FR3016246A1 - Antenne haute frequence - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une antenne inductive comportant au moins deux paires de tronçons (32, 34) de câble coaxial géométriquement bout à bout et comportant chacun un premier élément conducteur et un deuxième élément conducteur parallèles et isolés l'un de l'autre, les tronçons d'une même paire étant interconnectés (36) par au moins un de leurs éléments conducteurs, dans laquelle un troisième élément conducteur (38), isolé des deux autres, entoure la zone d'interconnexion entre les deux tronçons d'une même paire.

Description

B12891 - DD14722 1 ANTENNE HAUTE FRÉQUENCE Domaine La présente description concerne de façon générale les antennes et, plus particulièrement, la réalisation d'une antenne inductive haute fréquence.

La présente description s'applique plus parti- culièrement aux antennes destinées à des transmissions radiofréquence de plusieurs MHz, par exemple pour des systèmes de transmission de type à carte sans contact, à étiquette RFID, à transpondeur électromagnétique, etc. Elle s'applique plus particulièrement à la réalisation d'une antenne de grande dimension par rapport aux antennes des transpondeurs avec lesquels elle est destinée coopérer. Exposé de l'art antérieur La figure 1 représente, de façon très schématique, un 15 exemple de système de transmission inductif du type auquel s'applique à titre d'exemple la présente invention. Un tel système comporte un lecteur ou station de base 1 générant un champ électromagnétique propre à être capté par un ou plusieurs transpondeurs 2 se situant dans son champ. Ces 20 transpondeurs 2 sont, par exemple, une étiquette électronique 2' rapportée sur un objet afin de l'identifier, une carte à puce B12891 - DD14722 2 sans contact 2" ou plus généralement n'importe quel transpondeur électromagnétique (symbolisé par un bloc 2 en figure 1). Côté lecteur 1, un circuit résonant série est constitué d'une résistance r, d'un condensateur Cl et d'un élément inductif Ll ou antenne. Ce circuit est excité par un générateur haute fréquence 12 (HF) commandé (liaison 14) par d'autres circuits non représentés de la station de base 1. Une porteuse haute fréquence est généralement modulée (en amplitude et/ou en phase) pour transmettre des informations au transpondeur.

Côté transpondeur 2, un circuit résonant, généralement parallèle, comporte un élément inductif ou antenne L2 en parallèle avec un condensateur C2 et avec une charge R représentant les circuits électroniques du transpondeur 2. Ce circuit résonant capte, lorsqu'il se trouve dans le champ du lecteur, le signal haute fréquence transmis par la station de base. Dans le cas d'une carte sans contact, ces circuits symbolisés par un bloc 22 incluant une ou plusieurs puces sont reliés à une antenne L2 généralement portée par le support de la carte. Dans le cas d'une étiquette électronique 2', l'élément inductif L2 est formé d'un enroulement conducteur relié à une puce électronique 22. La représentation symbolique sous forme de circuit résonant série côté station de base et de circuit résonant parallèle côté transpondeur est habituelle même si, en pratique, on pourra trouver des circuits résonants série côté transpondeur et des circuits résonnants parallèle côté station de base. Les circuits résonants du lecteur et du transpondeur sont généralement accordés sur une même fréquence de résonance w (Ll.Cl.w2 = L2.C2.w2 = 1).

