Brevet FR2747513A1 — publié le 19971017

L'invention concerne une antenne, notamment pour un système antivol d'un véhicule automobile, comprenant une plaquette de circuit imprimé sur laquelle l'antenne est réalisée sous forme de pistes conductrices aussi bien sur la face supérieure que sur la face inférieure de la plaquette de circuit imprimé. Une antenne connue (DE 37 21 822 Cl) comprend un corps semi-conducteur se présentant sous forme d'une plaquette de circuit imprimé sur laquelle une piste conductrice est réalisée d'une manière concentrique et en spirale sur la plaquette de circuit imprimé. Dans ce cas, la piste conductrice n'est disposée que sur une seule face de la plaquette de circuit imprimé. D'autres antennes connues (DE 42 05 084 Ai, DE 91 15 582 U1) comportent des pistes conductrices aussi bien sur la face supérieure que sur la face inférieure d'une plaquette de circuit imprimé. Dans ce cas, les extrémités des pistes conductrices sont réunies entre elles par l'intermédiaire de trous métallisés d'une façon telle qu'il se forme une antenne "plus longue" connectée en série. L'agencement de ces antennes permet de supprimer d'une manière plus importante des signaux parasites. Par la demande de brevet allemand publiée avant examen DE 43 02 387 Al, on connaît une antenne qui comporte des pistes conductrices aussi bien sur la face supérieure que sur la face inférieure d'une plaquette de circuit imprimé. Cependant, les pistes conductrices sont reliées électriquement entre elles par l'intermédiaire d'un cadre extérieur d'amplification. L'invention a pour but de fournir une antenne qui soit réalisée avec un faible encombrement et au moyen de laquelle une puissance la plus grande possible puisse être rayonnée. Conformément à l'invention, ce but est atteint, dans une antenne du type générique considéré, par le fait que la plaquette de circuit imprimé comporte, le long des pistes conductrices et avec de courts espacements respectifs, des trous métallisés par l'intermédiaire desquels les pistes conductrices sont électriquement reliées entre elles. Ainsi, aussi bien sur la face supérieure que sur la face inférieure d'une plaquette de circuit imprimé, il est prévu au moins une piste conductrice, ces pistes conductrices étant électriquement reliées entre elles, pour chaque paire de pistes, par l'intermédiaire de trous métallisés. Cela permet de produire une plus grande densité de rayonnement dans l'antenne, de sorte qu'une puissance de rayonnement plus élevée peut être rayonnée ou reçue par l'antenne réalisée sous forme de piste conductrice. Suivant des développements avantageux de l'invention, il peut être prévu: - que les pistes conductrices soient appliquées par photolithographie sous forme d'une couche électriquement conductrice mince sur un substrat de la plaquette de circuit imprimé, - que les pistes conductrices soient réalisées en forme de ligne, en forme de U ou en forme de spirale sur la plaquette de circuit imprimé, - que les pistes conductrices situées sur la face supérieure de la plaquette de circuit imprimé recouvrent, suivant une projection perpendiculaire, les pistes conductrices situées sur la face inférieure de la plaquette de circuit imprimé, - que la plaquette de circuit imprimé soit réalisée sous forme d'une plaquette de circuit imprimé multicouche, - qu'elle soit reliée à une unité émettrice et/ou une unité réceptrice d'un système antivol qui sont disposées sur une clef portable. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont exposés ci-après en détail en regard des dessins schématiques. On voit: à la figure 1, une coupe d'une plaquette de circuit imprimé comportant une antenne conforme à l'invention, à la figure 2, une vue de dessus de la plaquette de circuit imprimé de la figure 1 et, à la figure 3, une vue de dessus d'un autre exemple de réalisation d'une antenne conforme à l'invention. Les antennes rayonnent une énergie électromagnétique du fait de la présence d'oscillations à haute fréquence dans l'antenne et elles captent de l'énergie électromagnétique. Des antennes pour système antivol pour véhicule automobile sont habituellement disposées d'une part dans des émetteurs portables, par exemple sur une clef ou sur une carte, et d'autre part dans des récepteurs situés dans le véhicule automobile. Les antennes sont alors réalisées sous forme de ce qu'il est convenu d'appeler des "antennes embarquées" (on-board) constituées par des pistes conductrices 1, 2 (figure 1) situées sur des plaquettes de circuit imprimé 3. Les antennes sont reliées à des unités, non représentées, soit émettrices qui produisent une oscillation à haute fréquence à émettre, soit réceptrices auxquelles