FR3026566A1 - Antenne radio-mobile pour un recepteur de petite taille - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système comprenant un terminal (1) et un câble (2). Le terminal (1) comprend : - un module d'émission-réception de données (WIFI) à restituer sur un dispositif de restitution (3), lesdites données étant reçues ou émises par au moins une antenne (26, 76, ANTI) ; - un module de connexion (HDMI, MHL) au dispositif de restitution (3) via un support de communication (7, 8) ; - un module de connexion (USB, MHL) à un dispositif d'alimentation via un support (25) d'alimentation apte à transporter une alimentation électrique ; Le câble (2) comprend le support d'alimentation (25). Le système est caractérisé en ce que le câble comprend en outre une antenne (26), dite première antenne.

Description

Antenne radio-mobile pour un récepteur de petite taille. Domaine technique L'invention se rapporte à la réception et à l'émission de signaux radioélectriques.

L'invention s'applique à tout terminal équipé d'un module d'émission - réception de type radioélectrique nécessitant une antenne. Etat de la technique Pour visualiser des signaux de nature audiovisuelle (télévision, musique, etc.) sur un terminal de restitution, il est nécessaire que ce dernier soit équipé d'une antenne pour la réception, et éventuellement l'émission, des ondes radio diffusées porteuses des signaux électriques. Ces terminaux se miniaturisent de plus en plus ; on peut citer par exemple les smattphones, ou les petits terminaux destinés aux téléviseurs pour télécharger et décoder des programmes audiovisuels sur un réseau Internet, qui se présentent sous forme de petits boîtiers ou de clés électroniques à connecter sur le téléviseur. Dans un tel cas, l'espace restreint sur le terminal ne permet pas de disposer d'une antenne de taille suffisante pour une réception de bonne qualité. Il existe en effet des antennes de taille réduite, par exemple constituées d'un fil métallique disposé sur un petit circuit imprimé. Ces antennes présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, une telle antenne exhibe une qualité de réception inférieure à celle des antennes de plus grande taille. Si la qualité de réception est insuffisante, le débit nécessaire à la restitution correcte du contenu audiovisuel peut ne pas être atteint, ce qui se traduit par un certain nombre de problèmes gênants au niveau de la restitution sur le téléviseur (image non reçue, dégradée, figée, son déformé, etc.) De surcroît, la disposition de l'antenne n'est pas modifiable, alors qu'il est bien connu qu'un changement d'orientation d'une telle antenne permet souvent d'accroître considérablement la qualité de réception. Par ailleurs, dans le cas où deux antennes sont souhaitables, notamment pour améliorer la réception, il est nécessaire de respecter entre elles un certain écartement, ce qui n'est pas possible avec ce type d'antenne puisque le support (le terminal) impose des contraintes de taille. De surcroît, certains terminaux de ce type, par exemple les clés électroniques, se trouvent placés derrière les téléviseurs, ce qui réduit la sensibilité et donc l'efficacité de leur antenne. Il est connu, d'après la demande EP2 712 024 Al, de modifier un câble série de type USB (Universal Serial Bus) connecté au terminal pour faire passer le signal d'antenne sur l'une des broches du connecteur USB. Cette solution est complexe à mettre en oeuvre puisque nécessitant une adaptation du câble USB existant (par l'ajout, notamment, de circuits électroniques adaptés). Elle est, de plus, limitée aux câbles de type USB. L'invention offre une solution ne présentant pas les inconvénients de l'état de la technique.

