Brevet FR2795239A1 — publié le 20001222

La présente invention concerne les systèmes de communication à basse fréquence par couplage magnétique et plus particulièrement les antennes d'émission de champ magnétique. Cette invention est plus particulièrement destinée à l'industrie automobile et surtout aux systèmes d'accès au véhicule et/ou au démarrage mains libres. Cependant elle peut être appliquée à d'autres industries, comme par exemple à la sécurité d'habitations. Dans le cas particulier des véhicules, les antennes de ce genre sont intégrées au véhicule et le plus souvent à l'intérieur de l'habitacle (pavillon, plancher ou console). Dans la demande de brevet FR 96-11381, on a décrit une antenne inductive constituée d'une longueur de câble torsadé multibrins, dont les extrémités des brins sont reliées brin à brin de manière à former des spires connectées en série. Selon ce brevet l'antenne ainsi réalisée est montée sur le pourtour d'une portière d'automobile. Cette antenne présente des inconvénients. D'une part la réalisation de ces spires nécessite un connecteur comportant un circuit imprimé sur lequel les brins sont soudés un à un, ce qui signifie qu'il faut un nombre important de soudures.; d'autre part le montage de cette antenne sur son support est assez malaisé. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. L'antenne selon la présente invention est constituée par une pluralité de spires elles-mêmes constituées de pistes de circuits imprimés parallèles, espacées régulièrement et disposées sur un support flexible diélectrique. La mise en place de cette antenne dans un véhicule, au niveau du pavillon ou du plancher par exemple, peut se faire en disposant des points d'attache à intervalles réguliers. Avantageusement, la fabrication d'une antenne selon l'invention, à spires rectangulaires, se fait en disposant sur un support souple rectangulaire des nappes d'une pluralité de pistes métalliques parallèles, effectuant en bout de support un retour à 180 par deux changements de direction à 90 de façon à obtenir une série de nappes parallèles reliées par des tronçons perpendiculaires aux nappes ce qui constitue un tracé initial formant plusieurs S mis côte à côte et reliés en série, tout en ménageant des lignes de pré-découpe entre les branches des S de façon à pouvoir les découper puis les déplier, des zones de pliage étant ménagées à chaque changement de direction du tracé. Le déploiement d'une partie rectiligne de l'antenne ainsi fabriquée est réalisé de la façon suivante : dans un premier temps, on découpe le support flexible diélectrique le long des lignes de pré- découpe ; dans un deuxième temps, on replie de 180 sur elle-même une branche de S pour l'amener en position parallèle à une autre branche et à côté de celle-ci ; dans un troisième temps, on replie sur elle-même de 180 , selon une ligne de pliage perpendiculaire à la précédente, la branche préalablement pliée de façon à l'amener dans le prolongement de l'autre branche et ainsi de suite de branche en branche. Les deuxième et troisième temps peuvent être intervertis. Le déploiement d'une partie à angle droit de l'antenne ainsi fabriquée est réalisé de la façon suivante : le premier temps est le même qu'à l'alinéa précédent ; dans un deuxième temps, on replie un tronçon selon une ligne à 45' par rapport à sa ligne moyenne pour amener l'une des nappes adjacentes au tronçon à venir à être perpendiculaire à l'autre nappe ; dans un troisième temps, si nécessaire pour ajuster les longueurs en vue de fermer le rectangle de l'antenne, on entoure la nappe initiale avec la nappe repliée à 90 et/ou on effectue un pliage similaire au niveau de l'angle formé. Un tel pliage d'ajustement pourrait d'ailleurs intervenir en pli plat en tous points de la boucle d'antenne. L'invention a donc pour objet une antenne émettrice et/ou réceptrice de champ magnétique, notamment pour véhicules automobiles, constituée par une pluralité de spires caractérisée par le fait que ces spires sont constituées par une succession de nappes et de tronçons de pistes électroconductrices sensiblement parallèles portées par un support flexible diélectrique. Les pistes de chaque nappe et de chaque tronçon sont, de préférence, constituées de segments sensiblement rectilignes reliés respectivement aux segments d'un tronçon ou d'une nappe adjacent(e) selon un tracé initial dans lequel un tronçon est compris entre deux nappes