est envoyée une oscillation à haute fréquence reçue. Les pistes conductrices 1, 2 jouent alors le rôle de circuits résonnants ou de résonateurs au moyen desquels l'oscillation électrique est transformée en un rayonnement électromagnétique et vice versa. Les pistes conductrices 1, 2 situées sur la plaquette de circuit imprimé 3 sont appliquées par photolithographie, sous forme de couches métalliques, aussi bien sur la surface supérieure que sur la surface inférieure d'un substrat de plaquette de circuit imprimé 4. Comme matière pour les pistes conductrices, on utilise de préférence le cuivre, l'aluminium, l'or ou l'argent. Conformément à l'invention, la piste conductrice 1 située sur la face supérieure du substrat 4 est électriquement reliée, par le trajet le plus court, à la piste conductrice 2 située sur la face inférieure, par l'intermédiaire de trous métallisés 5. Le courant à haute fréquence de l'oscillation, lequel provient d'une unité émettrice, traverse alors aussi bien les pistes conductrices 1 situées sur la face supérieure que, par l'intermédiaire des trous métallisés 5, les pistes conductrices 2 situées sur la face inférieure. Il en résulte une augmentation de la longueur électrique efficace ou de la surface électrique efficace de l'antenne. Par suite, un champ électromagnétique plus grand est rayonné ou reçu, la puissance de ce champ étant augmentée d'une manière importante en comparaison d'une piste conductrice unique prévue sur une seule face de la plaquette de circuit imprimé 3. La structure de l'antenne représentée à la figure 1 permet de doubler approximativement la puissance de rayonnement en comparaison d'une piste conductrice unique. Lorsqu'on n'a pas besoin d'une puissance émettrice plus grande, il est alors avantageusement possible de réduire la tension d'alimentation de l'unité émettrice, afin d'obtenir encore la même puissance de rayonnement que dans le cas d'une antenne comportant une piste conductrice unique sur seulement une face du substrat 4. Lorsque l'antenne est utilisée dans un émetteur portable d'un système antivol, ses dimensions devraient être les plus faibles possibles. De faibles dimensions de la plaquette de circuit imprimé 3 peuvent s'obtenir avec une épaisseur du substrat 4 de l'ordre d'approximativement 1 mm. L'épaisseur des pistes conductrices 1, 2 est approximativement égale à 35 um. Les trous métallisés sont disposés le long de la piste conductrice 1, 2 avec des espacements d'approximativement 3 mm. La longueur des pistes conductrices 1, 2 est accordée à la longueur d'onde X (ou à des fractions entières X/n ou des multiples entiers n*X). Le rayonnement à haute fréquence présente une fréquence d'approximativement 433 MHz, ce qui entraîne un rayonnement présentant des longueurs d'ondes X dans le domaine des ondes décimétriques. Lorsque l'émetteur est par exemple alimenté avec 3 V, il est possible, avec une telle antenne, d'obtenir une puissance de rayonnement d'approximativement 10 pW. La puissance de rayonnement est plus grande avec l'antenne conforme à l'invention qu'avec une antenne sans trous métallisés. Les antennes conformes à l'invention se comportent comme des résonateurs en épingle à cheveux dans lesquels le rayonnement de l'énergie électromagnétique s'effectue le long de la surface des pistes conductrices 1, 2. Dans les exemples représentés, les lignes de champ électromagnétique sont émises (reçues) principalement le long des pistes conductrices 1, 2 suivant la direction du récepteur (de l'émetteur). Du fait de l'existence des trous métallisés 5 et de la piste conductrice 2 située sur l'autre face de la plaquette de circuit imprimé 3, la surface efficace de l'antenne se trouve augmentée suivant la direction d'action, de sorte qu'on obtient une plus grande densité de rayonnement. Il en résulte que la puissance de rayonnement augmente. Les pistes conductrices 1, 2 sont disposées parallèlement entre elles. Suivant une projection perpendiculaire ou une vue de dessus, ainsi que cela est le cas aux figures 2 et 3, la piste conductrice 1 située sur la face supérieure est disposée d'une manière parallèle à la piste conductrice 2 située sur la face inférieure. Une première piste conductrice 1 est donc pratiquement recouverte par l'autre piste conductrice 2. Les deux pistes conductrices 1, 2 ont donc pratiquement une forme géométrique identique. Les deux pistes conductrices 1, 2 sont électriquement reliées entre elles, par le trajet le plus court, par l'intermédiaire des passages métallisés 5. Les pistes conductrices 1, 2 peuvent prendre différentes formes géométriques. La forme dépend de la direction d'action, c'est- à-dire de la direction dans laquelle