L'invention A cet effet, selon un aspect matériel, l'invention a pour objet un système comprenant un terminal et un câble, - le terminal comprenant - un module d'émission-réception de données à restituer sur un dispositif de restitution, lesdites données étant reçues ou émises par au moins une antenne ; - un module de connexion au dispositif de restitution via un support de communication ; - un module de connexion à un dispositif d'alimentation via un support d'alimentation apte à transporter une alimentation électrique ; - le câble comprenant le support d'alimentation, caractérisé en ce que le câble comprend en outre une antenne, dite première antenne. Par antenne, on entend ici classiquement un ou plusieurs dispositifs permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur), les ondes électromagnétiques. L'antenne convertit les grandeurs électriques existantes dans un conducteur ou une ligne de transmission (tension et courant) en grandeurs électromagnétiques dans l'espace (champ électrique et champ magnétique), ceci en émission et inversement en réception. La forme et les dimensions d'une antenne sont extrêmement variables. Une antenne de réception de signaux de télévision peut prendre par exemple la forme d'un râteau métallique. Dans le contexte de la technologie radio WIFI, définie par la recommandation IEEE 802.1, la partie purement réceptrice de l'antenne est souvent réduite à une simple excroissance métallique. Il est envisageable, dans ce contexte, d'intégrer cette excroissance métallique dans un câble de transmission de type coaxial et d'utiliser l'âme métallique du câble comme antenne de réception. L'antenne est dans ce cas avantageusement constituée d'un simple câble dont l'âme métallique joue le rôle d'émetteur-récepteur. Par « câble » on entend ici un faisceau de fils protégés par une enveloppe isolante, ou gaine. Le câble peut être constitué lui-même de plusieurs câbles.

Par support d'alimentation, on entend un câble transportant au moins un moyen d'alimentation pour le terminal. N'importe quel câble supportant une alimentation électrique peut être utilisé : câble série de type USB, câble électrique, câble téléphonique, câble Ethernet, câble de transmission de données audiovisuelles de type MHL (pour "Mobile High definition Link"), etc.

Selon l'état de la technique connue, l'antenne WIFI d'un terminal émetteur-récepteur est généralement située dans le terminal (circuit imprimé comportant par exemple un fil métallique). L'invention offre donc l'avantage de placer l'antenne principale du système d'émission-réception WIFI dans un câble qui sert déjà au transport de l'alimentation électrique du terminal, et qui est donc nécessaire dans le système. Il suffit, pour réaliser l'invention, de disposer les deux câbles (alimentation électrique et antenne) dans une même gaine, ou de faire passer le câble d'antenne dans la gaine existante du câble électrique.

Avantageusement, l'invention permet donc, en extrayant l'antenne du terminal, de réduire la taille de celui-ci. Elle permet par ailleurs d'offrir une antenne de meilleure qualité, puisque moins limitée en taille, la seule limite étant la longueur du câble. De surcroît, l'antenne peut être déplacée (avec le câble qui la supporte) pour améliorer la réception ou la rediffusion du signal radiodiffusé selon l'emplacement et l'orientation de l'antenne du terminal. L'invention peut ainsi être utilisée pour des terminaux de radio (postes de radio avec antenne intégrée dans le câble d'alimentation), de télévision (clé USB permettant de restituer un contenu de télévision numérique sur le téléviseur auquel elle est raccordée), de retransmission d'ondes radio Wifi (dits « Modem Wifi »), etc.

L'invention permet de mutualiser avantageusement le câble d'alimentation, qui est nécessaire au terminal, et donc toujours présent, et l'antenne. Selon un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, un système tel que décrit ci-dessus est caractérisé en ce que le support de communication est un câble de communication, et en ce que le câble de communication comprend en outre une antenne, dite seconde antenne. Par seconde antenne, on entend ici, comme précédemment, une antenne isolée ou un groupe d'antennes.

Avantageusement, ce mode de réalisation de l'invention permet de disposer de deux antennes dans deux câbles distincts, d'une part le câble d'alimentation et d'autre part le câble de communication, par exemple de type HDMI (de l'anglais High Definition Multimedia Interface, une interface électrique et logique permettant un transfert de données numériques multimédia non compressées en haute définition), qui peut être utilisé si la qualité de réception n'est pas suffisante. En effet, de manière connue, deux antennes correctement conçues et positionnées sont capables de fournir un meilleur signal (et donc, pour le contenu multimédia diffusé, un meilleur débit). Selon ce mode de réalisation, les deux antennes peuvent être positionnées indépendamment, puisque se trouvant dans deux câbles différents. Alternativement, en particulier si un connecteur de données de type MHL est utilisé, ou pourra utiliser un seul câble qui comprend à la fois l'alimentation électrique, le support de données et l'antenne.

