WO2017162965A1 - Dispositif d'antenne multi-bande intégré à un boîtier tel qu'un système multimédia de véhicule - Google Patents
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Definitions
- Multi-band antenna device integrated into a housing
- the invention relates to the field of embedded multi-band antennas, in particular multiband antennas integrated into multimedia systems, for example car radios.
- Such antennas are confined inside metal housings, especially in motor vehicle interiors.
- the present invention is directed to a two-part multiband antenna device, one of which relies on the operation of an opening in one side of a metal housing housing a multimedia system comprising a multi-band antenna.
- antennas are designed to be integrated into metal housings of multimedia systems, which are themselves integrated into central consoles in motor vehicle interiors, said antennas being configured to transmit in frequency bands such as the 2,400 GHz - 2,485 GHz band or the 5,00 GHz - 5,85 GHz band.
- the state of the art discloses different methodologies for designing antennas, in particular miniature antennas, and in particular having multi-band transmission / reception characteristics.
- antennas in particular miniature antennas, and in particular having multi-band transmission / reception characteristics.
- metal casings such as multimedia systems of motor vehicles.
- the use of a plurality of antennas, in particular at least two antennas, in such a context makes the analysis to determine the best arrangement even more complex in order to obtain the best compromise in terms of performance of said antennas.
- antennas In practice, the only known solutions are to place such antennas in a housing environment having fewer metal parts and a maximum free volume. Nevertheless, there still remain metal parts screen and the available volume for the antennas is still limited, so that the multi-antenna devices integrated into metal housings in multimedia systems have, in the state of the art, performance degraded.
- the present invention proposes a multi-band antenna device, a first portion of which, in the form of a hook, is installed on a printed circuit, the hook shape being such that the antenna device is compact and able to work in different frequency bands thanks to the dimensioning of the different segments constituting the hook shape.
- the antenna device according to the invention is also intended to be integrated in a metal housing cut so that an opening formed in a face of the housing, vis-à-vis the first part of the antenna. corresponding hook shape, contributes to improving the overall performance of the multi-band antenna device.
- the present invention relates to a multiband antenna device intended to be integrated in a metal housing, in particular in a multimedia system of a motor vehicle, comprising:
- a first antenna portion in the form of a hook, connected to a power supply intended to be positioned on a printed circuit and to be located inside the metal casing,
- a second antenna part consisting of an opening made in one face of the metal case, said opening having a hook shape identical to that of the first antenna part, with the same dimensions, and said opening being located with respect to the first antenna part, in a plane parallel to that of said first antenna part, turned at 90 ° with respect to said first antenna part.
- said hook shape consists of three consecutive coplanar segments, each segment of the hook shape being orthogonal to each of the contiguous segments.
- the face of the housing comprising the opening forming the second antenna part and the printed circuit receiving the first antenna part are separated by an adjustable distance depending on the adaptation obtained from the device. antenna.
- the multi-band antenna device is configured to radiate in two frequency bands centered on a first frequency corresponding to a first wavelength ⁇ and, respectively, on a second frequency, greater than the first frequency, corresponding to a second wavelength ⁇ ', the hook shape being formed of three segments, the lengths of said three segments and said first and second wavelengths being configured in such a way that the segments are formed of a first segment connected to the power supply, measuring ⁇ '/ 4, of a second segment measuring ⁇ ' / 8 and the third segment measuring ⁇ '/ 6, the sum of the lengths of the three segments being equal to ⁇ / 4.
- the first frequency is 2.4 GHz and the second frequency is 5 GHz.
- the multi-band antenna device is configured to allow wireless communication compliant with the Bluetooth® protocol in the 2,400 GHz - 2,485 GHz frequency band and to allow a Wi-Fi communication in the two 2,400 GHz bands. - 2.855 GHz and 5.00 GHz - 5.85 GHz.
- the opening is arranged in a face of the underside of the metal casing in a use situation.
- the present invention also relates to a multimedia system, such as a car radio, intended to be integrated in a central console of a motor vehicle, comprising a metal casing having a bottom face intended to be downward once the multimedia system integrated into a motor vehicle center console, said metal housing having a power supply printed circuit, said housing comprising a multi-band antenna device as briefly described above.
