WO2013041511A1 - Systeme d'antennes integrable dans un terminal portable, notamment utilisable pour la reception de la television numerique terrestre - Google Patents

Systeme d'antennes integrable dans un terminal portable, notamment utilisable pour la reception de la television numerique terrestre Download PDF

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WO2013041511A1
WO2013041511A1 PCT/EP2012/068307 EP2012068307W WO2013041511A1 WO 2013041511 A1 WO2013041511 A1 WO 2013041511A1 EP 2012068307 W EP2012068307 W EP 2012068307W WO 2013041511 A1 WO2013041511 A1 WO 2013041511A1
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WO
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antennas
antenna system
antenna
capacitive
printed circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/068307
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English (en)
Inventor
Lionel Rudant
Christophe LACH
Original Assignee
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
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    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
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    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/103—Resonant slot antennas with variable reactance for tuning the antenna
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/16—Folded slot antennas

Definitions

  • the present invention relates to antenna systems for use in portable terminals, and configured for the transmission or reception of signals such as those of digital terrestrial television.
  • the broadcast of the digital television signals uses the UHF band IV / V [470- 862 Mhz]. It is agreed later in the application, and for the sake of simplification, that the abbreviation UHF will designate the UHF band IV / V [470-862 Mhz].
  • the diversity may be antenna diversity, frequency diversity, or time diversity. This principle can be used on transmission and / or reception.
  • the principle of antenna diversity makes it possible to exploit the fact that the signals received by two independent antennas did not undergo the same fading at the same time.
  • the use of the antenna diversity principle requires the installation of two antennas and requires avoiding too much coupling between them. This principle of diversity is therefore a solution to the problem of attenuation of the received signals, but its implementation goes against easy integration of antennas in a portable terminal.
  • the application WO 03/096475 A1 relates to circuits making it possible to exploit this principle of antenna diversity with the use of integrated antennas directly within the terminal's ground plane.
  • the device consists of a ground plane in which two slot antennas associated with independent receivers are arranged, arranged so that the respective main sections of the slots are substantially orthogonal to one another. 'other. This device makes it possible to exploit an integrated diversity of antennas, in particular for applications in S-band or the size of the antennas is very short.
  • the application concerns an arrangement of antennas in an RF chip, size 15 X 13 mm.
  • the slot antennas used here have a length of 20 mm. This antenna arrangement can only be used in S-band since it can not be used for UHF applications because of the size of the UHF antennas.
  • the application WO 03/096475 A1 proposes another embodiment in the case where the orthogonal orientation of the slots is not possible.
  • This solution consists of an arrangement of parallel antennas between them and allows the reduction of the volume occupied by the arrangement, especially thanks to the use of fixed capacities.
  • This solution requires the addition of phase shifters or hybrid couplers to improve antenna diversity properties. Again, this arrangement can not be used for UHF band applications.
  • This second embodiment shows that miniaturization goes hand in hand with a problem of designing an antenna optimized for impedance over a determined frequency band.
  • the patent EP 1617564 proposes the use of varicap diodes to increase the range of capacity excursion.
  • the construction of the circuit is not intended for exploitation of the principle of diversity and the receiving device includes external antennas.
  • the object of the invention is to provide an antenna system which allows, in particular in the UHF band:
  • the invention is defined by an antenna system intended to be integrated into a portable terminal.
  • This antenna system comprises:
  • each of the antennas slot comprises a first portion substantially aligned along the horizontal axis and a second portion substantially aligned along the vertical axis, the antennas being arranged substantially symmetrically with respect to an axis of the printed circuit parallel to the vertical axis, and
  • each of the capacitive variation means being specific to each of the antennas and being directly integrated in the geometry of each of the antennas in order to modify the operating frequency of said antenna.
  • This device is therefore integrable in a portable terminal and allows with small antennas, to exploit the antenna diversity principle in transmission as in reception and to vary the operating frequency of each antenna.
  • antenna geometry should be understood as the interior space delimited by the slot of the antenna.
  • “Significantly symmetrical” means that in a plane of symmetry of the circuit along the vertical axis, the antennas may not be perfectly symmetrical since their dimensions may be slightly different, from one antenna to another, to facilitate the integration of the antenna. device in the terminal.
  • Each of the two slot antennas is connected to a signal processing module via an access line and each of the capacitive variation means is supplied with control voltage independently of the other by means of a frequency control line.
  • frequency control line of each of the capacitive variation means being independent of the access line of each of the antennas.
  • the signal processing module is advantageously a transmitter or a receiver common to both antennas.
  • the signal processing module is advantageously incorporated directly on the printed circuit or added to the circuit via another printed circuit.
  • the signal processing module common to both antennas is a diversity receiver and is configured to carry out recombination operations of the diversity signals to jointly exploit the signals. received by the antennas.
  • Each of the capacitive variation means is made in the first part or in the second part of the antenna where it is integrated.
  • each of the capacitive variation means is implanted on either side of the width of the first part of the antenna and is mounted near the open end of the antenna where it is integrated.
  • the system comprises a control device configured to apply at least one control voltage signal to each capacitive variation means of one of the antennas.
  • the control device is adapted to be mounted directly on the printed circuit or attached to the circuit via another printed circuit.
  • the capacitive variation means comprise varicap diodes and / or switched fixed capacitors.
  • the capacitive variation means each comprise a first and a second varicap diode assembled head to tail in series, their anodes being maintained at the same DC voltage, a first voltage signal of command being applied at their cathodes.
  • a capacitive component can be mounted in parallel with the first varicap diode.
  • the first control voltage signal is applied at the cathodes of the first and second varicap diodes and the capacitive component, a second control voltage signal being applied between the capacitive component and the anode of a PiN diode. climb in series with the capacitive component, the cathode of the diode PiN and the anode of the first varicap diode being maintained at the same DC potential.
  • This capacitive component may be a fixed capacitor or advantageously be a third varicap diode.
  • the first control voltage signal is applied at the cathodes of the first and second varicap diodes and the cathode of the third varicap diode.
  • the capacitive variation means each comprise a first varicap diode and a fixed capacitance connected in series, the first varicap diode being connected to the fixed capacitance at its cathode, the anode of the first varicap diode and the fixed capacitance being maintained at a first DC potential, a control voltage signal being applied at said cathode of said varicap diode.
  • the invention also relates to a portable terminal which comprises an antenna system as described above.
  • This antenna system integrated or not in a portable terminal, can be used for the reception of UHF IV / V digital television signals.
