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:~ y~
- 2118082
: 1
;
:.
ANTENNE DU TYPE POUR DISPOSITIF RADIO PORTABLE, PROCEDE DE
FABRICATION D'UNE TELLE ANTENNE ET DISPOSITIF RADIO PORTABLE
COMPORTANT UNE TELLE ANTENNE
La présente invention concerne une antenne du type
pour dispositif radio portable, et notamment pour
radiotéléphone, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une
telle antenne et qu'un dispositif radio portable comportant
une telle antenne. Cette antenne est destinée à émettre et à
10 recevoir des signaux radio.
; Les antennes utilisées actuellement dans les
dispositifs radio portables, et plus particulièrement dans
les radiotéléphones, comportent en général :
- une antenne hélico~dale quart d'onde disposée à la partie
;` 15 supérieure du bo~tier du radiotéléphone et alimentée par une
ligne coaxiale couplée à l'émetteur/récepteur du dispositif
~, radio, pour l'utilisation dans des conditions normales,
.,!; l'hélice étant en géneral constituée d'un fil métallique
bobiné autour d'un mandrin support en un matériau isolant,
20 - éventuellement, pour l'utilisation du dispositif radio
~i dans des conditions fortement perturbées, un brin demi-onde
extractible hors du boitier du dispositif radio, tel que,
lorsqu'il se trouve en position rentrée à l'intérieur du
boitier, il est pratiquement entièrement découplé de
25 l'antenne h~lico~dale, et lorsqu'il se trouve en position
- déployée hors du boîtier, il est couplé de manière
` capacitive à l'antenne hélico~dale.
De telles antennes sont décrites par exemple dans la
demande de brevet EP-0 367 609 et dans le brevet
30 US-4 121 218.
Les performances radio de telles antennes, bien
....
qu'elles soient acceptables pour l'utilisation qui en est
faite, ne sont pas optimales, notamment en termes
d'efficacité et de bande passante. Ceci est dû au fait que
35 leur impédance de rayonnement, caractéristique de leur
pouvoir rayonnant et par conséquent de leur efficacité en
...
.....
....
.
.:<.
.~ .
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tant qu'antennes, est faible (en pratique très inférieure à
son) .
D'autre part, compte tenu de la taille actuelle
relativement faible des radiotéléphones portatifs, il est
5 souhaitable, pour occuper le moins de place possible dans le
boîtier du radiotéléphone, de diminuer autant que possible
l'encombrement du brin extractible, ce dernier étant logé
l'intérieur du boitier lorsqu'il se trouve en position
rentrée. En effet, le volume occupé à l'intérieur du boîtier
10 par le brin extractible ne peut y être occupé par d'autres
éléments nécessaires au fonctionnement du radiotéléphone
(émetteur/récepteur, modulateur/démodulateur,
codeur/décodeur, connecteur de carte à puce, etc...).
Or les brins extractibles connus actuellement sont
15 généralement sensiblement cylindriques, de sorte qu'ils
occupent un volume trop important dans le bo~tier du
radiotéléphone.
En outre, les performances en termes de gain et
; d'omnidirectionnalité des antennes connues du type précédent
' 20 utilisant un brin extractible sont détériorées par la
dépendance entre ce dernier et le boitier du radiotéléphone.
Un but de la présente invention est par conséquent de
i~ réaliser une antenne pour dispositif radio portable dont
`;} l'efficacité soit accrue par rapport aux antennes de ce type
' 25 connues actuellement.
Un autre but de la présente invention est de réaliser
~;~ une antenne du type précédent qui occupe un volume à
l'intérieur du dispositif portable qui soit le plus faible
- possible.
-' 30 Enfin, un autre but de la présente invention est de
réaliser une antenne de type précédent dans laquelle le brin
extractible soit le plus indépendant possible du boîtier du
dispositif radio associé.
La présente invention propose à cet effet une antenne
35 du type pour dispositif radio portable, comprenant notamment
une antenne hélico~dale couplée par sa base ~ un
t
, . .
r ::::- . -
r~~
21~8082
.
