Brevet FR2724772A1 — publié le 19960322

Titre: Antenne en ruban à positions multiples et méthode de réalisation de celle-ci. Domaine de l'invention La présente invention s'applique aux antennes pour appareils de communication. Arrière-plan technologique de l'invention Les dispositifs de radiocommunications comportent un émetteur et/ou un récepteur couplés à une antenne qui émet et/ou détecte des signaux de haute fréquence. Le dispositif peut comporter un microphone pour fournir des signaux audio à un émetteur ou un haut-parleur pour sortir des signaux reçus par un émetteur. Parmi les exemples de tels dispositifs de radiocommunications on recense notamment les radios unidirectionnelles, les radios bidirectionnelles, les radiotéléphones, les dispositifs de communication personnels, et plusieurs autres types de matériel. Ces dispositifs de communication présentent souvent une configuration d'attente dans laquelle le dispositif est replié en vue de son rangement, et une configuration de communication active dans laquelle l'antenne est déployée de façon à obtenir une performance optimale. Avec les radiotéléphones et les radios bidirectionnelles, il est typiquement souhaitable que ces dispositifs présentent une taille réduite lorsqu'ils sont en mode d'attente afin de faciliter le rangement et le transport de ceux-ci. Par exemple, les utilisateurs préfèrent que la taille des radiotéléphones soit suffisamment réduite dans le mode d'attente pour permettre leur rangement dans une poche de chemise ou de veste. Dans l'état de communication active, il est souhaitable que le dispositif soit suffisamment long pour pouvoir positionner le haut- parleur de façon à ce qu'il soit adjacent à l'oreille de l'utilisateur, avec le microphone à proximité de la bouche de l'utilisateur et l'antenne distante du corps de l'utilisateur. Il est souhaitable que l'antenne soit positionnée distante du corps de l'utilisateur car le corps de l'utilisateur constitue un plan de terre qui perturbe la réception des signaux de haute fréquence. Une façon particulièrement efficace de positionner l'antenne distante du corps de l'utilisateur consiste à déployer l'antenne depuis le corps du dispositif lors de la mise en service. En prévoyant une antenne qui se replie en vue d'un rangement et qui se déploie en vue d'une communication active, une antenne assurant un fonctionnement en mode actif optimal est prévue dans un dispositif facile à ranger. Une difficulté rencontrée avec des tels dispositifs de communication reconfigurables consiste à prévoir une antenne de haute performance dans le mode d'attente. Par exemple, on connait des radiotéléphones qui reçoivent des signaux de recherche de personnes, du courrier électronique, et des signaux d'appel d'alerte dans le mode d'attente. Cependant, le corps du dispositif, y compris les circuits électroniques internes à l'intérieur du corps, se trouve typiquement dans le champ proche réactif de l'antenne dans la position de rangement. Cette masse dans le champ proche réactif diminue la performance de l'antenne, ce qui défavorise la réception de signaux dans le mode d'attente. Par conséquent, il est souhaitable de prévoir un système d'antenne présentant des caractéristiques de haute performance lorsque le dispositif de communication est déployé dans un mode de communication active et lorsque le dispositif de communication est replié dans un mode opératoire d'attente. Brève description des dessins La figure 1 est une vue en perspective de face représentant un radiotéléphone déployé comportant un système d'antenne selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective de face représentant un radiotéléphone replié selon la figure 1 en configuration d'attente; la figure 3 est une vue en perspective de dessus éclatée représentant le boîtier avant, la carte de circuit imprimé haute fréquence (H.F.), la carte de circuit imprimé logique, et la section boîtier arrière; la figure 4 est une vue fragmentaire représentant l'intérieur du boîtier de radiotéléphone selon la figure 1 et montrant schématiquement un émetteur- récepteur; la figure 5 est une vue en plan d'un capot du radiotéléphone selon la figure 1, avec la section boîtier capot avant déposée et représentant une première antenne; la figure 6 est une vue latérale de l'antenne de capot. La figure 7 est une vue en perspective de dessus éclatée représentant le capot. La figure 8 est une vue en perspective de dessous éclatée représentant le capot. La figure 9 est une vue en plan de dessus représentant une antenne en ruban. La figure 10 est une vue en plan de dessus représentant une antenne en ruban. La figure 11 est une vue latérale représentant schématiquement une antenne de capot de radiotéléphone dans la position ouverte; et la figure 12 est une vue en coupe transversale