Brevet FR2857165A1 — publié le 20050107

Antenne bi-bande avec double accès L'invention se rapporte à une antenne travaillant dans deux bandes de fréquences et disposant de deux accès, un par bande. Plus particulièrement, l'antenne de l'invention est une antenne fente à rayonnement longitudinal. Le développement des réseaux sans fil à large bande connaît un tel succès que plusieurs standard cohabitent. Parmi les différents standards, on peut citer les normes Hiperlan2 et IEEE802.11a qui fonctionnent dans des bandes de fréquences situées aux alentours de 5 GHz. Mais également les normes IEEE802.11b et IEEE802.11g qui fonctionnent dans des bandes de fréquences situées aux alentours de 2,4 GHz. Ces normes ont vocation de définir des standards de communication entre différents types d'appareils. Un réseau domestique comprend par exemple des téléviseurs, des lecteurs vidéo, des décodeurs satellite ou câble, des ordinateurs personnels, ainsi que tout autre dispositif nécessitant d'échanger des données avec un ou plusieurs des autres appareils précités. Afin de constituer le réseau domestique, il est nécessaire que tous les appareils utilisent un même standard de communication. Cependant il est possible que ce ne soit pas le cas pour tous les appareils et certains appareils devront assurer une compatibilité multistandard. Afin d'être multistandard, il est nécessaire d'avoir des circuits et des antennes pour recevoir les signaux correspondant. Cependant, avoir autant d'antennes que de bandes de fréquences utilisables n'est pas aisé pour un dispositif compact. L'invention propose une antenne fonctionnant dans deux bandes de fréquences et disposant de deux accès séparés. Ainsi, l'invention est une antenne imprimée à fente réalisée sur un plan de masse situé sur une face d'un substrat, ladite antenne étant constituée d'une fente disposant d'une extrémité ouverte qui rayonne et d'une extrémité fermée, ladite antenne disposant d'un premier accès réalisé par une première ligne micro- ruban située sur une face du substrat opposée au plan de masse, le couplage entre la première ligne et la fente étant réalisé à une première distance de l'extrémité fermée de la fente, et d'un deuxième accès réalisé par une deuxième ligne micro-ruban située sur une face du substrat opposée au plan de masse, le couplage entre la deuxième ligne et la fente étant réalisée à une deuxième distance de l'extrémité fermée de la fente, la deuxième distance étant différente de la première distance. Préférentiellement, la première distance est comprise entre 1,5 et 2,5 fois la deuxième distance. La fente est munie d'une fente résonnante placée entre les deux accès, la fente résonnante étant accordée sur la fréquence centrale correspondant au couplage optimum entre la première ligne et la fente. Un résonateur est couplé à l'une des lignes microruban, le résonateur étant accordé sur la fréquence centrale de l'autre accès. Les lignes micro-ruban disposent chacune d'une extrémité en circuit ouvert reliée au plan de masse par l'intermédiaire d'une diode. L'invention est également un système d'antennes qui comporte au moins deux antennes telles que précédemment définies. L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 représente une antenne selon l'invention, les figures 2 à 4 représentent des variantes de réalisation de 20 l'invention, et la figure 5 représente un système d'antennes comportant plusieurs antennes selon l'invention. La figure 1 représente un substrat disposant sur une face d'un plan de masse dans lequel une fente 1 est dessinée. Le substrat est par exemple un substrat commercialisé sous la référence R04003 de permittivité relative Cr = 3,38 et d'épaisseur 0,81 mm. La fente 1 est par exemple évasée au niveau de son extrémité rayonnante. L'évasement se fait par exemple sur une longueur de 37 mm avec un rayon de courbure de 45 mm. La fente 1 dispose également d'une extrémité fermée qui se comporte comme un court circuit. La largeur de la fente est par exemple de 0,4 mm afin d'avoir une bande passante qui englobe les bandes de fréquences correspondant aux standards IEEE802.1 l a et IEEE802.11 b. Une première ligne micro-ruban 2 constitue un premier accès de l'antenne fente 1. La première ligne micro-ruban 2 est placé sur le substrat sur une face opposée au plan de masse. La première ligne micro-ruban 2 comporte une extrémité en circuit ouvert et une extrémité véhiculant le signal vers un circuit de réception (non représenté). La première ligne micro-ruban 2 est couplée à la fente dans une première zone 3 située à une distance LI de l'extrémité en court-circuit de la fente 1 et à une distance L3 de l'extrémité en circuit ouvert de la première ligne micro- ruban 2. Une deuxième ligne micro-ruban 4 constitue un deuxième accès de l'antenne fente 1. La deuxième ligne micro-ruban 4 est placé sur le substrat sur une face opposée au plan de masse. La deuxième ligne micro-ruban 4 comporte une extrémité en circuit ouvert et une extrémité véhiculant le signal vers un circuit de réception (non représenté). La deuxième ligne micro-ruban 4 est couplée à la fente dans une deuxième zone 5 située à une distance L2 de l'extrémité en court-circuit de la fente 1 et à une distance L4 de l'extrémité en circuit ouvert de la deuxième ligne micro- ruban 4. La bande passante de chaque accès dépend du couplage entre la fente 1 et chaque ligne micro-ruban 2 ou 4. Au niveau du premier accès, on fixe les distances L1 et L3 afin d'assurer un bon couplage sur la bande de fréquence située à 2,4 GHz. La distance L1 correspond au quart de la longueur d'onde guidée dans la fente 1 d'une fréquence de 2,4 GHz. La distance L3 correspond au quart de la longueur d'onde guidée dans la première ligne micro-ruban 2 de la fréquence de 2,4 GHz. Au niveau du deuxième accès, on fixe les distances L2 et L4 afin d'assurer un bon couplage sur la bande de fréquence