  • Figure 1 shows the antenna system according to one embodiment of the invention, where the different parts of the system have been schematized
  • FIG. 2 represents a coupling test carried out in a portable telephone type terminal with the system according to the invention in a state where the capacitive variation means establish the frequency range of the antennas at the bottom of the UHF band;
  • FIG. 3a represents a first embodiment of the capacitive variation means
  • FIG. 3b represents a second embodiment of the capacitive variation means
  • FIG. 4 represents the front face of the printed circuit in a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 5 represents the reverse side of the system circuit according to the invention in a preferred embodiment
  • FIG. 6 shows the detail of the variable capacitive load on the front face of the printed circuit in a preferred embodiment of the invention
  • Figure 7 shows the detail of the variable capacitive load on the back side of the printed circuit in a preferred embodiment of the invention.
  • the idea underlying the invention is to use slot antennas in a terminal of small dimensions, in order to exploit the principle of diversity of antennas and mainly for use in UHF band.
  • the invention is however not limited to the band UHF IV / V and at the reception of digital television.
  • the system according to the invention can be used both in reception or in transmission, although only the use in reception is described.
  • the main characteristics of the circuit being the same in reception or transmission, the skilled person can easily adapt the circuit parameters for use in transmission.
  • FIG. 1 schematically illustrates the antenna system according to the invention.
  • the system comprises two slot antennas 1 and 2 which are formed in a printed circuit 3 and which open at their respective ends on two respective opposite edges of the printed circuit 3.
  • the plane of the printed circuit 3 defines a reference comprising a horizontal axis (X) and a vertical axis (Y) orthogonal to each other, and each of the slot antennas comprises a first portion substantially aligned along the horizontal axis and a second portion substantially aligned according to the vertical axis.
  • the antennas 1,2 are arranged substantially symmetrically with respect to an axis ⁇ parallel to the vertical axis Y and the first parts of the antennas open on two opposite edges of the circuit 3.
  • This arrangement of antennas 1,2, made on the printed circuit 3, has the advantage of leaving free the central part of the system.
  • the integration of a possible terminal screen does not cause critical disturbances of the antennas, such as electromagnetic disturbances.
  • a signal processing module 6 is mounted directly on the circuit 3 or can be reported on it via a device such as a daughter card. This module 6 uses the signals received by the two slot antennas 1 and 2,
  • the signal processing module 6 is a transmitter or a receiver common to both antennas 1 and 2 and is of the diversity type.
  • the signal processing module 6 comprises a receiver with two diversity inputs and is common to both antennas.
  • the signal processing module 6 jointly exploits the RF signals received by the two slot antennas 1 and 2 by applying diversity signal recombination techniques.
  • the module 6 is able to perform a technique called MRC (For "Maximal Ratio Combining").
  • This module 6 is connected to each antenna, in the vertical part thereof, by an RF access line 10,11. The module 6 is thus connected to the antenna 1 by the RF line 10 and to the antenna 2 by the RF line 11.
  • the RF signals received by the antennas 1,2 are conveyed by the access lines 10 or 11 to the signal processing module 6.
  • FIG. 1 illustrates the assembly of the capacitive loads, hereinafter referred to as capacitive variation means, 4 and 5, at the end of the slots of the antennas 1 and 2, respectively.
  • each antenna 1,2 is advantageously included in the horizontal part of the antenna where it is integrated and is connected to the two opposite edges of the first part of the antenna.
  • Each capacitive variation means 4,5 comprises variable or switched capacitive components. These capacitive variation means 4 and 5 are located outside the UHF signal reception circuit.
  • each antenna 1,2 is included in the vertical part of the antenna where it is integrated and is connected to the two opposite edges of the second part of the antenna.
  • the two capacitive variation means 4 and 5 make it possible to modify the operating frequencies of the two antennas 1 and 2 respectively.
  • capacitive variation means 4 and 5 can be made by combining varicap diodes and / or switched fixed capacitors.
  • control device 7 is mounted or attached to the printed circuit 3. This device 7 makes it possible to reconfigure the antennas 1 and 2 in frequency by controlling the variation means 4 and 5, and more precisely by shifting the best impedance matching and radiation efficiency properties to the desired transmit or receive channel.
  • the system according to the invention makes it possible to change the resonance frequencies of the antennas in two distinct frequency bands.
  • the operating frequencies of the antennas 1, 2 can be adjusted together to obtain the optimum performance of the antennas for the broadcast channels being received.
  • the operating frequency can also be adjusted independently for each antenna.
  • the device 7 then makes it possible to implement, for example, a frequency diversity.
  • the capacitive variation means 4,5 are integrated in the geometry of the antenna and are supplied with control voltages by different supply lines of the lines 10 and 11 of the antenna. Indeed, the control device 7 is connected to the capacitive loads directly, by the line 8 for the connection to the load 4 and by the line 9 for connection to the load 5.
  • the RF access lines 10 and 11 and lines 8 and 9 are independent and have no junction or connection between them.
  • the details of lines 8 and 9 will be seen later, particularly in relation to the embodiment of the invention illustrated in FIGS. 4 to 7.
  • the capacitive variation means 4,5 integrated in the geometry of the antenna only modifies its resonance properties.
  • the impedance matching of each antenna will be ensured by another element of stub type or adaptation circuit well known to those skilled in the art.
  • FIG. 2 presents the results of a coupling test carried out with the antenna system according to the invention in an optimized state for the bottom of the UHF band.
  • This coupling test was performed by integrating the antenna system according to the invention in a telephone type terminal and in a UHF band.
  • the critical dimensions of the mobile phone which are 5 cm X 10 cm, allow to illustrate the possibilities of integration offered by the system according to the invention.
  • an antenna diversity requires that the coupling between these antennas is as low as possible, and a permissible value typically less than -10 dB. It is normally difficult to obtain a coupling between the two antennas lower than -10 dB in the bottom of the UHF frequency band.
  • the curve representing the coupling between the two slot antennas of the antenna system according to the invention remains below -15 dB, which is well below the limit of -10 dB.
  • the antenna system according to the invention therefore allows excellent decoupling between the antennas due to the symmetry thereof.
  • FIG 3a shows a first embodiment of the capacitive means.
  • This first mode comprises two identical varicap diodes D1 and D2 connected in series and arranged upside down with their respective cathodes Cat1 and Cat2 connected to a point common V2.
  • the respective anodes An1 and An2 are maintained at the same DC potential, which makes it possible to apply a single control DC voltage signal to the intermediate point V2 between the diodes D1 and D2.
  • Cmin 'Cmin With Cmin and Cmax the minimum value, respectively maximum capacity of a varicap Dl, D2 taken alone and Cmin' and Cmax 'the minimum value, respectively maximum capacity of the two diodes in series.
  • the minimum value of the capacitance Cmin '(relation 1) is equal to half of Cmin. This characteristic makes it possible to exploit the natural resonance of the antenna.
  • the varicap diodes D1 and D2 may not be identical. Different characteristics in polarization voltage allow to have two different excursions in frequency.
  • one of the diodes D1 or D2 can be replaced by a fixed capacitor.
