Brevet FR2722919A1 — publié le 19960126

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR UNE ANTENNE A PLUSIEURS POSITIONS La présente invention concerne les antennes pour un dispositif de communication. Les dispositifs de communication radio comprennent un émetteur et/ou un récepteur couplé à une antenne qui émet et/ou détecte des signaux de fréquence radio. Le dispositif peut comprendre un microphone pour entrer des signaux audio vers un émetteur ou un haut-parleur pour la génération des signaux reçus par un récepteur. Des exemples de tels dispositifs de communication radio comprennent des équipements radio à un accès, à deux accès, des radio- téléphones, des dispositifs de communication personnels et divers autres équipements. Ces dispositifs de communication présentent usuellement une configuration d'attente dans laquelle le dispositif est refermé pour le stockage, et une configuration de communication active dans laquelle l'antenne est étendue pour des performances optimales. Pour des radiotélephones et des équipements radio à deux accès, on désire, en général, que ces dispositifs aient une petite taille en mode d'attente pour faciliter leur stockage et leur transport. Par exemple, les utilisateurs préfèrent que les radiotelephones soient assez petits dans le mode d'attente pour autoriser un stockage25 dans une poche de chemise ou de veste. Dans l'état de communication active, on désire que le dispositif soit suffisamment long pour placer le haut-parleur près de l'oreille de l'utilisateur, le microphone près de la bouche de l'utilisateur et l'antenne à l'écart du corps de30 l'utilisateur. Pour remplir ces conditions, le boîtier de radiotélephone peut être reconfiguré pour prendre des dimensions plus petites dans le mode d'attente que celles dans le mode de communication active. Une difficulté rencontrée avec les dispositifs de communication reconfigurables de l'art antérieur, comme les radiotéléphones qui doivent recevoir un signal indicateur d'appel dans le mode d'attente, est de prévoir un système d'antenne à haute performance, à la fois, dans le mode d'attente et dans le mode de communication active. Bien que la position d'antenne étendue permette des performances d'antennes optimales, la position rétractée de l'antenne dans le mode d'attente qui minimise les dimensions du dispositif de communication entraîne une diminution des performances d'antenne. Un exemple de dispositif de communication radio comprenant une antenne à plusieurs positions est le radiotéléphone comprenant un boîtier un volet, dans lequel le volet comprend une antenne montée dessus. En position fermée, le volet couvre le clavier du radiotéléphone et constitue un boîtier compact. Lorsque le volet est ouvert, l'antenne de volet est espacée du corps de téléphone tenu par l'utilisateur. Bien que l'antenne de volet fonctionne parfaitement lorsque le volet est ouvert, l'antenne de volet n'est pas positionnée, de façon idéale, pour recevoir un signal avertisseur d'appel dans le mode d'attente. Ainsi, on recherche un système d'antenne présentant des caractéristiques de hautes performances lorsque le dispositif de communication est étendu dans un mode de communication active et lorsque le dispositif de communication est refermé dans un mode de fonctionnement d'attente. La Figure 1 est une vue avant en perspective illustrant un radiotélephone étendu comprenant un système d'antenne selon l'invention; la Figure 2 est une vue avant en perspective illustrant un radiotélephone refermé selon la Figure 1 qui est dans la configuration d'attente; la Figure 3 est une vue partielle illustrant l'intérieur du boîtier de radiotéléphone selon la Figure 1 comprenant un émetteur/récepteur; la Figure 4 est une vue en plan d'un volet du radiotéléphone selon la Figure 1, la section avant de boîtier étant enlevée et illustrant une première antenne; la Figure 5 est une vue partielle en perspective d'une partie de l'intérieur d'une section avant de boîtier du corps de radiotéléphone selon la Figure 1 illustrant une partie d'un élément de rayonnement parasite; la Figure 6 est une vue supérieure en plan illustrant l'élément de rayonnement parasite selon la Figure 5; la Figure 7 est une vue supérieure en plan illustrant un mode de mise en oeuvre en option de l'élément de rayonnement parasite selon la Figure 6; et la Figure 