l'énergie électromagnétique doit être rayonnée. C'est ainsi que les pistes conductrices 1, 2 peuvent être réalisées, sur la plaquette de circuit imprimé 3, en forme de ligne (en forme de bande), en forme de U (ainsi que cela est représenté à la figure 2) ou en forme de spirale (ainsi que cela est représenté à la figure 3). C'est la caractéristique directionnelle (caractéristique de réception et de rayonnement) de l'antenne qui détermine les formes géométriques des pistes conductrices 1, 2. Ainsi, les pistes conductrices 1, 2 peuvent comporter aussi des dérivations conductrices semi- circulaires ou rectangulaires, non représentées, qui peuvent être disposées plusieurs fois d'une manière espacée le long des pistes conductrices 1, 2 et au moyen desquelles la longueur électrique de l'antenne est allongée. Toutefois, ce qui est important pour l'invention est, non pas la forme des pistes conductrices 1, 2, mais uniquement le fait que les pistes conductrices 1, 2 sont disposées sur la face supérieure et la face inférieure du substrat 4 et sont électriquement reliées entre elles par l'intermédiaire de trous métallisés 5. Les trous métallisés sont disposés avec de courts espacements respectifs le long des pistes conductrices 1, 2. Il est de ce fait possible de fournir une antenne de faible encombrement, occupant l'espace le plus petit possible, en présentant une plus grande puissance de rayonnement. La figure 1 représente une plaquette de circuit imprimé 3 à deux couches. Il est toutefois possible aussi d'utiliser des plaquettes de circuit imprimé à plus grand nombre de couches dans lesquelles il est également prévu, dans le substrat 4, des pistes conductrices disposées parallèlement aux pistes conductrices 1, 2 situées sur la face supérieure et la face inférieure. Cela permet d'augmenter encore la surface électrique de l'antenne. L'antenne conforme à l'invention est de préférence utilisée comme antenne émettrice dans un système antivol pour véhicule automobile. L'antenne est alors située sur une petite plaquette de circuit imprimé 3 qui est disposée dans une tête d'une clé. L'antenne est alors reliée à une unité émettrice au moyen de laquelle, une fois une touche de la clef actionnée, un signal codé est émis à destination du récepteur situé dans le véhicule automobile. L'antenne peut également être utilisée comme antenne réceptrice, en recevant des signaux d'un émetteur situé dans le véhicule automobile et en les transmettant à une unité réceptrice située dans la clé. Par le terme "trous métallisés" d'une plaquette de circuit imprimé, il faut comprendre des métallisations de trous 6 (voir figure 1) situés dans la plaquette de circuit imprimé, lesquelles métallisations relient électriquement, par le trajet le plus court, les pistes conductrices 1 situées sur la face supérieure aux pistes conductrices 2 situées sur la face inférieure. Les trous 6 peuvent être totalement remplis de matière électriquement conductrice, ou bien seule la paroi des trous peut être réalisée sous forme d'une couche métallique. REVENDICATIONS 1. Antenne, pour système antivol d'un véhicule automobile, comprenant une plaquette de circuit imprimé (3) sur laquelle l'antenne est réalisée sous forme de pistes conductrices (1, 2) aussi bien sur la face supérieure que sur la face inférieure de la plaquette de circuit imprimé (3), caractérisée en ce que la plaquette de circuit imprimé (3) comporte, le long des pistes conductrices (1, 2) et avec de courts espacements respectifs, des trous métallisés (5) par l'intermédiaire desquels les pistes conductrices (1, 2) sont électriquement reliées entre elles. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pistes conductrices (1, 2) sont appliquées par photolithographie sous forme d'une couche électriquement conductrice mince sur un substrat (4) de la plaquette de circuit imprimé (3). 3. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pistes conductrices (1, 2) sont réalisées en forme de ligne, en forme de U ou en forme de spirale sur la plaquette de circuit imprimé (3). 4. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pistes conductrices (1) situées sur la face supérieure de la plaquette de circuit imprimé (3) recouvrent, suivant une projection perpendiculaire, les pistes conductrices (2) situées sur la face inférieure de la plaquette de circuit imprimé (3). 5. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaquette de circuit imprimé (3) est réalisée sous forme d'une plaquette de circuit imprimé multicouche. 6. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est reliée à une unité émettrice et/ou une unité réceptrice d'un système antivol qui sont disposées sur une clef portable.