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EP1661206A1 - High impedance substrate - Google Patents

High impedance substrate

Info

Publication number
EP1661206A1
EP1661206A1 EP04786396A EP04786396A EP1661206A1 EP 1661206 A1 EP1661206 A1 EP 1661206A1 EP 04786396 A EP04786396 A EP 04786396A EP 04786396 A EP04786396 A EP 04786396A EP 1661206 A1 EP1661206 A1 EP 1661206A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
sheet
high impedance
substrate according
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04786396A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1661206B1 (en
Inventor
Olivier Reynet
Olivier Acher
Marc Ledieu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1661206A1 publication Critical patent/EP1661206A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1661206B1 publication Critical patent/EP1661206B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/006—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces
    • H01Q15/0066—Selective devices having photonic band gap materials or materials of which the material properties are frequency dependent, e.g. perforated substrates, high-impedance surfaces said selective devices being reconfigurable, tunable or controllable, e.g. using switches

Definitions

  • the invention lies in the field of high impedance substrates. Such substrates are in particular applicable in microwave devices.
  • the invention finds an application in particular but not only in telecommunications, for example in the frequency band going from approximately 50 MHz to approximately 4 GHz for the production of antennas.
  • an artificial magnetic conductor 900 constituting a high impedance surface including: A frequency selective surface having a frequency dependent permeability in a direction normal to the frequency selective surface A conductive ground plane 806 parallel to the frequency selective surface and A dielectric medium between the ground plane and the frequency selective surface in which conductive metal parts in the form of partitions perpendicular to the ground plane connect the frequency-selective surface to the ground plane.
  • the surface is frequency selective because / it comprises a network 102 of resonant loops also called artificial magnetic molecules 804.
  • resonant loops or artificial magnetic molecules 804 are strongly coupled together in a capacitive manner, thus forming a frequency-selective capacitive surface.
  • Various embodiments including in particular multi-band surfaces constituted by layers each having loops resonant at different frequencies, and uses of such a surface are described in 'particular for the realization of antennas. It is known that such high impedance substrates are very useful in the field of antennas. Such surfaces are intended to interact with an incident electromagnetic wave arriving on this high impedance surface. They make it possible to reduce the size of the devices used while improving the selectivity and directivity characteristics of the antennas produced.
  • the invention relates to a high impedance surface having a small thickness compared to the wavelength in the vacuum of a wave at a central frequency of a frequency band for which the surface has a high impedance. It also targets a high impedance surface having a high bandwidth. It targets a high impedance surface using materials which is not limited by the properties of the material to the working frequencies of the surface. It targets a high impedance tunable surface, that is to say which can be varied on command the central frequency and bandwidth.
  • the invention relates to a high impedance substrate comprising a first layer or sheet of insulating material, having a lower face and an upper face, the substrate comprising conductive patterns mechanically linked to the substrate, characterized in that, certain conductive patterns mechanically linked to the substrate are associated with a magnetic pad, and in that at least one electrical interconnection brings into electrical contact two points distinct from each other of a conductive pattern mechanically linked to the substrate, this conductive pattern having an associated magnetic pad, passing above the magnetic pad associated with said conductive pattern mechanically linked to the substrate.
  • block indicates the set of points in a metric space each of whose coordinates is taken in a bounded interval and whose rectangular parallelepiped is the simplest image. It is therefore a piece of matter.
  • conductive patterns consist of conductive tracks deposited on one and / or the other of the upper or lower faces of the first layer or sheet of insulating material.
  • the high impedance substrate comprises, in addition to a first layer or sheet of insulating material, a second layer or sheet having an upper face opposite the lower face of the first sheet or layer and a lower face, the conductive patterns being deposited at least in part of them, on one and / or the other of the upper or lower faces of this second layer or sheet.
  • the conductive patterns form electrical circuits possibly together with active or passive components.
  • the high impedance substrate comprises a second layer or sheet
  • these active or passive components are mounted on the surface on one and / or the other of the upper or lower faces of said second layer or sheet.
  • the electronic components are elements having a resistance value and a capacity value.
  • the high impedance substrate further comprises a ground plane, consisting of a third layer or sheet having an upper face and a lower face at least one of these faces being constituted by a conductive material. This ground plane can be located above the upper face of the first layer or sheet and in this case the magnetic blocks will be mechanically linked to the upper face of this ground plane.
  • the ground plane can also be located under the first sheet or layer, or if the embodiment comprises a second sheet or layer between the first sheet or layer and the second sheet or layer, or even under the second sheet or layer. In these latter cases the magnetic blocks will be mechanically linked to the upper face of the first sheet or layer.
  • FIG. 1 represents a perspective view of a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents an exemplary embodiment of a conductive pattern making it possible to constitute together with the connections passing above the magnetic pad
  • a solenoid
  • FIG. 3 comprises parts A and B. these are curves representing respectively , as a function of the working frequency expressed in gigahertz, for a high impedance substrate according to the invention, the real values of the magnetic permeability ⁇ ', in part A and the values of the magnetic losses ⁇ "in part B for different values of Figure 4 has parts A and B.
  • FIG. 1 represents a perspective view of a first embodiment of the invention.
  • a plate of insulating material for example made of Kapton
  • a block 5 of magnetic material is associated with each of the conductive patterns 3.
  • each block 5 has the shape of a parallelepiped, for example a rectangle.
  • Each electrically conductive pattern 3 together with active and / or passive components generally represented by a rectangle 7 in Figure 1 an electrical circuit.
  • this circuit is completed by an electrical interconnection, for example in the form of a wire or a ribbon 13, connecting a first 9 and a second 11 point distinct from the first, of the pattern 3.
  • a part of the 5 pattern 3, and the connecting wire or ribbon 13, thus together form a turn surrounding the magnetic pad 5.
  • An example of pattern 3, allowing a configuration with several turns forming together a solenoid surrounding the magnetic pad 5 has been shown in perspective in FIG. 2.
  • the pattern 5 comprises several conductive tracks 10, parallel to each other, and for example perpendicular to the direction 15 of greatest length of the parallelepipedal pad 5.
  • the tracks 10 each have two ends 9 and 11.
  • the conductive patterns 3 were produced by etching techniques for the conductive layer of copper, in themselves known in the field of printed circuits. These patterns in the form of tracks have a width of approximately 1 mm.
  • a capacitance and a resistance have been reported at the locations marked 7 in FIG. 1. In an exemplary embodiment the capacitance was 21 picofarads and the resistance of 0.1 ohms. It is also possible to add to a capacity or a resistance of fixed value, or to replace such a capacity or such a resistance by one or more active components having a value of variable capacity and / or resistance, for example controlled electronic.
  • the component capacity value is a function of an electrical quantity, a voltage or a current, applied to said active component.
  • the varactor ZC830B from the manufacturer Zétex which allows to vary in a simple way the capacity of the RC circuit 7.
  • a magnetic layer consisting for example of an elastomer loaded with 50% powder of iron is placed above the conductive patterns 5, for example bonded using an insulating adhesive. This material has a magnetic permeability ⁇ 'of 11 there
  • a rubber or a plastic filled with a magnetic powder Preferably, the volume fraction of magnetic powder exceeds 30%. It is also possible to use stacks of magnetic and insulating layers, comprising at least 5% by volume of magnetic material.
  • the conductive direction of the stacks will preferably be parallel to the axis of the solenoid formed by the connections 13 and their complement of the pattern 3.
  • the layer of magnetic material is etched in two directions of the plane of the layer, for example, perpendicular to each other, over a depth of 5 mm, for example, so as to obtain the magnetic blocks 5.
  • the solenoid is in this example in series with the circuit RC, formed by the resistance and the capacity symbolically represented by the square 7 in FIG. 1. The advantage of introducing a magnetic material forming a core into the solenoid thus formed is to significantly increase the levels of magnetic permeability compared to "coreless" case.
  • the Applicant has carried out magnetic permeability and magnetic loss measurements obtained with magnetic blocks 5 made of elastomeric material loaded with 50% iron powder produced as indicated above for three values 0.1, 2, and 10 ohms of the resistance R of the RC circuit.
