Antenne 2,5 GHz amateur
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La bande de fréquence 2,5 GHz est utilisée pour les applications Wi-Fi, ISM et radioamateur. Les antennes de réalisation amateur pour 2,5 GHz sont de divers type, selon le but recherché, principalement la directivité et la couverture souhaitée, ainsi que l'encombrement toléré.

Antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) cornet

L'antenne cornet dite " antenne ricoré " est la plus simple, et ne nécessite qu'une boite de conserve et une prise type " S ".

Un cornet Wi-Fi (Le wifi ou wi-fi (prononcé /wifi/) est une technologie de réseau informatique sans fil mise en place pour fonctionner en réseau interne et,...) / ISM " idéal " présenterait un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...) de 83 mm pour une longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) de 274 mm et un monopole éloigné de 61 mm du fond. Le gain envisageable approchant 12 dBi. La plage (La Plage est un film anglo-américain réalisé par Danny Boyle en 2000 et adapté du roman The Beach d'Alex Garland) de fonctionnement nominale, est de 2 117 à 2 765 Mhz, soit une fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) centrée sur 2 441 MHz.

L'antenne cornet, de forme ici cylindrique, la plus connue est la " Ricoré " (du nom d'une célèbre conserve alimentaire), vu sa dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son...) bien adaptée : diamètre 10 cm, longueur 17,5 cm. Elle est couplée au coaxial par un monopôle fait d'une tige (La tige est chez les plantes à fleurs, l'axe, généralement aérien, qui prolonge la racine et porte les bourgeons et les feuilles. La tige se ramifie généralement en branches et rameaux formant l'appareil caulinaire.) de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche. C'est...), de 1 à 1,5 mm de diamètre, soudée sur le picot d'une fiche de connexion châssis (Un châssis est un cadre rigide ou mobile fait d'une matière résistante, destiné à entourer ou supporter quelque chose.), prolongeant la " hauteur " de ce dernier à 31 - 32 mm (pour une fréquence de 2,45 GHz)

Le cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée (c), appelée courbe directrice et gardant une...) est percé (diamètre correspondant à celui de le fiche) à 44 mm du fond de la boîte (les 44 mm correspondent à l'axe du fil de cuivre ). Le socle, doté du monopole, est vissé sur l'enveloppe métallique. Le seul réglage nécessaire est la polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait...) (horizontale ou verticale) par rotation axiale du cylindre sur 90 °.

Le gain de cette antenne approche les 11 dBi / 9 dBd. Il convient pour collecter les signaux au foyer d'une parabole (La parabole est l'intersection d'un plan avec un cône lorsque le plan est parallèle à l'une des génératrices du cône. Elle est un type de courbe dont les...) à F/D < 0.35.

Antenne cornet-entonnoir (La bande de fréquence 2,5 GHz est utilisée pour les applications Wi-Fi, ISM et radioamateur. Les antennes de réalisation amateur pour 2,5 GHz sont de divers type, selon le but recherché, principalement la directivité et la...)

L'antenne cornet-entonnoir est une amélioration du cornet ci-dessus.

Les dimensions et la construction de base sont inchangées. On rajoute sur l'orifice d'ouverture une collerette métallique en forme d'entonnoir, dont la pente est inclinée de l'ordre de 30 ° par rapport à l'axe du cornet. On augmente ainsi la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) de récolte des signaux à 2,4 GHz. La performance de l'antenne dépend du nouveau diamètre d'ouverture, 17 cm proposés (gain annoncé + 3 dB) mais au moins 25 cm pour que ce système représente un intérêt d'utilisation significatif par rapport à une antenne plate à quatre cellules (quads, boucles, patchs), etc.

Pour la découpe du cône tronqué le rayon R1 est inchangé : 10 cm, la valeur du rayon R2 valant 25 cm [1].

Cependant, un meilleur résultat (compatibilité accrue avec l'avance du front de l'onde) peut être atteint en réduisant l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) vers 15 °, donc angle d'ouverture mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou...) ~ 30 ° — ce qui a pour effet direct de rallonger la longueur de l'antenne : h du cône tronqué ~ 39 cm, donc sa surface, et par voie de conséquence les performances — pour un diamètre d'ouverture de 30 cm. Attention R2 passe ~ 56 cm, R 1 à ~ 15 cm pour un cylindre de diamètre D = 84 mm. La longueur d'encombrement de l'antenne est de 65 cm.

Le rendement d'un cornet peut alors atteindre les 85 %, contre ~ 50% avec une parabole.

Parabole

Toute parabole de réception satellite (Satellite peut faire référence à :) peut être utilisée, en plaçant à la source une antenne primaire d'ouverture adaptée, l'antenne cornet décrite ci-dessus est bien adaptée à cet usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.).

Antenne quad

En 2,4 GHz, l'antenne quad est faite d'un rideau comportant un seul (rare) ou le plus souvent de deux ou quatre quadrilatères (cuivre de 1 à 2 mm) de 31 mm de côté, placés à 15/22 mm (à déterminer expérimentalement) d'un réflecteur en aspect plein, plaque métallique, ou ajouré, grillage, ayant des dimensions indicatives, de 10 x 10 cm (ou disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de 13 cm) ou bien de 21 x 10 cm.

La connexion au centre du rideau se fait soit directement sur du coaxial de longueur strictement nécessaire, (conseillé pour avoir un minimum de pertes) soit via une fiche socle type " N " ou " SMA " relié à une ligne coaxiale d'impédance (Le terme Impédance est utilisé dans plusieurs domaines:) 50 ohms ou à une fiche " F " pour du câble 75 ohms.

