[0001] La présente invention a pour objet une antenne allongée et notamment, mais non exclusivement,
une antenne de ce type capable de recevoir et d'émettre dans des bandes de fréquence
égales ou supérieures à 1 GHz.
[0002] On sait qu'il est entré en vigueur une nouvelle norme IEEE 802.11A ou B concernant
la réalisation de communications par voie radio. Plusieurs raisons sont à l'origine
de cette norme : d'une part, la volonté de disposer de systèmes de prise de données
mobiles qui puissent travailler en toute liberté par rapport à un réseau fixe ; d'autre
part, la possibilité de s'affranchir de la multiplication des opérations de câblage
en cas de mise en oeuvre de nouvelles applications.
[0003] Pour répondre à ce besoin, il est donc nécessaire de disposer d'une antenne qui puisse
travailler à une fréquence élevée, notamment à une fréquence supérieure à 1 GHz et
qui présente un gain élevé. En outre, il est nécessaire que cette antenne puisse être
réalisée par des techniques industrielles peu onéreuses afin d'abaisser le coût de
l'antenne et utiliser comme alimentation d'antenne un câble coaxial.
[0004] Pour atteindre ce but, selon l'invention, l'antenne allongée se caractérise en ce
que l'élément radiant est constitué par un élément allongé conducteur qui est usiné
pour constituer :
- N dipôles (N entier au moins égal à 2) formés par N sections rectilignes alignées
dudit élément; et
- N-1 éléments déphaseurs, chaque élément déphaseur étant intercalé entre deux pôles
consécutifs, chaque élément déphaseur étant constitué par une section dudit élément
filaire pliée en U et dont les branches sont sensiblement juxtaposées et disposées
selon une direction orthogonale à la direction commune desdits dipôles, ladite partie
radiante étant raccordée à une de ses extrémités au conducteur central d'un câble
coaxial.
- ledit câble coaxial est muni, à proximité de son extrémité de raccordement à l'antenne,
des moyens formant cavité d'adaptation d'impédance.
- ledit câble caxial d'antenne est muni, à proximité de la cavité d'adaptation en bas,
de moyens formant piège pour les courants de fuite.
[0005] On comprend tout d'abord que l'antenne peut être réalisée pour un coût réduit puisqu'il
suffit de partir d'un élément filaire de préférence unique et de le plier de telle
manière qu'on obtienne les N dipôles rectilignes et les N-1 déphaseurs en forme de
U.
[0006] On comprend également que, malgré ce coût réduit, grâce à la présence d'une pluralité
de dipôles, on peut augmenter le gain dans la direction orthogonale aux éléments radiants
et obtenir une bande passante suffisante permettant d'englober la totalité des bandes
allouées par la norme IEEE citée ci-dessus, ce qui permet de réaliser des émissions
ou des réceptions avec un débit d'informations élevé de l'ordre de plusieurs dizaines
de Mbits par seconde si l'on utilise une bande passante de l'ordre de 500 MHz.
[0007] De préférence, la longueur de chaque dipôle est égale à

étant la longueur d'onde de la fréquence centrale de la plage de fréquences dans
laquelle l'antenne fonctionne et la longueur de chaque branche du déphaseur est égale
à

.
[0008] Avec ces caractéristiques, on obtient une antenne dont les dimensions sont relativement
réduites pour la bande de fréquence envisagée ci-dessus tout en présentant un gain
et une bande passante satisfaisante.
[0009] De préférence, la partie radiante de l'antenne est réalisée à partir d'une unique
bande conductrice qui est pliée pour réaliser les déphaseurs. Cette solution est particulièrement
économique.
[0010] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture
de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemples
non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles :
La figure 1 est une vue d'ensemble de l'antenne ; et
La figure 2 est une vue de détails montrant un mode préféré de raccordement de la
partie radiante au câble coaxial.
[0011] Comme on l'a déjà indiqué, l'antenne allongée selon l'invention peut être réalisée
à partir d'un élément conducteur allongé unique qui subit des opérations d'usinage
très simples puisqu'il s'agit seulement d'opérations de pliage de ce conducteur pour
obtenir les différentes parties constitutives de l'antenne que l'on va décrire ci-après.
Cet élément allongé peut être constitué, par exemple, par une bande en laiton, de
préférence traitée en surface.
[0012] La figure 1 annexée montre un exemple de réalisation de l'antenne 10 avec sa partie
d'émission-réception 12, son conducteur d'antenne 14 constitué par un câble coaxial
et son connecteur 16. La partie réceptrice-émettrice 12 ou radiante de l'antenne est
constituée, de préférence, à partir d'une bande conductrice unique de section droite
18. On ne sortirait pas de l'invention si l'antenne était réalisée à partir de plusieurs
éléments conducteurs raccordés entre eux de sections différentes par exemple. Cet
élément 18 est plié pour constituer, dans le mode de réalisation décrit, des dipôles
D1, D2, D3 ... D
N et des déphaseurs DF1, DF2, DF3 ... DF
N'. Chaque dipôle D est constitué par une portion rectiligne de bande conductrice 20
dont la longueur l1 correspond à