- FIG. 1 shows a diagram of an embodiment of the first antenna part, formed of a hook-shaped antenna, connected to a printed circuit, in a multimedia system;
- FIG. 2 shows a diagram of the second antenna part of the same embodiment, formed of a hook-shaped opening provided in a lower face of the metal housing in a multimedia system;
- FIG. 3 shows the diagram of a metal case of a multimedia system, according to the same embodiment, with the first and the second antenna parts;
- FIG. 4 shows an adaptation diagram of a multi-band antenna device according to the same embodiment, the device operating in frequency bands centered respectively on 2.4 GHz and 5 GHz;
- FIG. 5 shows an efficiency diagram of a multi-band antenna device according to the same embodiment.
- the invention is presented primarily for integration of the multi-band antenna device in a multimedia system embedded in a motor vehicle. However, other applications are also covered by the present invention, since a small multi-band antenna is confined in a metal case.
- the present invention relates to a multi-band antenna device.
- a multi-band antenna or a plurality of antennas is integrated in a multimedia system
- Such a housing comprises a printed circuit comprising numerous slots for receiving a plurality of electronic components.
- the antennas intended to transmit and / or receive in different frequency bands.
- the frequency bands 2,400 GHz - 2,485 GHz and 5,00 GHz - 5,85 GHz are notably exploited for wireless communication applications in the context of motor vehicles and these frequency bands are notably intended for the implementation of the present invention. Other frequency bands can still be used.
- the device according to the invention proposes forming an antenna consisting of two parts, namely a first part, received by the printed circuit adapted to convey a power source to said first antenna part, and a second part, formed of a suitable cutout, provided in the face of the metal case vis-à-vis said first antenna part.
- the first antenna part 10 is received by the printed circuit 1 and has a hook shape comprising at least two consecutive segments, and preferably three consecutive segments 1 1, 12, 13, whose respective length is equal to a fraction of a wavelength to be transmitted and / or received and whose sum of lengths is a fraction of another wavelength to be transmitted and / or received.
- each pair of consecutive segments is orthogonal.
- the electronic components received by the printed circuit are furthermore arranged to form an electromagnetic loop having a resonance in at least one of the frequency bands in which the device must transmit and / or receive .
- the power source A fed via the printed circuit 1 to the first antenna portion 10, is provided to allow the antenna device to have the necessary power to emit the desired radiation.
- the total length of the first antenna portion 10, obtained by summing the lengths of the three consecutive segments 1 1, 12, 13, is ⁇ / 4, where ⁇ is the wavelength corresponding to the 2.4 GHz frequency.
- the first segment 1 1 measures ⁇ '/ 4
- the second segment 12 measures ⁇ ' / 8
- the third segment 13 measures ⁇ '/ 6 of 5 GHz, where ⁇ ' is the corresponding wavelength at 5 GHz frequency.
- the second antenna part 20 is formed of an opening cut in the face of the metal case 2 situated opposite the first antenna part 10.
- Said opening has the same hook shape as the first antenna part 10, with the same dimensions. Said opening is also parallel to the first antenna part 10 and the hook shape corresponding to the second antenna part 20 is turned at 90 ° with respect to the hook slot corresponding to the first antenna part 10, following a rotation around the Z axis.
- the second antenna part 20 thus comprises three consecutive segments 21, 22, 23, each pair of consecutive segments being orthogonal, and said three consecutive segments 21, 22, 23 presenting the same length as the three consecutive segments 1 1, 12, 13 forming the first antenna part 10.
- the association between the first antenna part 10, supplied and received by the printed circuit 1, inside the metal case 2, and the second antenna part 20, formed by an opening in the face of the metal case 2, opposite the first antenna part 10, the first antenna part 10 and the second antenna part 20 having the same hook shape, and said hook shapes being located in two separate parallel planes oriented at 90 ° relative to each other, constitutes the multi-band antenna device according to the invention.
- the distance D between the first antenna part 10 and the second antenna part 20, corresponding to the distance between the first antenna part 10 and the case face F metal 2 comprising the constituent opening of the second antenna portion 20, is adjustable.
- This distance D may preferably be configured to optimize the adaptation of the antenna device.
- the face F in which the opening forming the second antenna part 20 is arranged is preferably a lower face of the metal casing 2, that is to say the rectangular parallelepipedic casing face at the bottom when the metal casing is in use position, that is to say typically installed in a multimedia system integrated in a central console of a motor vehicle.
- the multiband antenna device according to the invention has very high performance, through simulations performed on an embodiment according to that described above, wherein said device Antenna operates in the band 2,400 GHz - 2,485 GHz and in the band 5,00 GHz - 5,85 GHz.
