Brevet FR2621742A1 — publié le 19890414

La présente invention concerne une antenne destinée à un véhicule et qui est disposée sur l'un des vitrages de celui-ci. Lorsqu'un récepteur radioélectrique, un récepteur de télévision ou un téléphone mobile de véhicule est monté dans un véhicule afin qu'il reçoive un signal d'émission radioélectrique ou de télévision ou qu'il communique avec une personne se trouvant en dehors du véhicule, une antenne spécialisée, ajustée sur une bande particulière de fré- quences qui doit être utilisée, doit être montée sur le véhicule. Par exemple, une antenne rigide arrière ou une antenne imprimée sur du verre est montée sur le véhicule comme antenne destinée à travailler dans la bande des communications par téléphone de véhicule. L'antenne arrière rigide a un conducteur analogue à une tige, ayant une longueur correspondant à la bande de communication télépho- nique. La tige dépasse vers la partie arrière de la carros- serie du véhicule. L'antenne imprimée sur du verre est formée par impression et cuisson d'une pate conductrice sur un vitrage d'automobile afin qu'il ait une forme de boucle ou de demi-boucle correspondant à la longueur d'onde de la bande des communications téléphoniques. Comme l'antenne rigide arrière dépasse du véhicule, l'aspect extérieur de celui-ci en est affecté. Le montage de l'antenne est si encombrant qu'un utilisateur ne peut pas facilement monter l'antenne rigide arrière. Celleci perturbe parfois le lavage du véhicule. Au contraire,- comme l'antenne imprimée sur du verre est formée à la surface du vitrage du véhicule, les incon- vénients précédents n'existent pas. Cependant, comme la pâte conductrice est imprimée et cuite à la surface du vitrage du véhicule, elle ne peut pas être facilement montée. L'antenne imprimée sur du verre est normalement formée à la surface de la lunette arrière. Cependant, les fils de chauffage utilisés pour le désembuage de la surface sont souvent placés sur la lunette arrière. Pour cette raison, la position et l'étendue d'une antenne imprimée sur le verre sont limitées, et la position et l'étendue desti- nées à donner de bonnes performances à l'antenne ne peuvent pas être choisies de façon avantageuse. L'invention permet de bonnes communications d'un véhicule sans utilisation d'une antenne fixe spécialisée. Elle concerne une antenne de véhicule qui ne dépasse pas de la carrosserie et qui peut être très facilement mise en place. Elle concerne aussi une antenne imprimée utilisant un vitrage ou une lunette comme plaque isolante, et pouvant être fixée après que la construction d'un véhicule a été terminée. Elle concerne aussi une antenne imprimée qui peut être fixée afin qu'elle recouvre une région d'un conducteur d'un dispositif de.chauffage utilisé pour le désembuage de la surface d'une lunette arrière, et elle permet la sélec- tion et le changement de la position de montage afin que les performances de l'antenne soient bonnes. Elle concerne aussi une antenne imprimée qui ne gêne pas le champ de vision lorsqu'elle est fixée à une lunette arrière. Elle concerne aussi une antenne imprimée à laquelle un cable d'alimentation peut avantageusement être connecté lorsque la position de montage de l'antenne sur une lunette arrière est modifiée, l'antenne pouvant être fixée à droite ou à gauche de la lunette arrière quelle que soit la posi- tion du câble d'alimentation. Plus précisément, l'invention concerne une antenne pour véhicule qui comporte un film isolant qui peut être collé à un vitrage du véhicule, un conducteur d'élément d'antenne formé sur le film isolant, une borne d'alimenta- tion de l'élément d'antenne, et deux organes formant con- necteur fixés à la borne d'alimentation et à une extrémité d'un cable d'alimentation rejoignant un appareil de commu- nication. Selon un aspect important de l'invention, le film isolant est transparent, et un adhésif est appliqué a sa face arrière. En conséquence, l'antenne peut être disposée à tout emplacement voulu sur un vitrage. En outre, le champ de vision n'est pas perturbé. Lorsqu'un conducteur de chauffage de désembuage est déjà placé sur le vitrage, une antenne imprimée peut être placée sur une région qui recouvre le conducteur du dispositif de chauffage. Selon une autre caractéristique importante de l'in- vention, un élément d'antenne est du type à alimentation non équilibrée et la borne d'alimentation et un câble d'alimentation rejoignant un appareil de communication sont couplés par un connecteur coaxial rotatif. Le câble coaxial d'alimentation est disposé perpendiculairement à un conduc- teur axial du connecteur. Pour cette raison, le câble d'alimentation peut être avantageusement disposé et ne présente pas de perturbation. La position de l'antenne n'est pas limitée par le câble d'alimentation et une bonne position de réception peut être sélectionnée. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe représentant l'état dans lequel une antenne de véhicule selon l'invention est collée sur une surface d'un vitrage; - la figure 2 est une vue en plan représentant l'état d'adhérence d'une antenne imprimée; la figure 3 est une vue en plan représentant un dessin d'antenne; les figures 4A et 4B-sont des élévations frontales d'une lunette arrière représentant un état dans lequel l'antenne selon l'invention est collée à la lunette afin qu'elle joue le rôle d'une antenne de lunette arrière; les figures 5A et 5B sont des diagrammes circulaires de Smith représentant les caractéristiques d'impédance de l'antenne et des graphiques indiquant le rapport d'ondes stationnaires; et 262174a les figures 6A à 6G sont des diagrammes représentant les caractéristiques directionnelles. La figure 1 est une coupe représentant un état dans lequel une antenne pour téléphone de véhicule est fixée à une lunette arrière de véhicule, et la figure 2 est une vue en plan correspondante. L'antenne pour téléphone de véhicule est formée par disposition d'un conducteur constituant un élément d'an- tenne (appelé simplement "conducteur d'antenne" dans la suite) portant la référence 2 et qui est accordé dans une bande de fréquences (de 800 MHz à i GHz) utilisée pour un téléphone de véhicule, sur une surface d'un film isolant transparent 1. Dans ce cas, le conducteur 2 d'antenne a un dessin tel que représenté sur la figure 3. Ainsi, deux conducteurs en demicercle 2a et 2b sont connectés avec une configuration bimodale, et leur point de connexion cons- titue un point d'alimentation 2c. Les autres extrémités des conducteurs en demi-cercle 2a et 2b sont couplées par un conducteur rectiligne 2d correspondant à la corde des demi- cercles et mis à la masse. Lorsque la longueur efficace des conducteurs en demi-cercle 2a et 2b est d'environ t/2, l'antenne a des caractéristiques analogues à celles d'une antenne à deux boucles ayant un périmètre correspondant à une longueur d'onde environ, d'après le courant image ob- tenu par une alimentation non équilibrée. Les largeurs W des conducteurs en demi-cercle 2a et 2b et des conducteurs rectilignes 2d sont augmentées afin que de bonnes caractéristiques soient obtenues dans une large plage comprise entre 820 et 940 MHz. Un rayon central R de chacun des conducteurs 2a et 2b en demi-cercle est d'environ 50 mm, et les rayons R a des périphéries ex- terne et interne sont respectivement de 52,5 mm et 47,5 mm (a = 2,5 mm). Un petit espace t = 5 mm est formé entre le point de connexion des conducteurs en demi-cercle 2a et 2b et le conducteur rectiligne 2d. Un point de masse 2e est formé au point médian du conducteur rectiligne 2d et il est connecté à un conducteur externe 5 d'une alimentation coaxiale 4 couplée à un poste téléphonique de véhicule (non représenté). Le point d'ali- mentation 2c formé au point de connexion des conducteurs 2a et 2b en demicercle est connecté à un conducteur interne 6 de l'alimentation coaxiale 4, si bien qu'une alimentation non équilibrée est réalisée. Dans ce mode de réalisation, comme l'indique la figure 3, un film transparent et isolant 7 revêt le conducteur 2 de l'antenne afin qu'il soit pro- tégé. Les conducteurs 5 et 6 de l'alimentation coaxiale 4 sont connectés à un conducteur d'antenne 2 par une ouver- ture formée dans un film isolant et transparent 7. Ces connexions sont réalisées à l'aide d'un connecteur coaxial 12 constitué d'une douille 10 et d'une fiche 11, si bien qu'une force excessive n'agit pas entre le conducteur 2 de l'antenne et l'alimentation coaxiale 4 lorsque cette der- nière est tirée dans toutes les directions. Une partie de corps de douille 10 utilisée comme partie fixe de connecteur coaxial est formée d'un isolateur et est réalisée par formation d'une saillie cylindrique 14 à la surface supérieure d'une base 13 collée au film iso- lant et transparent 7. Une douille 14a destinée à coopérer avec une fiche est formée dans la saillie cylindrique 14, et un conducteur annulaire 15 de masse est placé à la face interne de la douille 14a. Un contact 15a relié au conduc- teur 15 de masse dépasse de la face inférieure 13a de la base 13. Deux bouts de contact 16a et 16b