Selon un second mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, qui pourra être mis en oeuvre alternativement ou cumulativement avec le précédent, un système tel que décrit ci-dessus est caractérisé en ce que le terminal comprend en outre une antenne, dite troisième antenne, interne audit terminal. Avantageusement, ce mode de réalisation de l'invention permet de disposer de deux antennes, d'une part l'antenne native du terminal de petite taille, et d'autre part l'antenne qui se trouve dans le câble d'alimentation. Les deux antennes combinées sont, comme mentionné précédemment, capables de fournir en coopération un signal amélioré, et donc un meilleur débit que si une seule antenne était utilisée. Il est ainsi possible de conserver les avantages du petit terminal existant (avec son antenne intégrée) tout en améliorant considérablement la qualité de réception dans des contextes où une qualité de réception plus élevée est souhaitée. Selon une variante de ce mode de mise en oeuvre particulier de l'invention ou du précédent, un système tel que décrit ci-dessus est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module de sélection d'antenne.

Le module de sélection d'antenne est adapté à sélectionner, selon les cas, l'une, l'autre, ou les deux, voire trois, antennes. Cette particularité est notamment intéressante dans le cas où la réception nécessite la présence active de plusieurs antennes (interne et/ou externes), ou lorsqu'un problème survient sur l'antenne externe (offrant dans ce cas la possibilité d'activer l'antenne interne, même si elle offre une réception dégradée du signal, en attendant la résolution du problème sur l'antenne externe). Le terme module peut correspondre aussi bien à un composant logiciel qu'à un composant matériel ou un ensemble de composants matériels et logiciels, un composant logiciel correspondant lui-même à un ou plusieurs programmes ou sous-programmes d'ordinateur ou de manière plus générale à tout élément d'un programme apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions telles que décrites pour les modules concernés. De la même manière, un composant matériel correspond à tout élément d'un ensemble matériel (ou hardware) apte à mettre en oeuvre une fonction ou un ensemble de fonctions pour le module concerné (circuit intégré, carte à puce, carte à mémoire, etc.). L'invention concerne aussi un câble comportant - un support (25) d'alimentation apte à transporter une alimentation électrique vers un terminal, - une antenne (26), dite première antenne, apte à transporter des données vers le terminal. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés.

Les figures: La figure 1 représente le contexte général de l'invention. La figure 2 représente un système selon un premier mode de réalisation de l'invention.

La figure 3 représente un système selon un second mode de réalisation de l'invention. La figure 4 représente une architecture matérielle d'un terminal de taille réduite, selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 5 représente un câble selon une mise en oeuvre de l'invention.

Description détaillée d'un exemple de réalisation illustrant l'invention La figure 1 représente le contexte général de l'invention. Un dispositif terminal (1) est connecté, dans cet exemple, d'une part à un téléviseur (3) et d'autre part à la passerelle de service (6) d'un réseau local (non représenté). On entend par dispositif terminal, ou plus simplement « terminal », tout dispositif apte à se connecter à une passerelle de service (6), tel un Smattphone (téléphone mobile intelligent), un PDA (« Personnal Digital Assistant »), une clé électronique pour le téléchargement des contenus audiovisuels ou plus généralement tout dispositif apte à communiquer sans fils, en mode WiFi, avec la passerelle de service.

Parmi ces terminaux, on privilégie ici ceux de petite taille. Dans la suite, le terminal selon les différents modes de réalisation se présente donc sous la forme d'une clé électronique (en anglais, « dongle») connectée sur un port vidéo du téléviseur (3), dans cet exemple un port HDMI. Ce petit terminal (1) est également apte à établir des connexions avec la passerelle de service reliée par ailleurs au réseau internet étendu (WAN, pour Wide Area Network, par opposition à un réseau local de type LAN - Local Area Network). Le réseau étendu contient un serveur de contenus multimédia (non représenté) qui héberge notamment des contenus audiovisuels pour mise à disposition des terminaux du réseau local. La clé électronique peut, via la passerelle (6), se connecter au serveur de contenus du WAN, sur lequel elle récupère les contenus multimédia (vidéo et/ou audio) à restituer sur le téléviseur (3). La passerelle de service (6) comporte une fonction de communication Wi-Fi, ou point d'accès (en anglais : AP, pour Access Point), qui lui permet de communiquer sans fil avec les terminaux du réseau. Ce point d'accès inclut un module radio bidirectionnel pour émettre ou recevoir les signaux WIFI dans le réseau local. Pour recevoir de tels signaux, le terminal (1) doit être équipé d'une antenne (26). Plutôt que de la disposer, comme il est usuellement fait, à l'intérieur du terminal, elle est ici placée dans la même gaine (2) que le câble (25) transportant l'alimentation électrique, qui peut être par exemple un câble USB.