- FIG. 4 thus shows the adaptation of such an antenna device, designated under the name known to the skilled person of parameter S1 1, as a function of frequency, while FIG. 5 shows the total efficiency of the antenna device, depending on the frequency.
- the performances obtained in simulation are much higher than those of a known antenna device, not including the second antenna part formed of an opening provided in a face of the metal housing vis-à-vis the first antenna part received by the printed circuit, the inside of the housing.
- the present invention relates to a two-part multi-band antenna device, a first antenna part of which is formed of a hook-shaped antenna received and fed by a printed circuit inside a metal casing, and a second antenna part is formed of an opening arranged in a face of the metal casing, vis-à-vis the first antenna part, in a parallel plane, rotated 90 ° relative to the Z axis.
- the device it is possible to integrate in a multimedia system, especially on board a motor vehicle, a multi-band antenna confined in a metal case, while exploiting a portion of said metal case to optimize the performance of said antenna.
- the constraining mechanical environment then has a positive impact on the performance of the antenna, especially in terms of gain, adaptation, efficiency and radiation.
- the present invention is in particular intended for implementation in the automotive field, but may also be implemented in other fields.
Landscapes
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif d'antenne multi-bande destiné à être intégré dans un boîtier métallique, notamment dans un système multimédia d'un véhicule automobile, comprenant : · une première partie d'antenne (10), en forme de crochet, reliée à une alimentation (A) destinée à être positionnée sur un circuit imprimé et à être située à l'intérieur du boîtier métallique, · une deuxième partie d'antenne constituée d'une ouverture aménagée dans une face du boîtier métallique, ladite ouverture présentant une forme de crochet identique à celle de la première partie d'antenne, aux mêmes dimensions, et ladite ouverture étant située en vis-à-vis de la première partie d'antenne, dans un plan parallèle à celui de ladite première partie d'antenne, tournée à 90° par rapport à ladite première partie d'antenne.
Description
Dispositif d'antenne multi-bande intégré à un boîtier
tel qu'un système multimédia de véhicule
L'invention concerne le domaine des antennes multi-bandes embarquées, notamment les antennes multi-bandes intégrées à des systèmes multimédia, par exemple des autoradios. De telles antennes sont confinées à l'intérieur de boîtiers métalliques, notamment dans des habitacles de véhicules automobiles.
Plus précisément, la présente invention vise un dispositif d'antenne multibande en deux parties, dont l'une repose sur l'exploitation d'une ouverture aménagée dans une face d'un boîtier métallique abritant un système multimédia comprenant une antenne multi-bande.
Il est connu de l'état de la technique l'utilisation de plusieurs antennes intégrées à un boîtier métallique, dans un système multimédia ou un autoradio par exemple. En particulier, de nombreux véhicules automobiles comprennent des systèmes multimédia comportant un boîtier métallique abritant plusieurs antennes, travaillant dans différentes bandes de fréquence, pour permettre des communications Bluetooth® dans la bande 2,400 GHz - 2,485 GHz et Wifi® dans les deux bandes 2,400 GHz - 2,485 GHz et 5,00 GHz - 5,85 GHz, au sein de l'habitacle du véhicule, ou encore pour recevoir des signaux de navigation par satellite notamment.
Ainsi, il est connu de l'état de la technique que des antennes soient conçues pour être intégrées à des boîtiers métalliques de systèmes multimédia, eux-mêmes intégrés à des consoles centrales dans des habitacles de véhicules automobiles, lesdites antennes étant configurées pour émettre dans des bandes de fréquence telles que la bande 2,400 GHz - 2,485 GHz ou encore la bande 5,00 GHz - 5,85 GHz.
Dans un tel contexte, il est évident que les caractéristiques mécaniques, telles que la forme et l'agencement du boîtier métallique, ont un impact important sur les performances desdites antennes.
Dans les dispositifs connus, les performances de telles antennes sont ainsi sérieusement altérées par rapport à ce qu'elles seraient dans un contexte où elles ne seraient pas intégrées à un boîtier métallique et ainsi confinées.
L'environnement mécanique de telles antennes multi-bandes induit en effet un impact fort sur leurs performances, réduisant notamment leurs performances en termes d'adaptation, de gain, de rayonnement, etc.
De façon générale, l'état de la technique divulgue différentes méthodologies pour concevoir des antennes, notamment miniatures, et en particulier présentant des caractéristiques d'émission / réception multi-bandes.
