Brevet FR2737345A1 — publié le 19970131

Priorité: SN 08/508 939 du 28.07.1995 MOTOROLA, Inc. Titre: ANTENNE A ENTREE ADAPTEE POUR RADIO PORTABLE Arrière-plan de l'invention Domaine technique La présente invention concerne des éléments d'adaptation d'impédance, et plus particulièrement, la structure d'une antenne ayant une entrée adaptée. Description de la technique apparentée Une bobine hélicoïdale est connue pour sa capacité de couplage à un émetteur monopolaire demi-onde. Un les performances types de l'antenne. Brève description des dessins La FIG. 1 est une vue latérale de la structure d'une antenne à entrée adaptée selon la présente invention; la FIG. 2 représente l'extrémité de la structure d'une antenne à entrée adaptée selon la présente invention; et la FIG. 3 illustre une radio portable équipée d'une antenne à entrée adaptée. () Description détaillée des modes de réalisation préférés Comme l'illustre la vue latérale de la FIG. 1, deux bobines 10 et 20 de dimension différente couplent l'énergie à un élément d'antenne 30 selon la présente invention. Le couplage de l'élément d'antenne 30, utilisant une bobine à bras sous tension 10 et une bobine à bras à la masse 20, permet une entrée adaptée au niveau de la ligne d'alimentation sous tension 40 et de la ligne d'alimentation à la masse 50. Cette entrée permet à l'antenne de la présente invention de fonctionner plus 2() efficacement sur le plan énergétique. Grâce au couplage avec ces deux bobines, davantage d'énergie est transférée vers et à partir de l'élément d'antenne 30. Les deux bobines de la bobine à bras sous tension et de la bobine à bras à la masse 20 améliorent également les caractéristiques types de l'antenne, en éliminant le passage des courants induits sur le boîtier d'une radio, au-dessous des deux bobines. Les deux bobines 10 et 20 annulent les effets de l'énergie se déplaçant vers le bas dans une radio à partir de l'élément d'antenne 30. Une antenne à plus grand gain est ainsi obtenue pour assurer une meilleure communication, tout en réduisant le courant absorbé sur la batterie d'une radio portable. Des communications, dont la qualité du signal et la qualité sonore sont accrues, sont obtenues avec des batteries de plus petite taille, capables de fournir des temps de fonctionnement plus long entre les recharges. Les deux bobines 10 et 20, dans les différents modes de réalisation de la présente invention, peuvent être enroulées autour d'un cylindre en carton ou en plastique 60. De préférence, les deux bobines 10 et 20 sont des conducteurs microrubans plats en cuivre d'environ 0,05 millimètre d'épaisseur et d'environ 1,778 1 dixième d'une longue d'onde d'un signal à transmettre. Par exemple, un cylindre 60 d'un diamètre d'environ 8,128 millimètres est préféré pour un signal à transmettre à 920 mégahertz (MHz). Pour assurer un fonctionnement correct, le cylindre 60 doit au plus avoir un diamètre 2 transmettre par l'antenne. Les deux bobines ayant un pas leur permettant d'être enroulées autour du cylindre 60, la circonférence du cylindre 60 sera légèrement inférieure à la circonférence d'un enroulement des bobines. Pour obtenir l'entrée adaptée, l'une des deux bobines 10 et 20 doit être plus longue que l'autre bobine. En fournissant une bobine plus longue, une entrée d'antenne adaptée aux lignes d'alimentation est obtenue. Cette configuration possède l'avantage supplémentaire d'empêcher l'énergie d'être dirigée vers le bas dans une radio portable. Durant les essais, il s'est avéré que des bobines de même longueur ne permettent pas d'atteindre ces objectifs. Dans un mode de réalisation préféré, pour, par exemple, un signal de 920 MHz à transmettre, la bobine à bras à la masse 20 est, de préférence, plus longue que la bobine à bras sous tension 10, dans un rapport de 2,5 à 2. Dans le mode de réalisation préféré, cité en exemple, le cylindre 60 a