  • the capacity C remained during these measurements at a value of 50 picofarads.
  • the solenoid surrounding each block 5 had 5 turns.
  • the magnetic permeability characteristics obtained as a function of the working frequency are represented by curves represented in FIG. 3, part A and B.
  • the magnetic permeability values ⁇ ′ are represented in part A in FIG. 3.
  • Part B represents the values of the magnetic losses ⁇ "as a function of the frequency expressed in gigahertz.
  • the peak values of ⁇ " decrease when the value of the resistance increases. The highest peak has a level of 5 and the narrowest is obtained for the resistance value 0.1.
  • the curve corresponding to this resistance value is referenced a.
  • the two other curves, referenced c and b respectively have peaks
  • the width of the magnetic loss peak goes from 10 MHz for the resistance value 0.1 ohms to 35 MHz for the resistance value 10 ohms.
  • the levels of ⁇ 'and ⁇ are the essential values which condition the impedance seen by an electromagnetic wave arriving on the high impedance substrate thus obtained.
  • the source of said wave is located on the side of face 6 of plate 1 on which there are the magnetic blocks 5. High levels of magnetic permeability favor obtaining high impedances over a wide frequency range.
  • the respective values of ⁇ 'and ⁇ condition the level of loss associated with the frequency, these losses being desired or not depending on the applications that are given to the high impedance substrate.
  • the height of the magnetic loss peak can be adjusted or modified very easily by a simple variation of a resistance value.
  • the levels represented in FIG. 3 correspond to a rate 10% coverage as explained above. The transition to a coverage rate of 50% would increase the value of ⁇ "by a factor of 5.
  • the coverage rates of the face 6, by the magnetic blocks 5 will be B 14406. 3 GB 12
  • the seven curves represented in part A of FIG. 4 each represent the value of the magnetic permeability ⁇ 'for the different values 30 of the capacity C.
  • the value of the losses ⁇ "as a function of the frequency in gigahertz plotted on the abscissa is represented in part B of FIG. 4.
  • the frequency corresponding to the loss peak decreases when the value of the capacitance C increases.
  • a loss peak is present for a value of approximately 0.13 gigahertz on the curve corresponding to a capacity value of 38 picofarads
  • the loss peak is present for a value corresponding to approximately 0.37 gigahertz.
  • the loss peaks of the other 5 curves range at intermediate values between these two frequency values These peaks are located at increasing frequency values when the value of the capacitance C decreases by the value 32 pF at the value 2 pF
  • These curves illustrate that according to the invention, by adding or choosing a few simple electronic components, it is possible to achieve a high impedance surface whose frequency response ence presents a peak in magnetic losses which reaches values of several units, and this from a very small quantity of magnetic blocks each provided with their associated solenoid.
  • the frequency of the loss peak can be easily adjusted by adjusting the value of a capacitor.
  • the conductive pattern 3 is arranged on a second sheet or layer 2.
  • This second sheet or layer 2 has two faces, an upper face 12 opposite 10 of the lower face 8 of the first sheet or layer 1 and a lower face 14.
  • the upper face 12 of the sheet or layer 2 receives a part 3 2 of the conductive pattern 3.
  • the part 3 2 of the conductive pattern 3 comprises all the active or passive components 7 forming a circuit with the conductive pattern 3.
  • a part 3 ⁇ of the conductive pattern 3 remains present on the upper face 6 of the first sheet or layer 1, as shown in FIG. 5.
  • the electrical connections between the conductive pattern part 3 ⁇ and the conductive pattern part 3 2 are provided by metallized holes 25 joining the upper and lower faces of the layer or sheet 1.
  • the connections between the connections 13 passing through above a magnetic pad 5 and the conductive pattern part 3 2 located on the sheet or layer 2 are provided by such metallized holes 18, when the conductive pattern part 3 2 includes a complement to said B 1b
  • the underside of the sheet or layer 2 is metallized so that this sheet or layer 2 forms a ground plane.
  • the substrate according to the invention comprises a ground plane lying under the first layer or sheet 1 opposite the underside of said first layer or sheet.
  • a conductive plane 4 forming a ground plane is interposed between the sheets or layers 1 and 2.
  • the conducting plane may be in the form, for example, of a third layer or sheet 4. In FIG. 5, so as not to impede the view of layer 2, this plane has only been shown partially.
  • This third sheet or layer 4 then has metallized holes 18 each forming a connection passage.
  • the opening of these holes is in itself known, electrically insulated to avoid grounding of the connections.
  • FIG. 6 A variant of the embodiment shown in FIG. 5, also making it possible to reduce electromagnetic leaks upwards, is represented in FIG. 6.
  • the upper face of the sheet or layer 1 is entirely metallized, with the exception of the locations surrounding metallized holes 18 electrically joining points of the sheet or layer 1 and points of the sheet or layer 2.
  • the metal blocks 5 are then bonded to the top of the metal deposit by means of an electrically insulating adhesive. With the exception of the metallized holes 18 and their outlets, the entire conductive pattern 3 is transferred to the second sheet or layer 2.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

A high-impedance substrate including a first layer made of insulating material, having a lower face and an upper face, the substrate including conductor patterns mechanically linked to the substrate. Some of the conductor patterns mechanically linked to the substrate are associated with a magnetic tile. At least one electrical interconnection puts two points distinct from one another of a conductor pattern mechanically linked to the substrate in electrical contact, this conductor pattern having an assigned magnetic tile, passing above the magnetic tile associated with the conductor pattern mechanically linked to the substrate.

Description

SUBSTRAT HAUTE IMPEDANCE HIGH IMPEDANCE SUBSTRATE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine des substrats haute impédance. De tels substrats trouvent en particulier à s'appliquer dans les dispositifs hyperfréquences . L'invention trouve une application notamment mais pas uniquement en télécommunications, par exemple dans la bande de fréquence allant d'environ 50 MHz à environ 4 GHz pour la réalisation d'antennes.TECHNICAL FIELD The invention lies in the field of high impedance substrates. Such substrates are in particular applicable in microwave devices. The invention finds an application in particular but not only in telecommunications, for example in the frequency band going from approximately 50 MHz to approximately 4 GHz for the production of antennas.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE La demande de brevet EP 1 195 847 A2 publiée en avril 2002 rappelle en relation avec l'art antérieur cité dans cette demande différents mode connus de réalisation de substrats haute impédance. Cette demande décrit par exemple en relation avec les figures 9 et 10 de cette demande un conducteur 900 magnétique artificiel constituant une surface haute impédance incluant : Une surface sélective en fréquence ayant une perméabilité dépendant de la fréquence dans une direction normale à la surface sélective en fréquence Un plan de masse conducteur 806 parallèle à la surface sélective en fréquence et Un milieu diélectrique entre le plan de masse et la surface sélective en fréquence dans lequel des parties métalliques conductrices sous forme de cloisons perpendiculaires au plan de masse relient la surface sélective en fréquence au plan de masse. La surface est sélective en fréquence car / elle comporte un réseau 102 de boucles résonnantes appelées aussi molécules magnétiques artificielles 804.STATE OF THE PRIOR ART Patent application EP 1 195 847 A2 published in April 2002 recalls, in relation to the prior art cited in this application, various known modes of producing high impedance substrates. This application describes for example in relation to FIGS. 9 and 10 of this application an artificial magnetic conductor 900 constituting a high impedance surface including: A frequency selective surface having a frequency dependent permeability in a direction normal to the frequency selective surface A conductive ground plane 806 parallel to the frequency selective surface and A dielectric medium between the ground plane and the frequency selective surface in which conductive metal parts in the form of partitions perpendicular to the ground plane connect the frequency-selective surface to the ground plane. The surface is frequency selective because / it comprises a network 102 of resonant loops also called artificial magnetic molecules 804.