  • This variant makes it possible to optimize the production costs of the antenna system according to the invention. In this configuration however, and with respect to the other embodiments of the invention, the behavior of the circuit is less linear and the capacity excursion is less important.
  • FIG. 3b shows a second embodiment of the capacitive means.
  • This embodiment has the advantage of a greater capacity excursion than in the first mode by decreasing the capacity of the diode D1 or of the diode D2.
  • a varicap diode D3 is placed in parallel with the diode D1 or D2.
  • the cathode Cat3 of D3 is connected to V2 and the anode An3 of D3 is connected to a point VI to which another control DC voltage signal is applied to drive a diode PiN PI placed in series with D3.
  • the An3 anode and the AnPl anode (not shown) of the PiN diode PI are connected to VI.
  • the Anl anode and the cathode CatPl of the diode PiN 1 are maintained at the same DC potential.
  • the diode PiN makes it possible to connect or disconnect the capacitive component D3.
  • the varicap diodes D1 and D3 may not be identical. As a variant of the assembly illustrated in FIG. 3b and described above, D3 can be replaced by a fixed capacity.
  • D2 may be a fixed capacity.
  • D2 and D3 may be fixed capacitors.
  • FIG. 4 illustrates the front side of the circuit 3 where it is possible to distinguish the architecture chosen for the integration of the capacitive variation means 4,5 in the system.
  • the locations of the capacitive variation means 4 and 5 are located at the open ends Cel and Ce2 of the slot antennas 1 and 2 respectively, and are integrated in the geometry of the antenna.
  • the load value must be increased to reach the target frequency.
  • the values of the variable capacitive loads specific to each antenna can be chosen different from one antenna to another.
  • FIG. 5 shows the back side of the circuit 3.
  • the frequency control line 8 consists of two lines 8a and 8b making it possible to apply potential differences by means of capacitive variation 4 of the antenna 1, and the line of frequency control 9 consists of two lines 9a and 9b for applying potential differences by means of capacitive variation 5 of the antenna 2.
  • the control circuit 7 applies four driving voltages to the capacitive loads 4 and 5, two across the lines 8a, 8b for the load 4 and two across the lines 9a, 9b for the load 5. These voltages are decoupled for control the frequency of operation of the antennas by the polarization of the varicaps and pin diodes of each variation means 4 and 5.
  • These lines 8a, 8b and 9a, 9b can be made in the form of metal tracks on the back of the printed circuit 3 or in the form of coplanar lines formed on the front of the printed circuit board 3.
  • the access lines 10 and 11 can be made in the form of metal tracks on the back of the printed circuit board 3 or in the form of coplanar lines formed on the front of the printed circuit board 3.
  • the lines 8a, 8b and 9a, 9b and the access lines 10 and 11 are made in the form of tracks. metal on the back of the circuit board 3.
  • Locations at the end of the stubs for introducing discrete components for impedance matching of the antenna are provided on the back side of the circuit 3. These locations are marked by impressions E1 and E2 in the printed circuit. There is a footprint provided for each antenna, at the vertical part of it.
  • FIG. 6 represents a magnification of the location Ce2 in top view (front view) of the circuit 3 and FIG. 7 represents the detail of the Ce2 slot in bottom (back) view of the circuit 3.
  • Parts 3 ', 3' ', 3' '' are provided to allow electrical connections between the various components.
  • Part 12 designates the ground plane (GND) which is the front side of the circuit 3.
  • the varicap diodes D1 and D2 are mounted "head to tail".
  • a first control DC voltage signal is applied between the two cathodes of the diodes D1 and D2 via via V2.
  • Via VI brings a second continuous control voltage signal for driving the diode PiN PI which is connected in series with the diode D3, the set PI and D3 being in parallel with the diode D1.
  • the vias VI and V2 are connected, on the front of the circuit 3, to the metal tracks 9a for VI, and 9b for V2, coming from the control circuit 7.
  • the decoupling of the driving voltages of the variation means 5 is effected by capacitive decoupling and inductive decoupling.
  • Capacitive decoupling uses capacitances of various values parallel to the points to be decoupled. Capacities C3 and C4 are thus connected to ground.
  • the capacitance Cl and the inductance L1 make it possible to block the RF components of the signal.
  • Inductive decoupling uses series-connected shock inductors on the varicap power supply.
  • the inductances L2 and L3 are thus shock inductors designed to block the RF signal on the polarization lines of the varicap diodes D1, D2.
  • Their values must allow adequate blocking of RF signals. These values are chosen according to the desired blocking and their bulk.
  • the varicap diodes D1, D2 have a capacitance between 0.5 and 2.5pF for polarization voltages between 3V and 0V and for a slot length of about 6cm, arranged in the standard ground plane. a terminal of 5 cm X 10 cm. The values of the capacitances must be increased if the slot is shorter, they must be reduced if the slot is longer.
  • the varicap diodes are chosen for a capacity excursion Cmin Cmax given according to a certain excursion in control voltage.
  • the components L1, P1, C1, D1, D2, D3 are located on the front side of the circuit 3 while the components L2, L3, C3 and C4 are located on the back side of the circuit 3.
  • decoupling circuits can be implemented and the choice of components, including shock inductors and decoupling capabilities depends on the electronic environment of the system. The limit given to this choice is the size of the components.
  • each of the components constituting the variable capacitive load 4 may be identical or different from those of the components of the variable capacitive load 5. This will be the case in particular when difficulties of integration of the antennas lead to adjustments. characteristics of the components or if the varicap diodes have different values.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Le système d'antennes proposé permet de recevoir la télévision numérique terrestre au niveau d'un terminal portable. Le système d'antennes est constitué par deux antennes fente (1,2) intégrées dans un terminal et dont l'agencement permet d'utiliser le principe de diversité d'antennes. En outre, le système d'antennes comporte des moyens (4,5) pour reconfigurer les antennes en fréquence, grâce à l'utilisation de charges capacitives variables montées à proximité des extrémités débouchantes des antennes fente et dans la géométrie de celles-ci.

Description

SYSTEME D'ANTENNES INTEGRABLE DANS UN TERMINAL PORTABLE, NOTAMMENT UTILISABLE POUR LA RECEPTION DE LA TELEVISION NUMERIQUE TERRESTRE. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte à des systèmes d'antennes destinés à être utilisés dans des terminaux portables, et configurés pour l'émission ou la réception de signaux comme ceux de la télévision numérique terrestre.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La diffusion des signaux de télévision numérique, dits DVB-H et/ou DVB-T, utilise la bande UHF IV/V [470- 862 Mhz] . Il est convenu dans la suite de la demande, et par souci de simplification, que l'abréviation UHF désignera la bande UHF IV/V [470-862 Mhz] .
La mise en œuvre d'un système d'antennes dans un terminal portable pour une utilisation en bande UHF pose de sérieux problèmes d'intégration.
