Les Antennes

Florent FontanaGaëtan Bulpa

1. Qu’est-ce qu’une antenne ?

Une antenne est un dispositif permettant la transmission de données par ondes électromagnétiques et donc sans fils.

Antennes réceptrices et antennes émettrices

1. Qu’est-ce qu’une antenne ? - définition

2. Caractéristiques

2.1. La fréquences 2.2. Impédance 2.3. Polarisation 2.4. Diagramme de rayonnement 2.5. Directivité 2.6. Gain

2. Caractéristiques

Plage de fréquence

À 600 kHz :  =>  À 2,4 GHz :

=>

Caractéristiques - Fréquence

Notion d’impédance mais relatif aux antennes

à l’entrée de l’antenne en émission 50 Ohms (câble coaxial)

Caractéristiques - Impédance

direction et l’amplitude du champ électromagnétique émis par l’antenne.

Deux composantes Electrique Magnétique

3 Types de propagations

Caractéristiques - Polarisation

représentation graphique de la réparation de l’énergie rayonnée

Caractéristiques – Diagramme de rayonnement

Différent type: Omnidirectionnelle Bidirectionnelle Directionnelle sectorielle

Caractéristiques – Directivité

Plus le lobe principale est étroit, plus elle est directive

Caractéristiques – Directivité

Le gain représente le pouvoir d’amplification d’une antenne.

C'est le rapport entre la puissance rayonnée dans le lobe principal et la puissance rayonnée par une antenne de référence, isotrope ou dipolaire

Caractéristiques – Gain

Mais qu’est-ce les dBi, dBm et les dBd? dBm : décibel par rapport à un 1mW en entrée. dBd : décibel pour les antennes bipolaires. dBi : décibel pour isotrope.

Caractéristiques – Gain

Exemple dBm: 0dBm = 1mW car + 10dB

= x10 20dBm = 100mW + 3dB

= x2 + 6dB

= x4

+ 1dB = x1.25

Caractéristiques – Gain

Attention dBi vs dBd Si x dBd = x dBi + 2.15 dBi alors lorsque x=1 :

1 dBd = 3,15 dBi

Exemple 1 dBd vs 2 dBi : 1 dBd > 2 dBi car 3.15 dBi > 2dBi

Caractéristiques – Gain

Caractéristiques – Comparaison entre 2 signaux

On les retrouve Site du constructeur, datasheet,…

Caractéristiques – Spécificité

Caractéristiques – Spécificité

3. Les différents types d’antenne

Antenne théorique: L'antenne isotrope

Elle est une référence théorique irréalisable

L'antenne dipolaire Elle est constituée d'un élément conducteur de

longueur égale à la demi-longueur d'onde.

L'antenne « monopôle » est constituée d'un élément de longueur égale au

quart de longueur d'onde

types d’antenne

Antenne omnidirectionnelles:

types d’antenne

L'antenne « cierge » Elle est composée de plusieurs dipôles demi-onde

alimentés de façon à emmètrent ensemble. L'antenne dipolaire.

Exemple TRENDnet TEW-IA04O 4dBi (antenne

omnidirectionnelle)Type : dipôleGain : 4dBiFaisceau : omnidirectionnel

Types d’antenne

L’antenne quart d'onde verticale omnidirectionnelle

de 30 à 300 MHz

Les antennes à fentes le Wifi, le radio amateurisme ainsi que les radars

types d’antenne

Les antennes directionnelles Des ondes sont redirigées dans une zone

spécifique pour augmenter le gain dans cette zone.

Distances beaucoup plus grandes mais sur des surface restreintes.

types d’antenne

Exemple1: TRENDnet TEW-IA06D 6dBi (antenne directionnelle)

Type : directionnelle Gain : 6dBi Faisceau : faisceaux horizontal et vertical : 80° Le gain de 6 dBi devrait apporter un surcroît de

puissance sensible. L’antenne est directionnelle, et n’émet donc qu’en face d’elle.

Les faisceaux horizontal et vertical de 80° permettront de bien couvrir les pièces éloignées, mais nettement moins bien les pièces voisines.

types d’antenne

Exemple2: L’antenne yagi ou « râteau » Elle est très directive et a un gain important TV analogique, TV numérique, point à point,…

types d’antenne

Exemple3: L’antenne hélice Très directive utilisées pour la poursuite de mobiles, missiles ou

animaux, ainsi que pour les communications spatiales.

types d’antenne

Exemple4: Une antenne parabolique Réflecteur Universelle mais utilisée à partir de la bande des

1,1 GHz et lorsqu'un gain d'antenne élevé est recherché.

Emploi: la liaison entre la terre et les satellites notamment pour la radiodiffusion par satellite.

types d’antenne

4. Comment ça fonctionne ?

Antenne émettrice Antenne de réception

Fonctionnement d’une antenne

champ électrique (E) champ magnétique (B) Antenne (M)

Fonctionnement – le rayonnement

Vecteur B

Vecteur E

M

La zone de Fresnel est un volume de forme elliptique dans l'espace permettant d'évaluer les pertes de signal électromagnétiques apportées par un obstacle (immeuble, arbre...) de A vers B. Il en existe de plusieurs mais c’est la zone1 qui nous intéresse.

En pratique, il faut qu’il y ait au moins 60% de cette zone libre sinon les pertes deviennent significatives.

Zone de Fresnel