représentant le capot selon le plan XII-XII sur la figure 11. Description détaillée des dessins Des circuits haute fréquence de dispositif de radiocommunications sont positionnés dans la première partie du boîtier. Une deuxième partie du boîtier est soutenue de façon mobile sur la première partie du boîtier de façon à pouvoir se déplacer entre une position ouverte déployée et une position repliée, la deuxième partie du boîtier faisant saillie vers l'extérieur depuis la première partie du boîtier dans la position ouverte. Un assemblage d'antenne est positionné dans la deuxième partie du boîtier. L'assemblage d'antenne comporte un conducteur d'antenne et un élément de terre, l'élément de terre étant positionné entre le conducteur d'antenne et les circuits haute fréquence lorsque les première et deuxième parties du boîtier sont en position repliée. Le système d'antenne selon l'invention est représenté dans un radiotéléphone 100 comportant un capot 103 (figure 1), dans lequel cette invention est particulièrement avantageuse. Cependant, l'invention peut également être employée de façon avantageuse dans d'autres dispositifs, tel des radios unidirectionnelles ou bidirectionnelles, ou tout autre dispositif de communication employant une antenne. Par conséquent, le terme "dispositif" tel qu'employé dans ce document se rapporte à tout le matériel de ce type et leurs équivalents. Un radiotéléphone 100 est représenté sur la figure 1. Le radiotéléphone comporte un boîtier 102 comportant une première partie du boîtier 101 et une deuxième partie du boîtier 103. Dans le mode de réalisation représenté, la première partie du boîtier 101 est un corps de radiotéléphone et la deuxième partie du boîtier 103 est un capot relié au corps de façon pivotante. la partie capot 103 du boîtier se déplace entre une position déployée, ou ouverte, représentée sur la figure 1 lors d'un mode de communication active et une position repliée, ou fermée, représentée sur la figure 2 en mode d'attente. Le corps de radiotéléphone 101 comporte une section boîtier de corps arrière 104 et une section boîtier de corps avant 105 qui sont interconnectées de façon à définir un volume intérieur contenant des circuits électroniques parmi lesquels on recense notamment une carte de circuit imprimé H.F. 315 (figure 3) et une carte de circuit imprimé logique 314. Un bloc de touches 106 comporte des touches 109 (dont seul certaines sont indiquées par des repères) associées au bloc de touches. Les touches 109 sont accessibles en vue d'un actionnement manuel par l'utilisateur afin de fermer les interrupteurs 322 (dont seul certains sont indiqués par des repères) de façon sélective. La partie capot 103 du boîtier représentée recouvre au moins partiellement le bloc de touches 106 lorsqu'elle est fermée. La partie capot du boîtier peut être plus longue afin de recouvrir toutes les touches. La partie capot du boîtier empêche l'actionnement des touches 109 lorsque le capot est fermé. En outre, la partie capot du boîtier peut mettre le téléphone en mode d'attente lorsqu'elle est fermée. La partie capot 103 du boîtier comporte une antenne 107 dénommée antenne de capot dans ce document. L'antenne de capot est positionnée entre un boîtier capot avant 111 (figures 7 et 8) et une section bottier capot arrière 112 et elle est donc représentée en transparence sur la figure 1. Les sections boîtier capot avant et boîtier capot arrière 111 et 112 sont généralement des éléments planaires. La section boîtier capot arrière 112 comporte un creux 439 destiné à recevoir l'antenne 107 et la partie du boîtier avant 111. Les sections boîtier capot sont fabriquées en un matériau diélectrique approprié, tel un polymère organique. L'antenne de capot 107 est disposée en sandwich entre ces éléments. L'antenne de capot 107 est dans une position déployée représentée sur la figure 1 lorsque le capot 103 est ouvert. L'antenne de capot est dans une position repliée ou rétractée, lorsque le capot 103 est fermé (figure 2). Le circuit émetteur-récepteur 415 est représenté schématiquement sur la figure 4. Le circuit émetteur- récepteur est monté sur la carte de circuit H.F. 315 (figure 3). Le circuit émetteur-récepteur peut être mis en oeuvre en employant n'importe quel émetteur- récepteur traditionnel adapté. Le circuit émetteur- récepteur 415 est positionné dans la première partie du boîtier 101 par des moyens traditionnels, tel en assemblant la carte de circuit imprimé 315 sur la section boîtier avant 105. Le circuit émetteur- récepteur est relié à un connecteur en élastomère 319 ou à un autre moyen, lequel est relié à un conducteur souple 320. Le conducteur souple 320 s'étend dans un assemblage à charnière 418. L'assemblage à charnière 418 comporte une genouillère 419. Tel que représenté sur la figure 5, l'assemblage à