située à 5 GHz. La distance L2 correspond au quart de la longueur d'onde guidée dans la fente 1 d'une fréquence de 5,5 GHz. La distance L4 correspond au quart de la longueur d'onde guidée dans la deuxième ligne micro-ruban 4 de la fréquence de 5,5 GHz. Les couplages étant indépendants l'un de l'autre il est possible d'utiliser simultanément les deux accès. L'homme du métier pourrait croire qu'une émission sur l'un des accès peut saturer la réception sur l'autre accès. Cependant, la distance L1 se trouve être égale à environ le double de la distance L2 et la distance L3 se trouve être égale à environ le double de la distance L4 car les fréquences centrales des deux bandes de fréquences sont environ le double l'une de l'autre. De par ces distances il s'avère que le couplage sur le premier accès à une fréquence située dans la bande des 5 GHz est quasi nul car les distances L1 et L3 correspondent sensiblement à la moitié des longueurs d'onde guidées dans la fente 1 et dans la première ligne micro-ruban 2 ce qui correspond à un très mauvais couplage et donc une bonne isolation. Pour ce qui est du couplage sur le deuxième accès à une fréquence située dans la bande des 2, 4 GHz, le couplage se fait dans des conditions qui ne sont pas optimum créant ainsi une petite isolation. On pourrait se contenter de l'exemple de la figure 1 idéalement lorsque les distances sont calculées pour être le double l'une de l'autre, correspondant à des fréquences double. On s'aperçoit que l'on peut s'écarter de la condition idéale et avoir un rapport de distances compris entre 1,5 et 2,5, tout en conservant une isolation satisfaisante. Pour améliorer l'isolation sur le deuxième accès, il est possible d'ajouter des moyens de filtrage. Astucieusement, le moyen de filtrage est intégré à l'antenne. Sur la figure 2, la fente 1 est muni d'une ou plusieurs fentes latérales 6 placées entre les deux accès et dimensionnées pour piéger la fréquence de 2,4 GHz. La fente latérale 6 agit comme un filtre réjecteur de bande pour le deuxième accès sans perturber le premier accès. Ces fentes peuvent être placées tête bêche, ou l'une à coté de l'autre. L'utilisation de plusieurs fentes permet d'augmenter la réjection ou d'étaler la réjection sur une bande de fréquence plus large. Une autre variante, figure 3, consiste à coupler un résonateur 7 à la deuxième ligne micro-ruban 4. Le résonateur accordé sur la fréquence de 2, 4 GHz se comporte alors en filtre réjecteur de bande pour cette fréquence. Si l'écart entre les bandes de fréquences que l'on souhaite obtenir correspond à un facteur 3, on s'aperçoit que les conditions de couplage deviennent idéales sur les deux accès pour la bande de fréquence correspondant au deuxième accès. Une solution consiste alors à coupler un résonateur 8 à la première ligne micro-ruban pour piéger et rejeter la fréquence non désirée. Le résonateur 8 peut être utilisé avec ou sans moyen de filtrage sur le deuxième accès. L'intérêt d'une antenne double accès comme décrite précédemment est d'être très compacte et donc facilement intégrable. Pour des systèmes fonctionnant selon IEEE802.11a, il est connu de faire de la diversité d'antenne. A cet effet, il est possible de mettre plusieurs antennes sur un même substrat afin comme montré sur la figure 5. Chaque antenne peut être commutée à l'aide de diodes 10 placées entre l'extrémité en circuit ouvert des lignes micro-ruban 2 et 4 et le plan de masse. Une polarisation en continu de la ligne micro-ruban permet de rendre l'accès actif ou inactif suivant la polarisation de chaque diode 10. Il est possible de commuter indépendamment les premiers et deuxièmes accès des antennes. Les modes de réalisation décrivent un système à deux accès. Cependant le concept d'utiliser plusieurs accès sur la même fente peut se généraliser à plus de deux antennes. Le cas optimum ne pouvant plus se produire dès lors que l'on dispose de plus de deux accès, il est toujours possible de placer des résonateurs sur chaque accès pour rejeter les fréquences correspondant aux autres accès. REVENDICATIONS 1. Antenne imprimée à fente (1) réalisée sur un plan de masse situé sur une face d'un substrat, ladite antenne étant constituée d'une fente (1) disposant d'une extrémité ouverte qui rayonne et d'une extrémité fermée, ladite antenne disposant d'un premier accès réalisé par une première ligne micro-ruban (2) située sur une face du substrat opposée au plan de masse, le couplage entre la première ligne et la fente étant réalisé à une première distance (L1) de l'extrémité fermée de la fente, caractérisé en ce que l'antenne dispose d'un deuxième accès réalisé par une deuxième ligne micro-ruban (4) située sur une face du substrat opposée au plan de masse, le couplage entre la deuxième ligne et la fente étant réalisée à une deuxième distance (L2) de l'extrémité fermée de la fente, la deuxième distance (L2) étant différente de la première distance (L1). 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première distance (L1) est comprise entre 1,5 et 2,5 fois la deuxième distance (L2) . 3. Antenne selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fente est munie d'une fente résonnante (6) placée entre les deux accès, la fente résonnante (6) étant accordée sur la fréquence centrale correspondant au couplage optimum entre la première ligne (2) et la fente (1). 4. Antenne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un résonateur (7, 8) est couplé à l'une des lignes micro-ruban (2, 4), le résonateur (7, 8) étant accordé sur la fréquence centrale de l'autre accès. 5. Antenne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lignes micro-ruban (2, 4) disposent chacune d'une extrémité en circuit ouvert reliée au plan de masse par l'intermédiaire d'une diode (10). 6. système d'antennes caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux antennes selon l'une des revendications 1 à 5.