En effet pour des antennes filaires demi-onde, ces gammes de fréquences impliquent des longueurs d'antennes de l'ordre de 15 cm à 30 cm. Ces longueurs sont rédhibitoires pour une intégration de telles antennes dans des téléphones dont les dimensions sont de l'ordre de 5 cm X 10 cm ou des tablettes dont les dimensions sont de l'ordre de 25 cm X 20 cm. De plus, diminuer la taille de ce type d'antennes est inenvisageable puisqu'une longueur d'antenne inférieure à la demi-longueur d'onde provoquerait une forte dégradation des performances du rayonnement de 1 ' antenne .
Afin de trouver une solution au problème de la miniaturisation, des travaux antérieurs proposent l'utilisation d'antennes extérieures au terminal. Pour des raisons de praticité, cette solution n'est pas acceptable .
Un autre problème se pose avec de tels dispositifs puisque les signaux, dont les signaux UHF, émis par la source d'émission suivent des trajets multiples qui interfèrent entre eux provocant des dégradations du signal reçu connues sous le nom d'évanouissements. Ces trajets multiples sont causés par des réflexions, des diffractions et des dispersions des ondes électromagnétiques à la fois en utilisation extérieure et intérieure, et ce principalement dans un environnement urbain. A la réception, ces évanouissements provoquent une forte diminution du rapport signal à bruit et donc, une forte augmentation du taux d'erreur binaire dégradant de ce fait la qualité de la liaison sans fil.
Pour répondre au problème de dégradation du signal, il est connu de l'homme du métier d'utiliser le principe de diversité. La diversité peut être une diversité d'antenne, une diversité de fréquences ou une diversité de temps. Ce principe peut être utilisé à l'émission ou/et à la réception.
En réception, le principe de diversité d'antenne permet d'exploiter le fait que les signaux reçus par deux antennes indépendantes n'ont pas subi le même évanouissement au même moment. L'utilisation du principe de diversité d'antenne nécessite l'installation de deux antennes et impose d'éviter un couplage trop important entre celles-ci. Ce principe de diversité est donc une solution au problème d'atténuation des signaux reçus, mais sa mise en œuvre va à l' encontre d'une intégration aisée des antennes dans un terminal portable.
La demande WO 03/096475 Al concerne des circuits permettant d'exploiter ce principe de diversité d'antennes avec l'utilisation d'antennes intégrées directement au sein du plan de masse du terminal. Dans un premier mode de réalisation, le dispositif consiste en un plan de masse dans lequel on pratique deux antennes fente associées à des récepteurs indépendants, agencées de façon à ce que les tronçons principaux respectifs des fentes soient sensiblement orthogonaux l'un par rapport à l'autre. Ce dispositif permet d'exploiter une diversité d'antennes intégrée, en particulier pour les applications en bande S ou la taille des antennes est très courte.
La demande concerne un arrangement d' antennes dans une puce RF, de taille 15 X 13 mm. Les antennes fente utilisées ici ont une longueur de 20 mm. Cet arrangement d'antennes n'est utilisable qu'en bande S puisqu'on ne peut l'utiliser pour des applications UHF du fait de la taille des antennes en UHF.
La demande WO 03/096475 Al propose un autre mode de réalisation dans le cas où l'orientation orthogonale des fentes n'est pas possible. Cette solution consiste en un arrangement d'antennes parallèles entre elles et permet la réduction du volume occupé par l'arrangement, notamment grâce à l'utilisation de capacités fixes. Cette solution nécessite l'addition de circuits déphaseurs ou coupleurs hybrides pour améliorer les propriétés de diversité d'antenne. Là-encore, cet arrangement ne peut-être utilisé pour des applications en bande UHF.
Ce deuxième mode de réalisation montre que la miniaturisation va de pair avec un problème de conception d'une antenne optimisée en impédance sur une bande de fréquence déterminée.
Pour obtenir une antenne qui présente des performances optimales pour tous les canaux de diffusion, il est connu d'associer des charges capacitives à une antenne extérieure. L'introduction d'une charge capacitive variable dans la ligne d'excitation de l'antenne permet de modifier la résonnance des antennes extérieures et donc de déplacer la bande de fréquence de l'antenne d'un canal de réception à un autre.
Pour cela, le brevet EP 1617564 propose l'utilisation de diodes varicap pour augmenter la plage d'excursion en capacité. Dans ce brevet cependant, la construction du circuit n'est pas prévue pour une exploitation du principe de diversité et le dispositif de réception comporte des antennes extérieures.
L'objet de l'invention est de fournir un système d'antennes qui permet, notamment en bande UHF :
de l'intégrer facilement dans des terminaux portables de dimensions critiques,
- de modifier la position de la gamme de fréquence des antennes, d'éviter les problèmes de dégradation du signal .
EXPOSÉ DE L' INVENTION L'invention est définie par un système d'antennes destiné à être intégré dans un terminal portable. Ce système d' antennes comporte :
deux antennes fente réalisées sur un circuit imprimé, les deux antennes fente débouchant par leurs extrémités respectives sur deux bords respectifs opposés du circuit imprimé, le plan du circuit imprimé définissant un repère comprenant un axe horizontal et un axe vertical orthogonaux entre eux, chacune des antennes fente comprend une première partie sensiblement alignée suivant l'axe horizontal et une seconde partie sensiblement alignée selon l'axe vertical, les antennes étant agencées de façon sensiblement symétrique par rapport à un axe du circuit imprimé parallèle à l'axe vertical, et
- des premier et second moyens de variation capacitifs, chacun des moyens de variation capacitifs étant propre à chacune des antennes et étant directement intégré dans la géométrie de chacune des antennes pour modifier la fréquence de fonctionnement de ladite antenne.
Ce dispositif est donc intégrable dans un terminal portable et permet avec des antennes de taille réduite, d'exploiter le principe de diversité d'antenne en émission comme en réception et de faire varier la fréquence de fonctionnement de chaque antenne. Le terme « géométrie de l'antenne » doit être compris comme étant l'espace intérieur délimité par la fente de l'antenne.
« Sensiblement symétrique » signifie que dans un plan de symétrie du circuit suivant l'axe vertical, les antennes peuvent ne pas être parfaitement symétriques puisque leurs dimensions peuvent être légèrement différentes, d'une antenne à l'autre, pour faciliter l'intégration du dispositif dans le terminal.
Chacune des deux antennes fente est reliée à un module de traitement du signal par une ligne d'accès et chacun des moyens de variation capacitifs est alimenté en tension de pilotage indépendamment de l'autre au moyen d'une ligne de pilotage en fréquence, ladite ligne de pilotage en fréquence de chacun des moyens de variation capacitif étant indépendante de la ligne d'accès de chacune des antennes.
Le module de traitement du signal est avantageusement un émetteur ou un récepteur commun aux deux antennes.