8 est une vue supérieure en plan illustrant un autre mode de mise en oeuvre en option de l'antenne de rayonnement parasite selon la Figure 6. La présente invention concerne un système d'antennes à plusieurs positions pour un dispositif comprenant un boîtier ayant des première et seconde parties de boîtier qui se déplacent entre une première position étendue et une seconde position refermée. Le circuit est placé dans le boîtier pour émettre ou recevoir des signaux. Une première antenne est supportée par la première partie de boîtier et est raccordée au circuit. Un élément de rayonnement30 parasite est supporté par la seconde section de boîtier. La première antenne et l'élément de rayonnement parasite sont couplés lorsque le boîtier est dans la position refermée et ne sont pas couplés lorsque le boîtier est dans la position étendue. Le système d'antenne présente des caractéristiques de hautes performances lorsque le boîtier est étendu lors d'une communication active et lorsque la première antenne et l'élément de rayonnement parasite sont couplés tandis que le boîtier est refermé. Tout d'abord, on remarquera que les composants illustrés sur plusieurs Figures des dessins présentent les mêmes deux derniers chiffres sur toutes les Figures des dessins. Cependant, le premier chiffre identifie la Figure des dessins référencée de telle façon que les composants de la Figure 1 ont pour premier chiffre 1, les composants de la Figure 2 ont pour premier chiffre 2, etc. On remarquera, de même, que le système d'antenne selon l'invention est illustré dans un radiotéléphone comprenant un volet 103 (Figure 1) dans lequel la présente invention est particulièrement avantageuse. Cependant, l'invention peut être utilisée, de même, de façon avantageuse dans d'autres dispositifs comme les équipements radio à un accès et à deux accès ou un quelconque autre dispositif de communication utilisant une antenne. Ainsi, les termes "dispositif" et "équipement" utilisés dans notre cas concernent de tels dispositifs et leurs équivalents. Un radiotéléphone 100 selon l'invention est illustré sur la Figure 1. Le radiotélephone 100 comprend un boîtier 102 comprenant une première partie de boîtier 101 et une seconde partie de boîtier 103. Dans le mode de mise en oeuvre illustré, la première partie de boîtier 101 est un30 boîtier de radiotéléphone et la seconde partie de boîtier 103 est un volet pivotant sur le corps. Le volet 103 se déplace entre une position étendue illustrée sur la Figure 1 dans un mode de communication active et une position repliée ou refermée, illustrée sur la Figure 2, dans un mode d'attente. Le corps de radiotéléphone o101 comprend une section arrière de corps 104 et une section avant de corps 105 qui sont raccordées pour définir un circuit électronique de volume interne de boîtier (non illustré). Un pavé à touches 106 est placé dans le corps de radiotélephone 101 de telle façon que les touches 109 (dont seules certaines sont référencées) associées au pavé à touches 106 soient accessibles à un actionnement manuel pour l'utilisateur. Le volet illustré 103- couvre au moins partiellement le pavé à touches 106 en position refermée. Le volet peut être plus grand pour couvrir toutes les touches. Le volet empêche un actionnement des touches recouvertes 109 lorsque le volet est fermé. De plus, le volet peut placer le téléphone dans un mode d'attente en position refermée. Le volet 103 comprend une première antenne 107 qui est référencée ici comme antenne de volet. L'antenne de volet 107 est placée entre un logement avant de volet 111 et une section arrière de logement de volet 112 et est ainsi illustrée en ligne fantôme sur la Figure 1. Le logement avant de volet 111 et la section arrière de logement de volet 112 sont en général des pièces plates pouvant être fabriquées en un polymère adapté. L'antenne de volet 107 est prise en sandwich entre ces pièces. L'antenne de volet 107 est dans une position étendue lorsque le volet25 103 est ouvert. L'antenne de volet 107 est dans une position repliée ou rétractée lorsque le volet 203 (Figure 2) est refermé. Le corps de radiotéléphone 101 comprend un élément de rayonnement parasite ou seconde antenne 108. L'élément de rayonnement parasite 108 est fixé à l'intérieur de la section avant de corps 105 et est ainsi illustré en ligne fantôme sur la Figure 1. Un