which affects the effectiveness of the antenna.

En fonction de la distance, le plan de masse 1500 comprend une encoche 1600 située au-dessous du second 1300 brin auxiliaire qui est le plus long. L'encoche 1600 permet d'ajuster la hauteur du plan de masse 1500 par rapport au second brin 1300 auxiliaire. On note que l'on pourrait également réduire la hauteur du plan de masse 1500.Depending on the distance, the ground plane 1500 includes a notch 1600 located below the second auxiliary 1300 strand which is the longest. The notch 1600 makes it possible to adjust the height of the ground plane 1500 relative to the second auxiliary strand 1300. Note that one could also reduce the height of the 1500 ground plane.

Une antenne à cavité selon ce mode de réalisation a été testée et expérimentée. On a illustré sur la figure 5, le coefficient de réflexion S11 (dB) de l'antenne en fonction de la fréquence (GHz). Cette figure montre que le transfert en puissance s'opère à la fréquence de fonctionnement désirée (868 MHz). La largeur de bande, à l'intérieur de laquelle le transfert en puissance entre le circuit de radiocommunication et l'antenne S est maximal, est supérieure à la bande passante occupée par le signal radio délivré par le circuit de radiocommunication.A cavity antenna according to this embodiment has been tested and tested. FIG. 5 shows the reflection coefficient S11 (dB) of the antenna as a function of frequency (GHz). This figure shows that the power transfer takes place at the desired operating frequency (868 MHz). The bandwidth, within which the power transfer between the radio communication circuit and the antenna S is maximum, is greater than the bandwidth occupied by the radio signal delivered by the radio communication circuit.

Equipement communicant Comme mentionné en introduction, l'antenne à cavité ci-dessus décrite est adaptée à être utilisée avec un équipement communicant autonome en énergie ou non.Communicating equipment As mentioned in the introduction, the cavity antenna described above is adapted to be used with communicating equipment autonomous energy or not.

La figure 6 illustre plusieurs vues d'un équipement communicant autonome comprenant une antenne A à cavité selon le troisième mode de réalisation. Bien entendu, une antenne à cavité selon le premier mode de réalisation ou selon le second mode de réalisation peut être utilisée. Un tel équipement communicant autonome comprend une source d'énergie 50, par exemple une batterie ou une pile, un boitier 40 électronique comprenant tous les composants nécessaires à l'établissement d'une communication radio et tous les composants nécessaires à l'obtention de mesures (dans le cas où l'équipement communicant est utilisé pour mesurer des grandeurs physiques et les transmettre). Le boitier électronique 40 est de préférence disposé le long du brin d'excitation afin de minimiser les longueurs de piste et donc les pertes et dans le cas du troisième mode de réalisation, disposé sur la plaquette 1400 sur laquelle sont imprimés le brin rayonnant et le brin d'excitation. La source d'énergie 50 est de préférence disposée au pied de l'antenne A à cavité.Figure 6 illustrates several views of an autonomous communicating equipment comprising a cavity antenna A according to the third embodiment. Of course, a cavity antenna according to the first embodiment or according to the second embodiment can be used. Such independent communicating equipment comprises a power source 50, for example a battery or a battery, an electronic box 40 comprising all the components necessary for the establishment of a radio communication and all the components necessary for obtaining measurements. (in the case where communicating equipment is used to measure physical quantities and transmit them). The electronic box 40 is preferably arranged along the excitation strand in order to minimize the lengths of the track and therefore the losses, and in the case of the third embodiment, placed on the wafer 1400 on which the radiating strand and the strand of excitement. The power source 50 is preferably disposed at the foot of the cavity antenna A.

La structure de l'antenne de cavité permet de loger facilement la batterie et le boitier électronique dans la cavité. En outre la source d'énergie disposée derrière le plan de masse ne dégrade pas les performances de l'antenne A. En effet, le plan de masse agit comme un écran.The structure of the cavity antenna makes it easy to house the battery and the electronic box in the cavity. In addition, the power source disposed behind the ground plane does not degrade the performance of the antenna A. Indeed, the ground plane acts as a screen.

Claims

REVENDICATIONS1. Antenna (1) with cavity, comprising: - a radiating strand (10, 100, 1000) consisting of: - a main strand (11, 110, 1100); a first strand (12, 120, 1200) auxiliary; a second strand (13, 130, 1300) auxiliary; - an excitation strand (20, 200, 2000) adapted to be connected to the radiating strand, said excitation strand being adapted to power the strand (10, 100, 1000) radiating, the first strand (12, 120, 1200 ) and auxiliary second strand (13, 130, 1300) being arranged in the extension of the ends of the main strand (11, 110, 1100), the first strand (12, 120, 1200) auxiliary making a first non-zero angle with the main strand (11, 110, 1100), the second auxiliary strand (13, 130, 1300) making a second non-zero angle with the main strand (11, 110, 1100); the antenna further comprising - a cavity (30) comprising a bottom (31) and walls (32), the radiating strand (10, 100, 1000) being disposed at the top of the cavity (30).

The cavity antenna (1) according to claim 1, wherein the cavity (30) comprises a bottom and walls of metallic material electrically connected together and connected to the ground plane of the antenna.

3. Cavity antenna according to one of the preceding claims, wherein the radiating strand (110, 1100) is printed on a printed circuit board.

4. Cavity antenna according to one of the preceding claims, wherein the excitation strand (2000) is printed on a printed circuit board.

5. Cavity antenna according to one of the preceding claims, wherein the first angle and the second angle are such that the first and second auxiliary strands are oppositely oriented with respect to the main strand.

6. Antenna cavity according to one of claims 1 to 4, wherein the first auxiliary strand and the second auxiliary strand are oriented in the same direction relative to the main strand.

7. Antenna cavity according to one of claims 3 to 6, comprising a ground plane printed on the wafer below the radiating strand.

The cavity antenna of claim 7, wherein the ground plane comprises a notch below the second auxiliary strand.

9. Antenna cavity according to one of the preceding claims, wherein the first and second angles are equal in absolute value. 20

10. Cavity antenna according to one of the preceding claims, wherein the first auxiliary strand is of different length to the second auxiliary strand.

11. Cavity antenna according to one of the preceding claims, wherein the excitation strand is connected to the center of the main strand by a weld spot or is made of material of the radiating strand.

Communicating equipment, comprising a radio module and a cavity antenna according to one of the preceding claims.