Le module de traitement du signal est avantageusement incorporé directement sur le circuit imprimé ou rapporté sur le circuit via un autre circuit imprimé .
Dans un mode de réalisation avantageux du système d'antennes selon l'invention, le module de traitement du signal commun aux deux antennes est un récepteur en diversité et il est configuré pour effectuer des opérations de recombinaison des signaux en diversité pour exploiter conjointement les signaux reçus par les antennes . Chacun des moyens de variation capacitifs est réalisé dans la première partie ou dans la seconde partie de l'antenne où il est intégré.
Avantageusement, chacun des moyens de variation capacitifs est implanté de part et d'autre de la largueur de la première partie de l'antenne et est monté à proximité de l'extrémité débouchante de l'antenne où il est intégré.
Le système comprend un dispositif de pilotage configuré pour appliquer au moins un signal de tension de pilotage à chaque moyen de variation capacitif d'une des antennes. Le dispositif de pilotage est apte à être monté directement sur le circuit imprimé ou rapporté sur le circuit via un autre circuit imprimé.
Avantageusement, les moyens de variation capacitifs comprennent des diodes varicap et/ou des capacités fixes commutées.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de variation capacitifs comprennent chacun une première et une seconde diodes varicap montées tête-bêche en série, leurs anodes étant maintenues à un même potentiel en courant continu, un premier signal de tension de commande étant appliqué au niveau de leurs cathodes .
Avantageusement, un composant capacitif peut être monté en parallèle de la première diode varicap. Dans ce cas, le premier signal de tension de commande est appliqué au niveau des cathodes des première et seconde diodes varicap et du composant capacitif, un second signal de tension de commande étant appliqué entre le composant capacitif et l'anode d'une diode PiN montée en série avec le composant capacitif , la cathode de la diode PiN et l'anode de la première diode varicap étant maintenues à un même potentiel en courant continu.
Ce composant capacitif peut être une capacité fixe ou avantageusement être une troisième diode varicap. Dans ce cas, le premier signal de tension de commande est appliqué au niveau des cathodes des première et seconde diodes varicap et de la cathode de la troisième diode varicap.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de variation capacitifs comprennent chacun une première diode varicap et une capacité fixe montées en série, la première diode varicap étant connectée à la capacité fixe au niveau de sa cathode, l'anode de la première diode varicap et la capacité fixe étant maintenues à un premier potentiel en courant continu, un signal de tension de commande étant appliqué au niveau de ladite cathode de ladite diode varicap.
L' invention concerne également un terminal portable qui comporte un système d'antenne tel que décrit ci- dessus .
Ce système d'antennes, intégré ou non dans un terminal portable, peut-être utilisé pour la réception de signaux de télévision numérique en bande UHF IV/V.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles :
La figure 1 représente le système d' antennes selon un mode de réalisation de l'invention, où les différentes parties du système ont été schématisées ;
La figure 2 représente un test de couplage effectué dans un terminal de type téléphone portable avec le système selon l'invention dans un état où les moyens de variation capacitifs établissent la gamme de fréquences des antennes en bas de la bande UHF ;
La figure 3a représente un premier mode de réalisation des moyens de variation capacitifs ;
- La figure 3b représente un second mode de réalisation des moyens de variation capacitifs ;
La figure 4 représente la face recto du circuit imprimé dans un mode préféré de réalisation de 1 ' invention ;
- La figure 5 représente la face verso du circuit du système selon l'invention dans un mode préféré de réalisation ;
La figure 6 représente le détail de la charge capacitive variable sur la face recto du circuit imprimé dans un mode préféré de réalisation de 1 ' invention ;
La figure 7 représente le détail de la charge capacitive variable sur la face verso du circuit imprimé dans un mode préféré de réalisation de 1' invention .
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
L'idée à la base de l'invention est d'utiliser des antennes fente dans un terminal de dimensions réduites, afin d'exploiter le principe de diversité d'antennes et ce principalement pour une utilisation en bande UHF.
L'invention n'est cependant pas limitée à la bande UHF IV/V et à la réception de la télévision numérique.
Le système selon l'invention peut à la fois être utilisé en réception ou en émission, bien que seule l'utilisation en réception soit décrite. Les caractéristiques principales du circuit étant les mêmes en réception ou en émission, l'homme du métier peut adapter sans difficultés les paramètres du circuit pour une utilisation en émission.
La figure 1 illustre de manière schématique le système d'antennes selon l'invention. Le système comporte deux antennes fente 1 et 2 qui sont pratiquées dans un circuit imprimé 3 et qui débouchent par leurs extrémités respectives sur deux bords respectifs opposés du circuit imprimé 3.
Le plan du circuit imprimé 3 définit un repère comprenant un axe horizontal (X) et un axe vertical (Y) orthogonaux entre eux, et chacune des antennes fente comprend une première partie sensiblement alignée suivant l'axe horizontal et une seconde partie sensiblement alignée selon l'axe vertical. Les antennes 1,2 sont agencées de façon sensiblement symétrique par rapport à un axe Δ parallèle à l'axe vertical Y et les premières parties des antennes débouchent sur deux bords opposés du circuit 3.
Cet agencement d'antennes 1,2, réalisé sur le circuit imprimé 3, a pour avantage de laisser libre la partie centrale du système. Ainsi l'intégration d'un éventuel écran du terminal n'occasionne pas de perturbations critiques des antennes, comme par exemple des perturbations électromagnétiques.
Un module de traitement du signal 6 est monté directement sur le circuit 3 ou peut-être rapporté sur celui-ci via un dispositif tel qu'une carte fille. Ce module 6 exploite les signaux reçus par les deux antennes fente 1 et 2,
Dans le mode émission comme dans le mode réception, le module de traitement du signal 6 est un émetteur ou un récepteur commun aux deux antennes 1 et 2 et est du type à diversité.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le module de traitement du signal 6 comprend un récepteur à deux entrées en diversité et est commun aux deux antennes.
Le module de traitement du signal 6 exploite conjointement les signaux RF reçus par les deux antennes fente 1 et 2 en appliquant des techniques de recombinaison de signaux en diversité. Avantageusement, le module 6 est apte à effectuer une technique dite MRC (Pour « Maximal Ratio Combining ») . Ce module 6 est relié à chaque antenne, dans la partie verticale de celle-ci, par une ligne d'accès RF 10,11. Le module 6 est ainsi relié à l'antenne 1 par la ligne RF 10 et à l'antenne 2 par la ligne RF 11.
En réception, les signaux RF reçus par les antennes 1,2 sont acheminés par les lignes d'accès 10 ou 11 au module de traitement du signal 6.
Par ailleurs, la figure 1 illustre le montage des charges capacitives, dénommées ci-après moyens de variation capacitifs, 4 et 5, à l'extrémité des fentes des antennes 1 et 2 respectivement.