Les transpondeurs 2 sont généralement dépourvus d'alimentation autonome et captent l'énergie nécessaire à leur fonctionnement du champ magnétique produit par la station de base 1. Selon un autre exemple d'application, la station de 35 base sert à recharger une batterie ou autre élément de stockage B12891 - DD14722 3 d'énergie d'un objet autonome. Le champ haute fréquence rayonné par la station de base n'est alors pas nécessairement modulé pour transmettre des informations. Dans une antenne inductive, le circuit conducteur est le plus souvent un circuit fermé le long duquel circule le courant destiné à produire le champ magnétique radiofréquence. Le circuit conducteur fermé est alimenté par le générateur radiofréquence 12. Lorsque la taille de l'antenne vis-à-vis de la lon- gueur d'onde devient importante, la circulation du courant destiné à produire le champ magnétique le long du conducteur n'est plus assurée de manière simple. L'amplitude et la phase du courant présentent de fortes variations le long du circuit qui ne permettent plus un fonctionnement de l'antenne en boucle inductive. Par ailleurs, il est souvent souhaitable de disposer, côté station de base, d'une antenne de grande taille par rapport à la taille de l'antenne des transpondeurs. En effet, les transpondeurs sont généralement en mouvement (portés par un utilisateur) lorsqu'ils sont présentés à une station de base et il est souhaitable qu'ils puissent capter le champ même dans ce déplacement. Dans d'autres cas, il est recherché que la taille de la zone où la communication avec un transpondeur est possible soit importante. D'autre part, il est avantageux de recourir à une boucle inductive de grande taille pour assurer une portée de communication importante. Or, plus le circuit conducteur de l'antenne est long, plus son inductance L est élevée et plus le condensateur qui doit être associé à l'antenne présente une valeur faible. Il en découle que, pour des antennes de grande dimension, la valeur du condensateur peut être de l'ordre des capacités parasites présentes entre les différentes parties du circuit conducteur et des capacités parasites susceptibles d'être introduites dans le système (par exemple par la main d'un utilisateur), ce qui perturbe le fonctionnement.

B12891 - DD14722 4 Plus le circuit conducteur de l'antenne inductive est long, plus la circulation du courant le long du circuit est différente de celle souhaitée. On assiste alors à une variation importante de l'amplitude et de la phase du courant le long du 5 circuit qui modifie et perturbe la répartition spatiale du champ magnétique produit. On assiste également à une augmentation des potentiels électriques entre différentes parties du circuit conducteur qui rend le comportement de l'antenne sensible à la présence de matériaux diélectriques dans son environnement 10 proche. On a déjà proposé de subdiviser la boucle conductrice en éléments présentant individuellement la même longueur, et de reconnecter ces éléments par des condensateurs pour permettre l'utilisation d'une boucle de grande taille. Une telle solution 15 est décrite par exemple dans le brevet US 5,258,766. On a également déjà proposé d'utiliser des boucles inductives blindées avec une interruption du blindage et une inversion des conducteurs. De telles boucles sont généralement dénommées "boucle de Moebius". De telles structures sont 20 décrites, par exemple, dans l'article "Analysis of the Moebius Loop Magnetic Field Sensor" de P. H. Duncan, paru dans IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, mai 1974. De telles structures restent cependant limitées en longueur. Plus récemment, le demandeur a proposé, dans la 25 demande de brevet WO-A-2011/157942 (B10239 - DD11693), une antenne haute fréquence de grande dimension (s'inscrivant dans une surface au moins dix fois supérieure) par rapport aux antennes des transpondeurs avec lesquels elle est destinée coopérer. 30 Résumé Un mode de réalisation de la présente description vise à pallier tout ou partie des inconvénients des antennes inductives usuelles.

B12891 - DD14722 Un autre mode de réalisation vise à proposer une antenne inductive de grande dimension pour station de base de système à transpondeurs électromagnétiques. Un autre mode de réalisation vise à améliorer la 5 stabilité de l'impédance de l'antenne dans son environnement. Un autre mode de réalisation vise une solution particulièrement adaptée à une antenne telle que décrite dans le document WO-A-2011/157942. Un autre mode de réalisation vise une solution 10 particulièrement adaptée à une antenne réalisée en câble coaxial. Ainsi, un mode de réalisation prévoit une antenne inductive comportant au moins deux paires de tronçons de câble coaxial géométriquement bout à bout et comportant chacun un 15 premier élément conducteur et un deuxième élément conducteur parallèles et isolés l'un de l'autre, les tronçons d'une même paire étant interconnectés par au moins un de leurs éléments conducteurs, dans laquelle un troisième élément conducteur, isolé des deux autres, entoure la zone d'interconnexion entre 20 les deux tronçons d'une même paire. Selon un mode de réalisation, chaque paire comporte, à chaque extrémité, une unique borne de raccordement électrique à la paire voisine, deux paires voisines étant connectées par les deuxièmes éléments conducteurs des tronçons en regard. 