circuit d'émetteur/récepteur 315 est globalement représenté sur la Figure 3. L'émetteur/récepteur peut être mise en oeuvre à l'aide d'un quelconque émetteur/récepteur usuel adapté. Le circuit d'émetteur/récepteur 315 est placé dans la première partie de corps 301 à l'aide d'un moyen usuel comme par montage sur une plaque de circuit imprimé qui est montée entre la section arrière de corps 104 et la section avant de corps 105. Le circuit d'émetteur/récepteur 315 est couplé à un microphone (non illustré) et à un récepteur (non illustré) placé dans la première partie de corps 301. Le circuit d'émetteur/récepteur 315 est raccordé, de même, à un connecteur en élastomère 316 ou un autre moyen se raccordant à un conducteur flexible 317. Le conducteur flexible 317 s'étend dans un ensemble d'articulation 318 comprenant une genouillère 319. Comme illustré sur la Figure 4, l'ensemble d'articulation 418 comprend, de même, une genouillère 420 sur le volet 403 pour coopérer avec la genouillère 319. Le conducteur flexible 417 est raccordé, de même, à l'antenne de volet 407 via l'ensemble d'articulation 418. L'ensemble d'articulation 418 assurant la connexion entre l'antenne de volet 407 et le circuit d'émetteur/récepteur 315 peut présenter une quelconque structure adaptée, comme l'articulation décrite dans le Dépôt de Brevet U.S. N 08/148 718 déposé le 8 Novembre 1993 au nom de Tanya Rush et ass. dont la description est incorporée ici en référence. L'antenne de volet 407 (Figure 4) comprend deux conducteurs 423 et 424 montés sur une plaque 425 de telle façon que l'antenne présente une structure globalement en forme de E. L'antenne de volet est fabriquée à l'aide de30 deux bandes minces d'un conducteur adapté, comme du cuivre. L'antenne de volet 407 comprend un segment de jonction 422 couplant électriquement des segments de doigt médian 426 des conducteurs 423 et 424 au conducteur flexible 417. Les segments de doigt médian 426 comprennent un transformateur35 de ligne de transmission 427 assurant l'accord d'impédance entre l'antenne de volet 407 et le circuit d'émetteur/récepteur 315 (Figure 3). Une pièce transversale 428 du conducteur 423 raccorde les segments de doigt médian 426 au doigt externe 429. Le doigt externe 429 s'étend globalement à la normale d'une extrémité de la pièce transversale 428. Le conducteur 424 comprend, de même, un segment de doigt médian 426 couplé à une pièce transversale 430. La pièce transversale 430 raccorde le segment de doigt médian 426 du conducteur 424 à un doigt externe 431 qui s'étend globalement à la normale de la pièce transversale 430. Des éléments 432 (dont seuls certains sont référencés) s'étendent globalement à la normale des doigts externes 429 et 431 pour constituer une charge capacitive permettant un raccourcissement de l'antenne de volet 407 afin de faciliter le montage de l'antenne sur le volet. Une ouverture 433 qui est découpée dans chaque doigt externe 429, 431 est prévue pour recevoir des aimants respectifs (non illustrés). Les aimants actionnent des commutateurs à lame (non illustrés) dans le corps de radiotéléphone 101. Les commutateurs à lame et les aimants ne sont pas décrits, de façon plus détaillée, car ils ne font pas partie de la présente invention. L'antenne de volet 407 est alors une antenne à dipôle qui est mince de façon à être prise en sandwich entre la section avant de logement de volet 111 et la section arrière de logement de volet 112 pour constituer un volet mince. L'antenne est une antenne demi-onde présentant des caractéristiques de hautes performances lorsque le volet est ouvert, comme illustré sur la Figure 1. Les pièces30 transversales 428 et 430 des conducteurs 423 et 424 sont des sections de fort courant de l'antenne de volet. Un élément de rayonnement parasite 508 est illustré sur la Figure 5. L'élément de rayonnement parasite 508 n'est pas directement couplé à la ligne d'alimentation 31735 (Figure 3), 417 (Figure 4) de l'antenne de volet 407. L'élément de rayonnement parasite 508 (Figure 5) est de configuration globale en forme de U, comprenant des bras 534 et 536 s'étendent globalement à la normale d'un épaulement 535. Un coude 537 s'étend selon un angle d'environ 450 par rapport au bras 534 et à l'épaulement 535 pour joindre ces pièces. Un coude 538 s'étend selon un angle d'environ 45 par rapport au bras 536 et à