Ces boucles résonnantes ou molécules magnétiques artificielles 804 sont fortement couplées entre elles de façon capacitive, formant ainsi une surface capacitive sélective en fréquence. Différents modes de réalisation incluant notamment des surfaces multi bandes constituées par des couches comportant respectivement des boucles résonnantes à différentes fréquences, et des usages d'une telle surface sont décrits, en' particulier pour la réalisation d'antennes. Il est connu que de tels substrats haute impédance sont très utiles dans le domaine des antennes. De telles surfaces sont prévues pour interagir avec une onde électromagnétique incidente arrivant sur cette surface haute impédance. Ils permettent de diminuer la taille des dispositifs utilisés tout en améliorant les caractéristiques de sélectivité et de directivité des antennes réalisées.These resonant loops or artificial magnetic molecules 804 are strongly coupled together in a capacitive manner, thus forming a frequency-selective capacitive surface. Various embodiments including in particular multi-band surfaces constituted by layers each having loops resonant at different frequencies, and uses of such a surface are described in 'particular for the realization of antennas. It is known that such high impedance substrates are very useful in the field of antennas. Such surfaces are intended to interact with an incident electromagnetic wave arriving on this high impedance surface. They make it possible to reduce the size of the devices used while improving the selectivity and directivity characteristics of the antennas produced.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise une surface à haute impédance ayant une épaisseur faible devant la longueur d'onde dans le vide d'une onde à une fréquence centrale d'une bande de fréquence pour laquelle la surface a une haute impédance. Elle vise aussi une surface à haute impédance ayant une largeur de bande élevée. Elle vise une surface à haute impédance utilisant des matériaux magnétiques qui ne soit pas limitée par les propriétés du matériau aux fréquences de travail de la surface . Elle vise une surface à haute impédance accordable, c ' est à dire dont on peut faire varier sur commande la fréquence centrale et la largeur de bande. A toutes ces fins l'invention est relative à un substrat haute impédance comportant une première couche ou feuille en matériau isolant, ayant une face inférieure et une face supérieure, le substrat comportant des motifs conducteurs mécaniquement liés au substrat, caractérisé en ce que, certains des motifs conducteurs mécaniquement liés au substrat sont associés à un pavé magnétique, et en ce que au moins une interconnexion électrique met en contact électrique deux points distincts l'un de l'autre d'un motif conducteur mécaniquement lié au substrat, ce motif conducteur ayant un pavé magnétique associé, en passant au dessus du pavé magnétique associé audit motif conducteur mécaniquement liés au substrat. Le terme « pavé » indique l'ensemble des points d'un espace métrique dont chacune des coordonnées est prise dans un intervalle borné et dont le parallélépipède rectangle est l'image la plus simple. Il s'agit donc d'un morceau de matière. Dans un mode de réalisation, des motifs conducteurs sont constitués par des pistes conductrices déposées sur l'une et/ou l'autre des faces supérieure ou inférieure de la première couche ou feuille en matériau isolant. Dans un autre mode de réalisation, le substrat haute impédance comporte outre une première couche ou feuille en matériau isolant une seconde couche ou feuille ayant une face supérieure en vis à vis de la face inférieure de la première feuille ou couche et une face inférieure, les motifs conducteurs étant déposés au moins pour partie d'entre eux, sur l'une et/ou l'autre des faces supérieure ou inférieure de cette seconde couche ou feuille. Dans un mode de réalisation les motifs conducteurs forment des circuits électriques éventuellement ensemble avec des composants actifs ou passifs. De préférence lorsque le substrat haute impédance comporte une seconde couche ou feuille ces composants actifs ou passifs sont montés en surface sur l'une et/ou l'autre des faces supérieure ou inférieure de ladite seconde couche ou feuille. Dans un mode de réalisation les composants électroniques sont des éléments ayant une valeur de résistance et une valeur de capacité. Dans un mode de réalisation le substrat haute impédance comporte en outre un plan de masse, constitué par une troisième couche ou feuille ayant une face supérieure et une face inférieure l'une au moins de ces faces étant constituée par une matière conductrice. Ce plan de masse peut être situé au dessus de la face supérieure de la première couche ou feuille et dans ce cas les pavés magnétiques seront mécaniquement liés à la face supérieure de ce plan de masse. Le plan de masse peut aussi se trouver sous la première feuille ou couche, ou si le mode de réalisation comporte une seconde feuille ou couche entre la première feuille ou couche et la seconde feuille ou couche, ou encore sous la seconde feuille ou couche. Dans ces derniers cas les pavés magnétiques seront mécaniquement liés à la face supérieure de la première feuille ou couche.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention relates to a high impedance surface having a small thickness compared to the wavelength in the vacuum of a wave at a central frequency of a frequency band for which the surface has a high impedance. It also targets a high impedance surface having a high bandwidth. It targets a high impedance surface using materials which is not limited by the properties of the material to the working frequencies of the surface. It targets a high impedance tunable surface, that is to say which can be varied on command the central frequency and bandwidth. For all these purposes, the invention relates to a high impedance substrate comprising a first layer or sheet of insulating material, having a lower face and an upper face, the substrate comprising conductive patterns mechanically linked to the substrate, characterized in that, certain conductive patterns mechanically linked to the substrate are associated with a magnetic pad, and in that at least one electrical interconnection brings into electrical contact two points distinct from each other of a conductive pattern mechanically linked to the substrate, this conductive pattern having an associated magnetic pad, passing above the magnetic pad associated with said conductive pattern mechanically linked to the substrate. The term "block" indicates the set of points in a metric space each of whose coordinates is taken in a bounded interval and whose rectangular parallelepiped is the simplest image. It is therefore a piece of matter. In one embodiment, conductive patterns consist of conductive tracks deposited on one and / or the other of the upper or lower faces of the first layer or sheet of insulating material. In another embodiment, the high impedance substrate comprises, in addition to a first layer or sheet of insulating material, a second layer or sheet having an upper face opposite the lower face of the first sheet or layer and a lower face, the conductive patterns being deposited at least in part of them, on one and / or the other of the upper or lower faces of this second layer or sheet. In one embodiment, the conductive patterns form electrical circuits possibly together with active or passive components. Preferably when the high impedance substrate comprises a second layer or sheet, these active or passive components are mounted on the surface on one and / or the other of the upper or lower faces of said second layer or sheet. In one embodiment, the electronic components are elements having a resistance value and a capacity value. In one embodiment, the high impedance substrate further comprises a ground plane, consisting of a third layer or sheet having an upper face and a lower face at least one of these faces being constituted by a conductive material. This ground plane can be located above the upper face of the first layer or sheet and in this case the magnetic blocks will be mechanically linked to the upper face of this ground plane. The ground plane can also be located under the first sheet or layer, or if the embodiment comprises a second sheet or layer between the first sheet or layer and the second sheet or layer, or even under the second sheet or layer. In these latter cases the magnetic blocks will be mechanically linked to the upper face of the first sheet or layer.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Des exemples de réalisation de l'invention et d'autres avantages de l'invention seront maintenant décrits en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de l'invention, La figure 2 représente un exemple de réalisation d'un motif conducteur permettant de constituer ensemble avec les connexions passant au dessus du pavé magnétique, un solénoïde, La figure 3 comporte des parties A et B. il s'agit de courbes représentant respectivement, en fonction de la fréquence de travail exprimée en gigahertz, pour un substrat haute impédance selon l'invention, les valeurs réelles de la perméabilité magnétiques μ', en partie A et les valeurs des pertes magnétiques μ" en partie B pour différentes valeurs de résistances. La figure 4 comporte des parties A et B. il s'agit de courbes représentant respectivement, en fonction de la fréquence de travail exprimée en gigahertz, pour un substrat haute impédance selon l'invention, les valeurs de la perméabilité magnétiques μ', en partie A et les valeurs des pertes magnétiques μ" en partie B pour différentes valeurs de capacités, La figure 5 représente une vue en perspective d'un second mode de réalisation de l'invention, La figure 6 représente une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans tous les dessins les mêmes numéros de référence désignent des éléments similaires ayant même fonction, en sorte que la description d'un élément déjà commenté dans une figure ne sera pas nécessairement reprise dans des figures décrites par la suite.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Examples of embodiments of the invention and other advantages of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 represents a perspective view of a first embodiment of the invention, FIG. 2 represents an exemplary embodiment of a conductive pattern making it possible to constitute together with the connections passing above the magnetic pad, a solenoid, FIG. 3 comprises parts A and B. these are curves representing respectively , as a function of the working frequency expressed in gigahertz, for a high impedance substrate according to the invention, the real values of the magnetic permeability μ ', in part A and the values of the magnetic losses μ "in part B for different values of Figure 4 has parts A and B. These are curves representing respectively, in function of the working frequency expressed in gigahertz, for a high impedance substrate according to the invention, the values of the magnetic permeability μ ', in part A and the values of the magnetic losses μ "in part B for different values of capacities, La 5 shows a perspective view of a second embodiment of the invention, FIG. 6 represents a perspective view of a third embodiment of the invention In all the drawings the same reference numerals designate similar elements having the same function, so that the description of an element already commented on in a figure will not necessarily be repeated in the figures described below.