:
` émetteur/récepteur,
caractérisée en ce que le pas de l'hélice en un matériau
.~ conducteur constituant ladite antenne hélico~dale est
.;. variable selon la hauteur de l'hélice, et décroissant depuisla base de ladite antenne hélicoïdale jusqu'à son sommet.
`. D'autres caractéristiques et avantages de la présente
`: invention apparaîtront dans la description suivante de modes: de réalisation possibles d'une antenne selon l'invention,
: ces modes de réalisation étant donnés à titre illustratif et
lo nullement limitatif.
Dans les figures suivantes :
` - la figure 1 représente, en coupe partielle, une portion
- d'un radiotéléphone au niveau de laquelle est installée une~` antenne selon l'invention,
.... : 15 - la figure 2 est une coupe transversale du brin extractible
;~ représenté en figure 1, :.la figure 3A représente de manière schématique l'antenne
hélicoidale de la figure 1, et la figure 3B la courbe
` correspondante donnant l'intensité en fonction de la hauteur.~ 20 depuis la base de l'hélice,
. - la figure 4 est un schéma équivalent de l'antenne de la
.~ figure 1 lorsque le brin extractible est en position . .
.` rentrée, :.
la figure 5 est un schéma équivalent de l'antenne de la
~` 25 figure 1 lorsque le brin extractible est en position
. déployée,
- la figure 6A représente de manière schématique une antenne
hélico~dale classique, la figure 6B la courbe correspondante
donnant.l'intensité en~fonction de la hauteur depuis la base
:: 30 de l'hélice, et la figure 6C le schéma équivalent de cette
.:, antenne,
`~ - la figure 7A représente de manière schématique une antennehélico~dale à hélice A pas variable mais à largeur :-
constante, conforme à la présente invention, la figure 7B la
.~ 35 courbe correspondante donnant l'intensité en fonction de la
.. hauteur depuis la base de l'hélice, et la figure 7C le
. :
..:
. ~, .
.
21~082
.,
schéma équivalent de cette antenne,
- la figure 8A représente de manière schématique une autre
antenne hélicoïdale à hélice à pas variable mais à largeur
constante, conforme à la présente invention, la figure 8B la
; 5 courbe correspondante donnant l'intensité en fonction de la
hauteur depuis la base de l'hélice, et la figure 8C le
schéma équivalent de cette antenne,
- la figure g représente en vue de face et en coupe
partielle le brin extractible de l'antenne de la figure 1,
:. 10 - la figure 10 représente en vue de face et en coupe
partielle une première variante du brin extractible de
l'antenne de la figure 1, dans son revêtement de protection,
^ - la figure 11 représente en vue de face et en coupe
partielle une deuxième variante du brin extractible de
15 l'antenne de la figure 1, dans son revêtement de protection,
v` - la figure 12 représente en perspective une variante
. possible pour le brin extractible de la figure 9,
- la figure 13A représente en vue de face une variante
possible pour l'antenne hélico~dale de la figure 1,
20 - la figure 13B est une vue en coupe de la paroi de
.- l'antenne hélico~dale de la figure 13A,
;. - la figure 13C représente la courbe donnant l'intensité en
` fonction de la hauteur depuis la base de l'hélice de
r l'antenne de la figure 13A,
. 25 - la figure 14A montre ce qui est obtenu à l'issue d'une
étape d'une méthode possible de fabrication d'une antenne
hélico~dale telle que celle de la figure 1,
- la figure 14B montre comment procéder à l'assemblage de ce
" qui a été obtenu ~ la figure 14A.
Dans toutes ces figures, les éléments communs portent
les mêmes numéros de réf~rence.
on se reportera en premier lieu à la figure 1.
- On voit dans cette figure une antenne 1 selon
>` l'invention. L'antenne 1 comprend une antenne hélico~dale 2
; 35 et un brin extractible 3.
:. ~
~. ~
... , ' :
.
