Brevet FR2793089A1 — publié le 20001103

TRANSPONDEUR A ANTENNE INTÉGRÉE. La présente invention a pour objet une antenne d'émission/réception d'ondes radioélectriques à une fréquence de 434 Mhz spécifiquement conçue pour permettre d'accueillir les étages et composants électroniques d'un transpondeur autonome de dimensions réduites qui l'utilise pour communiquer avec le milieu extérieur. Dans les conditions habituelles d'utilisation, on constate que l'antenne d'émission/réception est définie comme un composant séparé et raccordée à l'étage d'émission/réception par une structure d'impédance connue : ligne impédante, connecteur, câble coaxial, etc. Cette dissociation de l'antenne et de l'électronique qui l'utilise présente un certain nombre de désavantages parmi lesquels on peut citer : -l'encombrement : en effet, une fois défini et réalisé l'étage d'émission/réception, il faut lui connecter l'antenne en respectant les contraintes d'environnement nécessaires au fonctionnement nominal de l'antenne choisie. Cela conduit toujours à une augmentation du volume de l'équipement, particulièrement significative si l'on veut conserver de bonnes performances radio. -L'intégration finale : en effet, lorsqu'il s'agit de finaliser l'équipement dans sa présentation opérationnelle, le compactage et la mise en boîtier des différents étages électroniques de l'antenne de radiocommunication font généralement apparaître des difficultés et des problèmes inattendus, sources de délais et de frais supplémentaires ainsi que des dégradations des performances finales des produits. -l'absence de maîtrise du diagramme de rayonnement du produit final, généralement dégradé par le compactage et la présentation opérationnelle du produit. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précités et de proposer une antenne particulièrement destinée aux transpondeurs de très bonne qualité radio qui constitue par elle-mme la structure d'accueil des étages électroniques. Ainsi, les performances finales sont obtenues sans surprises au bénéfice du coût et des délais de réalisation. Selon l'invention, le transpondeur incluant un circuit imprimé à au moins deux faces, sur lequel sont implantés différents composant sur au moins une face, est caractérisé en ce que l'antenne est réalisée sur une face dudit circuit sous la forme de deux bandes rayonnantes à la périphérie de la face, autour d'une zone portée à un potentiel constant, occupant la plus grande partie de la zone centrale de la plaque de circuit imprimé. La plage centrale est destinée à recevoir les étages et composants électroniques que comporte le transpondeur, les composants étant montés indifféremment sur une ou plusieurs faces du circuit. Le potentiel constant de la zone centrale peut tre la masse de potentiel O ou une tension constante +Vcc. Cette zone sera désignée dans ce qui suit par zone froide . Selon l'invention, le diagramme de rayonnement de l'antenne est équivalent à celui de deux dipôles quart d'onde perpendiculaires excités en phase. Selon une autre caractéristique de l'invention, la largeur des lignes ou bandes constituant l'antenne décroît à partir du point relié à l'émetteur vers le point d'impédance maximale. Ainsi, l'impédance de chacune des deux lignes croit régulièrement du point d'impédance minimale jusqu'au point d'impédance maximale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent : -la figure 1, une vue schématique d'une face du circuit imprimé comprenant une antenne intégrée selon l'invention ; -la figure 2, une vue de la face opposée ; -la figure 3, par dessus d'un transpondeur muni d'une antenne selon l'invention. -la figure 4, par dessous du circuit de la figure 3. Sur la figure 1, on a représenté une face du circuit incorporant l'antenne plate selon l'invention. Cette antenne comprend essentiellement deux bandes (1,2) périphériques entourant la zone froide 3 sur l'une des faces. L'impédance de chacune des bandes 1, 2 croit régulièrement du point 5 d'impédance minimale au point 6 d'impédance maximale. La figure 2 représente la face opposée qui contient dans da région centrale la zone froide 8 qui est électriquement connectée à la zone 3, par l'intermédiaire de trous métallisés et qui se trouve donc au mme potentiel. Selon l'invention, la distance, donc l'inverse de la valeur capacitive, par rapport à la zone froide 3,8 croit régulièrement quand on se déplace de 5 vers 6 ce qui produit un système à constantes réparties apte à laisser circuler un courant radiofréquence important dans la partie large des deux bandes, dans la mesure où les deux points 5 sont réunis au plan froid et où les deux points 6 sont réunis au plan froid 3A de la face opposée par un condensateur (non représenté) assurant l'accord à la fréquence considérée. La figure 3 représente un exemple de réalisation fonctionnant selon l'invention. Les points 6 des deux lignes 1 et 2 sont réunis et connectés à la surface imprimée 7 qui constitue avec la surface imprimée 8 de la face opposée une capacité d'accord des deux lignes à la fréquence considérée. La zone 8 est réunie au plan froid. Les deux bandes métalliques 1, 2 sont excitées en parallèle à partir du point 10 (raccordé à l'émetteur) au moyen de deux lignes d'adaptation 9 et 11, les deux points 5 (fig. l) étant connectés au point 10, lui-mme connecté directement au point 13 de la face opposée 8. Le plan 3 reçoit les composants suivants : microcontrôleur 12, étage d'émission/réception 13, composants des autres fonctions électroniques 14, et pile d'alimentation 16. Selon l'invention, il est possible d'enlever par exemple la ligne d'adaptation 11, l'excitation d'émission se faisant toujours au point 10 et le signal de réception étant recueilli au point 15, ceci sans dégrader le diagramme de rayonnement et de réception de l'antenne. Les longueurs des deux côtés du support de circuit imprimé peuvent tre égales ou différentes, le circuit imprimé pouvant tre adapté à une forme carrée ou rectangulaire, selon le besoin, sans que cela perturbe le bon fonctionnement de l'antenne. Mais la somme des longueurs des deux côtés doit rester la mme pour chacune des bandes 1 et 2. Grâce à l'invention, l'antenne d'émission est obtenue directement avec le circuit imprimé et son encombrement est ainsi très réduit. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent tre apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENICATI9NS 1 Transpondeur incluant un circuit imprimé à au moins deux faces, sur lequel sont implantés différents composant sur au moins une face, caractérisé en ce que l'antenne est réalisée sur une face dudit circuit sous la forme de deux bandes rayonnantes (1, 2) à la périphérie de ladite face, autour d'une zone (3) portée à un potentiel constant, occupant la plus grande partie de la zone centrale de la plaque de circuit imprimé, recevant les composants (12,13,14). 2 Transpondeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur des bandes (1, 2) décroît régulièrement du point (5) au point (6), la distance de chaque bande par rapport à la zone froide (3,8) croissant dans les mmes conditions. 3 Transpondeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un condensateur d'accord (7,8) est formé entre les deux côtés de la plaque de circuit imprimé.