EXPOSE DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
La figure 1 représente une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de 1 ' invention . Sur une face supérieure 6 d'une plaque en matériau isolant 1, par exemple en Kapton sont disposées une pluralité de motifs électriquement conducteurs 3. Un pavé 5 en matériau magnétique est associé à chacun des motifs conducteurs 3. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1, 5 et 6, chaque pavé 5 a la forme d'un parallélépipède par exemple rectangle. Chaque motif électriquement conducteur 3 forme ensemble avec des composants actifs et/ou passifs représentés globalement par un rectangle 7 sur la figure 1 un circuit électrique. Conformément à B 14406 . 3 GB 7FIG. 1 represents a perspective view of a first embodiment of the invention. On a top face 6 of a plate of insulating material 1, for example made of Kapton, are arranged a plurality of electrically conductive patterns 3. A block 5 of magnetic material is associated with each of the conductive patterns 3. In the embodiment shown in Figures 1, 5 and 6, each block 5 has the shape of a parallelepiped, for example a rectangle. Each electrically conductive pattern 3 together with active and / or passive components generally represented by a rectangle 7 in Figure 1 an electrical circuit. In accordance with B 14406. 3 GB 7
l'invention, ce circuit est complété par une interconnexion électrique, par exemple sous forme d'un fil ou d'un ruban 13, reliant un premier 9 et un second 11 point distinct du premier, du motif 3. Une partie du 5 motif 3, et le fil ou ruban de connexion 13, forment ainsi ensemble une spire entourant le pavé magnétique 5. Dans le cas général, il y aura plusieurs spires entourant le pavé magnétique 5. Un exemple de motif 3, permettant une 10 configuration à plusieurs spires formant ensemble un solénoïde entourant le pavé magnétique 5 a été représenté en perspective figure 2. Le motif 5 comprend plusieurs pistes conductrices 10, parallèles entre elles, et par exemple perpendiculaires à la direction 15 de plus grande longueur du pavé parallélépipèdique 5. Les pistes 10 ont chacune deux extrémités 9 et 11. Il y a n pistes ayant chacune une première extrémité 90 à 9n-ι et une seconde extrémité lli à lln. Il y a n fils ou ruban 13ι à 13n chaque fil ou ruban de connexion de rang 20 p liant une première extrémité 9p_ι à une seconde extrémité llp. n et p sont des nombres entiers, et p est inférieur ou égal à n. Afin de simplifier la figure 2, les références 90, 9n-ι n'apparaissent pas. La ou les spires formées par une partie du 25 motif conducteur 3 et les connexions 13 s'insèrent en série ou en parallèle avec d'autres parties du motif conducteur 3. Un substrat haute impédance incorporant l'invention a été réalisé selon le mode de réalisation 30 décrit en relation avec les figures 1 et 2. Une plaque de Kapton (marque déposée) 1 ayant une surface de 500 x 500 mm2, initialement cuivré sur sa face supérieure 6 a été utilisée. Les motifs conducteurs 3 ont été réalisés par des techniques de gravures de la couche conductrice en cuivre, en elles mêmes connues dans le domaine des circuits imprimés. Ces motifs sous forme de pistes ont une largeur d'environ 1 mm. Une capacité et une résistance ont été reportées aux emplacements marqués 7 sur la figure 1. Dans un exemple de réalisation la capacité était de 21 picofarads et la résistance de 0,1 ohms. Il est également possible d'adjoindre à une capacité ou une résistance de valeur fixe, ou de remplacer une telle capacité ou une telle résistance par un ou plusieurs composants actifs ayant une valeur de capacité et/ou de résistance variable, par exemple commandée de façon électronique. En règle générale la valeur de capacité du composant est une fonction d'une grandeur électrique, une tension ou un courant, appliquée audit composant actif. On pourra utiliser par exemple le varactor ZC830B du fabricant Zétex qui permet de faire varier de façon simple la capacité du circuit RC 7. Dans ce cas on interpose de préférence comme cela sera expliqué plus loin en liaison avec la figure 5 un plan de masse entre les pavés 5 et les motifs conducteurs 3, ceux-ci étant dans ce cas partiellement ou totalement reportés sur une seconde feuille ou couche 2 placée sous la couche 1. Une couche magnétique constituée par exemple d'un élastomère chargé à 50% en poudre de fer est placée au dessus des motifs conducteurs 5, par exemple collée au moyen d'une colle isolante. Ce matériau présente une perméabilité magnétique μ' de 11 ythe invention, this circuit is completed by an electrical interconnection, for example in the form of a wire or a ribbon 13, connecting a first 9 and a second 11 point distinct from the first, of the pattern 3. A part of the 5 pattern 3, and the connecting wire or ribbon 13, thus together form a turn surrounding the magnetic pad 5. In the general case, there will be several turns surrounding the magnetic pad 5. An example of pattern 3, allowing a configuration with several turns forming together a solenoid surrounding the magnetic pad 5 has been shown in perspective in FIG. 2. The pattern 5 comprises several conductive tracks 10, parallel to each other, and for example perpendicular to the direction 15 of greatest length of the parallelepipedal pad 5. The tracks 10 each have two ends 9 and 11. There are tracks each having a first end 9 0 to 9 n -ι and a second end lli to ll n . There are son or ribbon 13ι to 13 n each wire or connection ribbon of row 20 p linking a first end 9 p _ι to a second end ll p . n and p are whole numbers, and p is less than or equal to n. In order to simplify FIG. 2, the references 9 0 , 9 n -ι do not appear. The turn (s) formed by a part of the conductive pattern 3 and the connections 13 are inserted in series or in parallel with other parts of the conductive pattern 3. A high impedance substrate incorporating the invention has been produced according to the method of embodiment 30 described in relation to FIGS. 1 and 2. A Kapton plate (registered trademark) 1 having an area of 500 × 500 mm 2 , initially coppery on its upper face 6, was used. The conductive patterns 3 were produced by etching techniques for the conductive layer of copper, in themselves known in the field of printed circuits. These patterns in the form of tracks have a width of approximately 1 mm. A capacitance and a resistance have been reported at the locations marked 7 in FIG. 1. In an exemplary embodiment the capacitance was 21 picofarads and the resistance of 0.1 ohms. It is also possible to add to a capacity or a resistance of fixed value, or to replace such a capacity or such a resistance by one or more active components having a value of variable capacity and / or resistance, for example controlled electronic. As a general rule, the component capacity value is a function of an electrical quantity, a voltage or a current, applied to said active component. We can use for example the varactor ZC830B from the manufacturer Zétex which allows to vary in a simple way the capacity of the RC circuit 7. In this case we preferably interpose as will be explained later in connection with Figure 5 a ground plane between the blocks 5 and the conductive patterns 3, these in this case being partially or completely transferred to a second sheet or layer 2 placed under the layer 1. A magnetic layer consisting for example of an elastomer loaded with 50% powder of iron is placed above the conductive patterns 5, for example bonded using an insulating adhesive. This material has a magnetic permeability μ 'of 11 there
et des pertes magnétiques μ" faibles, inférieures à l'unité. On note que les pertes magnétiques correspondent à la valeur imaginaire de la perméabilité magnétique .and low magnetic losses μ ", less than unity. Note that the magnetic losses correspond to the imaginary value of the magnetic permeability.
