Le gain d'antenne désigne le gain de puissance rayonnée par une antenne dans une direction donnée, par rapport à une antenne ponctuelle idéale. Il représente la capacité de rayonnement de l'antenne dans cette direction, c'est-à-dire son efficacité de réception ou d'émission du signal. Plus le gain d'antenne est élevé, meilleures sont les performances de l'antenne dans cette direction ; elle peut ainsi recevoir ou transmettre des signaux plus efficacement. Le gain d'antenne est généralement exprimé en décibels (dB) et constitue un indicateur important pour évaluer les performances d'une antenne.
Ensuite, je vous expliquerai les principes de base du gain d'antenne et comment le calculer, etc.
1. Principe du gain d'antenne
En théorie, le gain d'une antenne est le rapport entre la densité de puissance du signal généré par l'antenne réelle et celle d'une antenne ponctuelle idéale, à une position donnée dans l'espace et pour une même puissance d'entrée. Le concept d'antenne ponctuelle est ici évoqué. De quoi s'agit-il ? C'est une antenne qui émet des signaux de manière uniforme, son diagramme de rayonnement étant une sphère de diffusion homogène. En réalité, les antennes possèdent des directions de rayonnement (appelées ci-après surfaces de rayonnement). Le signal sur une surface de rayonnement est plus intense que celui de l'antenne ponctuelle théorique, tandis que le rayonnement dans les autres directions est atténué. La comparaison entre la valeur réelle et la valeur théorique correspond au gain de l'antenne.
L'image montre leRM-SGHA42-10Modèle de produit Gain de données
Il est important de noter que les antennes passives courantes n'augmentent pas la puissance d'émission, mais la consomment. Si elles sont considérées comme ayant un gain, c'est parce que le rayonnement est concentré au détriment d'autres directions, ce qui améliore le taux d'utilisation du signal.
2. Calcul du gain d'antenne
Le gain d'une antenne représente le degré de concentration du rayonnement sans fil et est donc étroitement lié à son diagramme de rayonnement. De manière générale, plus le lobe principal est étroit et plus les lobes secondaires sont faibles, plus le gain est élevé. Comment calculer le gain d'une antenne ? Pour une antenne classique, la formule G (dBi) = 10Lg {32000/(2θ3dB, E × 2θ3dB, H)} permet de l'estimer.
2θ3dB, E et 2θ3dB, H sont les largeurs de faisceau de l'antenne sur les deux plans principaux respectivement ; 32000 sont les données empiriques statistiques.
Que signifie donc le fait qu'un émetteur sans fil de 100 mW soit équipé d'une antenne à gain de +3 dBi ? Il faut d'abord convertir la puissance d'émission en gain du signal (dBm). La méthode de calcul est la suivante :
100 mW = 10 lg 100 = 20 dBm
Calculez ensuite la puissance d'émission totale, qui est égale à la somme de la puissance d'émission et du gain de l'antenne. La méthode de calcul est la suivante :
20 dBm + 3 dBm = 23 dBm
Enfin, la puissance d'émission équivalente est recalculée comme suit :
10^(23/10) ≈ 200 mW
Autrement dit, une antenne à gain de +3 dBi peut doubler la puissance d'émission équivalente.
3. Antennes à gain commun
Les antennes de nos routeurs sans fil classiques sont omnidirectionnelles. Leur surface de rayonnement se situe sur le plan horizontal perpendiculaire à l'antenne, où le gain est maximal, tandis que le rayonnement au-dessus et en dessous de l'antenne est fortement atténué. C'est un peu comme aplatir légèrement une antenne parabolique.
Le gain d'antenne correspond simplement à la « mise en forme » du signal, et l'amplitude du gain indique le taux d'utilisation du signal.
Il existe aussi l'antenne plate classique, généralement directionnelle. Sa surface de rayonnement se situe dans la zone en forme d'éventail directement devant la plaque, et les signaux provenant d'autres zones sont fortement atténués. C'est un peu comme ajouter un cache à une ampoule.
En résumé, les antennes à gain élevé offrent une portée accrue et une meilleure qualité de signal, mais au détriment du rayonnement dans certaines directions (généralement des directions peu efficaces). Les antennes à faible gain, quant à elles, présentent généralement une large directivité mais une portée réduite. Lors de leur fabrication, les produits sans fil sont généralement configurés en fonction des scénarios d'utilisation.
Je voudrais recommander quelques autres antennes à bon gain pour tous :
RM-BDHA056-11 (0,5-6 GHz)
RM-DCPHA105145-20A (10,5-14,5 GHz)
RM-SGHA28-10 (26,5-40 GHz)
Date de publication : 26 avril 2024