Cependant, il n'est pas connu de solution satisfaisante pour ce qui concerne l'optimisation des performances d'antennes multi-bandes destinées à être enfermées dans des boîtier métalliques, tels que des systèmes multimédia de véhicules automobiles.
De plus, l'utilisation d'une pluralité d'antennes, notamment d'au moins deux antennes, dans un tel contexte, rend encore plus complexe l'analyse visant à déterminer le meilleur agencement pour obtenir le meilleur compromis en terme de performances desdites antennes. En pratique, les seules solutions connues consistent à placer de telles antennes dans un environnement de boîtier présentant moins de parties métalliques et un maximum de volume libre. Néanmoins, il subsiste toujours des parties métalliques faisant écran et le volume disponible pour les antennes est toujours limité, de sorte que les dispositifs multi-antenne intégrés à des boîtiers métalliques dans des systèmes multimédia présentent, dans l'état de la technique, des performances dégradées.
Il existe donc un besoin pour un dispositif d'antenne multi-bande dans lequel l'impact négatif du boîtier métallique qui intègre ledit dispositif d'antenne sur les performances dudit dispositif d'antenne est réduit.
A cette fin, la présente invention propose un dispositif d'antenne multi-bande, dont une première partie, en forme de crochet, est installée sur un circuit imprimé, la forme de crochet étant telle que le dispositif d'antenne est peu encombrant et apte à travailler dans différentes bandes de fréquence grâce au dimensionnement des différents segments constitutifs de la forme de crochet. Le dispositif d'antenne selon l'invention est par ailleurs prévu pour être intégré dans un boîtier métallique découpé de façon à ce qu'une ouverture aménagée dans une face du boîtier, en vis-à-vis de la première partie d'antenne en forme de crochet correspondante, participe à l'amélioration des performances globales du dispositif d'antenne multi-bande.
A cette fin, la présente invention a pour objet un dispositif d'antenne multibande destiné à être intégré dans un boîtier métallique, notamment dans un système multimédia d'un véhicule automobile, comprenant :
• une première partie d'antenne, en forme de crochet, reliée à une alimentation destinée à être positionnée sur un circuit imprimé et à être située à l'intérieur du boîtier métallique,
• une deuxième partie d'antenne constituée d'une ouverture aménagée dans une face du boîtier métallique, ladite ouverture présentant une forme de crochet identique à celle de la première partie d'antenne, aux mêmes dimensions, et ladite ouverture étant située en vis-à-vis de la première partie d'antenne, dans un plan parallèle à celui de ladite première partie d'antenne, tournée à 90 ° par rapport à ladite première partie d'antenne.
Ainsi, le dispositif d'antenne multi-bande selon l'invention exploite la présence du boîtier métallique, confinant le circuit imprimé et la partie d'antenne alimentée, pour améliorer les performances du dispositif.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite forme de crochet est constituée de trois segments consécutifs coplanaires, chaque segment de la forme de crochet étant orthogonal à chacun des segments contigus.
Selon un mode de réalisation, la face du boîtier comprenant l'ouverture formant la deuxième partie d'antenne et le circuit imprimé recevant la première partie d'antenne sont séparés d'une distance ajustable en fonction de l'adaptation obtenue du dispositif d'antenne.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d'antenne multi-bande selon l'invention est configuré pour rayonner dans deux bandes de fréquence centrées sur une première fréquence correspondant à une première longueur d'onde λ et, respectivement, sur une deuxième fréquence, supérieure à la première fréquence, correspondant à une deuxième longueur d'onde λ', la forme de crochet étant formée de trois segments, les longueurs desdits trois segments et lesdites première et deuxième longueurs d'onde étant configurées de telle façon que les segments soient formés d'un premier segment, connecté à l'alimentation, mesurant λ'/4, d'un deuxième segment mesurant λ'/8 et le troisième segment mesurant λ'/6, la somme des longueurs des trois segments étant égale à λ/4.
Selon un mode de réalisation préféré, la première fréquence vaut 2,4 GHz et la deuxième fréquence vaut 5 GHz.
Avantageusement, le dispositif d'antenne multi-bande selon l'invention est configuré pour permettre une communication sans fil conforme au protocole Bluetooth® dans la bande de fréquence 2,400 GHz - 2,485 GHz et pour permettre une communication Wifi® dans les deux bandes 2,400 GHz - 2,485 GHz et 5,00 GHz - 5,85 GHz.