Comme matériau il aurait été également possible de prendre, sans que les exemples cités ci- après constituent une liste exhaustive, un caoutchouc ou une matière plastique chargée par une poudre magnétique. De préférence, la fraction volumique de poudre magnétique excède 30%. Il est également possible d'utiliser des empilements de couches magnétiques et isolantes, comportant au moins 5% en volume de matière magnétique. La direction conductrice des empilements sera de préférence parallèle à l'axe du solénoïde formé par les connexions 13 et leur complément du motif 3. La couche en matériau magnétique est gravée dans deux directions du plan de la couche, par exemple, perpendiculaires entre elles, sur une profondeur par exemple de 5 mm, de façon à obtenir les pavés magnétiques 5. Dans les exemples ayant servi aux mesures dont il sera parlé plus loin les pavés 5 avaient des dimensions de 5x3x30 mm. Compte tenu de l'espacement entre les pavés, la fraction sur acique occupée par les pavés est de 10% environ. On reporte ensuite n fils conducteurs 13, par exemple n = 5 passant au dessus de chaque pavé 5, de façon à former avec chaque motif 3 un solénoïde à 5 spires entourant le pavé 5 associé à ce motif. En règle générale le solénoïde comportera entre une et 50 spires. Le solénoïde est dans cet exemple en série avec le circuit RC, formé par la résistance et la capacité représentés symboliquement par le carré 7 sur la figure 1. L'avantage d'introduire un matériau magnétique formant un noyau dans le solénoïde ainsi formé est d'augmenter significativement les niveaux de perméabilité magnétique par rapport au cas "sans noyau" . La demanderesse a effectué des mesures de perméabilité magnétique et de pertes magnétiques obtenues avec des pavés magnétiques 5 en matériau élastomère chargé à 50% en poudre de fer réalisés comme indiqué ci dessus pour trois valeurs 0,1, 2, et 10 ohms de la résistance R du circuit RC . La capacité C est pendant ces mesures restée à une valeur de 50 picofarads. Le solénoïde entourant chaque pavé 5 comportait 5 spires . Les caractéristiques de perméabilité magnétiques obtenues en fonction de la fréquence de travail sont représentées par des courbes représentées figure 3 partie A et B. Les valeurs de perméabilité magnétique μ' sont représentées en partie A de la figure 3. La partie B représente les valeurs des pertes magnétiques μ" en fonction de la fréquence exprimée en gigahertz . Les valeurs crête de μ" vont en décroissant lorsque la valeur de la résistance croît. Le pic le plus élevé a un niveau de 5 et le plus étroit est obtenu pour la valeur de résistance 0,1. La courbe correspondant à cette valeur de résistance est référencée a. Les deux autres courbes, référencées c et b ont respectivement des pics dont la hauteur va en décroissant et la B IIAs a material it would also have been possible to take, without the examples cited below constituting an exhaustive list, a rubber or a plastic filled with a magnetic powder. Preferably, the volume fraction of magnetic powder exceeds 30%. It is also possible to use stacks of magnetic and insulating layers, comprising at least 5% by volume of magnetic material. The conductive direction of the stacks will preferably be parallel to the axis of the solenoid formed by the connections 13 and their complement of the pattern 3. The layer of magnetic material is etched in two directions of the plane of the layer, for example, perpendicular to each other, over a depth of 5 mm, for example, so as to obtain the magnetic blocks 5. In the examples used for the measurements which will be discussed below, the blocks 5 had dimensions of 5 × 3 × 30 mm. Taking into account the spacing between the pavers, the fraction of acic occupied by the pavers is approximately 10%. Then there are n conductive wires 13, for example n = 5 passing over each block 5, so as to form with each pattern 3 a solenoid with 5 turns surrounding the block 5 associated with this pattern. Typically the solenoid will have between one and 50 turns. The solenoid is in this example in series with the circuit RC, formed by the resistance and the capacity symbolically represented by the square 7 in FIG. 1. The advantage of introducing a magnetic material forming a core into the solenoid thus formed is to significantly increase the levels of magnetic permeability compared to "coreless" case. The Applicant has carried out magnetic permeability and magnetic loss measurements obtained with magnetic blocks 5 made of elastomeric material loaded with 50% iron powder produced as indicated above for three values 0.1, 2, and 10 ohms of the resistance R of the RC circuit. The capacity C remained during these measurements at a value of 50 picofarads. The solenoid surrounding each block 5 had 5 turns. The magnetic permeability characteristics obtained as a function of the working frequency are represented by curves represented in FIG. 3, part A and B. The magnetic permeability values μ ′ are represented in part A in FIG. 3. Part B represents the values of the magnetic losses μ "as a function of the frequency expressed in gigahertz. The peak values of μ" decrease when the value of the resistance increases. The highest peak has a level of 5 and the narrowest is obtained for the resistance value 0.1. The curve corresponding to this resistance value is referenced a. The two other curves, referenced c and b respectively have peaks whose height decreases and the B II
largeur en augmentant avec l'accroissement de la valeur de la résistance respectivement pour des valeurs de résistance passant de 2 à 10 ohms. Ainsi dans l'exemple considéré, la largeur du pic de pertes magnétiques passe de 10 MHz pour la valeur de résistance 0,1 ohms à 35 MHz pour la valeur de résistance 10 ohms. Les niveaux de μ' et μ" sont les valeurs essentielles qui conditionnent 1 ' impédance vue par une onde électromagnétique arrivant sur le substrat haute impédance ainsi obtenu. La source de ladite onde se trouve du côté de la face 6 de la plaque 1 sur laquelle se trouvent les pavés magnétiques 5. Des niveaux élevés de perméabilité magnétique favorisent l'obtention d'impédances élevées sur une large gamme de fréquence. Enfin les valeurs respectives de μ' et μ" conditionnent le niveau de perte associé à la fréquence, ces pertes étant désirées ou non selon les applications que l'on donne au substrat haute impédance. Avec le dispositif selon l'invention, la hauteur du pic de pertes magnétiques peut être réglé ou modifié très facilement par une simple variation d'une valeur de résistance. Selon l'invention il est également possible de régler les niveaux de perméabilité et de pertes magnétiques en augmentant la densité de couverture de la face 6, par les pavés magnétiques 5. Ainsi par exemple, les niveaux représentés sur la figure 3 correspondent à un taux de couverture de 10% comme expliqué plus haut. Le passage à un taux de couverture de 50% augmenterait la valeur de μ" d'un facteur 5. Ainsi pour obtenir des niveaux élevés de pertes magnétiques μ" les taux de couverture de la face 6, par les pavés magnétiques 5 seront B 14406 . 3 GB 12width increasing with increasing resistance value respectively for resistance values going from 2 to 10 ohms. Thus in the example considered, the width of the magnetic loss peak goes from 10 MHz for the resistance value 0.1 ohms to 35 MHz for the resistance value 10 ohms. The levels of μ 'and μ "are the essential values which condition the impedance seen by an electromagnetic wave arriving on the high impedance substrate thus obtained. The source of said wave is located on the side of face 6 of plate 1 on which there are the magnetic blocks 5. High levels of magnetic permeability favor obtaining high impedances over a wide frequency range. Finally, the respective values of μ 'and μ "condition the level of loss associated with the frequency, these losses being desired or not depending on the applications that are given to the high impedance substrate. With the device according to the invention, the height of the magnetic loss peak can be adjusted or modified very easily by a simple variation of a resistance value. According to the invention it is also possible to adjust the levels of permeability and magnetic losses by increasing the density of coverage of the face 6, by the magnetic pads 5. Thus for example, the levels represented in FIG. 3 correspond to a rate 10% coverage as explained above. The transition to a coverage rate of 50% would increase the value of μ "by a factor of 5. Thus to obtain high levels of magnetic losses μ" the coverage rates of the face 6, by the magnetic blocks 5 will be B 14406. 3 GB 12