2 1 ~ 2
. ,
L'antenne hélicoïdale 2 est logée en partie dans un
évidement 4 d'un boîtier 5 de radiotéléphone, partiellement
` représenté en figure 1. Le boîtier 5 est constituée d'un
matériau isolant, éventuellement métallisé, et a une forme
5 sensiblement parallélépipédique. Afin de maintenir et de
protéger l'antenne hélicoïdale 2, un boîtier d'antenne 6
(représent~ en trait interrompu) dont la base vient
completer l'évidement 4 est utilisé.
L'antenne hélicoïdale 2 est entièrement insérée dans
10 le boîtier d'antenne 6, et dépasse environ des trois quarts
de sa hauteur au-delà du boîtier 5 du radiotéléphone.
Elle est constituée plus particulièrement d'un mandrin
~- support 7 en un matériau isolant, de forme sensiblement
cylindrique, sur la surface extérieure duquel a été déposée
~ 15 par un procéd~ de dépôt métallique classique, une hélice 8.
:~ Selon l'invention, le pas de l'hélice 8 est variable et
. ~ .
diminue à partir de sa base 8B jusqu'à son sommet 8A. De
même, toujours selon l'invention, la largeur de la piste
électrique constituant l'hélice 8 est également variable et
20 diminue à partir de la base 8B jusqu'au sommet 8A. On
expliquera les raisons d'une telle structure et les
avantages qu'elle procure dans la suite de la présente
description.
ii; La longueur électrique de l'hélice 8 est sensiblement
25 égale à la moitié de la longueur d'onde moyenne
d'utilisation.
M La base 8B de l'hélice 8, se trouvant à la base du
mandrin 7, est reliée par l'intermédiaire d'une languette
d'interconnexion~9ià un câble coaxial 10 d'alimentation de
30 l'antenne h~licoïdale 2 se trouvant dans le boitier 5 du
radiotéléphone et relié par ailleurs à l'émetteur/récepteur
de ce dernier (non représenté).
` on trouve également dans le boîtier d'antenne 6 une
bague de positionnement 11 (représentée en trait interrompu)
35 en un matériau isolant, destinée à centrer et à maintenir
~- l'antenne hélicoidale 2.
. . .
.,
.~ ~
-~ 211~082
Le brin extractible 3 est constitué d'un ruban
métallique 12 de section en forme de C très aplati (voir
figures 2 et 9), que l'on qualifiera de méplate. La longueur
électrique du ruban 12 est sensiblement égale à la moitié de
` 5 la longueur d'onde moyenne d'utilisation. Le ruban 12 est en
outre inséré dans un revêtement 13 en un matériau isolant
.:
i~ destiné à la protéger.
- De manière avantageuse, le brin extractible 3 comprend
en outre un élément métallique 15 en son sommet 3A, cet
10 élément 15 s'étendant dans une direction sensiblement
orthogonale à l'axe X de l'hélice 8 (le ruban 12 s'étend
selon une direction sensiblement parallèle à l'axe X).
L'élément 15 est également inséré dans le revatement 13, et
il peut être ou non relié électriquement au ruban 12. On
` 15 expliquera plus loin son utilité.
Le brin extractible 3 peut fonctionner dans deux
positions. Dans une première position (correspondant à celle
~ illustrée en figure 1), il est pratiquement entièrement
- rentré dans le boîtier d'antenne 6 et dans un logement
~- 20 adapté 14 pratiqué dans le boitier 5 du radiotéléphone. Dans
- cette position, l'antenne 1 est du type quart d'onde
' (c'est-à-dire qu'elle utilise le boitier 5 comme contrepoids
électrique), et seule l'antenne hélico~dale 2 sert alors à
l'émission et à la réception de signaux radio. Les parois du
~; 25 logement 14 sont recouvertes de métal 141 pour constituer un
~i~ blindage pour le brin extractible 3 en position rentrée.
?i` Dans une deuxième position (non représentée), le brin
~ extractible 3 est entièrement déployé à l'extérieur du
;:~
boitier d'antenne 6. Il y a dans ce cas un couplage ~ i
30 capacitif entre le brin 3 et le sommet de l'antenne
hélico~dale 2, de sorte que la hauteur totale de l'antenne 1
;~ et sa résistance de rayonnement sont augmentées. Dans cette
r-` position du brin extractible 3, l'antenne 1 est encore du
i type quart d'onde.