La figure 2 représente le même système dans un mode de réalisation particulier, vu de l'arrière du téléviseur. Selon ce mode de réalisation, le terminal, ou clé (1) est connecté directement à l'un des ports HDMI (8) du téléviseur (3), auquel elle transmet les signaux audiovisuels décodés.

Le terminal (1), ou clé, est alimenté dans cet exemple par l'intermédiaire d'un câble USB (2) connecté d'une part au terminal (1) et d'autre part au téléviseur (3) via des connecteurs USB. Comme il est bien connu de l'homme du métier, le câble USB comprend un certain nombre de fils, dont un fil d'alimentation pour les terminaux qui lui sont connectés, en l'occurrence la clé dans notre exemple. La liaison USB permet d'alimenter la clé (1) de façon simple, en profitant de la connectique disponible sur la plupart des téléviseurs. Selon ce mode de réalisation, le câble 2, qui sera décrit plus en détail à l'appui de la figure 5, comprend le câble USB « standard » (25), c'est-à-dire conforme à la norme USB. Le câble USB est de structure simple ; il comporte deux paires de fils : La paire de signal, destinée au transfert de données, de préférence blindée si l'on souhaite éviter au maximum les interférences entre les données amenées à transiter sur le câble USB et les données transitant sur le câble d'antenne voisin, et une seconde paire qui peut être utilisée pour l'alimentation (broches « GND » et « Vcc » de la norme USB). Dans ce premier mode, le câble 2 comprend aussi une antenne (26) qui se présente sous la forme d'un câble coaxial donc l'âme sert à la fois à la réception et à la transmission des signaux WiFi. La figure 3 représente un système selon un second mode de réalisation de l'invention.

Selon ce mode de réalisation, un câble HDMI (7) est utilisé pour connecter la clé au port HDMI (8) du téléviseur. Une seconde antenne (76, non représentée) est associée au câble HDMI. Ce mode de réalisation permet avantageusement d'insérer une première antenne dans le câble USB et une seconde antenne dans le câble HDMI afin de bénéficier d'une meilleure réception, et donc d'un meilleur débit pour les données. On notera, par ailleurs, que l'interface HDMI évolue vers de nouvelles interfaces de type « MHL » (pour "Mobile High definition Link"), un ensemble de normes pouvant être implémentées pour connecter deux appareils dans le but de prendre en charge la transmission/réception des flux audio et vidéo numériques, notamment haute-définition, par exemple un périphérique mobile et un téléviseur. Le connecteur MHL prend en charge le transfert des données audiovisuelles et permet également de charger l'appareil connecté puisqu'il dispose d'un fil d'alimentation.

Dans ce contexte, l'alimentation USB de la figure 2 peut être supprimée et le câble « MHL » remplaçant le câble HDMI pourra héberger à la fois l'antenne selon l'invention et l'alimentation de la clé.