charnière 418 comporte également une genouillère 420 sur la partie capot 103 du boîtier destinée à s'engager avec la genouillère 419. Le conducteur souple, ou ligne de transmission, 320 est relié à l'antenne de capot 107 à travers l'assemblage à charnière 318 lorsque le capot 103 est relié au corps 102. La ligne de transmission et l'assemblage à charnière 418 assurant la connexion entre l'antenne de capot 107 et le circuit émetteur- récepteur 415 peuvent présenter n'importe quelle structure adaptée, tel la charnière décrite dans la demande de brevet US, No. de série 08/148718, déposée le 8 Novembre 1993 au nom de Tanya Rush et al. , dont la description est incorporée dans le présent document en référence a celle-ci. L'antenne de capot 107 est une antenne en ruban qui sera décrite en référence aux figures 6, 9 et 10. L'antenne comporte un conducteur en ruban 542, une couche diélectrique 544, et une couche de terre 446. Le conducteur en ruban 542 est un ruban microbande. Le conducteur 542 (figure 9) est représenté sous forme d'un conducteur demi-onde, généralement rectangulaire, appliqué en une pellicule mince sur la couche diélectrique 544. De façon alternative, le conducteur en ruban 542 peut être un conducteur quart d'onde avec le bord distant de la ligne d'alimentation 440 relié à la couche de terre 546 par des connecteurs conducteurs 550. Les spécialistes de la technique comprendront que la configuration du conducteur en ruban peut être circulaire, ovale, carrée, ou toute autre configuration adaptée. Le conducteur peut être fabriqué en n'importe quel matériau électroconducteur adapté, tel le cuivre, un alliage de cuivre, un alliage d'aluminium, ou tout autre matériau adapté qui peut être appliqué en une couche mince sur le diélectrique en pulvérisant le matériau dans un état liquide ou en fixant le matériau dans un état solide en employant un adhésif. Le conducteur en ruban est relié au circuit émetteur- récepteur 415 à travers le conducteur ligne d'alimentation 440, la bande 320, et le conducteur 319. Le conducteur 440 est relié au conducteur en ruban 542 par n'importe quel moyen adapté, tel par soudage, par le raccordement direct des deux conducteurs en employant un ruban, ou par tout autre moyen adapté. La couche diélectrique 544 est de préférence un matériau à constante diélectrique élevée. Les spécialistes de la technique comprendront que plus la constante diélectrique du matériau employé pour la couche diélectrique sera élevée, plus petite pourra être la structure du conducteur 542. De façon alternative, le diélectrique peut être un diélectrique chargé. Le diélectrique est de préférence un matériau plus solide qui peut résister aux forces exercées sur le dispositif si on le fait tomber ou s'il subit tout autre mauvais traitement. Par conséquent, le Duroid 6010, présentant une valeur diélectrique de 10, est un matériau diélectrique préféré car il ne se cassera pas si l'on fait tomber le radiotéléphone 100. Des céramiques présentant des valeurs diélectriques plus élevées peuvent être employées au lieu du Duroid 6010. La couche de terre 446 est constituée par n'importe quel conducteur électrique adapté. Par exemple, la couche de terre est une plaaue rectangulaire en alliage de cuivre. La couche de terre, ou élément, 446 est reliée à la terre à travers le conducteur 441, la bande souple 420, et un conducteur 338. Le conducteur de terre 338 est relié à un circuit de terre, lequel comporte une couche métallisée appliquée sur l'intérieur du boîtier de radiotéléphone 105. Le conducteur 441 est relié à l'élément de terre 446 par n'importe quel moyen adapté, tel par le soudage d'un contact direct entre les deux conducteurs avec un ruban par-dessus le point de contact, ou par tout autre moyen adapté. Pour assembler le capot, l'antenne de capot 107 est insérée dans le creux 439 (figure 7) avec la couche de terre 446 orientée vers le haut. Dans cette orientation, le conducteur en ruban 542 est orienté vers le bas et bute contre la surface intérieure 760 de la section boîtier capot arrière 112. Le bottier capot avant 111 est ensuite placé dans le creux 439 par- dessus l'antenne en ruban 107. Les boîtiers avant et arrière peuvent être fixés par des adhésifs adaptés, par des attaches, ou par des moyens similaires. Des bandes souples 440 et 441 s'étendent vers l'extérieur depuis la partie capot du boîtier. Ces conducteurs sont fusionnés en une bande souple 320. La bande souple 320 est insérée de façon à s'étendre à travers la charnière 418 et pénétrer dans la section boîtier de corps 105. Les conducteurs dans la bande sont séparés afin d'être reliés au conducteur de terre 338 et au circuit émetteur-récepteur 415. Lors de la mise en service, dans la position ouverte représentée sur la figure 11 la figure de l'utilisateur (non