Les Antennes WiFi
Un article de Lehavre-wireless.org.
Les antennes Wi-Fi
Voici les 5 principales catégories d'antenne 2,4 GHz du commerce utilisées par les wifistes, les radioamateurs et les diverses applications dans la bande ISM :
- le dipôle, qui ressemble à un stylo, est l'antenne tige basique (1/4 d'onde), la plus rencontrée. Elle est omnidirectionnelle, 0 dBd de gain, et est dédiée à la desserte de proximité. Elle équipe aussi la caméra sans fil numérique Wi-Fi 2.4 GHz (conforme "CE") permettant une PIRE maximale autorisée de 100 mW, 20 dBm. (D standard indicatif = 500 m à vue)
- l'antenne tige extérieure, (technologie antenne colinéaire) souvent installée sur le toit. Elle est omnidirectionnelle, son gain, 7 à 15 dBi, est lié à sa dimension verticale pouvant atteindre 2 m. Le gain (en émission) peut ne plus être compatible avec la PIRE autorisée.
Ces 2 premières descriptions, fonctionnant en polarisation V, peuvent être considérées comme des antennes station d'accueil ou de base puisque compatibles avec un environnement 360°.
- L'antenne panneau dite aussi plate (technologie interne antenne quad ou antenne patch, réseau de dipôles. Le gain commence vers 8 dBi (8 x 8 cm) pour atteindre 21 dBi (45 x 45 x 4.5 cm). C'est l'antenne qui présente le meilleur rapport gain/encombrement et aussi le meilleur rendement, qui tourne autour de 85 à 90 %. Au-delà de ce gain maximum, elle n'est plus fabriquée, car surgissent les problèmes de couplage (pertes) entre étages des dipôles et il faudrait en plus envisager le doublement de la surface. Le volume d'une antenne panneau est minimal.
- L'antenne type parabole pleine ou ajourée (grille). Son intérêt d'emploi se situe dans la recherche du gain obtenu à partir d'un diamètre théorique d'approche suivant :
- 18 dBi = 46 cm,
- 19 dBi = 52 cm,
- 20 dBi = 58 cm,
- 21 dBi = 65 cm,
- 22 dBi = 73 cm,
- 23 dBi = 82 cm,
- 24 dBi = 92 cm,
- 25 dBi = 103 cm,
- 26 dBi = 115 cm,
- 27 dBi = 130 cm,
- 28 dBi = 145 cm,
- 29 dBi = 163 cm,
- 30 dBi = 183 cm.
Le rendement de la parabole est moyen, 45/55%. Le volume de l'antenne, qui tient compte de la longueur du bracon, donc de la focale, est significatif.
Nota : n'importe quelle parabole (ex. TPS/CS sans tête 11-12 GHz) est exploitable en Wi-Fi, à condition de prévoir une source adaptée : cornet, patch ou quad mono ou double, etc.
- L'antenne à fentes, sectorielle, à gain.
Les antennes à gain directionnelles ou omnidirectionnelles sont destinées à la « plus longue portée », possible, quelques kilomètres.
Les antennes panneaux et paraboliques sont uniquement directionelles, c’est-à-dire qu'elles favorisent une direction privilégiée (plus ou moins ouverte) au détriment d'autres non souhaitées.
Panneau ou parabole :
On retient que les antennes panneaux sont souvent préférées (voire préférables) lorsque le bilan de liaison est favorable, mais, dès que le système doit être plus performant, les paraboles deviennent nécessaires. Le point d'équilibre, à 21 dBi, se fait avec d'un côté un panneau carré de 45 cm et de l'autre une parabole d = 65 cm.
En conclusion, en directionnel, ou point à point, il est plus intéressant de s'équiper d'abord d'un panneau, puis, si les circonstances l'exigent, d'une parabole.
Les antennes Wi-Fi sont généralement dotées de connecteurs SMA, RP-SMA ou N selon le constructeur.
Attention : les antennes à gain (exprimé en dBi ou en dBd) employées à l'émission (réception libre) doivent respecter la réglementation PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente).
Nota : il existe d'autres antennes, moins connues, et celles conçues par les wifistes, comme l'antenne cornet, l'antenne cornet-entonnoir, les Yagi, les cornières, les dièdres, les discones etc., mais seules les tiges, les panneaux et les paraboles sont significativement utilisées.
Quant aux antennes facilement « bidouillables », ce sont surtout les quads et cornets.
Pour améliorer les échanges, il peut être monté au plus près de l'antenne un préamplificateur d'antenne(RX) avec ou sans ampli de puissance (TX) mais toujours de type bidirectionnel.
