Brevet FR2679086A1 — publié le 19930115

APPAREIL D'EMISSION ET DE RECEPTION A ANTENNE L'invention concerne les appareils d'émission et de réception par voie hertzienne dont le boîtier porte un microphone et un écouteur placés de façon à se trouver respectivement à proximité de la bouche et d'une oreille en position d'utilisation normale et contient des circuits électroniques actifs d'émission-réception à fréquence radio-électrique. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans les téléphones dits "sans fil" comprenant un combiné prévu pour être tenu à la main, constituant un appareil d'émission et de réception, dont la liaison avec un socle contenant les organes de connexion avec le réseau s'effectue par voie hertzienne. Seuls quelques appareils actuels du type ci-dessus défini comprennent une antenne cadre incorporée au boitier. La plupart ont une antenne fouet ou télescopique qui est en saillie vers le haut dans la position normale d'utilisation de l'appareil. Ce choix provient de raisons multiples. Pour des fréquences allant jusqu'à 500 MHz environ, la longueur de l'antenne est telle qu'il est difficile de la loger dans un boitier de taille acceptable. Une antenne logée dans le boitier est proche des circuits électroniques actifs, de sorte que l'antenne capte des signaux parasites générés par ces circuits et que le rayonnement de l'antenne, lors de l'émission, risque de perturber le fonctionnement des circuits du boîtier. Enfin, la disposition de l'antenne en saillie vers le haut permet d'accroitre la portée, surtout pour des fréquences élevées. L'invention trouve son origine dans plusieurs constatations. Dans beaucoup d'applications, la recherche d'une portée importante est inutile et quelquefois même on souhaite éviter une portée excessive : c'est par exemple le cas d'appareils utilisés à l'intérieur d'un bâtiment ou en zone urbaine. L'antenne étant placée du côté de l'écouteur, elle peut se trouver à quelques centimètres à peine d'une branche de lunette métallique lorsque l'écouteur est plaqué contre l'oreille. Cette proximité modifie fortement le diagramme de rayonnement de l'antenne. Enfin, si l'appareil a une puissance d'émission significative, la présence de l'antenne à proximité de l'écouteur et au-dessus met le cerveau et les yeux de l'utilisateur dans une zone de champ radio-électrique élevé. La présente invention vise à écarter ces problèmes, ce qui implique de surmonter le préjugé, ancré à l'heure actuelle, qu'il faut placer l'antenne en saillie vers le haut. Elle propose un appareil dont l'antenne est placée de façon à faire saillie vers le bas à partir du boitier en position d'utilisation normale de l'appareil. Dans ces conditions, que l'antenne soit proche de la bouche ou nettement en saillie vers le bas, elle est toujours séparée de tout élément métallique. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'antenne est du type fouet ; elle peut alors être par exemple montée sur une rotule permettant de la ramener le long du boitier en position de stockage ; elle peut aussi être télescopique et escamotée dans le boîtier pendant les périodes où l'appareil est inutilisé. Dans un autre mode de réalisation, l'antenne est au moins partiellement contenue dans un volet pivotant, basculant ou coulissant vers le bas de sa position de repos (occupée en dehors des périodes d'utilisation de l'appareil) à sa position d'utilisation normale. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe montrant une disposition possible d'antenne fouet sur un boîtier de combiné, suivant un mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 1A montre une variante de détail du combiné de la figure 1 - les figures 2, 3 et 4 montrent schématiquement, en perspective, des variantes de réalisation. - les figures 5A, 5B et 5C montrent schématiquement des formes possibles d'antennes symétriques utilisables dans des volets du genre montré en figures 2, 3 et 4. - les figures 6A et 6B montrent schématiquement des formes d'antennes dissymétriques également utilisables dans un volet du genre montré en figures 2, 3 ou 4. - la figure 7 montre un schéma électrique de principe représentatif d'un montage possible d'antennes. Le combiné de radio-téléphone montré en figure 1 comporte un boîtier rigide 10 dans lequel sont placés un microphone 12, un écouteur 14 et les circuits électroniques habituels d'émission et de réception permettant de moduler une porteuse d'émission vers les circuits contenus dans le socle 16 et de démoduler les signaux