25 Selon un mode de réalisation, ledit troisième élément est un manchon conducteur s'étendant sur les deux tronçons de la paire, de part et d'autre de la zone d'interconnexion entre tronçons. Selon un mode de réalisation, les premiers éléments 30 conducteurs sont constitués de l'âme du câble coaxial et les deuxièmes éléments conducteurs sont constitués d'une première tresse du câble coaxial. Selon un mode de réalisation, le câble coaxial est un câble triaxial comportant une âme, une première tresse et une B12891 - DD14722 6 deuxième tresse externe, ledit manchon étant constitué au moins partiellement de la deuxième tresse. Selon un mode de réalisation, la deuxième tresse couvre au moins partiellement la zone d'interconnexion entre 5 paires. Selon un mode de réalisation, ledit manchon est délimité par des interruptions de la deuxième tresse de part et d'autre de la zone d'interconnexion des tronçons d'une même paire. 10 Selon un mode de réalisation, les longueurs respectives des éléments conducteurs sont choisies en fonction de la fréquence de résonance de l'antenne. Selon un mode de réalisation, les longueurs respectives des éléments conducteurs sont choisies en fonction de la 15 capacité linéique entre les premiers et deuxièmes éléments conducteurs et entre les deuxièmes et troisièmes éléments conducteurs. Un mode de réalisation prévoit également un système de génération d'un champ haute fréquence comportant : 20 une antenne inductive conforme à l'une quelconque des revendications précédentes ; et un circuit d'excitation de l'antenne par un signal haute fréquence. Brève description des dessins 25 Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 qui a été décrite précédemment représente, 30 de façon schématique et sous forme de blocs, un exemple de système de transmission radiofréquence du type auquel s'applique la présente description ; la figure 2 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'une antenne inductive du type auquel 35 s'applique la présente description ; B12891 - DD14722 7 la figure 3 représente un mode de réalisation d'une paire de tronçons d'un premier type de l'antenne de la figure 2 ; la figure 4 représente un mode de réalisation d'une paire de tronçons d'un second type de l'antenne de la figure 2 ; la figure 5 est une représentation schématique et partielle d'un mode de réalisation d'une antenne inductive selon la présente description ; les figures 6A et 6B sont des coupes transversales 10 selon les lignes A et B de la figure 5 ; et la figure 7 représente, de façon très schématique, l'antenne de la figure 5 en boucle. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 15 références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, les circuits d'excitation d'une antenne inductive n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation 20 décrits étant compatibles avec les signaux d'excitation habituellement utilisés pour ce genre d'antenne. De plus, les transpondeurs auxquels sont destinées des antennes de génération de champ qui vont être décrites n'ont pas non plus été détaillés, l'invention étant compatible avec les divers 25 transpondeurs, cartes sans contact, étiquettes RFID, etc. usuels. De plus, lorsque l'on fait référence aux expressions "approximativement", "de l'ordre de" ou "environ", cela signifie à 10% près, et lorsque l'on mentionne une identité ou une égalité, cela signifie aux dispersions technologiques près. 30 La figure 2 est une représentation schématique d'une antenne du type auquel s'appliquent les modes de réalisation qui vont être décrits. Dans cet exemple, on prévoit de mettre géométriquement bout à bout plusieurs tronçons 32 et 34 de câble coaxial. Ces 35 tronçons sont réunis par paires 3 dans chacune desquelles un B12891 - DD14722 8 tronçon 32 et un tronçon 34 sont connectés dans une connexion de type Moebius, c'est-à-dire que l'âme (ou premier élément conducteur) 324 d'un premier des tronçons est connectée à la tresse (ou deuxième élément conducteur) 342 du second tronçon de la paire, tandis que sa tresse (ou deuxième élément conducteur) 322 est connectée à l'âme (ou premier élément conducteur) 344 de ce second tronçon. La connexion électrique 4 entre deux paires voisines ne s'effectue que par un seul des éléments conducteurs. Dans l'exemple de la figure 2, cette connexion 4 entre deux paires voisines s'effectue par les tresses respectives des tronçons des deux paires en regard. L'autre élément conducteur est non connecté, c'est-à-dire que dans l'exemple de la figure 2, les âmes de deux paires voisines ne sont pas connectées. En variante, la connexion entre deux paires voisines s'effectue par les âmes respectives des tronçons en regard. Selon une autre variante, on pourra prévoir que les connexions 4 entre deux paires voisines s'effectuent d'âme à tresse ou inversement. L'antenne, constituée dans l'exemple de la figure 2 de trois paires 3, est