successives, lesdites pistes étant amenées au contour final désiré pour les spires par des pliages appropriés du support flexible autour de zones de charnière ; ces pistes sont avantageusement réalisées sous forme d'un circuit imprimé sur le support flexible et peuvent être revêtues d'un isolant, par exemple un vernis. On préfère que les segments parallèles d'une même nappe ou d'un même tronçon soient régulièrement espacés les uns des autres. Le tracé initial des pistes sur le support flexible occupe avantageusement une aire sensiblement rectangulaire, les lignes moyennes d'une pluralité de nappes successives et celles des tronçons, qui les relient, étant perpendiculaires pour former au moins un S. Pour passer du tracé initial des pistes au contour final désiré pour les spires, le support flexible est découpé le long de lignes de pré- découpe disposées entre deux nappes adjacentes ou entre une nappe et un tronçon adjacent et les nappes sont pliées par rapport aux tronçons autour de zones de charnière. Avantageusement, les nappes et les tronçons ont, perpendiculairement à leur ligne moyenne, sensiblement la même largeur. L'antenne selon l'invention peut avoir une partie de spire rectiligne et constituée de deux nappes successives du tracé initial des pistes ; dans ce cas, l'une des deux nappes est avantageusement repliée sur elle-même, le long d'une ligne de pliage qui se trouve sur ladite nappe, perpendiculairement à la ligne moyenne de ladite nappe, et repliée latéralement de 180 , le long d'une ligne de pliage, qui se trouve sur le tronçon reliant les deux nappes, perpendiculairement à la ligne moyenne dudit tronçon. L'antenne peut également avoir une partie de spire rectiligne et constituée de deux nappes successives perpendiculaires entre elles du tracé initial des pistes ; dans ce cas l'une des deux nappes est avantageusement repliée sur l'autre nappe, le long d'une ligne de pliage qui se trouve à 45' des deux nappes, et repliée le long d'une ligne de pliage perpendiculaire à la ligne moyenne des deux nappes superposées pour l'amener dans le prolongement de l'autre nappe. L'antenne selon l'invention peut aussi avoir une partie de spire à angle droit constituée de deux nappes successives du tracé initial des pistes ; dans ce cas, le tronçon disposé entre les deux nappes est plié selon une zone de charnière à 45' par rapport à sa ligne moyenne, la partie triangulaire résultant du pliage étant maintenue au droit de l'une au moins des deux nappes. L'antenne est, typiquement, fixée sur le pavillon ou le plancher, à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule ; plus particulièrement, elle peut être fixée dans une rainure de la garniture de mousse du pavillon au moyen d'attaches constituées de plaques recouvrant localement les spires de l'antenne, ces plaques étant munies de moyens de fixation ; ces plaques sont, de préférence, placées au- dessus des zones où les nappe(s) et tronçon(s) ont été replié(e)s et superposé(e)s, pour les maintenir l'un(e) contre l'autre. A titre d'exemple purement illustratif mais non limitatif, on a décrit ci-après un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente une vue schématique d'une voiture vue de dessus avec illustration du positionnement d'une antenne selon l'invention au niveau du pavillon ; - la figure 2 représente une vue schématique d'une antenne montée, constituée de cinq spires, disposées de façon rectangulaire pour correspondre à la forme du pavillon de la voiture de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue de l'antenne à cinq spires de la figure 2 lors de sa fabrication et avant extension ; - les figures 4a à 4c représentent une vue partielle, schématique, illustrant le déploiement par double pliage d'une partie rectiligne de l'antenne; -les figures 4d à 4f représentent une vue partielle, schématique, illustrant le déploiement par double pliage d'une partie à angle droit de l'antenne ; - les figures 5a et 5b représentent une vue schématique illustrant la mise en place d'un brin de l'antenne dans une rainure d'un pavillon de véhicule ; - la figure 6 représente schématiquement un exemple d'antenne obtenue à partir des nappes représentées à la figure 3, selon une première variante ; - les figures 7a, 7b et 7c représentent une vue partielle, schématique, illustrant le déploiement d'une partie rectiligne de l'antenne par double pliage de deux nappes initialement à angle droit ; et, - la