Afin de limiter la course du brin extractible 3 lors
~ de son déploiement, l'extrémité inférieure 13B du revêtement
`'~s~ ,
~ .:
",., :.
,.~ J ` ~ ~
~,; ~"':~
2118082
. 7
' ' .
13 est de forme tronconique avec sa base de plus grand
diamètre orientée vers le sommet de l'antenne. L'extrémité
13B vient en butée contre la paroi supérieure 14A du
;~ logement 14.
Comme cela a été mentionné plus haut, une
caractéristique essentielle de la présente invention réside
dans le fait que l'on utilise une antenne hélicoïdale dont
l'hélice est à pas variable, ce pas diminuant lorsque l'on
se rapproche du sommet de 1'antenne hélicoïdale,
c'est-à-dire au fur et ~ mesure que le courant théorique
dans une antenne hélicoïdale classique (c'est-à-dire de pas
et de largeur constants) de mêmes dimensions diminue. Une
telle structure permet d'une part d'améliorer l'efficacité
de l'antenne 1 en assurant mieux le transfert d'énergie, et
~ 15 d'autre part d'augmenter la bande passante de l'antenne 1.
- En effet, cette structure permet d'établir dans
' l'antenne hélicoïdale 2 une distribution sensiblement
trapézo~dale du courant. On augmente ainsi la résistance de
~,, rayonnement de l'antenne, et par conséquent son efficacité
20 et sa bande passante.
Dans l'exemple illustré en figure 1, les spires de
l'hélice 8 sont en contact les unes avec les autres au
sommet 8A, de sorte que l'on obtient au sommet 8A une
` surface métallisée continue. Ainsi, le sommet 8A est rendu
25 capacitif, ce qui permet d'obtenir la distribution
` sensiblement trapézo~dale du courant et les avantages qui en
résultent. Immédiatement avant le sommet 8A, les spires de
` l'hélice 8 constituent un spiralage serré sans toutefois
être en contact les unes avec les autres. La capacité
30 réalisée est ainsi rendue selfique, ce qui en augmente la
valeur apparente. En outre, le fait de réaliser une capacité
au sommet de l'antenne hélico~dale 2 facilite et améliore le
couplage capacitif et l'adaptation entre cette dernière et ~-
le brin extractible 3.
.,
-
~ ` ~ 2118082
;
Ainsi, l'hélice à pas variable permet d'obtenir des
;~ conditions optimales d'adaptation et de couplage dans les
deux modes de fonctionnement (brin rentré ou déployé).
A titre d'exemple, on a représenté en figure 6A, très
schématiquement, une antenne hélico~dale 62 à pas et largeur
constants, selon l'art antérieur. La courbe 63 en figure 6B
représente l'intensité du courant i en fonction de la
hauteur h selon l'axe X de l'antenne hélico~dale 62. On voit
que la distribution du courant i est sensiblement
10 triangulaire. Enfin, la figure 6C représente le schéma
; équivalent de l'antenne 62 : cette antenne équivaut à une
inductance pure 64.
On voit en figure 7A, de manière très schématique, une
antenne hélico~dale 72 conforme au principe de la présente
15 invention, et qui pourrait être utilisée en lieu et place de
l'antenne hélico~dale 2 de la figure 1. Les spires de
l'antenne 72 sont en contact les unes avec les autres au
sommet de cette dernière de manière ~ constituer une
métallisation continue. La courbe 73 de la figure 7B, qui
20 représente l'intensité du courant i en fonction de la
hauteur h selon l'axe X, montre bien que la distribution de
courant tend vers une forme trapézo~dale. La figure 7c, qui
...
représente le schéma équivalent de l'antenne 72, illustre
que cette dernière équivaut à une inductance 74 en série
25 avec une capacité 75.
