Comment bien choisir son antenne Wi-Fi

Après avoir parcouru la section antennes du forum, je me suis rendu compte que beaucoup de topic's concernent le même sujet : Quelle antenne choisir? Quelle est la meilleure antenne ? Etc..
J'ai donc pensé que celui-ci pourrait être utile, évitant alors nombreuses questions abordées maintes fois.
(Je tiens à signaler que ce topic est un "mixe" de tout ce qui a pu être dit dans cette section, et d'infos trouvées sur le net)

I:Quelques (légères) Informations sur la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ou WI-FI

Celle-ci peut être classé en 4 parties :
-Les réseaux personnels sans fil : Wireless Personal Area Network (WPAN)
-Les réseaux locaux sans fil : Wireless Local Area Network (WLAN)
-Les réseaux métropolitains sans fil : Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)
-Les larges réseaux sans fil : Wireless Wide Area Network (WWAN)

On distinque aussi 3 normes IEEE (Pour la fréquence 2.4gHz) :
-802.11b : Débit théorique 11Mb/s
-802.11g : Débit théorique 54Mb/s
-802.11n : Débit théorique 270Mb/s
N.B : Théorique ne veux pas dire réel.

Le WiFi utilise la gamme de fréquence de 2.4 GHz. Au passage, la même fréquence que nos chers fours à micro-ondes (Si vous vous retrouvez déconnecté à chaque fois que vous utilisez le micro-ondes, ne cherchez pas plus loin, il est capable de brouiller votre liaison avec l'AP (pourtant, il ne devrait pas émettre d'ondes en dehors du foyer? Bref, ca c'est une autre histoire.. ) )

Il y a beaucoup de choses à dire sur le WI-FI, mais ce n'est pas le sujet.

II:Différents types d'antennes, pour différentes utilisations

Avant de demander "Quelle est la meilleure antenne?" il faudrait plutôt cibler l'utilisation que l'on va en faire.
En effet, chaque type d'antenne a un fonctionnement et une utilitée bien précise.

II.1:"Combien que j'aurai de portée avec celle là?"

La portée d’une antenne dépend de son gain (exprimé en dBi), mais également de la puissance du matériel (antenne + carte) qui se trouve en face. Parallèlement, beaucoup de personnes oublient que d'autres éléments sont à prendre en compte, comme les obstacles, l'épaisseur des matériaux, les matériaux en eux-même, la distance, l'humidité (nous observerons de meilleurs résultats par temps sec que par temp de pluie, de même qu'il nous sera difficile de traverser une foule avec notre onde) le cablage utilisé, ainsi que la sensibilitée de votre carte wifi, pour ne citer que quelques exemples.

Voilà pourquoi il est impossible de déterminer a vue d'oeil la portée que vous fournira votre antenne.

II.2:"Moi j'ai une antenne DirectOmniSectonielle 512dBi de la mort!"

On différencie principalement 3 grandes familles d'antennes:

1_L'antenne Omnidirectionelle :
En forme de tige, elles permettent de couvrir un rayon horizontal de 360°. En revanche, leur rayon d'action vertical est faible : inversement proportionnel à leur puissance. En intérieur, les antennes omnidirectionnelles sont souvent le meilleur choix. Ces antennes ne coûtent souvent pas très chère.
Pour imager, je me permet de citer Calc1neur "L'Omnidirectionelle rayonne un peu comme une bougie, sa portée est faible par contre elle capte (éclaire) tous les réseaux alentours sur 360 °

2_L'antenne Directionelle :
Leur vocation est de créer des liaisons entre des points précis : entre 2 maisons, par exemple. On en trouve de plusieurs types : panneau, yagi, parabole (grid, ...). Leur angle de diffusion est faible (15 à 60°), inversement proportionnel à leur puissance et généralement identique en vertical et en horizontal. Ces antennes vont nécéssiter donc un réglage plus minutieux, et de savoir où se trouve notre cible. Pour imager, je me permet (encors) de citer Calc1neur "La Directionelle rayonne elle comme un phare de voiture puissant, et ne capte (éclaire) donc idéalement que les réseaux qui se trouvent dans son faisceau, et ce même s'ils sont assez éloignés."