La figure 4 représente une architecture matérielle d'un terminal selon l'invention. Le terminal (1) comprend des mémoires M articulées autour d'un processeur CPU. Les mémoires peuvent être de type ROM (de l'anglais Read Only Memory) ou RAM (de l'anglais Random Access Memor-J), amovibles ou fixes, etc. Une partie de la mémoire M stocke, entre autres, les paramètres d'identification des passerelles domestiques auxquelles peut accéder le terminal et l'identification du terminal (par exemple, « clé#2 »). Dans notre exemple, il est alimenté via une interface série de type USB. Il est alimenté par le câble (25). Il communique sur le réseau local en se connectant sans fils à la passerelle de service (6) via les modules WiFi et HTTP. L'antenne (26) qui se trouve dans le câble (2) selon l'invention est connectée au module WiFi. Il comporte aussi : - une application facultative (SEL) chargé du choix des antennes actives lorsque plusieurs antennes sont présentes. Ce module applicatif est notamment capable de détecter quelles antennes sont présentes, et de sélectionner selon les besoins les différentes antennes (antenne 26 en priorité, antenne interne ANTI si l'on souhaite renforcer le signal et donc disposer de plus de débit, antenne 76 du câble HDMI, etc.). On peut envisager notamment le fonctionnement suivant d'un procédé de sélection : 1. établissement de l'alimentation du terminal (1) ; 2. établissement de la connexion au dispositif de restitution (3) ; 3. détection d'une première antenne externe (26) ; 4. détection d'une seconde antenne interne (ANTI) ou externe (76), et en fonction des résultats de la détection : a. activation de la première antenne (26) ; b. activation de la seconde antenne (76) pour recevoir un complément de signal. 5. activation de la troisième antenne (ANTI), etc. - un module de restitution du type « media player » (MP) capable de restituer (recevoir, décoder, préparer) les flux en mode de streaming et de les délivrer au dispositif de restitution (TV) ; le « media player » comporte entre autres un ensemble de décodeurs (audio, vidéo, etc.) aptes à décoder les contenus multimédia, ainsi qu'une interface de communication avec le dispositif mobile apte à interpréter les ordres en provenance de celui-ci (pause, retour arrière, contrôle du volume, etc.) - un module d'interface avec le dispositif de restitution (HDMI) capable de s'interfacer physiquement et logiquement avec le téléviseur pour lui transmettre le contenu multimédia (audio et vidéo) décodé. Tous les modules communiquent classiquement entre eux via un bus de données (12).

La figure 5 représente un câble selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. Le câble (2) est constitué d'un câble d'antenne (26) et d'un câble d'alimentation (25) juxtaposés dans la même gaine (24). Le câble d'antenne (26) est un câble coaxial classique, composé d'un fil conducteur principal (22) qui forme le coeur de l'antenne, d'un isolant (21) et d'une tresse, ou blindage (23), également conductrice (masse). Ce câble est utilisé pour recevoir, émettre et transmettre des signaux haute-fréquences de type WiFI. Le câble d'alimentation (25) se compose dans cet exemple d'une tresse conductrice à deux brins entourée d'un isolant. La présence d'un tel isolant améliore le système en limitant les perturbations électromagnétiques avec le câble d'antenne. Il va de soi que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Par exemple l'invention peut se rapporter à un terminal de radio et l'antenne est dans ce cas une antenne radio-FM, le câble support pouvant être le câble d'alimentation. Selon un autre exemple, le câble (25) selon l'invention peut être un câble de type Ethernet, le terminal (1) un routeur, ou réémetteur Wifi, et l'antenne filaire (26) est utilisée en réémission du signal Wifi à destination par exemple du réseau local. Cette variante évite d'affubler le routeur Wifi des protubérances métalliques qui lui sont généralement associées pour la réception et la réémission des signaux Wi-Fi.10

Claims (4)

1. REVENDICATIONS1. Système comprenant un terminal (1) et un câble (2) - le terminal (1) comprenant - un module d'émission-réception de données (WIFI) à restituer sur un dispositif de restitution (3), lesdites données étant reçues ou émises par au moins une antenne (26, 76, ANTI) ; - un module de connexion (HDMI, MHL) au dispositif de restitution (3) via un support de communication (7, 8) ; - un module de connexion (USB, MHL) à un dispositif d'alimentation via un support d'alimentation (25) apte à transporter une alimentation électrique ; - le câble (2) comprenant le support d'alimentation (25), caractérisé en ce que le câble comprend en outre une antenne (26), dite première antenne.
2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de communication (7,8) est un câble de communication (7), et en ce que le câble de communication comprend en outre une antenne (76), dite seconde antenne.
3. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le terminal (1) comprend en outre une antenne, dite troisième antenne (ANTI), interne audit terminal.
4. 4. Système selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module (SEL) de sélection d'antenne (26, 76, ANTI).