destinée à être connectée à un circuit d'excitation 18, par exemple un transformateur haute fréquence dont le primaire 182 reçoit un signal d'excitation du générateur haute fréquence 12 (figure 1) et dont les deux bornes du secondaire 184 sont reliées aux bornes 42 et 44 de deux paires voisines en lieu et place de leur interconnexion 4. L'enroulement secondaire forme donc cette connexion entre ces deux paires. Le transformateur sera de préférence choisi pour ramener, côté secondaire, une inductance négligeable à la fréquence de travail devant l'inductance des tronçons de l'antenne, ce qui est par exemple le cas lorsque le couplage du transformateur est proche de 1. De préférence, un circuit de réglage 16 connecte les extrémités libres des conducteurs 324 et 344 de ces deux paires qui se trouvent donc reliées. Ce circuit 16 est, dans l'exemple 35 de la figure 2, un circuit résistif (résistance R4) et capacitif B12891 - DD14722 9 (condensateur C4). Le rôle du condensateur C4 est d'ajuster la fréquence de résonance de l'antenne. Le rôle de la résistance R4 est de régler le facteur de qualité Q de l'antenne à une valeur choisie, par exemple, pour ajuster la bande passante.

La figure 3 est une représentation schématique d'une paire 3 de deux tronçons 32 et 34 de l'antenne de la figure 2, correspondant à un premier type de paires de tronçons. Au niveau de la connexion centrale 36, l'âme conductrice 324 du tronçon 32 est connectée à la tresse (ou blindage) 342 du tronçon 34, et la tresse 322 du tronçon 32 est connectée à l'âme 344 du tronçon 34. La paire 3 comporte deux bornes 42 et 44 de connexion aux paires voisines. Dans l'exemple de la figure 3, on suppose que les connexions aux paires voisines s'effectuent par les deuxièmes éléments conducteurs (les tresses) 322 et 342. Ainsi, les bornes 42 et 44 sont définies par les extrémités libres des tresses tandis que les extrémités libres des âmes 324 et 344 ne sont pas destinées à être connectées. Du point de vue électrique, une paire de tronçons du premier type (figure 3) revient à disposer électriquement, en série, une inductance de valeur LO et un condensateur de valeur CO, où LO représente l'inductance correspondant à l'association des tresses 322 et 342 des deux tronçons considérés comme un seul et même conducteur pour le calcul de cette valeur, et où CO représente, dans le cas d'un câble coaxial, l'ensemble des capacités internes, entre âme et tresse. On néglige les mutuelles entre l'association des tronçons 32 et 34 et les associations avec les tronçons des paires voisines. En effet, par la formation en boucle de l'antenne, les différentes paires sont suffisamment éloignées les unes des autres pour pourvoir négliger les mutuelles devant la valeur de LO telle que considérée ci-dessus. En négligeant les pertes ohmiques dans les conducteurs et les pertes diélectriques entre les conducteurs, l'impédance Z d'une paire de tronçons du premier type peut s'écrire Z = jLOw+1/jCOw. Sans négliger les mutuelles entre l'association des tronçons 32 et 34 et les associations avec les B12891 - DD14722 10 tronçons des paires voisines, l'inductance LO doit, dans les relations d'impédance, être remplacée par une inductance apparente qui est la somme de l'inductance LO et de toutes les mutuelles entre l'association des tronçons 32 et 34 et les associations avec les tronçons des paires voisines. Selon un autre mode de réalisation, on forme une antenne avec des paires de tronçons géométriquement bout à bout d'un second type, toujours constitués de tronçons comportant chacun deux éléments conducteurs, mais dont la liaison électrique entre les tronçons d'une même paire s'effectue par un seul des conducteurs. La figure 4 est une représentation schématique d'une paire 5 de deux tronçons 52 et 54 correspondant au second type. Au niveau de la connexion centrale 56, l'âme (ou premier élément conducteur) 524 du tronçon 52 est connectée à l'âme (ou premier élément conducteur) 544 du tronçon 54, et les tresses (ou seconds éléments conducteurs) 522 et 542 des deux tronçons ne sont pas interconnectées (sont laissées en l'air). Comme pour la paire 3, la paire 5 comporte uniquement deux bornes 42 et 44 de connexion aux paires voisines. Par exemple, les bornes 42 et 44 sont définies par les extrémités libres des tresses 522 et 542 tandis que les extrémités libres des âmes 524 et 544 ne sont pas destinées à être connectées. On notera que, dans le cas des paires du deuxième type, en cas de connexion centrale droite (âme à âme ou tresse à tresse), la connexion entre paires s'effectue par l'autre conducteur que celui réalisant l'interconnexion entre tronçons (de façon à éviter qu'un des conducteurs soit continu tout le long de l'antenne). Du point de vue électrique, en supposant les conducteurs des paires 3 et 5 de même longueur, la paire 5 revient à une connexion en série d'un élément inductif de valeur LO avec un élément capacitif de valeur C0/4, où LO représente l'inductance correspondant à l'association des tresses 522 et 542 et CO l'ensemble des capacités internes (entre les conducteurs 522 et 524 et entre les conducteurs 542 et 544).