3_L'antenne Sectorielle :
Elles permettent de couvrir un angle de 60 à 120°. Toute la puissance de l'antenne est concentrée sur cette zone à couvrir. De plus, l'angle vertical est relativement important. Cette caractéristique les rend quasiment incontournable sur les terrains accidentés. Comme leur axe vertical est orientable, on peut ainsi s'adapter à la topographie du terrain. Elles représentent donc un bon compromis entre Omni et Directionelle.

Je terminerai avec une derniere citation de Calc1neur (Droit d'auteur oblige )
"Il ne te viendrais pas à l'esprit d'éclairer ta salle à manger avec un phare de voiture ni de rouler de nuit à la bougie...et bien c'est pareil avec les antennes wifi ! "
Comme vous l'aurez compris, chaque antenne a sa fonction.

III_"J'ai choisi mon antenne! Et maintenant.. ?"

Alors maintenant tu te la met dans le ***(nez ) et tu fais l'avion !

Plus sérieusement, reste le cablage.

Comme pour tout, le mieux est de réduire au maximum la longueur du/des cables utilisés.
En effet, en sous-estimant la perte de signal engendrée par la longueur, on en finis par perdre le gain offert par notre antenne! Le simple fait de connecter un cable pour relier l'antenne à votre clef cause des pertes (Qualité des connecteurs, etc..)

Plus le câble a une section importante et plus les pertes seront limitées. Le câble à faible perte (diam. 5,4 mm) conviendra généralement pour une longueur jusqu'à 4 mètres, d'autant qu'il est bien plus souple que le câble très faible perte. Au-delà, le câble à très faible perte (diam. 10,3 mmm) est fortement conseillé.

Attention aussi à certains fournisseurs qui n'hésiterons pas à vous vendre du cable "faible perte" avec la mention "très faible perte". En gros, plus le diamètre de votre cable sera important, plus les pertes de signal seront faibles.

P.S: Attention a bien vérifier les connecteurs de votre carte/antenne avant d'acheter!
(Les antennes Wi-Fi sont généralement dotées de connecteurs SMA, RP-SMA ou N selon le constructeur.)




Voila, je pense que le principal a été dit. Je m'engage a mettre a jours ce topic (Plus de précision sur les types d'antennes comme Panneau, Parabole, Yagi etc..), merci de me faire part de toutes infos qui pourraient manquer

Les antennes - Cours d'électronique appliquer

Cours Antennes pour les Télécommunications

Ce sont des éléments transformant un signal électrique en une onde électromagnétique ( émissions ) ou le contraire ( réception ). Il est important de connaître leur impédance, leur gain, leur directivité.

Introduction

Un conducteur électrique, fournit de l'énergie sous forme de chaleur (chauffage), de lumière (lampe). De même il fournit un champs magnétique (principe du transformateur) et électrique (principe du condensateur, du tube cathodique). Le principe de l'antenne d'émission est de faire en sorte que le champs électromagnétique soit important, sans chauffer ni s'illuminer. Ce champs se propage, c'est alors une onde électromagnétique.

Une source chaude peut se transformer en l'énergie électrique (sonde de température), une source lumineuse aussi (panneau solaire), une source électromagnétique se transforme en énergie électrique grâce à un conducteur électrique. Le principe de l'antenne de réception est de faire en sorte que le champs électromagnétique de l'air soit transformé en énergie utilisable : de l'énergie active.

Pourquoi et comment se font ces échanges d'énergie sont des problèmes de physique qui m'échappent totalement.

Fonctionnement

Etude de l'antenne de réception (l'antenne d'émission est identique).

N'importe quelle ligne de transmission transforme un champs électromagnétique en de l'énergie électrique. La seule énergie électrique utilisable est l'énergie active. Il faut donc que la ligne produise de l'énergie active, donc que son impédance soit une résistance. La longueur de ligne la plus adaptée est donc de 1/4, 1/2 etc de la longueur d'onde (voir cours sur les lignes de transmission).