, λ étant la longueur d'onde centrale de la bande de fréquences d'émission-réception.
Tous les dipôles sont identiques et alignés.
[0013] Chaque élément déphaseur DF intercalé entre deux dipôles est constitué par une portion
de bande conductrice en forme de U 22 dont les deux branches 22a et 22b sont sensiblement
juxtaposées et dont la direction commune est sensiblement orthogonale à la direction
commune aux dipôles D. La longueur 12 de chaque branche des circuits déphaseurs DF
est égale à

, λ ayant la même valeur que pour les dipôles.
[0014] Compte tenu de leur direction, les déphaseurs DF peuvent être considérés comme n'étant
ni émetteurs, ni récepteurs. Ils ont une fonction de déphaseur.
[0015] Le dipôle inférieur D4 est raccordé électriquement au point 24 au conducteur central
26 du câble coaxial d'antenne 14.
[0016] De préférence, l'élément allongé ou bande servant à réaliser la partie émettrice-réceptrice
12 de l'antenne présente une section droite rectangulaire de l'ordre de 4 mm de largeur.
Cette section permet d'augmenter la bande passante et assure des propriétés mécaniques
convenables pour l'antenne.
[0017] Dans un mode de réalisation préféré qui correspond à une bande de fréquences de travail
allant de 5,725 GHz à 5,875 GHz. La longueur physique des dipôles D est égale à 26
mm et la longueur physique totale des déphaseurs en U est égale à 26 mm.
[0018] Dans l'exemple décrit, on a quatre dipôles D1, D2, D3 et D4, ce qui correspond à
un bon compromis entre un gain suffisant et un encombrement acceptable de l'antenne.
Il va cependant de soi qu'on pourrait choisir, pour N, une valeur différente de 4.
De même, on pourrait choisir une valeur différente de 3 pour N'.
[0019] Il va de soi que cette antenne, par sa conception, est adaptée pour les plages de
bandes de fréquence ci-dessous :
- 5,250 à 5,350 GHz ;
- 5,350 à 5,470 GHz ; et
- 5,470 à 5,725 GHz.
[0020] Dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, tous les dipôles D ont la même
longueur qui correspond à la demi-longueur d'onde centrale λ.
[0021] Pour encore élargir davantage la bande passante de l'antenne, il est possible de
donner à chaque dipôle D1, D2, D3 et D4 une longueur électrique correspondant à des
longueurs d'ondes λ1, λ2, λ3, λ4 décalées les unes par rapport aux autres.
[0022] Sur la figure 2, on a représenté plus en détails un mode préféré de réalisation d'un
piège à courant 28 et d'un adaptateur d'impédance 30.
[0023] Sur cette figure, on a fait apparaître le câble coaxial 14 avec son blindage 32,
son isolant intermédiaire 34 et son conducteur axial 26 qui est connecté à l'extrémité
24 de l'élément radiant de l'antenne.
[0024] Le piège à courant 28 est constitué par un cylindre conducteur 36 coaxial au câble
14, ouvert vers le bas et relié à son extrémité supérieure au blindage 32 par un anneau
conducteur 38. La longueur L1 du cylindre et la largeur D2 de l'anneau sont telles
que D1 + L1 = λ/4, λ étant la longueur d'onde de fonctionnement.
[0025] L'adaptation d'impédance 30 est constituée par un cylindre conducteur 40 dont l'extrémité
inférieure est raccordée à un anneau conducteur 42 présentant un taraudage axial 44.
Le taraudage 44 coopère avec une bague filetée 46 montée sur le câble coaxial.
[0026] En réglant la position axiale du cylindre 40 par rapport à l'extrémité du câble coaxial
14, on peut adapter l'impédance de l'élément radiant à celle du câble.
1. Antenne allongée
caractérisée en ce que sa partie radiante est constituée par un élément allongé conducteur qui est usiné
pour constituer :
- N dipôles (N entier au moins égal à 2) formés par N sections rectilignes alignées
dudit élément; et
- N-1 éléments déphaseurs, chaque élément déphaseur étant intercalé entre deux pôles
consécutifs, chaque élément déphaseur étant constitué par une section dudit élément
filaire pliée en U et dont les branches sont sensiblement juxtaposées et disposées
selon une direction orthogonale à la direction commune desdits dipôles, ladite partie
radiante étant raccordée à une de ses extrémités au conducteur central d'un câble
coaxial.
- ledit câble coaxial est muni, à proximité de son extrémité de raccordement à l'antenne,
des moyens formant cavité d'adaptation d'impédance.
- ledit câble coaxial d'antenne est muni, à proximité de la cavité d'adaptation en
bas, de moyens formant piège pour les courants de fuite.
2. Antenne selon la revendication 1,
caractérisée en ce que la longueur de chaque dipôle est égale à

et la longueur de chaque branche des éléments déphaseurs est égale à

, λ étant la longueur d'onde de la fréquence centrale de la plage de fréquences dans
laquelle l'antenne fonctionne.
3. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie radiante est constituée par un unique élément conducteur allongé, plié
pour former lesdits déphaseurs.
4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la partie radiante de l'antenne est constituée à partir d'une unique bande conductrice
à section droite qui est pliée pour former les déphaseurs.
5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque dipôle a une longueur physique différente, lesdites longueurs d'ondes étant
incluses dans une plage de longueurs d'ondes donnée.