Le moyen de variation capacitif 4,5 de chaque antenne 1,2 est compris avantageusement dans la partie horizontale de l'antenne où il est intégré et est relié aux deux bords opposés de la première partie de l'antenne. Chaque moyen de variation capacitif 4,5 comporte des composants capacitifs variables ou commutés. Ces moyens de variation capacitifs 4 et 5 sont situés en dehors du circuit de réception des signaux UHF.
Dans une variante, le moyen de variation capacitif 4,5 de chaque antenne 1,2 est compris dans la partie verticale de l'antenne où il est intégré et est relié aux deux bords opposés de la seconde partie de 1 ' antenne .
Les deux moyens de variation capacitifs 4 et 5 permettent de modifier les fréquences de fonctionnement des deux antennes 1 et 2 respectivement.
Ces moyens de variation capacitifs 4 et 5 peuvent être réalisés en associant des diodes varicap et/ou des capacités fixes commutées.
Pour piloter ces moyens de variation 4 et 5, un dispositif de pilotage 7 est monté ou rapporté sur le circuit imprimé 3. Ce dispositif 7 permet de reconfigurer les antennes 1 et 2 en fréquence en pilotant les moyens de variation 4 et 5, et plus précisément en déplaçant les meilleures propriétés d'adaptation d'impédance et d'efficacité de rayonnement vers le canal de transmission ou réception souhaité.
Ainsi, le système selon l'invention permet de faire évoluer les fréquences de résonance des antennes dans deux bandes de fréquences distinctes.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les fréquences de fonctionnement des antennes 1, 2 peuvent être ajustées conjointement pour obtenir les performances optimales des antennes pour les canaux de diffusion en cours de réception.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la fréquence de fonctionnement peut aussi être ajustée de manière indépendante pour chaque antenne. Le dispositif 7 permet alors de mettre en œuvre par exemple une diversité de fréquence.
Les moyens de variation capacitifs 4,5 sont intégrés dans la géométrie de l'antenne et sont alimentés en tensions de pilotages par des lignes d'alimentation différentes des lignes 10 et 11 de l'antenne. En effet, le dispositif 7 de pilotage est relié aux charges capacitives directement, par la ligne 8 pour la connexion à la charge 4 et par la ligne 9 pour la connexion à la charge 5.
Avantageusement, les lignes d'accès RF 10 et 11 et les lignes 8 et 9 sont indépendantes et n'ont aucune jonction ou connexion entre elles. Le détail des lignes 8 et 9 sera vu ultérieurement, notamment en relation avec le mode de réalisation de l'invention illustré aux figures 4 à 7.
En d'autres termes, aucune capacité n'est introduite dans la ligne d'accès 10 ou 11 de l'antenne 1 ou 2. Cela permet de ne pas dégrader le ROS et le gain de l'antenne 1,2.
Le moyen de variation capacitif 4,5 intégré dans la géométrie de l'antenne modifie uniquement ses propriétés de résonance. L'adaptation d'impédance de chaque antenne sera assurée par un autre élément de type stub ou circuit d'adaptation bien connu de l'homme du métier.
La figure 2 présente les résultats d'un test de couplage effectué avec le système d' antennes selon l'invention dans un état optimisé pour le bas de la bande UHF .
Ce test de couplage a été effectué en intégrant le système d'antennes selon l'invention dans un terminal de type téléphone et dans une utilisation en bande UHF. Les dimensions critiques du téléphone portable qui sont de 5 cm X 10 cm, permettent d'illustrer les possibilités d' intégration offertes par le système selon l'invention.
L'exploitation d'une diversité d'antenne nécessite que le couplage entre ces antennes soit le plus faible possible, et d'une valeur admise typiquement inférieure à -10 dB . Il est normalement difficile d'obtenir un couplage entre les deux antennes inférieur à -10 dB dans le bas de la bande de fréquence UHF.
Comme illustré à la figure 2, la courbe représentant le couplage entre les deux antennes fente du système d'antennes selon l'invention reste inférieure à -15 dB, ce qui est bien en-dessous de la limite de -10 dB . Le système d'antennes selon l'invention autorise donc un excellent découplage entre les antennes du fait de la symétrie de celles-ci.
La figure 3a représente un premier mode de réalisation des moyens capacitifs. Ce premier mode comprend deux diodes varicap identiques Dl et D2 montées en série et disposées tête-bêche avec leurs cathodes respectives Catl et Cat2 reliées à un point commun V2. Les anodes respectives Anl et An2 sont maintenues au même potentiel en courant continu ce qui permet d'appliquer un unique signal de tension continue de commande au point intermédiaire V2 entre les diodes Dl et D2.
Ce montage permet d'illustrer les avantages d'une telle disposition des diodes Dl et D2, notamment en terme d'excursion relative et de valeur de capacité minimale. Ces avantages peuvent être expliqués à l'aide des relations suivantes :
Cmin =
2
Cmax' Cmax
Cmin' Cmin Avec Cmin et Cmax la valeur minimum, respectivement maximum de capacité d'une varicap Dl, D2 prise seule et Cmin' et Cmax' la valeur minimum, respectivement maximum de capacité des deux diodes en série.
Avec ce montage, la valeur minimum de la capacité Cmin' (relation 1) est égale à la moitié de Cmin. Cette caractéristique permet d'exploiter la résonnance naturelle de l'antenne.
D'autre part, l'excursion relative est conservée (relation 2 ) .
Du fait de la connexion des diodes en série, un tel montage est adéquat pour obtenir une variation élevée de capacité contrôlée par une faible tension. Il est alors possible de déplacer la bande de fréquence d'une antenne d'un canal de réception à un autre avec une faible excursion de tension de contrôle. En effet les excursions en tension sont limitées par la tension maximale permise (~3V max) par un terminal portable.
Les diodes varicap Dl et D2 peuvent ne pas être identiques. Des caractéristiques différentes en tension de polarisation permettent d'avoir deux excursions différentes en fréquence.
Dans une variante, on pourra remplacer l'une des diodes Dl ou D2 par une capacité fixe. Cette variante permet d'optimiser les coûts de production du système d'antennes selon l'invention. Dans cette configuration cependant, et par rapport aux autres modes de réalisation de l'invention, le comportement du circuit est moins linéaire et l'excursion en capacité est moins importante .
La figure 3b représente un second mode de réalisation des moyens capacitifs. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'une excursion en capacité plus importante que dans le premier mode en diminuant la capacité de la diode Dl ou de la diode D2. A cet effet, une diode varicap D3 est placée en parallèle à la diode Dl ou D2. Un tel montage est illustré en figure 3b. La cathode Cat3 de D3 est reliée à V2 et l'anode An3 de D3 est reliée à un point VI auquel est appliqué un autre signal de tension continue de commande pour piloter une diode PiN PI mise en série avec D3. L'anode An3 et l'anode AnPl (non représentée) de la diode PiN PI sont reliées à VI. L'anode Anl et la cathode CatPl de la diode PiN 1 sont maintenues au même potentiel en courant continu.