l'épaulement 535 pour joindre ces pièces. Cet élément de rayonnement parasite 508 est fabriqué à partir d'un quelconque conducteur électrique adapté, comme une bande mince et flexible de cuivre possédant un côté adhésif. L'élément de rayonnement parasite 508 est dimensionné selon la fréquence de signal d'émetteur/récepteur. Plus particulièrement, l'axe longitudinal du bras 534 possède une longueur A, l'axe longitudinal du coude 537 possède une longueur B, l'axe longitudinal de l'épaulement 535 possède une longueur C, celui du coude 538 possède une longueur D et celui du bras 536 possède une longueur E. Les longueurs A, B, C, D et E sont telles que leur somme est égale à environ une demi-longueur d'onde de la fréquence de signal d'émetteur/récepteur. L'élément de rayonnement parasite 608 (Figure 6) selon le mode de mise en oeuvre préféré est raccordé à une surface interne 640 de la section avant de boîtier 605. La25 section avant de boîtier 605 comprend une paroi avant plane 642 et une paroi latérale 643. Une paroi latérale opposée 144 qui n'est pas illustrée sur la Figure 6 mais l'est sur la Figure 1, s'étend en parallèle à la paroi latérale 643. L'élément de rayonnement parasite 608 est monté sur la30 surface interne 640 de la section avant de boîtier 605 à l'aide d'un adhésif adapté. L'élément de rayonnement parasite 608 est flexible de façon à se conformer à la surface interne 640 de la section avant de boîtier 605 lors de la fixation. Plus particulièrement, l'épaulement 635 de35 l'élément de rayonnement parasite 608 est fixé à la surface interne 640 entre deux rangées d'ouvertures 660 à travers lesquelles se projettent des touches 109 (Figure 1) du pavé à touches 106. L'épaulement de l'élément de rayonnement parasite 608 est étroit de façon à ce qu'il s'adapte, de façon juste, entre les rangées d'ouvertures sans s'étendre dans ces ouvertures pour éviter une interférence avec le fonctionnement des touches 109. Le coude 637 est fixé à la surface interne 640 de telle façon qu'il s'étende de la paroi avant plane -642 à la paroi latérale 643. Le bras 634 est fixé à la paroi latérale 643 à l'aide d'un adhésif de façon à s'étendre le long de cette paroi latérale 643. De préférence, la paroi latérale 643 est plate de telle façon que le bras 634 s'étende dans un seul plan. Le bras 536 et le coude 538 sont raccordés, de même, à la paroi latérale opposée 144. De cette façon, la bande flexible mince est fixée à l'intérieur de la section avant de boîtier, l'épaulement 635 de l'élément de rayonnement parasite 608 étant placé sur une position prédéterminée. Le positionnement de l'antenne de volet 407 sur le volet 403 et tel que les pièces transversales 428 et 430 sont sur des positions prédéterminées. Les positions prédéterminées des pièces transversales 428 et 430 sont telles que ces pièces transversales 428 et 430 sont placées sur la surface de la paroi avant plane 642 qui se trouve25 entre les deux rangées d'ouvertures 660 et à laquelle est raccordé l'épaulement 535 de l'élément de rayonnement parasite lorsque le volet 403 est refermé. Alors, lorsque le volet est refermé, les pièces transversales 428 et 430 et l'épaulement 535 sont alignés et placés proches l'un de30 l'autre, comme représenté par la flèche sur la Figure 1. Les pièces transversales 428 et 430 et l'épaulement 535 sont espacés par l'épaisseur de la section avant du boîtier du volet 103 et de la section avant de boîtier du corps de radiotéléphone 101. De plus, l'épaulement 535 de l'élément35 de rayonnement parasite est couplé par induction aux pièces transversales 428 et 430 qui sont les parties de fort courant de l'antenne de volet. Comme l'épaulement 535 est couplé aux pièces transversales 428 et 430 lorsque le volet est refermé, les bras 534 et 536 forment une seconde antenne à dipôle qui est couplée par parasites à l'antenne de volet 407 à dipôle. Ce couplage est un couplage inductif. En fonctionnement, lorsque le volet est ouvert, la première antenne de volet 107 (Figure 1) est placée à l'écart de l'élément de rayonnement parasite 108 et du corps de radiotélephone 101 de telle façon que la première antenne de volet 107 présente des caractéristiques de hautes performances sans interférence avec l'utilisateur, le circuit dans le corps de radiotélephone 101 ou le corps de radiotélephone 101 lui-même. Dans cette