B12891 - DD14722 11 L'impédance Z d'une paire de tronçons du second type peut s'écrire Z = jLOw+1/j (CO/4)w. Du point de vue électrique, deux paires de tronçons 3 en série sont équivalentes à une paire de tronçons 5 de longueur 5 double. Les longueurs des tronçons seront adaptées à la fréquence de travail de l'antenne pour que chaque paire de tronçons respecte l'accord, c'est-à-dire que LCw2 = 1. On voit que l'on peut donc jouer en fonction de la distribution des 10 types de paires entre les paires 3 et 5 sur les longueurs des éléments conducteurs et les valeurs de capacité linéique entre les deux conducteurs des tronçons. Les valeurs des éléments capacitifs contrôlant la relation de résonance sont désormais de valeurs significatives devant l'ordre de grandeur des capacités 15 parasites, et l'antenne est moins sensible aux perturbations de son environnement. Former une antenne avec plusieurs paires de tronçons du type des figures 3 et 4 permet de fractionner le circuit électrique et évite les éléments inductifs de trop grande 20 longueur dans lesquels le courant circulant le long du circuit de boucle inductive ne parviendrait pas à avoir une amplitude et une phase homogènes le long du circuit. En effet, la connexion des paires entre elles revient à connecter en série plusieurs circuits résonants de même fréquence de résonance. La longueur 25 des antennes inductives n'est désormais plus limitée. Les différentes paires de tronçons n'ont pas nécessairement les mêmes longueurs, pourvu que chaque paire respecte, le cas échéant avec l'interposition d'un condensateur connecté entre deux conducteurs au niveau d'une jonction entre deux 30 paires, la relation de résonance. Une même antenne peut comporter des paires du premier type et du second type, et leurs nombre et répartition dans la boucle peut varier. Toutefois, les paires du premier type sont plus avantageuses. En effet, pour une même fréquence de 35 résonance, les paires de tronçons peuvent présenter une longueur B12891 - DD14722 12 deux fois moindre que pour une paire du second type. La réduction de longueur facilite la réalisation de l'antenne. La valeur de l'inductance LO associée à une paire du premier type peut alors être deux fois moindre de celle associée à une paire du second type. La valeur de la capacité de résonance associée à une paire du premier type est alors deux fois plus forte que celle associée à une paire du second type. Pour un même courant de circulation, la tension électrique présente entre les seconds conducteurs dans la zone de connexion 36 des deux tronçons d'une paire du premier type est alors deux fois moindre que la tension électrique dans la zone de connexion 56 d'une paire du second type. Or, la zone de connexion au sein d'une paire est une zone exposée qui conditionne la sensibilité du circuit aux perturbations parasites d'autant que la tension électrique est importante dans cette zone. La réduction de la tension électrique dans cette zone apportée par la paire du premier type permet une réduction de la sensibilité aux perturbations. Les réalisations décrites ci-dessus s'inspirent des modes de réalisation décrits dans le document WO-A-2011/157942 20 dont le contenu est considéré comme faisant partie de la présente description. Selon les modes de réalisations qui vont être décrits par la suite, on prévoit de réduire la sensibilité du circuit au niveau des zones de connexion 36 ou 56 au sein d'une paire. 25 La figure 5 représente, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation d'une antenne. La réalisation de la figure 5 prend arbitrairement pour exemple le cas d'une antenne réalisée à partir de paires de tronçons du premier type (figure 3) reliées électriquement (connexions 4) 30 par les tresses des câbles coaxiaux. On prévoit d'entourer les zones d'interconnexion 36 de manchons conducteurs 38 dont la longueur est choisie en fonction des caractéristiques de fonctionnement souhaitées. Ces manchons conducteurs (ou troisièmes élément conducteurs) sont, par 35 exemple, constitués de feuillards métalliques enroulés autour du B12891 - DD14722 13 câble coaxial. Un manchon conducteur 38 est isolé des tresses 322 et 342, c'est-à-dire qu'il est rapporté autour d'un isolant qui recouvre les tresses des deux tronçons 32 et 34 qu'il relie. Selon une variante non représentée, les autres parties 5 de l'antenne, par exemple les zones de connexion 4 entre paires sont également entourées d'un manchon conducteur. C'est par exemple le cas si l'on utilise un câble triaxial pour former l'antenne. Selon cette variante, le manchon conducteur 38 entourant une zone de connexion 36 (56) n'est alors pas relié 10 électriquement aux manchons entourant les autres parties. En d'autres termes, il ne s'agit par d'entourer l'antenne d'un blindage continu. Les figures 6A et 6B sont des vues en coupe transversales selon les lignes A et B de la figure 5. 15 Hors de la zone de connexion et dans une partie où un manchon 38 est présent (figure 6A), on trouve donc successivement, depuis le centre du câble vers l'extérieur, l'âme (ici 344), la première épaisseur d'isolant 35 (séparant l'âme de la tresse), la tresse 342, une deuxième épaisseur d'isolant 37 20 (isolant la tresse 342 de l'extérieur), le manchon conducteur 38 (ou un prolongement de celui-ci comme on le verra par la suite) et une troisième épaisseur d'isolant 39 recouvrant au moins le manchon. Dans la zone de connexion 4 (figure 6B), on retrouve 25 la même superposition à l'exception de l'âme 344, du manchon 38 et des deuxième 37 et troisième 39 épaisseurs d'isolant. Du point de vue électrique, le manchon conducteur introduit une capacité supplémentaire Csup au niveau de la paire de tronçons. En reprenant les notations précédentes d'une paire 30 de tronçons présentant une inductance de valeur LO et une capacité de valeur CO (cas de la figure 3), et en supposant que le manchon 38 apporte une capacité supplémentaire Csup (fonction de la longueur du manchon et de la capacité linéique qu'il présente avec les deuxièmes éléments conducteurs des tronçons, 35 compte tenu du diélectrique 37), l'impédance Z de la paire de B12891 - DD14722 14 tronçons peut s'écrire Z = jLOw+1/j(CO+Csup/4)(o pour une paire du premier type et Z = jLOw+1/j((CO+Csup)/4)(o pour une paire du second type. Connaissant la capacité linéique conduisant à la capacité Csup, on peut déterminer la longueur du tronçon 38.