La diode PiN permet de connecter ou de déconnecter le composant capacitif D3. Les diodes varicap Dl et D3 peuvent ne pas être identiques. En variante du montage illustré à la figure 3b et décrit supra, D3 peut être remplacé par une capacité fixe .
En variante du montage illustré à la figure 3b et décrit supra, D2 peut être une capacité fixe.
En variante du montage illustré à la figure 3b et décrit supra, D2 et D3 peuvent être des capacités fixes .
Dans le reste de la description et pour les figures 4 à 7, le montage des charges capacitives 4 et 5 correspond, à titre d'exemple, au montage de la figure 3b. Les mêmes références sont utilisées afin de faciliter la transition et la lecture des figures.
La figure 4 illustre le côté recto du circuit 3 où l'on peut distinguer l'architecture choisie pour l'intégration des moyens de variation capacitifs 4,5 dans le système. Les emplacements des moyens de variation capacitifs 4 et 5 sont situés aux extrémités débouchantes Cel et Ce2 des antennes fente 1 et 2 respectivement, et sont intégrés dans la géométrie de 1 ' antenne .
L'étude des effets liés à la position de la charge capacitive montre que le déplacement de la résonance vers les basses fréquences est maximum lorsque la charge est située le plus possible à l'extrémité de la fente .
Si la charge ne peut être montée à l'extrémité du fait de problèmes d' intégration, la valeur de la charge doit être augmentée pour atteindre la fréquence visée. Ainsi lorsque les deux antennes n'ont pas des dimensions sensiblement identiques du fait de difficultés d' intégration, les valeurs des charges capacitives variables propres à chaque antenne peuvent être choisies différentes d'une antenne à l'autre.
La figure 5 montre le côté verso du circuit 3. La ligne de pilotage en fréquence 8 se compose de deux lignes 8a et 8b permettant d'appliquer des différences de potentiel au moyen de variation capacitif 4 de l'antenne 1, et la ligne de pilotage en fréquence 9 se compose de deux lignes 9a et 9b permettant d'appliquer des différences de potentiel au moyen de variation capacitif 5 de l'antenne 2.
Le circuit de pilotage 7 applique quatre tensions de pilotage aux charges capacitives 4 et 5, deux au- travers des lignes 8a, 8b pour la charge 4 et deux au- travers des lignes 9a, 9b pour la charge 5. Ces tensions sont découplées pour piloter la fréquence de fonctionnement des antennes par la polarisation des varicaps et des diodes pin de chaque moyen de variation 4 et 5.
Ces lignes 8a, 8b et 9a, 9b peuvent être réalisées sous forme de pistes métalliques sur le verso du circuit imprimé 3 ou sous forme de lignes coplanaires pratiquées sur le recto du circuit imprimé 3.
De manière similaire, les lignes d'accès 10 et 11 peuvent être réalisées sous forme de pistes métalliques sur le verso du circuit imprimé 3 ou sous forme de lignes coplanaires pratiquées sur le recto du circuit imprimé 3.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 4 à 7, les lignes 8a, 8b et 9a, 9b et les lignes d'accès 10 et 11 sont réalisées sous forme de pistes métalliques sur le verso du circuit imprimé 3.
Des emplacements en extrémité des stubs permettant d'introduire des composants discrets pour l'adaptation d'impédance de l'antenne sont prévus sur le côté verso du circuit 3. Ces emplacements sont matérialisés par des empreintes El et E2 dans le circuit imprimé. Il y a une empreinte prévue pour chaque antenne, au niveau de la partie verticale de celle-ci.
Le principe du pilotage du moyen de variation 5 va maintenant être décrit en relation avec les figures 6 et 7. La figure 6 représente un grossissement de l'emplacement Ce2 en vue de dessus (recto) du circuit 3 et la figure 7 représente le détail de l'emplacement Ce2 en vue de dessous (verso) du circuit 3.
La description de la charge capacitive 4 serait identique .
Les parties 3', 3' ',3''' sont prévues pour permettre les connexions électriques entre les différents composants. La partie 12 désigne le plan de masse (GND) qui est le côté recto du circuit 3.
Les diodes varicap Dl et D2 sont montées « tête- bêche ». Un premier signal de tension continue de commande est appliqué entre les deux cathodes des diodes Dl et D2 grâce au via V2. Le via VI amène un second signal continu de tension de commande pour piloter la diode PiN PI qui est montée en série avec la diode D3 , l'ensemble PI et D3 étant en parallèle avec la diode Dl . Dans ce mode de réalisation, les vias VI et V2 sont reliés, sur le recto du circuit 3, aux pistes métalliques 9a pour VI, et 9b pour V2, provenant du circuit de pilotage 7. Les pistes métalliques des lignes 9a et 9b amenant la tension de pilotage de l'antenne 2 débouchent après le passage par les éléments capacitifs et inductifs C4 et L3 pour 9a et C3 et L2 pour 9b sur le via VI pour 9a et le via V2 pour 9b.
Le découplage des tensions de pilotage du moyen de variation 5 s'effectue par un découplage capacitif et un découplage inductif .
Le découplage capacitif utilise des capacités de diverses valeurs mises en parallèle aux points à découpler. Les capacités C3 et C4 sont ainsi reliées à la masse.
La capacité Cl et l'inductance Ll permettent de bloquer les composantes RF du signal.
Le découplage inductif met en oeuvre des inductances de choc montées en série sur l'alimentation des varicap. Les inductances L2 et L3 sont ainsi des inductances de choc prévues pour bloquer le signal RF sur les lignes de polarisation des diodes varicap D1,D2. Leurs valeurs doivent permettre un blocage adéquat des signaux RF. Ces valeurs sont choisies en fonction du blocage désiré et de leur encombrement.
Par exemple en UHF, les diodes varicap D1,D2 ont une capacité entre 0,5 et 2,5pF pour des tensions de polarisation entre 3V et 0V et pour une longueur de fente de 6cm environ, aménagée dans le plan de masse type d'un terminal de 5 cm X 10 cm. Les valeurs des capacités doivent être augmentées si la fente est plus courte, elles doivent être réduites si la fente est plus longue. Les diodes varicap sont choisies pour une excursion en capacité Cmin Cmax donnée en fonction d'une certaine excursion en tension de contrôle.
Typiquement, les composants Ll, PI, Cl, Dl, D2, D3 sont situés côté recto du circuit 3 tandis que les composants L2, L3, C3 et C4 sont situés côté verso du circuit 3.