De même, on voit en figure 8A, de mani~re très
schématique, une antenne hélico~dale 82 conforme au principe
de la présente invention, et qui pourrait être utilisée en
lieu et place de l'antenne hélico~dale 2 de la figure 1. Les
30 spires de l'antenne ~2 sont en contact les unes avec les
i; autres au sommet de cette dernière de manière à constituer
`` une métallisation continue, et resserrées sans être en
contact les unes avec les autres immediatement avant
``~ d'atteindre le sommet. Le reste de l'hélice est à pas
35 constant. La courbe 83 de la figure 8B, qui représente
l'intensit~ du courant i en fonction de la hauteur h selon
,'''
, ~ ~
-- 21~8082
. ~ ~
l'axe X, montre bien que la distribution de courant tend de
plus en plus (par rapport à la figure 7B) vers une forme
trapézoïdale. La figure 8c, qui représente le schéma
équivalent de l'antenne 82, illustre que cette dernière
équivaut à une première inductance 84 (correspondant à la
partie de l'hélice à pas constant), en série avec une
deuxième inductance 85 (correspondant à la partie de
l'hélice à pas serré) et avec une capacité 86 (correspondant
-- au sommet de l'hélice o~ les spires sont en contact les unes
`~ 10 avec les autres).
Selon un perfectionnement avantageux de la présente
invention, afin d'augmenter encore la résistance de
~ rayonnement d'une antenne hélico~dale telle que celle
;~ représentée à la figure 7A ou à la figure 8A, c'est-à-dire
15 d'accro~tre sa surtension, on optimise la largeur de la
piste électrique constituant l'hélice, afin d'augmenter la
surface définie par la distribution de courant. On obtient
ainsi une efficacité et une largeur de bande encore
; améliorées pour l'antenne selon l'invention.
L'antenne hélico~dale 2 représentée en figure 1
illustre les principes qui viennent d'être exposés. Elle est
représentée schématiquement en figure 3A, et accompagnée en
~ figura 3B de la courbe 33 correspondante représentant
``~ l'intensité du courant i en fonction de la hauteur selon
`~`i 25 l'axe X. On remarque gue la surface comprise entre la courbe
~ 33 et les axes de coordonnées est encore augmentée par
, .
rapport ~ la surface correspondante aux figures 7B ou 8B.
`~ Ceci a pour effet d'accroitre la résistance de rayonnement
et donc l'efficacité et la bande passante de l'antenne.
On a représenté aux figures 4 et 5 les schémas
; équivalents de l'antenne 1 respectivement lorsque le brin
extractible 3 est en position rentrée et lorsqu'il est en
position déployée.
~i En figure 4 : ~-
- C1 représente la capacit, cumulée ajoutée d'une part par
l'élément 15 au sommet 3A du brin extractible 3 et d'autre
.,
.. ;,
~ 2118~82
''~ 10
:
part par la partie capacitive du sommet 8A de l'hélice 8 ;
la partie de c1 correspondant à l'élément 15 du brin 3
complète l'effet apporté par le sommet capacitif 8A de
l'hélice 8,
- LH représente l'inductance élevée due au spiralage serré
immédiatement avant le sommet 8A de l'hélice 8,
- LB représente l'inductance faible de la partie basse de
l'hélice 8 ; LB est négligeable devant LH,
~ C2 est une capacité parasite sur la partie basse de
l'hélice 8 ; elle est négligeable du fait que LB est très
petite devant LH.
En figure 5, la partie de C1 apportée par l'élément 15
au sommet 3A du brin extractible 3 n'a plus d'effet lorsque
: le brin 3 se trouve en position déployée, et la partie de C
.,.~.
15 apportée par le sommet 8A de l'hélice ~ a ét~ prise en
1 compte dans la capacité C3 de couplage du brin extractible 3
;~ avec l'antenne helico~dale 2 ; ce couplage est élevé et a
~; tendance à réduire l'effet de LH, ce qui compense la
capacité C4 ajoutée par le brin 3 déployé et correspondant à
l'effet d'antenne du brin 3 par rapport à l'environnement
extérieur.
Le fait d'augmenter la hauteur de l'antenne 1 en
` déployant le brin extractible 3 améliore, de manière connue,
l'efficacité de llantenne, en augmentant sa hauteur efficace
~; 25 et sa résistance de rayonnement.