(Nb : attention certains connecteurs, fiches, ou raccords bas de gamme introduisent des pertes pouvant atteindre 2 dB).

Le gain, à 2,45 GHz, isotrope ou absolu, de ce type d'antenne approche les 12 (2 cellules) ou 15 dBi (4 cellules). La réalisation n'est pas difficile (moyens, précision, matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) etc.). Dans la version quadriquad le croisement du fil de cuivre est dénivelé (espace de 2 mm environ).

Par sa directivité plus marquée, la quadriquad apporte un bien meilleur résultat que l'antenne cornet dite " ricoré ", bien connue des wifistes, et concurrence encore l'antenne cornet-entonnoir. Les quads peuvent être également formées de 2 ou 4 boucles circulaires (périmètre d'une boucle 12,3cm ).

Les amateurs avertis fabriquent des sextuquads rectangulaires, ou encore des octoquads (8 cellules) portant le gain à près de 18 dBi, pour une surface carrée de l'ordre 23 cm de côté. Pour bénéficier de ce gain avec une parabole notons que son diamètre serait proche de 43 cm.

Ces antennes quadrilatères " maison " fonctionnent tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) aussi bien que les produits manufacturés, souvent beaucoup plus onéreux (dans la version 1,2 Ghz biquad la longueur d'un côté vaut 62 mm et l'espace entre le rideau et le réflecteur, 24 x 20 cm, est aussi à affiner expérimentalement).

En Wi-Fi, et dans un souci de discrétion recherchée, cette antenne plate pouvant être capotée peut être préférable à une antenne yagi ou hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) plus visibles et encombrantes. L'antenne panneau à technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) Quad ne doit pas être confondue avec l'antenne patch (Le mot patch est un anglicisme qui à l'origine désigne un morceau de tissu. Il est également employé pour parler d'une rustine de chambre à air. En français, on le retrouve dans...) plus courante, mais aussi plus délicate à étudier et à construire pour un particulier. Quad et patch à 4 éléments apportent sensiblement le même gain qu'une parabole de l'ordre de 30 cm.

Les antennes à technologie quad, facilement concevables, sont donc les plus performantes par rapport à leur encombrement, seules les patchs sont un peu plus discrètes, le cornet se situant en avant dernière position, la parabole étant la plus volumineuse à gain équivalent.

Antenne patch

L'antenne patch en réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud...) permet la réalisation d'antennes plates (antenne panneau). Leur gain annoncé et théorique (à 2,4 GHz) varie en fonction du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'éléments. Plus les cellules sont nombreuses plus l'antenne est directive et sa surface (carrée ou rectangulaire) est importante.

  • 2 cellules : 12 dBi
  • 4 cellules : 15 dBi ( = parabole de 30 cm environ)
  • 8 cellules : 18 dBi
  • 16 cellules : 21 dBi ( = parabole de 60/65 cm environ)

Ces antennes planes sont disponibles soit pour la polarisation linéaire horizontale ou verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) soit pour la polarisation circulaire gauche ou droite. En Wifi la polarisation linéaire est préférée, la polarisation circulaire est plutôt employée par les radioamateurs.

La caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) sans fil (ou certaine) analogique (Le concept d'analogique est utilisé par opposition à celui de numérique.), exemple d'application, webcam (Une webcam, ou cybercaméra, est une caméra conçue pour être utilisée comme un périphérique d'ordinateur, et qui produit une vidéo dont la finalité n'est pas d'atteindre une...) déportée, est dotée d'une antenne plate utilisant le ( 1) patch présentant une dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est...) chaude de 31,5 x 31,5 mm avec un point (Graphie) d'alimentation axial situé à 11 mm du bord. Si le carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré...) est écrêté sur 2 côtés opposés, la polarisation est annoncée est circulaire, on perd alors 3 dB si on la marie avec du linéaire. La dimension de la face arrière( reliée à la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la...) du coaxial) n'est pas critique, souvent 40 à 50 mm de côté. L'angle d'ouverture (à - 3 dB) d'un pavé (Un pavé est un bloc de forme cubique ou parallélépipédique en pierre ou en béton utilisé dans le domaine de la construction pour le revêtement de sols ou de...) de patch est au moins de 120° à 2,4 GHz.

L'illustration détaille la conception d'une antenne 2,4 GHz (Stella Doradus) ici vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) pour la polarisation linéaire H, à 16 éléments (patch de 63 x 50 mm) avec les lignes de couplage. Le circuit mesurant 38 x 39 cm apporte un gain de 21dBi (ou 19 dBd) ce qui fait de cette antenne l'aérien au meilleur rendement (coefficient k) et le plus performant par rapport à sa taille (encombrement L 45 x l 45 x P 4,5 cm, P max 13 cm avec fixation pour mât). En outre, le rapport avant/arrière est un des meilleurs, 38 dB, ce qui permet une protection élevée contre les perturbations venant de l'arrière (180°) de l'antenne. Pour passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) de la polarisation H à la V, le panneau est tourné de 90°.

L'antenne patch est l'aérien le plus discret dans sa catégorie de gain, car la moins volumineuse, suivie immédiatement de l'antenne quad, puis de l'antenne cornet et de l'antenne cornet-entonnoir.

Antenne hélice

Une antenne hélice axiale peut être réalisée en suivant les dimensions théoriques. Un exemple de réalisation est montré ci-contre.

Notes et références

  1. Voir ici le schéma : (lien)
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