Dispositif d'antenne électromagnétique avec inductance réglable

Abstract

 Dispositif d'antenne comprenant au moins une inductance qui comprend au moins une spire sérigraphiée sur une plaque de circuit imprimé (2) et qui est montée entre un circuit électronique et un élément rayonnant, dans lequel ladite spire de l'inductance (7) comprend deux portions séparées (20, 21) et est équipée, en au moins un endroit, d'un moyen rapporté (24) reliant lesdites portions séparées, d'ajustement ou de réglage de son impédance en vue d'accorder au moins une fréquence de résonnance de l'antenne à une valeur souhaitée.

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine des dispositifs d'antennes électromagnétiques, émettrices et/ou réceptrices, et plus spécifiquement le domaine des dispositifs d'antennes sérigraphiées sur des plaques de circuits imprimés et reliés à des circuits électroniques portés par ces plaques.

[0002] Il existe des dispositifs d'antennes électromagnétiques à une fréquence de résonnance, qui comprennent un élément rayonnant sérigraphié relié à un circuit électronique par l'intermédiaire d'une inductance sérigraphiée.

[0003] Il existe également des dispositifs d'antennes électromagnétiques à deux fréquences de résonnance (bi-bandes), qui comprennent un élément rayonnant sérigraphié relié à un circuit électronique par l'intermédiaire de deux inductances sérigraphiées sur une face d'une plaque de circuit imprimé, dont l'une est associée à un plateau sérigraphié sur l'autre face de cette plaque, de façon à former un circuit résonnant qui généralement se comporte comme une inductance à une fréquence de résonnance basse et comme une capacité à une fréquence haute.

[0004] Les fréquences de résonnance de tels dispositifs d'antennes électromagnétiques dépendent notamment des dimensions desdites inductances.

[0005] Lorsqu'on souhaite fabriquer un dispositif électronique spécifique incluant un dispositif d'antenne, on dimensionne ce dispositif d'antenne et on procède à la fabrication en série d'un tel dispositif électronique.

[0006] Néanmoins, il peut exister des dispersions de fabrication qui peuvent engendrer des variations des fréquences de résonnance des dispositifs d'antennes, dues par exemple à des variations des dimensions lors de opérations de sérigraphie (gravure), à des variations de l'épaisseur des plaques de circuits imprimés ou à des variations de leur environnement électromagnétique dans les produits finaux.

[0007] Dans le cas où les variations des fréquences de résonnance des dispositifs d'antennes ne sont plus acceptables, on est obligé de procéder à des redimensionnements des dispositifs d'antennes et de modifier les outillages pour poursuivre la fabrication avec les nouvelles dimensions. Cela engendre des coûts supplémentaires importants.

[0008] La présente invention a pour but, en particulier, d'éviter ou pour le moins de réduire les inconvénients ci-dessus.

[0009] Il est proposé un dispositif d'antenne comprenant au moins une inductance qui comprend au moins une spire sérigraphiée sur une plaque de circuit imprimé et qui est montée entre un circuit électronique et un élément rayonnant, dans lequel ladite spire de l'inductance est équipée, en au moins un endroit, d'un moyen rapporté reliant lesdites portions séparées, d'ajustement ou de réglage de son impédance en vue d'accorder au moins une fréquence de résonnance de l'antenne à une valeur souhaitée.

[0010] Ainsi, une simple intervention sur le moyen d'ajustement ou de réglage, sans intervention sur le reste du dispositif d'antenne, permet de changer la fréquence de résonnance de l'antenne.

[0011] Lesdites portions séparées présentent des branches parallèles, le moyen de réglage de la longueur de la spire comprenant une barrette de liaison rapportée, dont les extrémités sont reliées auxdites branches parallèles, la position des extrémités de cette barrette de liaison le long desdites branches parallèles permettant de régler la longueur de ladite inductance.

[0012] Lesdites branches parallèles peuvent se présenter sous la forme de peignes, les extrémités de ladite barrette de liaison étant soudées sur certains des doigts de ces peignes.

[0013] Selon une autre variante de réalisation, le moyen rapporté d'ajustement peut comprendre au moins un condensateur rapporté reliant deux portions séparées de ladite inductance, le choix de la valeur de la capacité de ce condensateur permettant d'ajuster la valeur de l'impédance de la spire.