;, on notera que le brin extractible 3 n'est pas
l nécessairement situé à l'extérieur de l'antenne hélico~dale
-~ 2 ; en effet, si le mandrin support est creux, le brin
. extractible peut se trouver à l'intérieur du mandrin 7j ce
; 30 qui a l'avantage de procurer une économie de place
supplémentaire.
` On a en outre représenté aux figures 10 et 11 des
variantes possibles pour le brin extractible 3. -
Plus précisément, la figure 10 représente une variante
35 utilisable ~ la place du xuban 12 du brin extractible 3 des
figures 1, 2 et 9 (l'élément 15 n'a pas été représenté en
,,
~ ~,
,~,y
,. . .
.. x.: i - - ., .. . .. . . ~ , , . . ~ - .
2118082
figure 10). Au lieu d'utiliser un ruban métallique 12, on
utilise une ligne conductrice métallique 1012 déposée de
manière à former une ligne crénelée sur un film en un
matériau isolant constituant une partie du revêtement 13. La
`~ 5 ligne 1012 est noyée dans le revêtement 13. Une telle
-~ structure permet de raccourcir la longueur effective du brin
~ extractible 3, tout en conservant une longueur électrique
;~ égale a la moitié de la longueur d'onde. Ceci permet de
diminuer l'espace occupé par le brin extractible 3 à
lo l'intérieur du bo~tier 5 du radiotéléphone. De m~me qu'avec
le ruban 12, on peut en outre éventuellement utiliser
l'élément 15 à la partie supérieure du brin 3, pour obtenir
le même effet que celui décrit précédemment.
Selon une autre variante possible pour le brin
- 15 extractible 3, illustree à la figure 11 (l'élément 15 n'a
pas été représenté sur ces figures, mais peut également être
` utilisé en relation avec la variante qui y est illustrée),
on peut utiliser à la place du ruban 12 un fil métallique
1112 ayant une structure de ressort écrasé produisant un
20 effet de tuile sans contact entre les spires.
Le ressort 1112 est également noyé dans un revêtement ~-
13 en un matériau isolant, et les avantages qu'il procure
~` sont identiques à ceux obtenus avec la ligne 1012.
- Toutes ces structures pour le brin extractible 3
~: 25 (ruban 12, ligne 1012, ressort 1112) permettent de réduire
~r, ', plus OU moins l'encombrement du brin extractible 3 dans le
bo~tier 5 du radiotéléphone, ce qui laisse plus d'espace
pour d'autres éléments indispensables de ce dernier. Le
matériau isolant constituant le revêtement 13 sera choisi à
la fois pour conférer au brin 3 une certaine souplesse et
-¦ pour assurer une résistance mécanique suffisante pour -
protéger la partie métallique qu'il renferme.
1 Selon un perfectionnement possible pour le brin
ii extractible 3, plus particulièrement adaptée à l'utilisation
35 du ruban 12, la partie métallique haute du brin 3, située
immédiatement avant l'élément capacitif 15, est reliée à ce
,,
..... ~.. ": ~ . , . ................. , , -
~, ~ i,P::
21~82
12
dernier par une structure inductive 16. Ceci permet
d'améliorer l'efficacité en position déployée du brin
- extractible 3.
On va donner à présent des précisions sur la
5 fabrication d'une antenne hélico~dale selon l'invention.
Comme on l'a déjà indiqu~, l'antenne hélico~dale 2,
ainsi que toutes les variantes qui en ont été décrites, peut
~` être réalisée par dépôt métallique sur un mandrin support 7.
L'hélice peut ainsi ~tre obtenue selon toute méthode
~ 10 classique (métallisation puis sérigraphie, métallisation
,~ puis masquage et photolithographie, selon la méthode décrite
~ dans la demande de brevet EP-0 465 658, etc... ).
- L'hélice peut être réalisée sur la surface externe ou
interne d~un mandrin en un matériau isolant (lorsque ce
15 mandrin est tubulaire). De manière préférentielle, si
l'hélice 8 est réalisée sur la surface extérieure du mandrin
7 (ainsi que cela est représenté en figure 1), la
métallisation sera recouverte d'un revêtement de protection
~i ~non représenté).