position, les sections de fort courant (les pièces transversales 428 et 430) de la première antenne de volet 107 sont éloignées de l'épaulement 635 de l'élément de rayonnement parasite 108 de telle façon que l'élément de rayonnement parasite 108 ne soit pas couplé à la première antenne de volet 107 et ne soit pas couplé au circuit d'émetteur/récepteur 315. Lorsque le volet est refermé, comme illustré sur la Figure 2, l'antenne de volet est déplacée sur une position proche du boîtier et du circuit dans le corps de radiotélephone 101. Cela provoque une diminution des performances de la première antenne de volet 107 car la partie de corps 102 est dans le volume de champ proche de l'antenne de volet. Cependant, les pièces transversales 428 et 430 de l'antenne de volet 407 sont placées proches de l'épaulement 635 de30 telle façon que les deux antennes soient couplées d'un point de vue des parasites. Les caractéristiques de performance du système d'antenne sont alors affectées, à la fois, par l'élément de rayonnement parasite 108 et par la première antenne de volet 107 tandis que le volet est35 fermé. L'élément de rayonnement parasite est accordé à la longueur d'onde du signal de communication du circuit d'émetteur/récepteur 315 lorsque le corps est dans le volume de champ proche tandis que la première antenne de volet 107 est accordée à la longueur d'onde de communication du circuit d'émetteur/récepteur 315 lorsque le volet est ouvert. Une des antennes est alors accordée à la fréquence du signal de communication de l'émetteur/récepteur lorsque le volet est ouvert et l'autre est accordée au circuit d'émetteur/récepteur 315 lorsque le volet est fermé. Ce couplage de la première antenne de volet 107 et de l'élément de rayonnement parasite 108 améliore de façon significative les caractéristiques du système d'antenne lorsque le volet est fermé de telle façon qu'il n'y ait pratiquement pas de dégradation des performances de l'antenne provoquée par le repliage du radiotéléphone pour le stockage. Par conséquent, l'antenne de volet n'affecte pas la capacité du radiotéléphone à recevoir un signal d'appel entrant, un signal de recherche de personne ou un signal de boite à lettres électronique. Selon un mode de mise en oeuvre en option de l'élément de rayonnement parasite 708, le coude 738 et le coude 737 joignant respectivement les bras 734 et 736 à la base 735 sont des coudes à 900 possédant des bords externes incurvés. La somme de la longueur F du bras 734, de la longueur G de la base 735 et de la longueur H du bras 736 est d'environ la moitié de la longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement de l'émetteur/récepteur. Le mode de mise en oeuvre de la Figure 5 est préféré car les extrémités 555, 556 des bras 534, 536 sont plus éloignées30 de l'épaulement 535 que celles 555, 556 des bras 534, 536 si la longueur totale des antennes est la même (c'est à dire si chaque mode de mise en oeuvre des antennes sont des antennes quart-d'onde). Un autre mode de mise en oeuvre en option de l'élément de rayonnement parasite 808 est illustré sur la Figure 8. L'élément de rayonnement parasite 808 comprend des encoches 858 dans les bras 834 et 836. Les encoches 858 des bras sont prévues pour un positionnement des bras autour de protubérances s'étendant vers l'extérieur (non illustrées) de la section avant de boîtier 605. Cela est recherché, en particulier, si la surface interne de la section avant de boîtier 605 possède un grand nombre de protubérance. On désire que les bras 834, 836 s'étendent dans un seul plan pour des performances optimales de10 l'antenne. Cela est important en particulier car le positionnement de l'élément de rayonnement parasite 508 adjacent au corps de radiotélephone 101 affectera, de façon néfaste, les performances du système d'antenne. Cependant, un inconvénient du mode de mise en oeuvre de la Figure 815 est que la distance des extrémités 855, 856 à l'épaulement 835 est raccourcie, de plus, par l'addition des encoches. Ainsi, on peut constater qu'un système d'antenne amélioré est décrit pour un dispositif de communication possédant des sections de boîtier mobiles. Le système20 d'antenne présente des caractéristiques de hautes performances lorsque l'antenne est ouverte et lorsque le dispositif est refermé pour le stockage. REVENDICATIONS 1. Système d'antenne à plusieurs