A titre d'exemple particulier de réalisation, on utilise un câble triaxial constitué d'une âme, d'une première tresse interne et d'une seconde tresse externe pour réaliser des paires de tronçons d'une antenne telle que décrite ci-dessus. Par exemple, on utilise des morceaux de câble triaxial dont la longueur est choisie pour correspondre à celle d'une paire de tronçons. On réalise l'interconnexion croisée âme-tresse entre les deux tronçons, puis on réalise l'interconnexion entre les deux extrémités de la seconde tresse de manière isolée des premier et second conducteurs. Cela s'effectue par exemple en éliminant la seconde tresse (le troisième conducteur) au niveau de la zone d'interconnexion 36 sur quelques millimètres, et en coupant la tresse interne, puis l'âme, et en éliminant les isolants 35 et 37 pour permettre un léger rapprochement des tronçons et la réalisation de l'interconnexion. Puis, la continuité électrique de la seconde tresse au niveau de la zone d'interconnexion 36 est rétablie après avoir reconstitué la couche d'isolant 37. Pour cela, on place un manchon isolant autour de la connexion (par exemple, un manchon de gaine thermorétractable), puis on rapporte un feuillard conducteur, un morceau de tresse ou autre élément conducteur, pour rétablir la continuité électrique de la tresse externe au niveau de la zone d'interconnexion 36. Enfin, on interrompt la tresse externe de part et d'autre de la zone d'interconnexion selon la longueur de manchon conducteur 38 souhaitée. Par exemple, cette rupture est réalisée par un retrait de la tresse externe sur une longueur de quelques millimètres, de préférence protégée ensuite par une gaine isolante. Une opération similaire est effectuée lors de la connexion des paires entre elles, à la différence près que la 35 continuité électrique de la seconde tresse peut ou non être B12891 - DD14722 15 rétablie. Le manchon 38 est formé de la partie de la tresse externe délimitée par les interruptions électriques, réalisées de part et d'autre de la zone d'interconnexion 36 (56) et de la connexion électrique rétablissant la continuité électrique de la tresse externe au niveau de la zone d'interconnexion 36 (56). En variante, la tresse externe, en dehors des parties délimitées pour constituer des manchons 38, peut être éliminée. Pour cela, la couche d'isolant 39 sera également éliminée. La couche d'isolant 37 quant à elle peut être gardée pour assurer un rôle de protection physique et d'isolation électrique de la première tresse. Ce qui vient d'être décrit en relation avec des interconnexions croisées 36 se transpose sans difficulté aux interconnexions droites 56 dans le cas de paires du second type.

La figure 7 illustre, de façon schématique, une antenne formée de trois paires de tronçons. Les connexions 4 entre paires voisines sont effectuées à l'aide des tresses 322 et 342. Comme dans le mode de réalisation de la figure 5, des manchons conducteurs 38 entourent les zones 36 de connexion croisée des tronçons 32 et 34 de chaque paire. De la même façon qu'en figure 5, les connexions 4 entre paires ne sont pas entourées de manchons. Un avantage des modes de réalisation qui ont été décrits