Lorsque l'on effectue une métallisation ~ l'intérieur -~
d'un mandrin support, l'épaisseur de la paroi du mandrin
sera de préférence faible, pour faciliter le couplage
~j capacitif éventuel avec un brin extractible. De plus, il
~j pourra être nécessaire d'assurer la rigidité de l'antenne
25 hélicoïdale ainsi obtenue en insérant dans le mandrin une
pièce de renfort quelconque en un matériau isolant.
La méthode proposée de réalisation de l'hélice 8 par
métallisation est avantageuse, car elle permet de rendre
l'antenne hélico~dale 2 très compacte, ce qui permet 3i cette
30 dernière d'occuper le moins de place possible à l'intérieur
du boîtier 5 du radiotéléphone. En outre, la
reproductibilité de l'h~lice ainsi réalisée est meilleure
par rapport à l'utilisation d'un fil bobiné.
~,~3 Par ailleurs, l'utilisation de cette méthode dans le
35 cadre de l'invention est particulièrement avantageuse, car
~, elle permet de réaliser aisément une hélice de pas et de
~3
.~ ,~ .
:,
:"~ "., .. *, ' ' ! . . ~ . , , . . ' ~ ' . ' : . .
21 1 80~2
. 13
.. largeur variables. On comprend bien en effet que la
réalisation d'une telle hélice à l'aide d'un fil métallique
; bobiné, même si elle est concevable, est beaucoup plus
~: complexe.
Selon une variante proposée par la présente invention
. dans le procédé de fabrication de l'antenne hélicoïdale, on
; peut, au lieu de procéder à une métallisation directement
sur un mandrin ayant la forme requise, effectuer un dépôt
. métallique sur un film isolant plan et souple 20 (voir
. 10 figure 14A). Le film souple 20 peut être constitué notamment
... de Kapton, de Mylar ou de Duroid (marques déposées). Sa
- forme constitue la forme développée de la forme définitive
.~ que l'on souhaite donner à l'antenne hélicoïdale. On élimine
ensuite, par sérigraphie, photolithographie ou autre, les
:` 15 parties de la métallisation non nécessaires, de manière à
-............... obtenir un motif 21 tel que, par assemblage en joignant deux :
cotés opposés 20C et 20D du film 20, on obtient une hélice
., de pas et de largeur voulus.
Le film 20 présente à cet effet des vias métallisés .
22, et sur sa face opposée à celle comportant le motif 21,
autour des vias métallisés 22, des pastilles métallisées 23
(voir figure 14B) destinées à assurer la continuité .
électrique de l'ensemble. :
L'assemblage du film 20 est réalisé par soudure sur un
~ 25 mandrin (non représenté) de forme souhaitée (voir figure
~ 14B). :
. Cette méthode présente l'avantage d'être de mise en
`' oeuvre plus simple (le dépôt sur une surface plane est plus
~ simple:à réaliser.quelle dépot sur une surface de
s`j 30 révolution), et de permettre de donner à l'antenne
hélico~dale une forme quelconque (tronconique, cylindrique, .- ~;
de section rectangulaire, etc...).
On voit en outre, sur la figure 14A, que le film 20 ~:.
~A'~ présente, à sa partie supérieure, une "patte" 24
~;. 35 rectangulaire, de surface infPrieure à celle du film 20, sur
laquelle on voit également un motif de métallisation 25
'.
,.
~, . .. . . ., . . . . ,, , - ,- , - , ,, - .
2 1 ~ 2
14
:::
comportant une partie centrale 26 pleine, entourée d'un
spiralage 27. Cette patte 24 est destinée ~ être rabattue à
angle droit lors de l'assemblage du film 20 sur une forme
parallélépipédique à angles arrondis. La partie centrale
5 pleine 26 constituera alors le sommet capacitif de l'antenne
~: hélicoïdale, et le spiralage la partie d'inductance élevée.
Lorsque l'on ne souhaite utiliser qu'une capacité de
sommet (cf. figure 7A), la patte 24 peut être entièrement
métallisée par une métallisation pleine.