sont placés au centre de la partie inférieure de la douille 14a. Un con- tact 16c connecté à ces douilles 16a et 16b dépasse de même de la surface inférieure 13a. Les contacts 15a et 16c ont des directions diffé- rentes. Lorsque la douille 10 est fixée sur le film isolant et transparent 7, le contact 15a est relié au point de masse 2e du conducteur d'antenne, et le contact 16c est couplé au point 2c d'alimentation. La douille 10 est collée au film isolant et transparent 7 par application d'un adhésif 17 à la face inférieure 13a de la base 13. La figure 11 joue le rôle d'un connecteur coaxial mobile et est formé par un organe à baïonnette 21 dépassant de la face latérale d'un manchon 20. L'axe central du manchon 20 est perpendiculaire à celui de l'organe à baïon- nette 21. Le manchon 20 constitue un organe de retenue de l'alimentation coaxiale 4. L'organe à baïonnette 21 est constitué par un conducteur externe et un conducteur in- terne placés suivant son axe central. Un conducteur cylin- drique 22 de section circulaire constitue le conducteur externe et le diamètre externe du conducteur cylindrique 22 est pratiquement égal au diamètre interne du conducteur de masse 15. Un conducteur interne 23 est réalisé avec une forme de tige et son extrémité externe 23a dépasse du conducteur cylindrique 22 d'une distance prédéterminée. Un isolateur 24 est placé entre les conducteurs interne et externe 23 et 22 afin qu'ils soient isolés l'un par rapport à l'autre. Comme l'extrémité externe 23a du conducteur interne est en saillie lorsque le dispositif 21 à baïon- nette a pénétré dans la douille 14a, le conducteur cylin- drique 22 se loge dans le conducteur de masse 15 et ils sont reliés électriquement l'un à l'autre. En outre, l'ex- trémité externe 23a du conducteur central se loge entre les bouts de contact 16a et 16b si bien qu'ils sont raccordés l'un à l'autre. Lorsque la fiche 11 est montée sur la douille 10, le conducteur cylindrique 22 est connecté élec- triquement au point de masse 2e et le conducteur interne 23 est connecté électriquement au point d'alimentation 2c. Le conducteur externe 5 du dispositif ou cable coaxial d'alimentation 4 est connecté au manchon 20, et son conducteur interne 6 est connecté au conducteur 23 placé au centre du dispositif 21 à baïonnette si bien que le dispo- sitif d'alimentation coaxial 4 est retenu dans le manchon 20. Ce dernier est formé d'un métal conducteur, par exemple de cuivre, et il est couplé électriquement au conducteur cylindrique 22. En conséquence, lorsque la douille 10 et la fiche 11 sont connectées, le conducteur externe 5 du dispo- sitif coaxial 4 d'alimentation et le point de masse 2e du conducteur d'antenne 2 sont connectés électriquement l'un à l'autre et le conducteur interne 6 et le point 2c d'alimen- tation sont connectés électriquement l'un à l'autre. Il faut noter, comme représenté sur la figure 2, qu'une fiche 18 est fixée à l'autre extrémité du dispositif d'alimentation coaxial 4 et pénètre dans une douille (non représentée) disposée dans l'appareil téléphonique de véhi- cule. De cette manière, le dispositif coaxial d'alimenta- tion 4 peut être connecté à l'appareil téléphonique de véhicule. Une saillie 15b de contact est formée à la surface interne du conducteur de masse 15 et une partie 22a formant une cavité de coopération avec la saillie 15b est formée à la surface externe du conducteur cylindrique 22 afin que la fiche 11 ne puisse pas être facilement déconnectée de la douille 10. Un adhésif 26 destiné à coller le film isolant 1 sur la lunette est appliqué à la face arrière du film isolant 1, et un papier 9 de démoulage est fixé à la surface de la couche adhésive. En conséquence, lorsque le papier 9 de démoulage a été retiré, la surface arrière du film isolant 1 doit seulement être mise au contact de la lunette du véhicule et elle peut facilement adhérer. A l'état collé, le film isolant 1 est placé entre le conducteur d'antenne 2 et la surface de la lunette arrière 27. En conséquence, comme représenté sur la figure 4A, si le film isolant 1 adhère par-dessus les fils 28 du disposi- tif de chauffage placés dans une lunette arrière 27, le conducteur d'antenne 2 peut être monté sans être au contact de ces fils de dispositif de chauffage 28. En conséquence, même si les fils d'un dispositif de chauffage 28 sont présents, la position de montage du conducteur d'antenne 2 n'est pas limitée, et une position dans laquelle de bonnes performances de l'antenne peuvent être obtenues peut être choisie de manière avantageuse. Lorsque