reçus d'une porteuse émise par le socle. Le boîtier 10 porte une antenne accordée 18, reliée mécaniquement au boîtier 10 par une rotule 20 placée à proximité du microphone, de façon que l'antenne puisse être déplacée entre une position d'utilisation où elle fait saillie vers le bas (en traits pleins sur la figure 1) et une position de repos où elle est relevée le long du boitier (en tirets). En général, on cherchera à donner à l'antenne 18 et au boîtier une longueur sensiblement du même ordre pour des raisons d'encombrement. Une longueur d'une quinzaine de centimètres est appropriée pour une fréquence de porteuse comprise entre 200 et 1 000 MHz. L'antenne est reliée aux circuits électroniques par des conducteurs souples, non représentés. Dans une variante de réalisation (figure 1A) l'antenne 18 est fixée au boîtier 10 du socle dans une position immuable, en saillie vers le bas, et entourée d'un manchon 22 en matériau isolant, par exemple en élastomère, ne présentant pas de partie pointue, évitant les risques d'accident et limitant les risques d'accrochage. Une autre variante encore de réalisation consiste à prévoir une antenne 18 qui n'est pas pivotante, mais télescopique, pouvant s'escamoter à l'intérieur du boitier pendant les périodes de non-utilisation et être tirée vers le bas en vue de l'utilisation. Cette antenne peut également être prévue pour commander, par son déplacement, une commutation de nature quelconque telle que la mise en marche ou une commutation d'antenne. Les fréquences utilisées dépendent de la nature de l'appareil. Dans le cas d'un appareil de radiotéléphonie cellulaire type "Pointel", d'un appareil standard européen GSM ou d'un appareil destiné à d'autres réseaux analogiques, la fréquence sera généralement de l'ordre de 900 MHz. La longueur d'onde correspondante est alors de 33 centimètres dans l'air, ce qui conduit à une antenne demi-onde d'environ 16,5 centimètres, compatible avec les boîtiers habituels. Dans le cas d'appareils de radiotéléphonie futurs la fréquence utilisée sera souvent de l'ordre de 1,8 GHz, ce qui se traduit par une longueur moitié de l'antenne adaptée et permet plus facilement d'adopter les variantes de réalisation qui seront maintenant décrites. Dans la variante de réalisation montrée en figure 2, où les éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence, un volet basculant 24 est relié au boîtier 10 par une charnière 26. Ce volet peut ainsi être amené dans une position de repos, où il est montré schématiquement en traits mixtes et où il masque le clavier, et une position d'utilisation, où il fait un angle obtus avec le boîtier (en traits pleins). L'antenne 18 est contenue dans le volet basculant 24. Lors de l'utilisation de l'appareil, elle fait encore saillie vers le bas à partir du boitier 10. Cette antenne peut être réalisée de façon très diverse, par exemple par impression de pistes conductrices sur un substrat isolant diélectrique contenu dans le volet ou constituant le dos de ce dernier, par incrustation ou enrobage de conducteurs, par collage d'un circuit imprimé, encliquetage d'un circuit imprimé, etc. Le volet peut porter d'autres circuits que l'antenne, par exemple un coupleur hybride, un filtre passe-bas, un filtre passe-bande, un commutateur d'antenne, un filtre de multiplexage, etc. La charnière peut comporter des moyens interrupteurs ou commutateurs, permettant de mettre en marche et d'arrêter l'appareil, de commuter les circuits de l'antenne 18 à une autre antenne. La liaison électrique entre les circuits électroniques contenus dans le boitier et l'antenne peut s'effectuer par contact plan sur plan de deux disques fixés l'un au volet, l'autre au boîtier. Le contact glissant présente une capacité parasite évaluable, dont on tiendra compte pour adapter l'impédance de l'antenne à celle des circuits électroniques. Aux fréquences utilisées, la perte de contact galvanique qu peut provoquer l'oxydation des faces en contact des disques n'a qu'un effet négligeable, du fait de la capacité du condensateur constitué par les disques et de la faible distance entre ces disques. Dans le cas illustré sur la figure 3, le boîtier 10 porte un volet 28 qui n'est plus basculant, mais monté pivotant autour d'un axe 30, de façon à être amené en saillie vers le bas, comme indiqué sur la figure 3, ou ramené contre le boîtier, comme indiqué par la flèche f. Comme dans le cas précédent, la liaison entre l'antenne 18 et les circuits contenus dans le boitier s'effectue par des conducteurs