Pour que cette ligne soit soumise au plus de champs possibles, il la faut la plus grande possible. La ligne électrique est donc dépliée. C'est un doublet (dipôle, antenne bifilaire).



Il est possible d'éliminer un des deux brins de la ligne, c'est alors le sol qui fait office de deuxième brin. C'est une antenne filaire (FM).


Si l'on ne peut avoir de ligne suffisamment longue (ligne capacitive), il suffit d'ajouter une self à la base. (c'est le cas en CB, pour les portables).


Il est possible d'avoir des antennes directives qui sont en fait des doublets avec des systèmes mécaniques (C'est encore de la physique) pour favoriser une direction (antenne UHF, VHF).


Nous avons uniquement étudié des lignes finissant par un circuit ouvert, (voir partie lignes de transmission), mais nous pouvons aussi avoir des lignes terminées par un court circuit. Ces lignes ont aussi selon leur longueur une impédance variable, on peut donc les transformer en antenne (antenne circulaire d'intérieur).

Feeder et impédance d'une antenne

La ligne qui transporte l'énergie à l'antenne est appelée feeder. Il est nécessaire que cet énergie ne revienne pas mais reste dans l'antenne. Pour cela il faut que l'antenne ait la même impédance que l'impédance caractéristique du feeder ( TOS = 1 ou ROS = 1 pour les radioamateurs).

Si le feeder est absent, il faut que l'impédance de sortie de l'étage final soit identique à l'impédance de l'antenne.

Diagramme de rayonnement

La forme de chaque antenne détermine sa résistance, direction d'émission de réception. Ces directions sont représentées par un diagramme.

Le diagramme peut être dans le plan horizontal ou vertical.
Les lobes représentent l'espace où le champs est présent.

Gain

Le gain d'une antenne est la quantité d'énergie reçue ou émise dans une direction par rapport à la quantité d'énergie reçue émise d'une antenne de référence.
L'antenne de référence peut être une antenne parfaite qui possède un diagramme de rayonnement circulaire, on parle alors de gain isotropique.
L'antenne de référence peut être le dipôle 1/2 onde (voir plus loin).

Différents types d'antenne

L'antenne demie onde

L'antenne de la plus connue et de type dipôle 1/2 onde. c'est une ligne de transmission terminée par un circuit ouvert (CO) dont la longueur est égale au quart de la longueur d'onde de la porteuse. Lorsque cette ligne est dépliée, elle mesure alors une demie longueur d'onde.

Son impédance est une résistance pure de 73 ohms.

Son diagramme de rayonnement dans le plan horizontal est visible ci-contre.

Exemple : soit un récepteur FM calé sur 100 MHz. La longueur d'onde est donc de 3 m. La longueur de l'antenne sera donc égale à deux fois 75 cm.

L'antenne ground plane.

C'est l'antenne précédente dont un des deux brins est le sol. C'est une antenne verticale.

Son impédance théorique est une résistance pure de 36 ohms.

Son diagramme de rayonnement dans le plan horizontal est visible ci-contre.

Avec l'exemple précédent la longueur de l'antenne serait de 75 cm.

L'antenne yaggi (antenne la plus courante en UHF)

Elle est constituée d'un dipôle 1/2 onde, d'un ou plusieurs directeurs, d'un réflecteur. Le tout est maintenu par un isolant. Sa directivité dépend du nombre de directeurs.

Son impédance est une résistance pure de 52 ohms.

Son diagramme de rayonnement dans le plan horizontal est visible ci-contre.

Son gain peut atteindre 15 DB par rapport au dipôle quart d'onde.

Portées des antennes

Selon la puissance d'émission et la puissance de réception désirées, on peut calculer une portée théorique en onde directe.
Malheureusement, l'onde est réfléchie par le sol, les murs. Cette réflexion peut entraîner de la diffraction etc. Pour tout cela, la théorie n'est valable qu'à 60 % près. Il est donc nécessaire d'avoir quelques ordres de grandeurs sur les portées. Ces ordres de grandeurs sont donnés dans la partie unités, grandeurs, portées.