figure 8 représente schématiquement un exemple d'antenne obtenue à partir des nappes représentées à la figure 3, selon une deuxième variante. La figure 2 représente une antenne 100 selon l'invention, qui est constituée de cinq spires rectangulaires 1 ; les spires sont constituées par des pistes métalliques de circuit imprimé parallèles, espacées régulièrement et déposées sur un support flexible 5 constitué par un diélectrique souple de faible épaisseur. Les pistes sont recouvertes d'un vernis isolant. Cette antenne comporte, de préférence, dans un de ses angles, un dispositif de connexion 2 porté par le support flexible 5, par exemple un circuit d'accord d'antenne ou un simple connecteur. Elle est maintenue contre le pavillon 60 du véhicule de la figure 1 par des éléments de fixation qui seront décrits plus loin et que l'on répartit à des emplacements référencés 3 et 4 sur la figure 2. Les emplacements 4 sont situés aux quatre angles de la boucle rectangulaire et les emplacements 3 sont répartis entre les emplacements 4. Sur la figure 3, on voit que l'antenne est fabriquée en constituant dans le support flexible 5 une succession de nappes et de tronçons de cinq pistes métalliques parallèles. La première nappe 10 est verticale sur la figure 3 et comporte à sa base un retour en équerre le long duquel est disposé un dispositif de connexion 2 ; elle est suivie d'une deuxième nappe 11, qui fait un angle de 90 vers la droite sur la figure ; puis d'une deuxième nappe 12, qui est parallèle à la nappe 11, mais en sens inverse après deux changements de direction à 90 , qui ménage entre eux un tronçon de liaison 20 ; vient ensuite une troisième nappe 13, qui est parallèle à la nappe 12 mais en sens inverse, après deux changements de direction à 90 qui ménagent entre eux un tronçon de liaison 21 ; vient ensuite une quatrième nappe 14, qui est identique à la nappe 12 et entre les nappes 13 et 14 se trouve un tronçon de liaison 22 ; vient ensuite une cinquième 15, puis sixième 16, puis septième 17 et enfin huitième 18 nappe, ces nappes étant à chaque fois à 180 de la précédente après deux changements de direction successifs à 90 qui ménagent entre eux des tronçons de liaison 23, 24, 25 et 26 respectivement. La huitième nappe 18 comporte, à son extrémité gauche sur la figure 3, un retour en équerre qui rejoint le dispositif de connexion 2. Il y a donc une succession de nappes disposées parallèlement les unes à côté des autres et reliées entre elles par des tronçons de liaison en faisant chaque fois un retournement de 180 d'une façon analogue à une succession de S. Entre les nappes 12/13, 13I14, 14/15, 15/16, 16/17 et 17/18, sont ménagées des lignes de pré-découpe 30. Des lignes de pré-découpe 31 et 32 sont ménagées entre, d'une part, la nappe 10 et le retour en équerre de la nappe 18 et, d'autre part, l'ensemble des nappes 12 à 17, horizontales sur la figure 3. Pour réaliser l'antenne de la figure 2, il faut déployer ces différentes nappes et ces tronçons. Pour cela, dans un premier temps, on découpe le support flexible selon les lignes de pré-découpe 30, 31 et 32. Puis, comme illustré sur la figure 4b, on replie sur elle-même de 180 la nappe 12 le long de la ligne de pliage 40, représentée en pointillés sur la figure 4a. On obtient alors que les deux nappes 11 et 12 soient parallèles, s'étendant dans la même direction, mais en étant côte à côte et non dans le prolongement l'une de l'autre. On replie alors la nappe 12 une deuxième fois, mais, dans ce cas, latéralement le long de la ligne de pliage 41 placée au milieu du tronçon 20, ce qui amène la nappe 12 dans le prolongement de la nappe 11. Pour obtenir un pliage amenant deux nappes successives 13, 14 à angle droit, on effectue un pliage selon une ligne de pliage 52 (voir figure 4d) à 45' par rapport à la ligne moyenne de la nappe 14, ce qui amène la nappe 14 à être perpendiculaire à la nappe 13 (voir figure 4e) ; puis on replie la nappe 14 par rapport à la ligne de pliage 53 disposée le long de la bordure de la nappe 13 (voir figure 4f), ce qui amène la nappe 14 à former avec la nappe 13 un angle droit. On peut ainsi constituer avec les différentes nappes un contour final rectangulaire constituant une antenne formée de cinq spires rectangulaires parallèles entre elles (voir figure 6). Les lignes de pliage peuvent correspondre à des zones de charnière d'épaisseur réduite du support flexible 5. Pour permettre