positions pour un dispositif (100) comprenant un boîtier (101) possédant une première partie de boîtier (102, 103) et une seconde partie de boîtier (102, 103) qui sont raccordées de façon mobile de telle façon qu'elles se déplacent l'une par rapport à l'autre entre une position repliée et une position étendue, et un circuit de communication (315) placé dans le boîtier pour émettre ou recevoir des signaux via le système d'antenne, système d'antenne comprenant une première antenne (107) supportée dans la première partie de boîtier, la première antenne comprenant une ligne d'alimentation (317, 417) et couplée au circuit de communication dans la position refermée, la première antenne étant accordée au circuit de communication; système d'antenne caractérisé en ce qu'un élément de rayonnement parasite (108) est supporté dans la seconde partie de boîtier, l'élément de rayonnement parasite étant accordé à la longueur d'onde du circuit de communication et20 n'étant pas directement couplé à la ligne d'alimentation de la première antenne, système dans lequel l'élément de rayonnement parasite est couplé à la première antenne lorsque le boîtier est dans la position refermée et l'élément de rayonnement parasite n'est pas couplé à la25 première antenne lorsque le boîtier est dans la position étendue, l'élément de rayonnement parasite étant ainsi couplé au circuit de communication dans la première section de boîtier via la première antenne lorsque le boîtier est dans la position refermée. 2. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que le dispositif comprend un assemblage par articulation (318, 418) raccordant à pivotement les première et seconde parties de boîtier et la première antenne est couplée au circuit de communication via l'assemblage par articulation. 3. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que la première antenne comprend deux conducteurs (423, 424) qui sont placés dans la seconde partie de boîtier. 4. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que la première antenne est une antenne en demi-onde. 5. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que l'élément de rayonnement parasite est un élément en demi- onde. 6. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que la première antenne est une antenne à dipôle. 7. Système d'antenne selon la revendication 1, caractérisé, de plus, en ce que la première antenne est raccordée au circuit de communication dans les positions20 étendue et repliée. 8. Système d'antenne à plusieurs positions pour un dispositif (100) comprenant un boîtier (101) possédant une première partie de boîtier (102, 103) et une seconde partie de boîtier (102, 103) qui sont raccordées de façon25 mobile de telle façon qu'elles se déplacent l'une par rapport à l'autre entre une position repliée et une position étendue, et un circuit (315) placé dans un des première et seconde parties de boîtier pour émettre ou recevoir des signaux via le système d'antenne, système30 d'antenne comprenant une première antenne (107) supportée dans la seconde partie de boîtier, la première antenne étant couplée au circuit de communication dans la position étendue et dans la position repliée, système dans lequel la première antenne comprend deux conducteurs (423, 424) et chacun des deux conducteurs est monté sur la seconde partie de boîtier, et comprenant une pièce transversale (428, 430) raccordant un segment de doigt médian à un doigt extérieur; système caractérisé en ce qu'un élément de rayonnement parasite (108) est supporté dans la première partie de boîtier de telle façon que l'élément de rayonnement parasite soit couplé à la première antenne10 lorsque le boitier est dans la position repliée et l'élément de rayonnement parasite ne soit pas couplé à la première antenne lorsque le boîtier est dans la position étendue. 9. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de rayonnement parasite est de forme globale en U, comprenant deux bras (555, 556) se projetant d'un épaulement (535). 10. Dispositif d'antenne à plusieurs positions selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pièces transversales (428, 430) et l'épaulement (535) sont placés proches l'un de l'autre lorsque les première et seconde parties de boîtier sont dans la position repliée, la première antenne et l'élément de rayonnement parasite étant25 ainsi couplés.