la surface inférieure 13a de la base 13 est formée avec une courbure correspondant à celle du vitrage, la douille 10 peut être fixée à la surface du verre sans formation d'un espace libre. Comme le dispositif 21 à baïonnette dépasse perpen- diculairement à une direction de connexion du dispositif coaxial d'alimentation 4 au manchon 20, c'est-à-dire à la direction axiale du dispositif 4 d'alimentation, ce dispo- sitif 4 peut être orienté parallèlement à la surface du vitrage. Comme indiqué par la flèche 25 sur la figure 1, comme la fiche 11 peut pivoter autour de la douille 10, aucune force excessive n'est appliquée entre le dispositif coaxial d'alimentation 4 et le conducteur 2 d'antenne lorsque l'alimentation coaxiale 4 est mise en place. En conséquence, le dispositif d'alimentation coaxial 4 peut être avantageusement disposé en direction quelconque, et le conducteur d'antenne 2 peut être fixé du côté gauche ou du côté droit de la lunette. Les figures 5A et 5B sont des jeux de diagrammes de Smith représentant les caractéristiques d'impédance et les graphiques du taux d'ondes stationnaires (porté en ordon- nées) obtenus lorsque l'antenne selon l'invention est fixée à la lunette arrière 27 munie de fils 28 de chauffage comme représenté sur la figure 4A et lorsque l'antenne est fixée à la lunette arrière 29 sans fil de chauffage 28 comme représenté sur la figure 4B. Comme l'indique la figure 5B, lorsque l'appareil est fixé à la lunette arrière 29 sans fil de chauffage, le taux d'ondes stationnaires est légère- ment dégradé par rapport à un niveau de référence égal à 1,0 dans la plage des faibles fréquences (égales ou infé- rieures à 820 MHz) et dans la plage des fréquences élevées (égales ou supérieures à 940 MHz). Cependant, dans la plage nécessaire de 820 à 940 MHz, le faible taux d'ondes sta- tionnaires est obtenu dans les deux cas, avec et sans fil de chauffage, et l'adaptation au dispositif 4 d'alimenta- tion coaxiale est bonne. Les figures 6A à 6G sont des graphiques représentant les caractéristiques directionnelles en fonction de la fréquence dans la bande des téléphones de véhicule. Une courbe caractéristique A indiquée en trait plein représente 262 1742 les caractéristiques d'une antenne rigide rectiligne. La courbe B en trait interrompu et la courbe C en trait mixte représentent les caractéristiques de l'antenne selon l'in- vention. La courbe caractéristique B correspond au cas o l'appareil est fixé à la lunette arrière 27 ayant les fils de chauffage 28 alors que la courbe caractéristique C correspond au cas o l'antenne est fixée à la lunette arrière 29 démunie de fils de chauffage. Comme on peut le noter sur les figures 6A à 6G, le gain de réception de l'antenne de ce mode de réalisation est légèrement inférieur à celui de l'antenne rectiligne rigide dans la direction droite-gauche, mais est presque le même vers l'arrière. Cependant, le gain de réception de ce mode de réalisation est supérieur à celui de l'antenne rectiligne rigide vers l'avant (en haut des figures). Dans ce mode de réalisation, comme le connecteur 12 est constitué par la douille 10 et la fiche 11, l'alimenta- tion coaxiale 4 et le conducteur 2 d'antenne peuvent être facilement fixés et séparés. En conséquence, si l'appareil de ce mode de réalisation est remplacé par le film isolant 1 d'un autre conducteur 2 formant un dessin d'antenne par exemple, il n'est pas nécessaire que le dispositif coaxial d'alimentation 4 soit remplacé. Si plusieurs films 1 sont placés sur le vitrage, l'alimentation coaxiale 4 peut être connectée à un conducteur d'antenne 2 voulu placé sur les films 1. Le connecteur 12 de ce mode de réalisation est de type séparable mais il n'est pas nécessaire qu'il soit monté de façon amovible. Lorsque le connecteur 12 est de type séparable, la fiche 11 peut être placée du côté du film isolant 11, et la douille 10 peut être placée du côté de l'alimentation coaxiale 4. Lorsque le dessin du conducteur d'antenne 2 est accordé sur une bande de fréquences autre que la bande des téléphones de véhicule, par exemple sur la bande d'émission de télévision ou radioélectrique en modulation de fré- quence, l'antenne de ce mode de réalisation peut être utilisée comme antenne réceptrice des ondes émises dans ces bandes de fréquences. Le film isolant transparent 7 destiné à protéger le conducteur 2 d'antenne n'est pas obligatoirement revêtu. Si le film isolant transparent 7 est revêtu et si un film transparent conducteur est en outre disposé à sa partie supérieure, les risques de rayonnement vers les passagers placés dans un véhicule peuvent être évités. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux antennes qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemples non limita- tifs sans sortir du cadre de l'invention. il REVENDICATONS 1. Antenne pour véhicule, du type qui comprend un élément d'antenne placé sur un vitrage, caractérisée en ce qu'elle comprend: un film isolant (1) destiné à être fixé à un vitrage (27) de véhicule, un conducteur (2) d'élément d'antenne formé sur le film isolant (1), une borne d'alimentation (2c, 2e) formée avec l'élé- ment d'antenne (2), et deux organes connecteurs (10, 11) fixés chacun à la borne d'alimentation et à une extrémité d'un câble d'ali- mentation (4) relié à un appareil de communication. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le film isolant (1) est transparent. 3. Antenne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un adhésif (26) est appliqué à une face arrière opposée à une face du film isolant (1) sur laquelle est formé le conducteur de l'élément d'antenne (2), et un papier de démoulage (9) lui est fixé. 4. Antenne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'il comporte en outre un film isolant (7) recouvrant le conducteur (2) de l'élément d'antenne du film isolant (1). 5. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une ouverture (8) et formée dans le film isolant (7) afin qu'une partie de la borne d'alimentation (2c, 2e) soit exposée. 6. Antenne selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le film isolant (7) est transparent. 7. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes connecteurs (10, 11) sont montés de manière amovible et comportent un dispositif (22a, 15b) s'opposant à leur séparation. 8. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conducteur (2) de l'élément d'antenne est du type à alimentation déséquilibrée, et les organes connecteurs comprennent des connecteurs coaxiaux (12) et le câble d'alimentation est un cable coaxial (4). 9. Antenne selon la revendication 8, caractérisée en ce que le connecteur placé du côté de la borne d'alimenta- tion (2c) comporte une douille coaxiale (10) et le connec- teur placé du côté du cable d'alimentation comporte une fiche coaxiale (12). 10. Antenne selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le connecteur coaxial placé du côté du cable d'alimentation comporte un manchon (20) destiné à retenir le cable coaxial d'alimentation (4) en direction perpendiculaire à un axe de celui-ci. 11. Antenne selon la revendication 10, caractérisée en ce que le conducteur coaxial placé du côté du cable d'alimentation (4) est articulé autour d'un axe dans un état tel que le conducteur coaxial (11) est couplé au connecteur coaxial (10) placé du côté de la borne d'alimen- tation (2c). 12. Antenne selon l'une quelconque des revendica- tions 8 à 11, caractérisée en ce qu'une saillie (15b) destinée à empêcher la séparation et une cavité (22a), formée en direction périphérique, sont réalisées dans des parties de coopération des deux connecteurs coaxiaux (10, 11), et les parties formant la saillie et la cavité sont en coopération lorsque les connecteurs sont à l'état de con- nexion. 13. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conducteur d'élément d'antenne (2) comprend au moins deux conducteurs (2a, 2b) formant des demi-boucles, ayant un point de raccordement et deux points d'extrémités, la borne d'alimentation (2c) étant placée au point de raccordement, un conducteur rectiligne (2d) reliant les points d'extrémité des demi-boucles afin qu'il forme une corde des conducteurs (2a, 2b) en forme de demi-boucle, et une borne de masse (2e) placée dans la partie centrale du conducteur rectiligne (2d) afin qu'elle soit séparée de la borne d'alimentation (2c) par un petit espace (t), un conducteur central (6) d'un câble coaxial d'alimentation (4) étant couplé à la borne d'alimentation (2c), et la borne de masse (2e) étant connectée à un conducteur externe (5) du câble coaxial d'alimentation (4) afin que le conduc- teur d'élément d'antenne (2) soit alimenté de manière désé- quilibrée. 14. Antenne selon la revendication 13, caractérisée en ce que chacun des conducteurs (2a, 2b) en forme de demi- boucle a une forme de demi-cercle, et la longueur de l'arc de chaque demicercle correspond à la moitié de la longueur d'onde à une fréquence de communications. 15. Antenne selon la revendication 14, caractérisée en ce que la fréquence de communications se trouve dans une bande de téléphones de véhicule.