supérieurs à 10%, par exemple 50% ou de préférence supérieurs à 50%. Par comparaison, la réalisation d'un substrat haute impédance présentant les mêmes impédances que celles résultant des valeurs de μ' et μ" 5 représentées sur la figure 3, au moyen de matériaux nécessiterait la mise au point de trois matériaux présentant chacun des caractéristiques hyperfréquences, ce qui peut être un processus long coûteux au résultat incertain. Selon l'invention il suffit d'ajuster 10 correctement la valeur de la résistance du circuit RC 7. On parvient ainsi à passer d'un état de forte perméabilité magnétique μ', à par exemple 200 MHz, favorable à une haute impédance, à un état à faible perméabilité, ce qui diminue l'impédance. Il est 15 également possible de commander, à l'aide d'un circuit électronique présentant une résistance fonction d'une valeur de grandeur électrique de commande du circuit la hauteur du pic de pertes magnétique μ" . La demanderesse a également effectué des 20 mesures de perméabilité magnétique et de pertes magnétiques obtenues avec les pavés magnétiques en matériau élastomère chargé à 50% en poudre de fer réalisés comme indiqué ci dessus pour sept valeurs, 38, 32, 21, 9, 5, 2, et 1 picofarad de la capacité du 25 circuit RC. La résistance R est pendant ces mesures restée à une valeur de 0,1 ohms. Les sept courbes représentées en partie A de la figure 4, représentent chacune, la valeur de la perméabilité magnétique μ' pour les différentes valeurs 30 de la capacité C. La valeur des pertes μ" en fonction de la fréquence en gigahertz portée en abscisse est représentée en partie B de la figure 4. La fréquence correspondant au pic de perte va en décroissant lorsque la valeur de la capacité C croît. Ainsi un pic de perte est présent pour une valeur d'environ 0,13 gigahertz sur la courbe correspondant à une valeur de capacité de 38 picofarads. Pour la valeur de capacité 1 picofarad, le pic de perte est présent pour une valeur correspondant à environ 0,37 gigahertz. Les pics de perte des 5 autres courbes s'échelonnent à des valeurs intermédiaires entre ces deux valeurs de fréquence. Ces pics se situent à des valeurs de fréquence qui vont en croissant lorsque la valeur de la capacité C va en décroissant de la valeur 32 pF à la valeur 2 pF. Ces courbes illustrent que selon l'invention, par l'ajout ou le choix de quelques composants électroniques simples, on parvient à réaliser une surface haute impédance dont la réponse en fréquence présente un pic de pertes magnétiques qui atteint des valeurs de plusieurs unités, et ceci à partir d'une quantité très faible de pavés magnétiques munis chacun de leur solénoïde associé. La fréquence du pic de perte peut être ajustée de façon simple en réglant la valeur d'une capacité. Avec une capacité qui peut être commandée de façon électronique, par variation d'une grandeur électrique de commande, on peut obtenir une agilité en fréquence et faire varier de façon éventuellement rapide, la fréquence pour laquelle le pic de perte μ" est le plus élevé, et donc pour laquelle l'impédance vu par l'onde B 14406 . 3 GB 14greater than 10%, for example 50% or preferably greater than 50%. By comparison, the production of a high impedance substrate having the same impedances as those resulting from the values of μ 'and μ "5 shown in FIG. 3, using materials would require the development of three materials each having microwave characteristics , which can be a long and costly process with an uncertain result. According to the invention, it suffices to correctly adjust the value of the resistance of the RC circuit 7. This thus makes it possible to go from a state of high magnetic permeability μ ′, at, for example, 200 MHz, favorable to a high impedance, to a state with low permeability, which reduces the impedance, it is also possible to control, using an electronic circuit having a resistance which is a function value of electrical quantity of control of the circuit the height of the peak of magnetic losses μ ". The Applicant has also carried out measurements of magnetic permeability and magnetic losses obtained with the magnetic blocks made of elastomeric material loaded with 50% iron powder produced as indicated above for seven values, 38, 32, 21, 9, 5, 2, and 1 picofarad of the capacity of the 25 RC circuit. The resistance R remained during these measurements at a value of 0.1 ohms. The seven curves represented in part A of FIG. 4 each represent the value of the magnetic permeability μ 'for the different values 30 of the capacity C. The value of the losses μ "as a function of the frequency in gigahertz plotted on the abscissa is represented in part B of FIG. 4. The frequency corresponding to the loss peak decreases when the value of the capacitance C increases. Thus a loss peak is present for a value of approximately 0.13 gigahertz on the curve corresponding to a capacity value of 38 picofarads For the capacity value 1 picofarad, the loss peak is present for a value corresponding to approximately 0.37 gigahertz. The loss peaks of the other 5 curves range at intermediate values between these two frequency values These peaks are located at increasing frequency values when the value of the capacitance C decreases by the value 32 pF at the value 2 pF These curves illustrate that according to the invention, by adding or choosing a few simple electronic components, it is possible to achieve a high impedance surface whose frequency response ence presents a peak in magnetic losses which reaches values of several units, and this from a very small quantity of magnetic blocks each provided with their associated solenoid. The frequency of the loss peak can be easily adjusted by adjusting the value of a capacitor. With a capacitance which can be controlled electronically, by variation of an electrical control quantity, it is possible to obtain frequency agility and to vary, possibly rapidly, the frequency for which the loss peak μ "is the highest , and therefore for which the impedance seen by the wave B 14406. 3 GB 14
électromagnétique incidente est la plus élevée. De tels circuits sont connus dans l'art et ne seront pas plus avant commentés . Un autre mode de réalisation sera 5 maintenant commenté en liaison avec la figure 5. Dans ce mode de réalisation, une partie au moins ou la totalité du motif conducteur 3, est disposée sur une seconde feuille ou couche 2. Cette seconde feuille ou couche 2 a deux faces, une face supérieure 12 en regard 10 de la face inférieure 8 de la première feuille ou couche 1 et une face inférieure 14. La face supérieure 12 de la feuille ou couche 2 accueille une partie 32 du motif conducteur 3. De préférence la partie 32 du motif conducteur 3 comporte tous les composants actifs ou 15 passifs 7 formant un circuit avec le motif conducteur 3. Eventuellement une partie 3ι du motif conducteur 3 reste présente sur la face supérieure 6 de la première feuille ou couche 1, comme représenté figure 5. Il en va de même pour les pavés magnétiques 5 qui sont liés 20 mécaniquement, par exemple collés, sur la face supérieure 6 de la première couche ou feuille 1. De façon en elle-même connue les liaisons électriques entre la partie de motif conducteur 3ι et la partie de motif conducteur 32 sont assurées par des trous 25 métallisés 18 joignant les faces supérieure et inférieure de la couche ou feuille 1. En particulier les liaisons entre les connexions 13 passant au dessus d'un pavé magnétique 5 et la partie de motif conducteur 32 se trouvant sur la feuille ou couche 2 sont assurés 30 par de tels trous métallisés 18, lorsque la partie de motif conducteur 32 comporte un complément aux dites B 1belectromagnetic incident is the highest. Such circuits are known in the art and will not be further discussed. Another embodiment will now be commented upon in connection with FIG. 5. In this embodiment, at least part or all of the conductive pattern 3, is arranged on a second sheet or layer 2. This second sheet or layer 2 has two faces, an upper face 12 opposite 10 of the lower face 8 of the first sheet or layer 1 and a lower face 14. The upper face 12 of the sheet or layer 2 receives a part 3 2 of the conductive pattern 3. From preferably the part 3 2 of the conductive pattern 3 comprises all the active or passive components 7 forming a circuit with the conductive pattern 3. Optionally a part 3ι of the conductive pattern 3 remains present on the upper face 6 of the first sheet or layer 1, as shown in FIG. 5. The same applies to the magnetic blocks 5 which are linked 20 mechanically, for example glued, on the upper face 6 of the first layer or sheet 1. In itself known the electrical connections between the conductive pattern part 3ι and the conductive pattern part 3 2 are provided by metallized holes 25 joining the upper and lower faces of the layer or sheet 1. In particular the connections between the connections 13 passing through above a magnetic pad 5 and the conductive pattern part 3 2 located on the sheet or layer 2 are provided by such metallized holes 18, when the conductive pattern part 3 2 includes a complement to said B 1b