Avantageusement, l'ouverture est aménagée dans une face du dessous du boîtier métallique en situation d'utilisation.
La présente invention vise également un système multimédia, tel qu'un autoradio, destiné à être intégré dans une console centrale de véhicule automobile, comprenant un boîtier métallique présentant une face du dessous destinée à se trouver vers le bas une fois le système multimédia intégrée à une console centrale de véhicule automobile, ledit boîtier métallique comportant un circuit imprimé alimenté en énergie, ledit boîtier comprenant un dispositif d'antenne multi-bande tel que brièvement décrit ci- dessus.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente un schéma d'un mode de réalisation de la première partie d'antenne, formée d'une antenne en forme de crochet, connectée sur un circuit imprimé, dans un système multimédia ;
- la figure 2 montre un schéma de la deuxième partie d'antenne du même mode de réalisation, formée d'une ouverture en forme de crochet aménagée dans une face inférieure du boîtier métallique dans un système multimédia ;
- la figure 3 représente le schéma d'un boîtier métallique d'un système multimédia, selon le même mode de réalisation, avec la première et la deuxième parties d'antenne ;
- la figure 4 présente un diagramme d'adaptation d'un dispositif d'antenne multi-bande conforme au même mode de réalisation, le dispositif travaillant dans des bandes de fréquence centrées respectivement sur 2,4 GHz et sur 5 GHz ;
- la figure 5 présente un diagramme d'efficacité d'un dispositif d'antenne multi-bande conforme au même mode de réalisation.
Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour en permettre la mise en œuvre, lesdites figures pouvant bien entendu également servir à mieux définir l'invention.
L'invention est présentée principalement en vue d'une intégration du dispositif d'antenne multi-bande dans un système multimédia embarqué dans un véhicule automobile. Cependant, d'autres applications sont également visées par la présente invention, dès lors qu'une antenne multi-bande de petite dimension est confinée dans un boîtier métallique.
Comme cela a été décrit précédemment, la présente invention concerne un dispositif d'antenne multi-bande. Notamment, dans le cadre d'une application envisagée, dans laquelle une antenne multi-bande ou une pluralité d'antennes est intégrée à un système multimédia, il est connu que de telles antennes sont confinées dans un boîtier métallique de système multimédia. Un tel boîtier comporte un circuit imprimé comprenant de nombreux slots destinés à recevoir une pluralité de composants électroniques.
Parmi les composants reçus par le circuit imprimé, se trouvent les antennes destinées à émettre et/ou recevoir dans différentes bandes de fréquence.
Les bandes de fréquence 2,400 GHz - 2,485 GHz et 5,00 GHz - 5,85 GHz sont notamment exploitées pour des applications de communication sans fil embarquées dans le contexte de véhicules automobiles et ces bandes de fréquence sont notamment
visées pour la mise en œuvre de la présente invention. D'autres bandes de fréquence peuvent néanmoins être utilisées.
Alors que, selon l'état de la technique, les parties métalliques du boîtier confinant la/les antennes forme seulement des masques atténuant les performances desdites antennes, le dispositif selon l'invention propose de former une antenne constituée de deux parties, à savoir une première partie, reçue par le circuit imprimé apte à acheminer une source d'alimentation à ladite première partie d'antenne, et une deuxième partie, formée d'une découpe adaptée, prévue dans la face du boîtier métallique en vis-à-vis de ladite première partie d'antenne.
Ainsi, en référence à la figure 1 , selon l'invention, la première partie d'antenne 10 est reçue par le circuit imprimé 1 et présente une forme de crochet comprenant au moins deux segments consécutifs, et de préférence trois segments consécutifs 1 1 , 12, 13, dont la longueur respective est égale à une fraction d'une longueur d'onde à émettre et/ou recevoir et dont la somme des longueurs est une fraction d'une autre longueur d'onde à émettre et/ou recevoir. En l'espèce, chaque paire de segments consécutifs est orthogonale.
Il est à noter que, selon un mode de réalisation, les composants électroniques reçus par le circuit imprimé sont en outre agencés pour former une boucle électromagnétique ayant une résonnance dans au moins une des bandes de fréquences dans lesquelles le dispositif doit émettre et/ou recevoir.