[0014] Selon un autre mode d'exécution, le dispositif d'antenne peut comprendre au moins deux inductances montée en série et équipées respectivement d'un moyen d'ajustement de son impédance,

[0015] L'une des inductances peut être située en vis-à-vis d'une plaque métallique de façon à former un circuit résonnant.

[0016] Des dispositifs d'antenne de dispositifs électroniques vont maintenant être décrits à titre d'exemples non limitatifs, illustrés par le dessin sur lequel :

• la figure 1 représente partiellement une vue de face d'un dispositif électronique équipé d'un dispositif d'antenne ;
• la figure 2 représente une vue arrière du dispositif électronique de la figure 1 ;
• la figure 3 représente une vue de face d'une partie d'une variante de réalisation d'un dispositif d'antenne ;
• la figure 4 représente une coupe selon IV-IV de la figure 3 ;
• la figure 5 représente une vue de face d'une partie d'une autre variante de réalisation d'un dispositif d'antenne ; et
• la figure 6 représente une vue de côté de la figure 5.

[0017] Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif électronique 1 comprend une plaque de circuit imprimé 2 qui présente une face avant 3 (figure 1) et une face arrière 4 (figure 2).

[0018] Sur une zone de la face avant 3 de la plaque de circuit imprimé 2 est monté un circuit électronique 5 généralement composés de plusieurs composants électroniques.

[0019] Sur une autre zone de la face avant 3 de la plaque de circuit imprimé 2, un dispositif d'antenne électromagnétique 6 est, pour partie, réalisé, par exemple par sérigraphie métallique.

[0020] Le dispositif d'antenne 6 comprend, sur une partie de ladite autre zone, une première inductance 7 formée par au moins une spire, généralement par plusieurs spires enroulées sous la forme d'une spirale, et sur une autre partie de ladite autre zone, une seconde inductance 8 formée par au moins une spire, généralement par plusieurs spires enroulées sous la forme d'une spirale. Pour faciliter la représentation sur le dessin, la première inductance 7 comprend environ deux spires et l'inductance 8 comprend environ une spire.

[0021] Le dispositif d'antenne 6 comprend en outre, sur une autre zone, un élément rayonnant 9 formé par une bande rectiligne.

[0022] L'extrémité intérieure de la première inductance 7 est reliée au circuit électronique 5 successivement par l'intermédiaire d'un via 10 qui traverse la plaque 2, d'une branche de liaison 11 formée sur la face arrière 4 de la plaque 2, d'un via 12 qui traverse la plaque 2 et d'une branche de liaison 13 formée sur la face avant 3 de la plaque 2.

[0023] L'extrémité extérieure de la première inductance 7 est reliée à l'extrémité intérieure de la seconde inductance 8 successivement par l'intermédiaire d'une branche de liaison 14 formée sur la face avant 3 de la plaque 2, d'un via 15 qui traverse la plaque 2, d'une branche de liaison 16 formée sur la face arrière 4 de la plaque 2 et d'un via 17 qui traverse la plaque 2.

[0024] L'extrémité extérieure de la seconde inductance 8 est reliée, par exemple, à une partie médiane de l'élément rayonnant 9 par l'intermédiaire d'une branche de liaison 18 formée sur la face avant 3 de la plaque 2.

[0025] En outre, un plateau métallique 19 est sérigraphié sur la face arrière 4 de la plaque 2, en vis-à-vis de la première inductance 7, ce plateau métallique 19 étant relié au via 10 et/ou à la branche de liaison 11.

[0026] La première inductance 7 est sectionnée de façon à présenter deux portions séparées 20 et 21 qui présentent, de façon adjacente à leurs extrémités séparées, des branches parallèles 22 et 23 qui s'étendent à proximité l'une de l'autre. Ces branches parallèles 22 et 23 sont reliées par une barrette de liaison transversale 24 rapportée, dont les extrémités sont par exemple soudées sur les branches parallèles 22 et 23, en des endroits souhaités le long de ces branches parallèles.

[0027] Ainsi, à chaque position quelconque des extrémités de la barrette de liaison 24 le long des branches parallèles 22 et 23 correspond une longueur effective de l'inductance 7 et en conséquence une valeur effective de l'impédance de cette inductance 7. La barrette de liaison 24 constitue ainsi un moyen rapporté d'ajustement géométrique de l'impédance de l'inductance 7 par le choix de sa position le long des branches parallèles 22 et 23 des portions séparées 20 et 21.