Le décrochement inférieur 28 du film 20 servira à
réaliser la languette d'interconnexion avec le câble coaxial
d'alimentation. -
- Toutes les variantes qui viennent d'être décrites pour
;~ l'antenne selon l'invention comportent une alimentation par
15 câble coaxial, ce câble coaxial étant relié d'une part à
~i l'antenne hélico~dale, et d'autre part à
l'émetteur/récepteur du radiotéléphone avec lequel l'antenne
~` selon l'invention est en relation.
. Il est possible de réaliser l'alimentation de -
l'antenne selon l'invention d'une autre manière. On a ainsi
~;:
~c; représenté aux figures 13A et 13B une variante possible pour
`~ l'antenne hélico~dale 2 de la figure 1. Ici, l'hélice 138
comporte deux portions 138A et 138B. La portion 138A est
constituée d'une métallisation 1381, par exemple sur la
2s surface extérieure du mandrin 7, de largeur et de pas
variable de manière à réaliser un sommet capacitif et une
inductance élevée, de la même manière qu'en figure 1. La
partie 138B comprend une métallisation 1382 sur la surface
; extérieure prolongeant la métallisation 1381 mais ayant un -
.''A 30 pas et une largeur constants, et une métallisation
~j correspondante 1383 sur la surface intérieure du mandrin 7
(tubulaire) en regard de la métallisation 1382 et plus large
~ que cette dernière.
;i La longueur électrique de la portion 138A est
`;` 35 d'environ un quart de la longueur d'onde, de même que celle
~ de la portion 138B.
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`~ La courbe correspondante 133 donnant l'intensité du
courant i en fonction de la hauteur h le long de l'axe X
pour l'antenne hélico~dale 132 ainsi obtenue est donnée en
figure 13C .
` 5 La partie inférieure de l'antenne hélico~dale 132 sert
ainsi à la fois d'élément rayonnant (métallisations 1381 et
1382) et de ligne d'alimentation (1382 et 1383), la
métallisation 1383 correspondant au conducteur de masse,
c'est-à-dire au conducteur extérieur du coaxial
lo d'alimentation, et la métallisation 1382 correspondant à
l'âme du coaxial d'alimentation (lorsque la métallisation
13~1-1382 se trouve sur la surface intérieure du mandrin 7,
la métallisation 1383 se trouve alors bien entendu à
l'extérieur).
`. 15 La méthode de fabrication de l'antenne hélico~dale
selon les figures 13A et 13B peut être une des méthodes
~! décrites précédemment. On peut également réaliser l'antenne
132 par bobinage, bien que cela soit beaucoup moins aisé.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux
20 modes de réalisation qui viennent d'être décrits.
En particulier, une antenne selon l'invention ne
~ comporte pas nécessairement de brin extractible. En effet,
`~ un tel brin n'est nécessaire que pour permettre à l'antenne
de fonctionner quelles que soient les conditions, et une
25 telle spécification n'est pas toujours formulée.
Par ailleurs, la disposition adoptée pour l'antenne
selon l'invention par rapport au boitier du radiotéléphone
ne constitue qu'un exemple. D'autres dispositions sont
possibles sans sortir du cadre de la présente invention. ~
Le fait d'utiliser une méthode de métallisation pour
fabriquer l'antenne hélico~dale selon l'invention permet en
~; outre de réaliser aisément des circuits en constantes
' réparties ou localisées au sommet de l'antenne, ou encore
l des éléments de correction d'imp~dance supplémentaires.
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' 16
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` On comprendra bien que la caractéristique essentielle: de l'invention est de réaliser une hélice à pas variable et
~ décroissant vers le sommet de l'antenne hélicoïdale.
.
.;. Ainsi, toutes les formes de réalisations de l'antenne
` 5 hélicoidale et du brin extractible données ne constituent
-~ que des exemples, et l'homme de l'art pourra à loisir
choisir d'autres modes de réalisation sans sortir du cadre
de l'invention.
Enfin, on pourra remplacer tout moyen par un moyen
lQ équivalent sans sortir du cadre de l'invention.
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