la réalisation de l'antenne rectangulaire illustrée à la figure 6 à partir des nappes illustrées à la figure 3, il est nécessaire d'ajuster les longueurs des nappes en vue de fermer le rectangle de l'antenne. Ainsi, lorsque deux nappes 13, 14 ont été pliées selon le double pliage illustré aux figures 4a à 4c, il est possible d'entourer la nappe initiale 13 avec l'autre nappe 14 repliée à 90 . Un pliage similaire peut également être effectué au niveau de l'angle formé. Un tel pliage d'ajustement pourrait d'ailleurs intervenir en pli plat en tous points de la boucle d'antenne. Ainsi, suivant la figure 6, la longueur des nappes 14 et 15 après déploiement et pliage a été ajustée pour correspondre sensiblement à la longueur de la nappe 10 additionnée du retour en équerre de la nappe 18 connecté au dispositif de connexion. Pour faciliter les opérations de pliage, qui conduisent au déploiement de l'antenne rectangulaire, on peut prévoir une déconnexion (non représentée sur le dessin) des deux extrémités de la boucle rectangulaire au niveau du dispositif de connexion 2 : de la sorte, les extrémités adjacentes des nappes 10 et 18 sont libres l'une par rapport à l'autre pendant le déploiement. Quand la boucle rectangulaire est formée, on reconnecte les extrémités pour fermer les spires, cette reconnexion pouvant s'effectuer facilement par un clip d'agrafage. Néanmoins, l'adoption d'un dimensionnement géométrique approprié du circuit imprimé permet de déployer l'antenne en maintenant la boucle fermée. Les figures 5a et 5b montrent comment les nappes, telles, par exemple, que les nappes 11-12 de la figure 4, sont mises en place dans la rainure 42 d'un pavillon 60 au moyen d'une attache 43 constituée par une plaque munie de dents 44, que l'on fait pénétrer dans la masse du matériau-mousse de garnissage dont est revêtu intérieurement le pavillon 60 du véhicule de la figure 1. L'attache 43 est placée au-dessus de la jonction entre les deux nappes 11 et 12 de façon à les maintenir l'une contre l'autre. Le même type d'attache est prévu aux emplacements 3 et 4 du schéma de la figure 2. Dans une variante de réalisation, l'antenne est disposée sur la plancher du véhicule, par exemple sous le tapis de sol. Dans le cas d'un véhicule de type monospace, l'antenne peut être située sous les deux premières rangées de sièges. La figure 8 représente une variante de déploiement des nappes illustrées à la figure 3 formant une antenne 200 formée de cinq spires rectangulaires parallèles. La réalisation de cette antenne rectangulaire 200 nécessite un nouveau type de pliage illustré aux figures 7a à 7c. Pour obtenir un pliage amenant les deux nappes successives 10 et 11, initialement perpendiculaires entre elles, l'une dans le prolongement de l'autre, on effectue un premier pliage selon une ligne de pliage 71 à 45' (voir figure 7a) par rapport aux deux nappes 10, 11. Ce premier pliage amène la nappe 11 contre la nappe 10 tel qu'illustré à la figure 7b. La nappe 11 est ensuite repliée selon un second pliage par rapport à une ligne de pliage 72 perpendiculaire à la ligne moyenne des deux nappes superposées. Ce second pliage amène la nappe 11 dans le prolongement de la nappe 10 telle qu'illustrée sur la figure 7c. Pour obtenir l'antenne illustrée à la figure 8, les nappes 11 et 12, ainsi que les nappes 13 et 14 et les nappes 15 et 16, peuvent être pliées selon le double pliage explicité précédemment en référence aux figures 4d à 4f, et les nappes 12 et 13, ainsi que les nappes 14 et 15, les nappes 16 et 17 et les nappes 17 et 18 peuvent être pliées selon le double pliage explicité précédemment en référence aux figures 4a à 4c et également. Cette variante de déploiement pourrait permettre d'éviter d'enrouler le circuit sur lui-même pour réaliser les ajustements en vue de fermer la boucle de l'antenne. Dans une autre variante de déploiement il est possible de réaliser des angles de l'antenne rectangulaire par un double pliage au niveau d'une partie rectiligne d'une nappe. Ce double pliage consiste à plier selon une ligne de pliage à 45' par rapport à la ligne moyenne de la nappe, pour amener une deuxième partie perpendiculaire à une première partie de la nappe, puis à plier la deuxième partie par rapport une ligne de pliage disposée le long de la bordure de la deuxième partie. REVENDICATIONS 1 - Antenne (l00, 200) émettrice et/ou réceptrice de champ magnétique, notamment pour véhicules automobiles, constituée par une pluralité de spires (1) caractérisée par le fait que ces spires sont constituées par une succession de nappes (10, 11, 12, ... ) et de tronçons (20, 21, 22, ... ) de pistes électroconductrices sensiblement parallèles portées par un support flexible diélectrique (5). 