le diamètre d'environ 8,128 millimètres et la bobine à bras sous tension a une longueur axiale bobinée d'environ 20,955 millimètres et la bobine à bras à la masse a une longueur axiale bobinée d'environ 30,099 millimètres et les bobines 10 et 20 ont un pas à un angle d'environ 15 degrés. Ainsi, la bobine à bras sous tension a environ 3,25 enroulements et la bobine à bras à la masse environ 5,5 enroulements. La bobine à bras sous tension 10 et la bobine à bras à la masse 20 peuvent être configurées pour différentes fréquences de fonctionnement à transmettre, en réglant la longueur des deux bobines ou le rapport respectif du nombre d'enroulements. En supposant que le cylindre 60 est parfaitement cylindrique et que le pas des bobines demeure constant, le nombre d'enroulements sera directement proportionnel à la longueur de chaque bobine. Dans ce cylindre parfaitement cylindrique, les bobines seront des bobines hélicoïdales. Cependant, si le pas des bobines varie ou si le cylindre 60 est conique ou d'une autre forme, le nombre d'enroulements ne sera pas directement proportionnel à la longueur de chaque bobine. Selon la configuration et la fréquence de fonctionnement à transmettre pour une application, les longueurs respectives des deux bobines seront déterminées 3) expérimentalement, afin d'obtenir un couplage adapté et efficace. Pour former, de manière compacte, un monopole ou un dipôle dans une radio portable, l'élément d'antenne est, de préférence, placé coaxialement dans les bobines et 20 pour le couplage. Pour assurer un fonctionnement correct, cependant, l'élément d'antenne 30 ne doit pas obligatoirement être placé de manière coaxiale dans les deux bobines. Le couplage est également obtenu lorsque l'élément d'antenne est placé à proximité des bobines, ou bien à côté des bobines. L'élément d'antenne 30 se compose, de préférence, d'un simple fil droit inséré dans un revêtement ou une feuille en plastique. Le simple fil droit de l'élément d'antenne 30 s'étend, de préférence, 1( vers le bas, à côté de l'intégralité des enroulements des deux bobines 10 et 20. Du fait que l'élément d'antenne 30 s'étend vers le haut, à partir d'une radio portable, seule une partie, comme par exemple la partie inférieure de l'élément d'antenne 30, est, de préférence, couplée aux deux bobines 10 et 20. La bobine à bras sous tension 10 et la bobine à bras à la masse 20 sont, de préférence, intercalées l'une dans l'autre, comme illustré sur la FIG. 1. La bobine à bras sous tension 10 et la bobine à bras à la masse 20 peuvent, de préférence, être décalées, de sorte que la bobine la plus courte ne soit pas totalement, ou pas du tout, intercalée avec la plus longue des bobines. La FIG. 2 illustre l'extrémité de la structure d'antenne, dans laquelle l'élément d'antenne 30 est entouré de manière coaxiale par la bobine à bras sous tension 10 et la bobine à bras à la masse 20. Le cylindre supporte les deux bobines 10 et 20 avec la ligne d'alimentation sous tension 40 et la ligne d'alimentation à la masse 50 au niveau de la partie inférieure, pour la 3( connexion aux circuits de transmission ou de réception d'une radio portable. La FIG. 3 illustre une radio portable 70, comme un radiotéléphone, ayant des performances de gain d'antenne et une efficacité énergétique accrues, en utilisant la bobine à bras sous tension 10 et la bobine à bras à la masse 20 à proximité de l'élément d'antenne 30. La ligne d'alimentation sous tension 40 et la ligne d'alimentation à la masse 50 des deux bobines 10 et 20 sont connectées au circuit de transmission radio 90 de la radio portable 70. Les deux bobines 10 et 20 sont, de préférence, placées dans un boîtier 80 de la radio portable 70 avec l'élément d'antenne 30 s'étendant à partir de ce boîtier. L'élément d'antenne 30 peut coulisser coaxialement dans l0 et hors du boîtier de la radio portable 70 pour le