[0028] De façon équivalente, la seconde inductance 8 est sectionnée de façon à présenter deux portions séparées 25 et 26 qui présentent, de façon adjacente à leurs extrémités séparées, des branches parallèles 27 et 28 qui s'étendent à proximité l'une de l'autre. Ces branches parallèles 27 et 28 sont reliées par une barrette de liaison transversale 29 rapportée, dont les extrémités sont par exemple soudées sur les branches parallèles 27 et 28, en des endroits souhaités le long de ces branches parallèles.

[0029] Ainsi, à chaque position quelconque des extrémités de la barrette de liaison 29 le long des branches parallèles 27 et 28 correspond une longueur effective de l'inductance 8 et en conséquence une valeur effective de l'impédance de cette inductance 8. Là également, la barrette de liaison 29 constitue ainsi un moyen rapporté d'ajustement géométrique de l'impédance de l'inductance 8 par le choix de sa position le long des branches parallèles 27 et 28 des portions séparées 25 et 26.

[0030] Les barrettes de liaison 24 et 29 peuvent être constituées par des résistances électriques dite « zéro » Ohm.

[0031] Le dispositif d'antenne 6 est adapté pour présenter deux fréquences de résonances (antenne bi-bande), dont une fréquence basse (ou bande basse) et une fréquence haute (ou bande haute). Par exemple, la fréquence basse peut être comprise entre 433.05 MHz et 434.79 MHz et la fréquence haute peut être comprise entre 868 MHz et 870 MHz.

[0032] La première inductance 7 et le plateau 19 forment un circuit résonnant dont la fréquence d'accord est située entre les fréquences basse et haute. A la fréquence basse, ce circuit résonnant se comporte comme une inductance et, à la fréquence haute, ce circuit résonnant se comporte comme une capacité. De ce fait, d'une part la fréquence basse de résonnance est issue du comportement inductif du circuit résonnant précité, monté en série avec la seconde inductance 8 et l'élément rayonnant 9 et, d'autre part, la fréquence haute de résonnance est issue du comportement capacitif du circuit résonnant précité, monté en série avec la seconde inductance 8 et l'élément rayonnant 9.

[0033] Lorsque l'on projette de fabriquer un dispositif électronique 1 particulier, on dimensionne le dispositif d'antenne 6 de façon que les fréquences de résonnance basse et haute soient égales à des valeurs nominales souhaitées, en considérant que les extrémités des barrettes 24 et 29 sont positionnées respectivement sensiblement à mi-longueur des branches parallèles 22, 23 et 27, 28 des inductances 7 et 8.

[0034] Si, au cours de la fabrication en série de dispositifs électroniques 1 et pour toutes sortes de raisons, on s'aperçoit par test que la fréquence de résonnance basse et/ou la fréquence de résonnance haute ont variées par rapport aux fréquences nominales souhaitées de départ de façon trop exagérée, il est alors souhaitable de modifier les caractéristiques électriques (l'impédance) de la première inductance 7 et/ou de la seconde inductance de façon à accorder à nouveau les fréquences de résonnance basse et haute du dispositif d'antenne 6 aux valeurs souhaitées.

[0035] Pour cela, on choisit ou on ajuste une position différente des extrémités des barrettes de liaison 24 et 29 respectivement le long des branches parallèles 22 et 23 de l'inductance 7 et des branches 27 et 28 de l'inductance 8, de façon à modifier les longueurs des inductances 7 et/ou 8. Cette opération peut être obtenue par exemple en modifiant le réglage de l'outillage mettant en place ou rapportant les barrettes de liaison 24 et 29.

[0036] Il en résulte qu'il n'est pas nécessaire de modifier les parties sérigraphiées du dispositif d'antenne 6 mais simplement de changer ou ajuster les positions des barrettes de liaison 24 et 25 rapportées.

[0037] Dans le cas d'un dispositif électronique déjà fabriqué, on peut aussi démonter les barrettes de liaison 24 et/ou 29 et les disposer ou rapporter à un autre endroit de réglage ou d'ajustement.