2 - Antenne selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les pistes des nappes (10, 11,... 18) et des tronçons (20, 21, .... 26) sont réalisées sous forme d'un circuit imprimé sur le support flexible (5). 3 - Antenne selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les segments parallèles d'une même nappe ou d'un même tronçon sont régulièrement espacés les uns des autres. 4 - Antenne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les pistes de chaque nappe (10, 11, 12, ... ) et de chaque tronçon (20, 21, 22, ... ) sont constituées de segments sensiblement rectilignes reliés respectivement aux segments d'un tronçon ou d'une nappe adjacent(e) selon un tracé initial dans lequel un tronçon (20, 21, 22..., 26) est disposé entre deux nappes (11, 12,...18) successives, lesdites pistes étant amenées au contour final désiré pour les spires par des pliages appropriés du support flexible (5) autour de zones de charnière. 5 - Antenne selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le tracé initial des pistes sur le support flexible occupe une aire sensiblement rectangulaire, les lignes moyennes d'une pluralité de nappes (11, 12, ... 18) successives et celles des tronçons (20, 21, ... 26), qui les relient, étant perpendiculaires pour former au moins un S. 6 - Antenne selon la revendication 5, caractérisée par le fait que, pour passer du tracé initial des pistes au contour final désiré pour les spires, le support flexible est découpé le long de lignes de pré- découpe (30) disposées entre deux nappes adjacentes (11, 12 ; 12, 13 ; 13, 14 ; 14, 15 ; 15, 16 ; 16, 17 ; 17, 18) ou entre une nappe (10) et un tronçon adjacent (21, 23, 25) et les nappes (11, 12,...18) sont pliées par rapport aux tronçons (20, 21,...26) ) autour de zones de charnière. 7 - Antenne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que les nappes et les tronçons ont, perpendiculairement à leur ligne moyenne, sensiblement la même largeur. 8 - Antenne selon la revendication 6, dont une partie de spire est rectiligne et constituée de deux nappes successives (11, 12) du tracé initial des pistes, caractérisée par le fait que l'une (12) des deux nappes est repliée sur elle-même, le long d'une ligne de pliage (40) qui se trouve sur ladite nappe (12), perpendiculairement à la ligne moyenne de ladite nappe (12), et repliée latéralement de 180 , le long d'une ligne de pliage (41), qui se trouve sur le tronçon (20) reliant les deux nappes (11, 12), perpendiculairement à la ligne moyenne dudit tronçon (20). 9 - Antenne selon la revendication 6, dont une partie de spire est rectiligne et constituée de deux nappes successives (10, 11) perpendiculaires entre elles, du tracé initial des pistes, caractérisée par le fait que l'une (11) des deux nappes est repliée sur l'autre nappe (10), le long d'une ligne de pliage (71) qui se trouve à 45 des deux nappes, et repliée le long d'une ligne de pliage (72), perpendiculaire à la ligne moyenne des deux nappes superposées, pour l'amener dans le prolongement de l'autre nappe. 10 - Antenne selon la revendication 5, dont une partie de spire est à angle droit et est constituée de deux nappes successives (13, 14) du tracé initial des pistes, caractérisée par le fait que le tronçon (22) disposé entre les deux nappes (13, 14) est plié selon une zone de charnière à 45' par rapport à sa ligne moyenne, la partie triangulaire résultant du pliage étant maintenue au droit de l'une au moins des deux nappes (13, 14). 11 - Antenne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'elle est fixée sur le pavillon (60) ou le plancher d'un véhicule à l'intérieur de l'habitacle. 12 - Antenne selon la revendication 11, caractérisée par le fait qu'elle est fixée dans une rainure (42) du pavillon (60) au moyen d'attaches constituées de plaques (43) recouvrant localement les spires de l'antenne (100), ces plaques (43) étant munies de moyens de fixation (44). 13 - Antenne selon la revendication 12, caractérisée par le fait que les plaques (43) sont placées au-dessus des zones, où les nappes et tronçons ont été repliés et superposés pour les maintenir l'une contre l'autre.