connexions 13 pour former un solénoïde. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5, la face inférieure de la feuille ou couche 2 est métallisée en sorte que cette feuille ou couche 2 forme plan de masse. Ainsi dans ce mode de réalisation le substrat selon l'invention comporte un plan de masse se situant sous la première couche ou feuille 1 en vis à vis de la face inférieure de ladite première couche ou feuille. Dans des modes de réalisation alternatifs de ce mode de réalisation, destinés à réduire, vers le haut, les fuites électromagnétiques produites par les courants circulant dans la partie de motif 32, un plan conducteur 4 formant plan de masse, est interposé entre les feuilles ou couches 1 et 2. Le plan conducteur peut se présenter, sous forme par exemple d'une troisième couche ou feuille 4. Sur la figure 5, afin de ne pas gêner la vue de la couche 2 ce plan n'a été représenté que de façon partielle. Cette troisième feuille ou couche 4, comporte alors des trous métallisés 18 formant chacun un passage de connexion. Le débouché de ces trous est de façon en elle même connue, isolé électriquement pour éviter une mise à la masse des connexions . Une variante du mode de réalisation représenté sur la figure 5, permettant aussi de réduire les fuites électromagnétiques vers le haut est représenté figure 6. Dans cette variante de réalisation la face supérieure de la feuille ou couche 1 est entièrement métallisée, à l'exception des emplacements entourant des trous métallisés 18 joignant électriquement des points de la feuille ou couche 1 et des points de la feuille ou couche 2. Les pavés métalliques 5 sont alors collés au dessus du dépôt métallique au moyen d'une colle électriquement isolante. A l'exception des trous métallisés 18 et de leurs débouchés la totalité du motif conducteur 3 est reporté sur la seconde feuille ou couche 2. connections 13 to form a solenoid. In the embodiment shown in FIG. 5, the underside of the sheet or layer 2 is metallized so that this sheet or layer 2 forms a ground plane. Thus in this embodiment the substrate according to the invention comprises a ground plane lying under the first layer or sheet 1 opposite the underside of said first layer or sheet. In alternative embodiments of this embodiment, intended to reduce, upwards, the electromagnetic leaks produced by the currents flowing in the pattern part 3 2 , a conductive plane 4 forming a ground plane, is interposed between the sheets or layers 1 and 2. The conducting plane may be in the form, for example, of a third layer or sheet 4. In FIG. 5, so as not to impede the view of layer 2, this plane has only been shown partially. This third sheet or layer 4 then has metallized holes 18 each forming a connection passage. The opening of these holes is in itself known, electrically insulated to avoid grounding of the connections. A variant of the embodiment shown in FIG. 5, also making it possible to reduce electromagnetic leaks upwards, is represented in FIG. 6. In this variant of embodiment, the upper face of the sheet or layer 1 is entirely metallized, with the exception of the locations surrounding metallized holes 18 electrically joining points of the sheet or layer 1 and points of the sheet or layer 2. The metal blocks 5 are then bonded to the top of the metal deposit by means of an electrically insulating adhesive. With the exception of the metallized holes 18 and their outlets, the entire conductive pattern 3 is transferred to the second sheet or layer 2.

Claims

B 14406 .3 GB 1 /REVENDICATIONS B 14406 .3 GB 1 / CLAIMS
1. Substrat haute impédance comportant une première couche ou feuille (1) en matériau isolant, 5 ayant une première et une seconde face sous forme d'une surface inférieure et d'une surface supérieure (6), le substrat comportant des motifs conducteurs (3) mécaniquement liés au substrat, caractérisé en ce que, 10 certains des motifs conducteurs (3) mécaniquement liés au substrat sont associés à un pavé magnétique (5) disposé sur ou au dessus de l'une des deux faces du substrat, et en ce que au moins une interconnexion électrique (13) met en contact 15 électrique deux points (9, 11) distincts l'un de l'autre d'un motif conducteur (3) mécaniquement lié au substrat ce motif conducteur (3) ayant un pavé magnétique (5) associé, en passant au dessus dudit pavé magnétique (5) associé audit motif conducteur (3) 20 mécaniquement liés au substrat. 1. High impedance substrate comprising a first layer or sheet (1) of insulating material, having first and second faces in the form of a lower surface and an upper surface (6), the substrate comprising conductive patterns ( 3) mechanically linked to the substrate, characterized in that some of the conductive patterns (3) mechanically linked to the substrate are associated with a magnetic pad (5) placed on or above one of the two faces of the substrate, and in that at least one electrical interconnection (13) brings into electrical contact two points (9, 11) distinct from each other of a conductive pattern (3) mechanically linked to the substrate, this conductive pattern (3) having a associated magnetic pad (5), passing over said magnetic pad (5) associated with said conductive pattern (3) mechanically linked to the substrate.
2. Substrat haute impédance selon la revendication 1 caractérisé en ce que des motifs conducteurs (3) sont constitués par des pistes conductrices déposées sur l'une et/ou l'autre des faces 25 supérieure (6) ou inférieure du substrat. 3) . Substrat haute impédance selon la revendication 1 caractérisé en ce que des motifs conducteurs (3) sont constituées par des pistes conductrices déposées sur l'une et/ou l'autre des faces 30 supérieure (6) ou inférieure du substrat et formant B 14406 . 2. High impedance substrate according to claim 1 characterized in that conductive patterns (3) consist of conductive tracks deposited on one and / or the other of the upper (6) or lower faces of the substrate. 3). High impedance substrate according to claim 1 characterized in that conductive patterns (3) consist of conductive tracks deposited on one and / or the other of the upper (6) or lower faces of the substrate and forming B 14406.
3 GB 183 GB 18
ensemble avec des composants électroniques (7) un circuit électrique. together with electronic components (7) an electrical circuit.
4. Substrat haute impédance selon la revendication 3 caractérisé en ce que les composants 5 électroniques (7) sont des éléments ayant une valeur de résistance et une valeur de capacité. 4. High impedance substrate according to claim 3 characterized in that the electronic components (7) are elements having a resistance value and a capacitance value.
5. Substrat haute impédance selon la revendication 4 caractérisé en ce que les composants électroniques (7) comportent un ou plusieurs éléments 10 actifs ayant une valeur de capacité qui peut varier en fonction de la valeur d'une grandeur électrique appliquée à cet ou à ces éléments actifs . 5. High impedance substrate according to claim 4 characterized in that the electronic components (7) comprise one or more active elements having a capacitance value which can vary depending on the value of an electrical quantity applied to this or these (these) active elements.
6. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte 15 une seconde couche ou feuille (2) , cette seconde couche ou feuille (2) ayant une face supérieure en vis à vis de la face inférieure de la première couche ou feuille (1), et une face inférieure et en ce que une partie (32) au moins de chacun des motifs (3) est 20 mécaniquement liée à l'une et/ou l'autre des faces supérieure et inférieure de ladite seconde feuille ou couche (2) . 6. High impedance substrate according to one of claims 1 to 5 characterized in that it comprises a second layer or sheet (2), this second layer or sheet (2) having an upper face opposite the face bottom of the first layer or sheet (1), and a bottom face and in that at least one part (3 2 ) of each of the patterns (3) is mechanically linked to one and / or the other of the faces upper and lower of said second sheet or layer (2).
7. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte 25 une seconde couche ou feuille (2) , cette seconde couche ou feuille (2) ayant une face supérieure en vis à vis de la surface inférieure de la première couche ou feuille (1) , et une face inférieure et en ce que la totalité des motifs (3) est mécaniquement liée à l'une 30 et/ou l'autre des faces supérieure et inférieure de ladite seconde feuille ou couche (2) . 7. High impedance substrate according to one of claims 1 to 5 characterized in that it comprises a second layer or sheet (2), this second layer or sheet (2) having an upper face opposite the surface. bottom of the first layer or sheet (1), and a bottom face and in that all of the patterns (3) are mechanically linked to one and / or the other of the top and bottom faces of said second sheet or layer (2).
8. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte une seconde couche ou feuille (2) , cette seconde couche ou feuille (2) ayant une face supérieure en vis à vis 5 de la face inférieure de la première couche ou feuille (1) , et une face inférieure et en ce que la totalité des motifs conducteurs (3) ainsi que la totalité des composants électroniques formant avec ces motifs (3) un circuit électrique sont mécaniquement liés à l'une 10 et/ou l'autre des faces supérieure et inférieure de ladite seconde feuille ou couche (2) . 8. High impedance substrate according to one of claims 3 to 5 characterized in that it comprises a second layer or sheet (2), this second layer or sheet (2) having an upper face opposite 5 of the face bottom of the first layer or sheet (1), and a bottom face and in that all of the conductive patterns (3) as well as all of the electronic components forming with these patterns (3) an electrical circuit are mechanically linked to the one 10 and / or the other of the upper and lower faces of said second sheet or layer (2).
9. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un plan de masse (4) située sous la première 15 couche ou feuille (1) en vis à vis de la face inférieure de ladite première couche ou feuille (1) . 9. High impedance substrate according to one of claims 1 to 8 characterized in that it further comprises a ground plane (4) located under the first layer or sheet (1) facing the underside of said first layer or sheet (1).
10. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un plan de masse situé sous la 20 seconde couche ou feuille (2) en vis à vis de la face inférieure de ladite seconde couche ou feuille (2) . 10. High impedance substrate according to one of claims 6 to 8 characterized in that it further comprises a ground plane located under the second layer or sheet (2) facing the underside of said second layer or sheet (2).
11. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un plan de masse situé entre les 25 première (1) et seconde (2) couches ou feuilles (1, 2) en vis à vis de la face inférieure de ladite première couche ou feuille (1) . 11. High impedance substrate according to one of claims 6 to 8 characterized in that it further comprises a ground plane located between the first (1) and second (2) layers or sheets (1, 2) in screw with respect to the underside of said first layer or sheet (1).
12. Substrat haute impédance selon la revendication 9 caractérisé en ce que le plan de masse 30 est constitué par une métallisation de la face inférieure de la première couche ou feuille (1) . B 14406.3 GB U 12. High impedance substrate according to claim 9 characterized in that the ground plane 30 is constituted by a metallization of the underside of the first layer or sheet (1). B 14406.3 GB U
13. Substrat haute impédance selon la revendication 10 caractérisé en ce que le plan de masse est constitué par une métallisation de la face inférieure de la seconde couche ou feuille (2) 5 14. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un plan de masse (4) situé au dessus de la première couche ou feuille (1) en vis à vis de la face supérieure de ladite première couche ou feuille 10 (1) . 15. Substrat haute impédance selon la revendication 14 caractérisé en ce que le plan de masse est constitué par une métallisation de la face supérieure de la première couche ou feuille (1) 15 16. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que les pavés magnétiques (5) sont mécaniquement liés à la surface supérieure de la première couche ou feuille (1) 17. Substrat haute impédance selon l'une 20 des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que il comporte une pluralité d'interconnexions électriques (13) chacune mettant en contact électrique deux points distincts (90, 9n-i Hir Un) l'un de l'autre du motif conducteur (3) mécaniquement liés au substrat en 25 passant au dessus dudit pavé magnétique (5) associé audit motif, le motif conducteur (3) et les interconnexions (13) formant ensemble un solénoïde autour du pavé magnétique (5) . 18. Substrat haute impédance selon l'une 30 des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que des motifs (3) auxquels est associé un pavé magnétique (5) B 14406 . 3 GB 2113. High impedance substrate according to claim 10 characterized in that the ground plane is constituted by a metallization of the underside of the second layer or sheet (2) 5 14. High impedance substrate according to one of claims 1 to 8 characterized in that it further comprises a ground plane (4) located above the first layer or sheet (1) opposite the upper face of said first layer or sheet 10 (1). 15. High impedance substrate according to claim 14 characterized in that the ground plane is constituted by a metallization of the upper face of the first layer or sheet (1) 15 16. High impedance substrate according to one of claims 1 to 15 characterized in that the magnetic blocks (5) are mechanically linked to the upper surface of the first layer or sheet (1) 17. High impedance substrate according to one of claims 1 to 16 characterized in that it comprises a plurality of electrical interconnections (13) each bringing into electrical contact two distinct points (9 0 , 9n-i Hir Un) of each other of the conductive pattern (3) mechanically linked to the substrate by passing over said magnetic pad ( 5) associated with said pattern, the conductive pattern (3) and the interconnections (13) together forming a solenoid around the magnetic pad (5). 18. High impedance substrate according to one of claims 1 to 16 characterized in that patterns (3) with which is associated a magnetic pad (5) B 14406. 3 GB 21
comportent chacun une pluralité d'interconnexions (13) électriques mettant chacune en contact électrique deux points distincts (90, 9Λ-ir Hi Un) l'un de l'autre du motif conducteur (3) mécaniquement liés au substrat en 5 passant au dessus dudit pavé magnétique (5) associé audit motif (3), une première partie du motif conducteur et les interconnexions (13) formant ensemble un solénoïde autour du pavé magnétique (5) , une seconde partie du motif formant avec des éléments capacitifs et 10 ou résistifs un circuit connectant lesdits éléments capacitifs et ou résistifs en parallèle ou en série sur le solénoïde. 19. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 18 caractérisé en ce que les 15 pavés magnétiques sont en caoutchouc ou en matière plastique chargé par une poudre en matériau magnétique. 20. Substrat haute impédance selon la revendication 19 caractérisé en ce que la fraction volumique de poudre en matériau magnétique du 20 caoutchouc ou de la matière plastique formant les pavés magnétiques est supérieure à 30%. 21. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 18 caractérisé en ce que les pavés magnétiques sont en un matériau constitué par un 25 empilement de couches magnétiques et isolantes . 22. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé en ce que le taux de couverture de la face portant les pavés magnétiques, par lesdits pavés magnétiques est supérieur à 10%. 30 23. Substrat haute impédance selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé en ce que le taux de couverture de la face portant les pavés magnétiques, par lesdits pavés magnétiques est supérieur à 50%. each comprise a plurality of electrical interconnections (13) each putting in electrical contact two distinct points (9 0 , 9 Λ -i r Hi Un) of each other of the conductive pattern (3) mechanically linked to the substrate at 5 passing above said magnetic pad (5) associated with said pattern (3), a first part of the conductive pattern and the interconnections (13) together forming a solenoid around the magnetic pad (5), a second part of the pattern forming with capacitive elements and 10 or resistive a circuit connecting said capacitive and or resistive elements in parallel or in series on the solenoid. 19. High impedance substrate according to one of claims 1 to 18 characterized in that the magnetic blocks are made of rubber or plastic loaded with a powder of magnetic material. 20. High impedance substrate according to claim 19 characterized in that the volume fraction of powder in magnetic material of the rubber or of the plastic material forming the magnetic blocks is greater than 30%. 21. High impedance substrate according to one of claims 1 to 18 characterized in that the magnetic blocks are made of a material constituted by a stack of magnetic and insulating layers. 22. High impedance substrate according to one of claims 1 to 19 characterized in that the coverage rate of the face carrying the magnetic blocks, by said magnetic blocks is greater than 10%. 30 23. High impedance substrate according to one of claims 1 to 19 characterized in that the rate of coverage of the face carrying the magnetic blocks, by said magnetic blocks is greater than 50%.
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