souples ou des contacts glissants et le volet peut contenir des composants passifs ou actifs et/ou provoquer, par son déplacement, diverses commutations. La variante de réalisation montrée en figure 4 se différencie de la précédente en ce que le volet 32 n'est plus basculant ou pivotant, mais coulissant le long du boi- tier entre une position d'utilisation où il est montré en figure 4, et une position de repos où il peut, comme dans le cas précédent, masquer le clavier 34 et donner à l'ensemble boitier 10-volet 32 une forme simple, par exemple parallélépipédique, en protégeant le clavier. Dans ce cas, la liaison entre l'antenne et les circuits peut être effectuée par une nappe flexible portant des conducteurs imprimés. Les figures 5A à 6B montrent, à titre d'exemples, des formes d'antennes utilisables sur le volet mobile 18. Le choix parmi ces formes sera notamment fait en tenant compte de la surface disponible. Les figures 5A-5C montrent des antennes symétriques réalisables par des techniques classiques, telles que la photogravure. La figure 5A montre une antenne de type dipôle classique, ayant une longueur égale à X/2, X étant une longueur d'onde proche des longueurs d'onde d'émission et de réception. La figure 5B montre une variante de la figure 5A, constituée par une antenne dite trombone. Lorsque l'espace disponible est réduit, il est possible d'utiliser un trajet sinueux des branches de l'antenne. La figure 5C montre qu'il est possible de limiter l'encombrement 11 à une longueur bien inférieure à la demi-longueur d'onde. Le trajet peut être rendu encore plus sinueux lorsque cela est nécessaire par suite de la faible surface disponible. Les figures 6A et 6B montrent les exemples d'antennes dissymétriques. La figure 6B montre en particulier un cas dans lequel on peut réduire l'encombrement longitudinal à une valeur 12 nettement inférieure à X/4. Le schéma électrique équivalent de l'appareil peut notamment être celui montré en figure 7. Les circuits électroniques d'émission-rFception 36 sont reliés à un transformateur 38 d'adaptation d'impédance par un coaxial 40, ayant par exemple une impédance caractéristique de 50 ohms. Le transformateur 38 assure le passage du montage as symétrique au montage symétrique et peut comporter une impédance de sortie de 200 ohms symétriques, compatibles avec l'utilisation d'une nappe flexible 42 portant des conducteurs imprimés 44. I1 est avantageux d'utiliser une nappe dont la longueur est égale à X/2 ou à un multiple de k/2, pour tenir compte de ce qu'il est plus difficile de garantir l'impédance caractéristique d'une nappe souple que d'un câble coaxial ou en micro-ruban. La nappe flexible est reliée par un circuit passif 46 d'adaptation d'impédance à l'antenne 18. REVENDICATIONS 1. Appareil émetteur-récepteur comprenant un bol- tier (10) prévu pour être tenu à la main, contenant des circuits d'émission-réception et portant un microphone (12) et un écouteur (14) placés de façon à se trouver respectivement à proximité de la bouche et d'une oreille en position d'utilisation normale et contenant les circuits électroniques actifs d'émission-réception à fréquence radio-électrique, reliés à une antenne, caractérisé en ce que l'antenne (18) est placée de façon à faire saillie vers le bas à partir du boîtier (10) en position d'utilisation normale. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne est du type fouet ou télescopique. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne est contenue dans un volet (24,28,32) pivotant, basculant ou coulissant vers le bas de sa position de repos à sa position d'utilisation normale. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volet contient des circuits passifs d'antenne et d'interface. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur de mise en service commandé par amenée de l'antenne de sa position de repos à sa position d'utilisation normale. 6. Appareil selon la revendication 3, ou l'une quelconque des revendications qui en dépendent, caractérisé en ce que le volet est prévu pour masquer un clavier de commande (34) lorsqu'il est en position de repos. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les circuits d'émission-réception (36) sont reliés à l'antenne par l'intermédiaire de moyens d'adaptation d'impédance, d'une nappe souple (42) ou de contact glissant, l'antenne étant de type symétrique ou assymétrique, réalisés par impression de pistes conductrices, incrustation ou enrobage de conducteurs ou collage d'un circuit imprimé.