est que les manchons conducteurs au niveau des interconnexions stabilisent l'impédance de l'antenne et améliorent ainsi l'immunité de l'antenne aux perturbations, en particulier en milieu humide. Un autre avantage est que cela offre une aptitude supplémentaire d'adaptation de l'impédance en jouant sur la 30 longueur des manchons conducteurs. On réduit ainsi les contraintes liées aux dimensions des tronçons. Les dimensions des tronçons et des manchons dépendent de l'application, du type de paires de tronçons choisi et des caractéristiques (en particulier des capacités linéiques entre B12891 - DD14722 16 l'âme et la première tresse et entre la première et la seconde tresse) du câble coaxial ou triaxial choisi. Par exemple, à partir de la capacité linéique qui est généralement connue (fournie par le fabricant du câble) et de la 5 longueur des tronçons, on détermine l'inductance et la capacité de la paire de tronçons. On détermine alors la capacité supplémentaire nécessaire pour obtenir l'accord selon la fréquence souhaitée pour l'application (L(CO+Csup/4)(o2=1 pour une paire du premier type et LO(CO+Csup/4)(o2=1 pour une paire du 10 second type). Connaissant la capacité linéique entre le manchon conducteur 38 (la tresse externe) et les deuxièmes éléments conducteurs (la tresse interne) qui, notamment pour un câble triaxial, est fournie par le fabricant, on en déduit la longueur de manchon 38 nécessaire. 15 Le cas échéant, ce dimensionnement s'effectue en plusieurs fois afin de sélectionner le meilleur compromis entre la taille souhaitée pour l'antenne et les caractéristiques des tronçons et des manchons. Un autre avantage des modes de réalisation qui ont été 20 décrits est qu'ils sont compatibles avec la réalisation d'antennes de grandes dimensions pour des applications à des fréquences de résonance supérieures au MHz (typiquement entre 10 et 100 MHz). On peut ainsi créer des antennes sur des portiques, des comptoirs, etc. tout en ayant une circulation de courant 25 homogène le long de la boucle pour produire le champ voulu. La forme à donner aux différents tronçons n'est pas nécessairement rectiligne. Comme l'illustre la figure 7, les tronçons peuvent suivre des tracés divers. Ainsi, l'antenne fermée de l'invention peut suivre le tracé d'un cadre, effectuer 30 des boucles, suivre une forme arrondie, suivre des formes dans les trois dimensions de l'espace, etc. A titre d'exemple particulier de réalisation, on pourra former les tronçons en découpant des lignes coaxiales usuelles. Il en existe couramment avec des impédances 35 caractéristiques de 50, 75 et 93 ohms dont les valeurs de B12891 - DD14722 17 capacité linéiques sont respectivement 100 pF/m, 60 pF/m et 45 pF/m. Par exemple, avec un câble coaxial ayant une capacité linéique entre les conducteurs âme et tresse d'environ 100 pF/m, et ayant un diamètre de tresse d'environ 3,5 mm, on peut obtenir, avec une paire de tronçons d'une longueur totale de 1 m, déployée de façon rectiligne, une inductance de l'ordre de 1,3 pH et une capacité totale CO de l'ordre de 100 pF. Ceci conduit, dans le cas d'une paire du premier type, à une fréquence de résonance de l'ordre de 14 MHz.