représentée) est positionnée de façon à ce que l'oreille de l'utilisateur s'appuie contre l'écouteur 160 (figure 1) et la joue de l'utilisateur soit adjacente au bloc de touches 106. L'antenne en ruban 107 est positionnée dans le capot de façon à ce que l'élément de terre bute contre la section boîtier avant 111 faisant face à l'utilisateur. Par conséquent, le conducteur en ruban 542 (figures 11 et 12) est orienté en sens inverse par rapport à l'utilisateur, et vers l'espace libre. Ainsi, l'élément de terre 446 est positionné entre le conducteur en ruban et l'utilisateur et il agit comme un écran entre l'utilisateur et le ruban. Le corps de l'utilisateur ne perturbera pas la syntonisation du conducteur en ruban 542 dans la position active. Dans la position fermée représentée sur la figure 2, une section boîtier arrière 112 est orientée en sens inverse par rapport aux cartes de circuit imprimé internes 314 et 315 à l'intérieur du corps de radiotéléphone 102. La couche de terre 446 est positionnée contre la section capot avant 111 (figure 12), laquelle bute contre le bloc de touches 106. Par conséquent, la couche de terre 446 est positionnée entre le conducteur en ruban et les circuits électroniques dans le boîtier 102. La couche de terre fournit un écran entre les circuits haute fréquence à l'intérieur de la partie du boîtier corps de radiotéléphone 102 et la couche de ruban conducteur 542. Cet écran mis à la terre limite l'effet du circuit émetteur-récepteur sur la syntonisation de l'antenne en ruban dans la position fermée. L'antenne en ruban présente ainsi sensiblement les mêmes caractéristiques de syntonisation dans la position de rangement repliée ainsi que dans la position active déployée. Par conséquent, la constance du fonctionnement de l'antenne dans la position de rangement repliée est considérablement améliorée. Dans la pratique, il est envisagé qu'une couche diélectrique souple, tel le Duroid 6010 de Rogers Corporation (Chandler, Arizona) disponible dans le commerce, sera employée. Avec un tel diélectrique, une demi-onde pour une fréquence de service de l'émetteur- récepteur de 800 MHz requiert environ 5,92 cm et le quart d'onde requiert environ 3 cm. Pour 1500 MHz, la mise en oeuvre demi-onde requiert environ 3,2 cm et le mode de réalisation quart d'onde requiert environ 1,6 cm. Les éléments diélectriques et de terre présentent de préférence des dimensions extérieures supérieures à celles du conducteur en ruban, tel que représenté sur les figures 9 et 10. REVENDICATIONS 1. Dispositif de radiocommunications portatif (100), comprenant: une première partie du boîtier (101) des circuits haute fréquence (415) positionnés dans la première partie du boîtier; une deuxième partie du boîtier (103) soutenue de façon mobile sur la première partie du boîtier de façon à pouvoir se déplacer entre une position ouverte déployée et une position repliée, la deuxième partie du boîtier faisant saillie vers l'extérieur depuis la première partie du boîtier dans la position ouverte; un assemblage d'antenne (107) positionné dans la deuxième partie du boîtier, caractérisé en ce que l'assemblage d'antenne comporte un conducteur d'antenne (542) une couche diélectrique souple (544), le conducteur d'antenne étant monté sur la couche diélectrique souple, un conducteur de terre (446) fixé sur la couche diélectrique souple, le conducteur de terre étant positionné entre le conducteur d'antenne et les circuits haute fréquence lorsque les première et deuxième parties boîtier sont en position repliée; et une bande ligne d'alimentation (440) couplée entre le conducteur d'antenne et les circuits haute fréquence. 2. Dispositif de radiocommunications portatif selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que le conducteur de terre (446) est un élément planaire présentant des dimensions périphériques sensiblement supérieures aux dimensions périphériques du conducteur d'antenne (542). 3. Dispositif de radiocommunications portatif selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que la couche diélectrique souple (542) est un matériau à constante diélectrique élevée. 4. Dispositif de radiocommunications portatif selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce que la deuxième partie du boltier est un capot comportant des sections diélectriques (111, 112) et en ce que l'assemblage d'antenne 107 est disposé en sandwich entre les sections diélectriques. 5. Dispositif de radiocommunications portatif selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que les première et deuxième parties boîtier sont reliées par un assemblage à charnière (418) et en ce que la bande ligne d'alimentation comporte un conducteur souple s'étendant à travers l'assemblage à charnière. Antenne en ruban à positions multiples et méthode de réalisation de celle-ci.