La source d'alimentation A, acheminée via le circuit imprimé 1 jusqu'à la première partie d'antenne 10, est prévue pour permettre au dispositif d'antenne de disposer de la puissance nécessaire pour émettre le rayonnement voulu.
Selon un mode de réalisation, la longueur totale de la première partie d'antenne 10, obtenue en faisant la somme des longueurs des trois segments consécutifs 1 1 , 12, 13, est de λ/4, où λ est la longueur d'onde correspondant à la fréquence 2,4 GHz. Selon ce mode de réalisation, le premier segment 1 1 mesure λ'/4, le deuxième segment 12 mesure λ'/8 et le troisième segment 13 mesure λ'/6 de 5 GHz, où λ' est la longueur d'onde correspondant à la fréquence 5 GHz.
En référence à la figure 2, la deuxième partie d'antenne 20 est formée d'une ouverture découpée dans la face du boîtier métallique 2 située en vis-à-vis de la première partie d'antenne 10.
Ladite ouverture présente la même forme de crochet que la première partie d'antenne 10, aux mêmes dimensions. Ladite ouverture est par ailleurs parallèle à la première partie d'antenne 10 et la forme de crochet correspondant à la deuxième partie d'antenne 20 est tournée à 90° par rapport à la fome de crochet correspondant à la première partie d'antenne 10, suivant une rotation autour de l'axe Z. En l'espèce,
conformément au mode de réalisation représenté à la figure 2, la deuxième partie d'antenne 20 comprend donc trois segments consécutifs 21 , 22, 23, chaque paire de segments consécutifs étant orthogonale, et lesdits trois segments consécutifs 21 , 22, 23 présentant la même longueur que les trois segments 1 1 , 12, 13 consécutifs formant la première partie d'antenne 10.
Ainsi, l'association entre la première partie d'antenne 10, alimentée et reçue par le circuit imprimé 1 , à l'intérieur du boîtier métallique 2, et la deuxième partie d'antenne 20, formée d'une ouverture dans la face du boîtier métallique 2, en vis-à-vis de la première partie d'antenne 10, la première partie d'antenne 10 et la deuxième partie d'antenne 20 présentant une même forme de crochet, et lesdites formes de crochet étant situées dans deux plans séparés parallèles et orientées à 90° l'une par rapport à l'autre, constitue le dispositif d'antenne multi-bande selon l'invention.
En référence à la figure 3, il est à noter que la distance D entre la première partie d'antenne 10 et la deuxième partie d'antenne 20, correspondant à la distance entre la première partie d'antenne 10 et la face F du boîtier métallique 2 comprenant l'ouverture constitutive de la deuxième partie d'antenne 20, est ajustable. Cette distance D peut de préférence être configurée de façon à optimiser l'adaptation du dispositif d'antenne.
Il est à noter par ailleurs que la face F dans laquelle est aménagée l'ouverture formant la deuxième partie d'antenne 20 est de préférence une face inférieure du boîtier métallique 2, c'est-à-dire la face du boîtier parallélépipédique rectangulaire située en bas lorsque le boîtier métallique est en position d'utilisation, c'est-à-dire typiquement installée dans un système multimédia intégré à une console centrale de véhicule automobile.
En référence aux figures 4 et 5, il est montré que le dispositif d'antenne multibande selon l'invention présente des performances très élevées, à travers des simulations effectuées sur un mode de réalisation conforme à celui décrit ci-dessus, dans lequel ledit dispositif d'antenne travaille dans la bande 2,400 GHz - 2,485 GHz et dans la bande 5,00 GHz - 5,85 GHz.
La figure 4 montre ainsi l'adaptation d'un tel dispositif d'antenne, désignée sous l'appellation connue de l'homme du métier de paramètre S1 1 , en fonction de la fréquence, tandis que la figure 5 montre l'efficacité totale du dispositif d'antenne, en fonction de la fréquence.
Ces diagrammes montrent clairement le bon niveau de performance du dispositif d'antenne dans les bandes de fréquences visées. Il est à noter que des performances élevées sont également obtenues, en simulation, du point de vue du rayonnement, dans toutes les directions.
En outre, les performances obtenues en simulation sont bien supérieures à celles d'un dispositif d'antenne connu, ne comprenant pas la deuxième partie d'antenne
formée d'une ouverture prévue dans une face du boîtier métallique en vis-à-vis de la première partie d'antenne reçue par le circuit imprimé, l'intérieur du boîtier.