Divers modes de réalisation ont été décrits, diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les dimensions à donner aux tronçons conducteurs et aux éléments capacitifs dépendent de l'application et leur calcul est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus et de la fréquence de résonance et de la taille d'antenne souhaitées.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Antenne inductive comportant au moins deux paires de tronçons (32, 34 ; 52, 54) de câble coaxial géométriquement bout à bout et comportant chacun un premier élément conducteur (324, 344 ; 524, 544) et un deuxième élément conducteur (322, 342 ; 522, 542) parallèles et isolés l'un de l'autre, les tronçons d'une même paire étant interconnectés (36 ; 56) par au moins un de leurs éléments conducteurs, dans laquelle un troisième élément conducteur (38), isolé des deux autres, entoure la zone d'interconnexion entre les deux tronçons d'une même paire.
2. 2. Antenne selon la revendication 1, dans laquelle chaque paire comporte, à chaque extrémité, une unique borne de raccordement électrique (42, 44) à la paire voisine, deux paires voisines étant connectées (4) par les deuxièmes éléments conducteurs (342, 322 ; 542, 522) des tronçons en regard.
3. 3. Antenne selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit troisième élément est un manchon conducteur (38) s'étendant sur les deux tronçons (32, 34) de la paire, de part et d'autre de la zone d'interconnexion (36 ; 56) entre tronçons.
4. 4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les premiers éléments conducteurs (324, 344 ; 524, 544) sont constitués de l'âme du câble coaxial et les deuxièmes éléments conducteurs (322, 342 ; 522, 542) sont constitués d'une première tresse du câble coaxial.
5. 5. Antenne selon la revendication 4, dans son rattachement à la revendication 3, dans laquelle le câble coaxial est un câble triaxial comportant une âme, une première tresse et une deuxième tresse externe, ledit manchon (38) étant constitué au moins partiellement de la deuxième tresse.
6. 6. Antenne selon la revendication 5, dans laquelle la deuxième tresse couvre au moins partiellement la zone d'interconnexion (4) entre paires.
7. 7. Antenne selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle ledit manchon (38) est délimité par des interruptionsB12891 - DD14722 19 de la deuxième tresse de part et d'autre de la zone d'interconnexion (36 ; 56) des tronçons d'une même paire.
8. 8. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle les longueurs respectives des éléments conducteurs (322, 324, 342, 344 ; 522, 524, 542, 544 ; 38) sont choisies en fonction de la fréquence de résonance de l'antenne.
9. 9. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle les longueurs respectives des éléments conducteurs (322, 324, 342, 344 ; 522, 524, 542, 544 ; 38) sont choisies en fonction de la capacité linéique entre les premiers et deuxièmes éléments conducteurs et entre les deuxièmes et troisièmes éléments conducteurs.
10. 10. Système de génération d'un champ haute fréquence comportant : une antenne inductive conforme à l'une quelconque des revendications précédentes ; et un circuit d'excitation de l'antenne par un signal haute fréquence.