[0038] En se reportant aux figures 3 et 4, on va décrire une variante de réalisation des branches parallèles 22, 23 et 27, 28 des inductances 7 et 8, selon laquelle ces branches s'étendent sous la forme de peignes qui présentent des doigts 30 et 31 en vis-à-vis disposés selon un pas déterminé. Lors de la mise en place des barrettes 24 et 29, on dépose sur les doigts respectifs 30 et 31 des gouttes 32 et 33 d'une matière de soudage et on pose les barrettes 24 et 26 aux endroits souhaités, ces barrettes pouvant recouvrir par exemple deux doigts adjacents de chaque peigne. Par effet de capillarité, les barrettes se placent sur les doigts 30 et 31 choisis. Puis on procède au durcissement de la matière de soudage.

[0039] Selon une autre variante de réalisation illustrée sur les figures 5 et 6, les inductances 7 et 8 peuvent être sectionnées comme précédemment et raboutées par l'intermédiaire de condensateurs de liaison 34 rapportés sur les extrémités adjacentes des sectionnements par exemple par soudage.

[0040] Dans ce cas, le choix des caractéristiques électriques (par exemple la valeur de leur capacité) des condensateurs 34 détermine les valeurs des impédances des inductances 7 et 8 qui, elles-mêmes, déterminent les valeurs des fréquences de résonnance basse et haute du dispositif d'antenne 6. Ainsi, en choisissant, pour chaque condensateur 34, des valeurs différentes de leur capacité, on peut changer les fréquences de résonnance basse et/ou haute et ajuster ou régler ces dernières à des valeurs de fréquences souhaitées, de façon équivalente à ce qui a été précédemment décrit.

[0041] Selon une autre variante de réalisation, les condensateurs 34 proposés ci-dessus peuvent remplacer les barrettes 24 et 29, de façon à combiner le choix des longueurs des inductances 7 et 8 et le choix des valeurs des capacités des condensateurs 34, pour fixer les valeurs des impédances des inductances 7 et 8 et en conséquence des fréquences basse et/ou haute de résonnance du dispositif d'antenne 6.

[0042] Selon une autre variante de réalisation, on pourrait équiper l'une des inductances 7 et 8, sectionnées, d'une barrette de liaison et l'autre d'un condensateur, disposés respectivement comme décrit précédemment.

[0043] Les dispositions d'antennes décrites ci-dessus concernent des dispositifs d'antenne à deux fréquences de résonnance. Néanmoins, elles pourraient être appliquées à des dispositifs d'antennes à une seule fréquence de résonnance, ne comprenant par exemple qu'une seule inductance, par exemple l'inductance 8.

[0044] A titre d'application particulière, les dispositions d'antennes décrites ci-dessus peuvent équipés des circuits électroniques de systèmes d'alarme ou de domotique.

[0045] La présente invention ne se limite pas aux exemples ci-dessus décrits. Bien d'autres variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.

Revendications

1. Dispositif d'antenne comprenant au moins une inductance qui comprend au moins une spire sérigraphiée sur une plaque de circuit imprimé (2) et qui est montée entre un circuit électronique et un élément rayonnant, dans lequel ladite spire de l'inductance (7, 8) comprend deux portions séparées (20, 21) et est équipée, en au moins un endroit, d'un moyen rapporté (24, 29, 34) reliant lesdites portions séparées, d'ajustement ou de réglage de son impédance en vue d'accorder au moins une fréquence de résonnance de l'antenne à une valeur souhaitée.

2. Dispositif d'antenne selon la revendication 1, dans lequel lesdites portions séparées (20, 21) présentent des branches parallèles (22, 23), le moyen de réglage de la longueur de la spire comprenant une barrette de liaison rapportée (24), dont les extrémités sont reliées auxdites branches parallèles, la position des extrémités de cette barrette de liaison le long desdites branches parallèles permettant de régler la longueur de ladite inductance.

3. Dispositif d'antenne selon la revendication 2, dans lequel lesdites branches parallèles se présentent sous la forme de peignes, les extrémités de ladite barrette de liaison étant soudées sur certains des doigts (30, 31) de ces peignes.

4. Dispositif d'antenne selon la revendication 1, dans lequel le moyen rapporté d'ajustement comprend au moins un condensateur rapporté (34) reliant lesdites portions séparées de ladite inductance, le choix de la valeur de la capacité de ce condensateur permettant d'ajuster la valeur de l'impédance de la spire.

5. Dispositif d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux inductances montées en série et équipées respectivement d'un moyen d'ajustement de son impédance.

6. Dispositif d'antenne selon la revendication 5, dans lequel l'une (7) des inductances est située en vis-à-vis d'une plaque métallique (19) de façon à former un circuit résonnant.

Dessins