En résumé, la présente invention concerne un dispositif d'antenne multi-bande en deux parties, dont une première partie d'antenne est formée d'une antenne en forme de crochet reçue et alimentée par un circuit imprimé à l'intérieur d'un boîtier métallique, et une deuxième partie d'antenne est formée d'une ouverture aménagée dans une face du boîtier métallique, en vis-à-vis de la première partie d'antenne, dans un plan parallèle, tournée à 90° par rapport à l'axe Z.
Grâce au dispositif selon l'invention, il est possible d'intégrer dans un système multimédia, notamment à bord d'un véhicule automobile, une antenne multi-bande confinée dans un boîtier métallique, tout en exploitant une partie dudit boîtier métallique pour optimiser les performances de ladite antenne.
L'environnement mécanique contraignant présente alors un impact positif sur les performances de l'antenne, notamment en termes de gain, d'adaptation, d'efficacité et de rayonnement.
La présente invention est en particulier prévue pour une mise en œuvre dans le domaine automobile, mais peut également être mise en œuvre dans d'autres domaines.
Il est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.
Claims
1. Dispositif d'antenne multi-bande destiné à être intégré dans un boîtier métallique (2), notamment dans un système multimédia d'un véhicule automobile, comprenant :
• une première partie d'antenne (10), en forme de crochet, reliée à une alimentation (A) destinée à être positionnée sur un circuit imprimé (1 ) et à être située à l'intérieur du boîtier métallique (2),
• une deuxième partie d'antenne (20) constituée d'une ouverture aménagée dans une face du boîtier métallique (2), ladite ouverture présentant une forme de crochet identique à celle de la première partie d'antenne (10), aux mêmes dimensions, et ladite ouverture étant située en vis-à-vis de la première partie d'antenne (10), dans un plan parallèle à celui de ladite première partie d'antenne (10), tournée à 90 ° par rapport à laditepremière partie d'antenne (10).
2. Dispositif d'antenne multi-bande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite forme de crochet est constituée de trois segments (1 1 , 12, 13 ; 21 , 22, 23) consécutifs coplanaires, chaque segment de la forme de crochet étant orthogonal à chacun des segments contigus.
3. Dispositif d'antenne multi-bande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face (F) du boîtier métallique (2) comprenant l'ouverture formant la deuxième partie d'antenne (20) et le circuit imprimé (1 ) recevant la première partie d'antenne (10) sont séparés d'une distance (D) ajustable en fonction de l'adaptation obtenue du dispositif d'antenne.
4. Dispositif d'antenne multi-bande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est configuré pour rayonner dans deux bandes de fréquence partant d'une première fréquence correspondant à une première longueur d'onde λ et, respectivement, d'une deuxième fréquence, supérieure à la première fréquence, correspondant à une deuxième longueur d'onde λ', la forme de crochet étant formée de trois segments (1 1 , 12, 13 ; 21 , 22, 23), les longueurs desdits trois segments et lesdites première et deuxième longueurs d'onde étant configurées de telle façon que les segments (1 1 , 12, 13 ; 21 , 22, 23) soient formés d'un premier segment (1 1 , 21 ), connecté à l'alimentation, mesurant λ'/4, d'un deuxième segment (12, 22) mesurant λ'/8 et d'un troisième segment (13, 23) mesurant λ'/6, la somme des longueurs des trois segments étant égale à XI .
5. Dispositif d'antenne multi-bande selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première fréquence vaut 2,4 GHz et la deuxième fréquence vaut 5 GHz.
6. Dispositif d'antenne multi-bande selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est configuré pour permettre une communication sans fil conforme au protocole Bluetooth® dans la bande de fréquence 2,400 GHz - 2,485 GHz et pour permettre une communication Wifi® dans les deux bandes 2,400 GHz - 2,485 GHz et 5,00 GHz - 5,85 GHz.
7. Dispositif d'antenne multi-bande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ouverture est aménagée dans une face (F) du dessous du boîtier métallique (2) en situation d'utilisation.
8. Système multimédia, tel qu'un autoradio, destiné à être intégré dans une console centrale de véhicule automobile, comprenant un boîtier métallique (2) présentant une face du dessous (F) destinée à se trouver vers le bas une fois le système multimédia intégré à une console centrale de véhicule automobile, ledit boîtier métallique (2) comportant un circuit imprimé (1 ) alimenté en énergie, caractérisé en ce que le boîtier métallique (2) comprend un dispositif d'antenne multi-bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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