rangement. Cependant, lorsque l'élément d'antenne est rétracté, les deux bobines 10 et 20 sont couplées à une autre partie de l'élément d'antenne pour le fonctionnement. La bobine à bras sous tension 10 et la bobine à bras à la masse 20 peuvent être placées coaxialement par rapport à l'élément d'antenne 30, dans un boîtier en plastique de l'élément d'antenne. Dans une telle configuration, le boîtier 80 de l'élément d'antenne pourrait être mécaniquement connecté à la radio portable 2() 70 au niveau d'un pivot. Bien que l'invention ait été décrite et illustrée par la description et les dessins ci-dessus, on aura compris que cette description ne constitue qu'un exemple et que de nombreuses modifications peuvent être effectuées par les spécialistes de la technique, sans trahir l'esprit réel et le cadre de l'invention. Par exemple, des montages de fils peuvent être utilisés pour réaliser les deux bobines de la présente invention. De plus, ces bobines peuvent être placées en de nombreux autres endroits, pour le couplage à proximité d'un élément d'antenne. REVENDICATIONS: 1. Structure d'antenne équipée d'une entrée adaptée, caractérisé par: un élément d'antenne (30) ayant une partie droite; une bobine à bras sous tension (10) ayant un axe parallèle à la partie droite de l'élément d'antenne, placé suffisamment près de la partie droite de l'élément d'antenne pour provoquer un couplage électromagnétique d'une ligne d'alimentation sous tension (40) à l'élément d'antenne; et une bobine à bras à la masse (20) ayant un axe parallèle à la partie droite de l'élément d'antenne, placé suffisamment près de la partie droite de l'élément d'antenne pour provoquer un couplage électromagnétique d'une ligne d'alimentation à la masse (50) à l'élément d'antenne et créant une entrée adaptée. 2. Structure d'antenne selon la revendication 1, dans laquelle la bobine à bras sous tension (10) et la bobine à bras à la masse (20) ont des longueurs différentes. 3. Structure d'antenne selon la revendication 2, dans laquelle les longueurs respectives de la bobine à bras sous tension (10) et de la bobine à bras à la masse (20) sont suffisantes pour créer une structure d'antenne pouvant être adaptée à une impédance des lignes d'alimentation sous tension et à la masse (40, 50). 4. Structure d'antenne selon la revendication 3, dans laquelle un enroulement de la bobine à bras sous 3) tension (10) et un enroulement de la bobine à bras à la masse (20) ont chacun une circonférence inférieure à une longueur d'onde d'un signal à transmettre par la structure d'antenne. 5. Structure d'antenne selon la revendication 4, dans laquelle la bobine à bras à la masse (20) a un plus grand nombre d'enroulements que la bobine à bras sous tension (10). 6. Structure d'antenne selon la revendication 2, dans laquelle la bobine à bras sous tension (10) et la bobine à bras à la masse (20) sont intercalées l'une dans l'autre. 7. Structure d'antenne selon la revendication 1, I( dans laquelle la bobine à bras sous tension (10) et la bobine à bras à la masse (20) ont un nombre différent d'enroulements. 8. Structure d'antenne selon la revendication 7, dans laquelle un rapport du nombre d'enroulements de la bobine à bras sous tension (10) et de la bobine à bras à la masse (20) est suffisant pour que la structure d'antenne soit adaptée à une impédance des lignes d'alimentation sous tension et à la masse (40, 50). 9. Structure d'antenne selon la revendication 1, 2) dans laquelle la bobine à bras sous tension (10) et la bobine à bras à la masse (20) sont toutes deux électriquement isolées de l'élément d'antenne. 10. Structure d'antenne selon la revendication 1, dans laquelle la structure d'antenne est dans une radio portable et comprend un circuit de transmission radio (90) couplé de manière fonctionnelle à la ligne d'alimentation sous tension (40) et à la ligne d'alimentation à la masse (50).