D'autres circuits de découplage peuvent être mis en œuvre et le choix des composants, notamment des inductances de choc et des capacités de découplage dépend de l'environnement électronique du système. La limite donnée à ce choix est l'encombrement des composants .
Les caractéristiques (électronique et géométrique) de chacun des composants constituant la charge capacitive variable 4 peuvent être identiques ou différentes de celles des composants de la charge capacitive variable 5. Ce sera notamment le cas lorsque des difficultés d' intégration des antennes conduisent à des ajustements des caractéristiques des composants ou encore si les diodes varicap ont des valeurs différentes.
Ainsi, il est possible de prévoir deux configurations différentes pour les charges 4 et 5.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d'antennes destiné à être intégré dans un terminal portable, ledit système comportant :
- deux antennes fente (1, 2) réalisées sur un circuit imprimé (3), lesdites deux antennes fente (1, 2) débouchant par leurs extrémités respectives (Cel, Ce2) sur deux bords respectifs opposés dudit circuit imprimé (3), le plan dudit circuit imprimé définissant un repère comprenant un axe horizontal (X) et un axe vertical (Y) orthogonaux entre eux, chacune desdites antennes fente (1 et 2) comprend une première partie sensiblement alignée suivant l'axe horizontal (X) et une seconde partie sensiblement alignée selon l'axe vertical (Y), lesdites antennes (1, 2) étant agencées de façon sensiblement symétrique par rapport à un axe (Δ) dudit circuit imprimé (3) parallèle à l'axe vertical (Y),
des premier et second moyens de variation capacitifs (4, 5), chacun desdits moyens de variation capacitifs (4, 5) étant propre à chacune desdites antennes (1, 2) et étant directement intégré dans la géométrie de chacune desdites antennes pour modifier la fréquence de fonctionnement de ladite antenne,
ledit système étant caractérisé en ce que lesdits moyens de variation capacitifs (4, 5) comprennent chacun une première (Dl) et une seconde (D2) diodes varicap montées tête-bêche en série, leurs anodes étant maintenues à un même potentiel en courant continu, un premier signal de tension de commande étant appliqué au niveau de leurs cathodes.
2. Système d'antennes selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chacune desdites deux antennes fente (1, 2) est reliée à un module de traitement du signal (6) par une ligne d'accès (10, 11) et en ce que chacun desdits moyens de variation capacitifs (4, 5) est alimenté en tension de pilotage indépendamment de l'autre au moyen d'une ligne de pilotage en fréquence (8, 9), ladite ligne de pilotage en fréquence (8, 9) de chacun desdits moyens de variation capacitif (4, 5) étant indépendante de ladite ligne d'accès (10, 11) de chacune desdites antennes (1, 2) .
3. Système d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le module de traitement du signal (6) est un émetteur ou un récepteur commun auxdites deux antennes (1, 2) .
4. Système d'antennes selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit module de traitement du signal (6) est réalisé directement sur ledit circuit imprimé (3) ou rapporté sur ledit circuit via un autre circuit imprimé.
5. Système d'antennes selon la revendication 3 ou
4, caractérisé en ce que le module de traitement du signal (6) commun aux deux antennes (1, 2) est un récepteur en diversité et en ce qu' il est configuré pour effectuer des opérations de recombinaison des signaux en diversité pour exploiter conjointement les signaux reçus par lesdites antennes (1 et 2) .
6. Système d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacun desdits moyens de variation capacitif (4, 5) est implanté de part et d' autre de la largueur de ladite première partie de ladite antenne (1, 2) .
7. Système d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pilotage (7) configuré pour appliquer au moins un signal de tension de pilotage à chaque moyen de variation capacitif (4, 5) d'une desdites antennes ( 1 , 2 ) .
8. Système d'antennes selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un composant capacitif (D3) est monté en parallèle de la première (Dl) desdites diodes varicap, ledit premier signal de tension de commande étant appliqué au niveau des cathodes desdites première (Dl) et seconde (D2) diodes varicap et dudit composant capacitif (D3) , un second signal de tension de commande étant appliqué entre ledit composant capacitif (D3) et l'anode d'une diode PiN (PI) montée en série avec ledit composant capacitif (D3) , la cathode de ladite diode PiN et l'anode de ladite première (Dl) diode varicap étant maintenues à un même potentiel en courant continu.
9. Système d'antennes selon la revendication 8, caractérisé en ce que le composant capacitif (D3) est une troisième diode varicap, ledit premier signal de tension de commande étant appliqué au niveau desdites cathodes desdites première (Dl) et seconde (D2) diodes varicap et de la cathode de ladite troisième diode varicap .
10. Système d'antennes selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ledit dispositif de pilotage (7) est monté directement sur ledit circuit imprimé (3) ou rapporté sur ledit circuit via un autre circuit imprimé.
11. Terminal portable caractérisé en ce qu'il comporte un système d'antennes selon l'une quelconque des revendications précédentes.
12. Utilisation du système d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou du terminal selon la revendication 11 pour la réception de signaux de télévision numérique en bande UHF IV/V.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201313312D0 (en) * 2013-07-25 2013-09-11 Bsc Associates Ltd Multi-band antennas using loops or notches
CN104916901B (zh) * 2015-05-20 2018-02-13 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 一种可重构天线结构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851530A2 (fr) * 1996-12-28 1998-07-01 Lucent Technologies Inc. Antenne dans terminaux sans fils
WO2003096475A1 (fr) 2002-05-09 2003-11-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Agencement d'antenne et module comprenant cet agencement
EP1617564A1 (fr) 2003-04-18 2006-01-18 Yokowo Co., Ltd Antenne a syntonisation variable et dispositif sans fil mobile mettant en oeuvre celle-ci
US20070123181A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Motorola, Inc. Antenna system for enabling diversity and MIMO
EP2161785A1 (fr) * 2008-09-05 2010-03-10 Sony Ericsson Mobile Communications Japan, Inc. Antenne fente et dispositif sans fil
US20100238079A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Mina Ayatollahi High isolation multiple port antenna array handheld mobile communication devices

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0851530A2 (fr) * 1996-12-28 1998-07-01 Lucent Technologies Inc. Antenne dans terminaux sans fils
WO2003096475A1 (fr) 2002-05-09 2003-11-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Agencement d'antenne et module comprenant cet agencement
EP1617564A1 (fr) 2003-04-18 2006-01-18 Yokowo Co., Ltd Antenne a syntonisation variable et dispositif sans fil mobile mettant en oeuvre celle-ci
US20070123181A1 (en) * 2005-11-30 2007-05-31 Motorola, Inc. Antenna system for enabling diversity and MIMO
EP2161785A1 (fr) * 2008-09-05 2010-03-10 Sony Ericsson Mobile Communications Japan, Inc. Antenne fente et dispositif sans fil
US20100238079A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Mina Ayatollahi High isolation multiple port antenna array handheld mobile communication devices

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