{"id":9308,"date":"2021-10-21T16:28:25","date_gmt":"2021-10-21T16:28:25","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/?p=9308"},"modified":"2021-10-21T17:17:36","modified_gmt":"2021-10-21T17:17:36","slug":"etablir-la-connexion-partie-1-guide-des-antennes-et-des-cables-coaxiaux-et-connecteurs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/fr\/electronique\/etablir-la-connexion-partie-1-guide-des-antennes-et-des-cables-coaxiaux-et-connecteurs\/","title":{"rendered":"\u00c9tablir la connexion : Partie\u00a01 – Guide des antennes et des c\u00e2bles coaxiaux et connecteurs"},"content":{"rendered":"\n

\u00c9quiper tout appareil sans fil d\u2019une antenne implique de prendre plusieurs d\u00e9cisions. Dans cet article, partie 1 d\u2019une s\u00e9rie en deux parties, nous soulignons certaines des caract\u00e9ristiques cl\u00e9s importantes lors du choix d\u2019une antenne adapt\u00e9e. Nous penchons sur la terminologie et les sp\u00e9cifications des antennes que vous rencontrerez en examinant n\u2019importe quelle fiche technique. Les sujets abord\u00e9s comprennent la gamme de fr\u00e9quences dans laquelle le dispositif fonctionne, le gain de l\u2019antenne et le diagramme de rayonnement. Les facteurs m\u00e9caniques tels que la protection contre les intrusions, le placement interne ou externe et la m\u00e9thode de montage sont \u00e9galement importants.<\/em><\/p>\n\n\n\n

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Voir la gamme de produits d’antennes Distrelec<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Une bonne antenne est essentielle pour \u00e9tablir une liaison sans fil fiable et r\u00e9siliente<\/h2>\n\n\n\n

Il est bien connu que nous avons tous d\u00e9j\u00e0 chang\u00e9 de place ou tenu notre t\u00e9l\u00e9phone portable en hauteur afin d\u2019am\u00e9liorer la r\u00e9ception dans une zone o\u00f9 la puissance du signal est faible. Les performances de toute liaison sans fil sont am\u00e9lior\u00e9es lorsqu\u2019il n\u2019y a aucun obstacle sur le chemin entre l\u2019\u00e9metteur et le r\u00e9cepteur. Les arbres, les murs, les conditions m\u00e9t\u00e9orologiques et le terrain absorbent les signaux de radiofr\u00e9quence, ce qui r\u00e9duit la distance sur laquelle les appareils peuvent \u00e9tablir une bonne liaison, qu\u2019il s\u2019agisse de donn\u00e9es ou de voix. \u00c9quiper un appareil sans fil d\u2019une antenne bien adapt\u00e9e att\u00e9nue l\u2019impact des facteurs qui r\u00e9duisent la puissance du signal. Une antenne optimale garantit que la puissance maximale des radiofr\u00e9quences g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par la phase finale de l\u2019\u00e9metteur soit diffus\u00e9e dans l\u2019air ; de m\u00eame pour la d\u00e9tection du signal par l\u2019antenne du r\u00e9cepteur, qui peut alors \u00eatre trait\u00e9 de la meilleure fa\u00e7on. Comme nous le d\u00e9couvrirons dans la partie 2, le c\u00e2ble de connexion, techniquement appel\u00e9 ligne de transmission, et les connecteurs associ\u00e9s ont \u00e9galement un impact sur les performances de l\u2019antenne.<\/p>\n\n\n\n

Param\u00e8tres de l\u2019antenne<\/h2>\n\n\n\n

Pour faire simple, une longueur de c\u00e2ble est une antenne, et il existe une relation entre la longueur optimale du c\u00e2ble pour une utilisation \u00e0 une fr\u00e9quence particuli\u00e8re. Le terme longueur d\u2019onde fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la distance entre les pics adjacents d\u2019un signal sans fil. Il est utilis\u00e9 pour d\u00e9terminer la longueur et les caract\u00e9ristiques physiques d\u2019une antenne et indique le point de r\u00e9sonance. Par exemple, un signal Wi-Fi fonctionnant \u00e0 2,4 GHz a une longueur d\u2019onde de 12,5 cm, selon la formule : longueur d\u2019onde en m\u00e8tres (m) = vitesse de la lumi\u00e8re\/fr\u00e9quence (Hz). La vitesse de la lumi\u00e8re est une constante de 299 792 458 m\/s, souvent \u00e9valu\u00e9e \u00e0 3×108. La longueur d\u2019une antenne est d\u00e9crite par rapport \u00e0 sa longueur d\u2018onde de fonctionnement, par exemple, un quart d\u2019onde, une demi-onde ou une onde compl\u00e8te.<\/p>\n\n\n\n

La plupart des m\u00e9thodes de communication sans fil pour la voix et les donn\u00e9es utilis\u00e9es aujourd\u2019hui, tel que le Wi-Fi, le Bluetooth, la communication cellulaire (4G – 5G) et les applications ISM (industrielles, scientifiques et m\u00e9dicales) impliquent des fr\u00e9quences comprises entre 400 MHz et 3,4 GHz. \u00c0 ces fr\u00e9quences, la longueur physique de l\u2019antenne devient de plus en plus courte, ce qui autorise diverses m\u00e9thodes de fabrication, notamment directement sur circuit imprim\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

De nombreuses antennes, en particulier celles utilis\u00e9es pour des applications dans les domaines de l\u2018automobile, du transport et de la t\u00e9l\u00e9m\u00e9trie, sont en fait \u00e9quip\u00e9es de plusieurs antennes internes afin de prendre en charge le Wi-Fi, GPS\/GNSS, v\u00e9hicule \u00e0 v\u00e9hicule\/v\u00e9hicule \u00e0 infrastructure\/v\u00e9hicule \u00e0 tout (V2V\/V2I\/V2X) et la communication cellulaire LTE. L\u2019Optimus MA220 de Taoglas en est un exemple. Voir la figure 1. Cette antenne \u00e0 montage externe est conforme \u00e0 la norme d\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 IP67.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 1 – L\u2019antenne externe Taoglas Optimus MA200 de type \u00ab puck \u00bb utilis\u00e9e pour des applications dans le domaine du transport et de la t\u00e9l\u00e9m\u00e9trie (source Taoglas)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Gain de l\u2019antenne :<\/strong> la conception et la construction de certaines antennes les rendent plus efficaces concernant le rayonnement et la r\u00e9ception compar\u00e9s \u00e0 un mod\u00e8le d\u2019antenne standard. Sur la fiche technique, ce facteur est appel\u00e9 \u00ab gain \u00bb et est mesur\u00e9 en dBi (dB isotrope). Par exemple, la figure 2 illustre les performances de l\u2019antenne Taoglas MA220 pour les communications cellulaires LTE.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 2 – Les caract\u00e9ristiques de gain de l\u2019antenne LTE du MA220 de Taoglas (source Taoglas)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Diagramme de rayonnement :<\/strong> certaines antennes ont des capacit\u00e9s directionnelles, ce qui signifie qu\u2018elles sont plus efficaces pour rayonner et recevoir dans certaines directions ou dans des plans sp\u00e9cifiques. Une antenne avec un diagramme de rayonnement isotrope signifie qu\u2018elle \u00e9met la m\u00eame quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie dans toutes les directions. Une antenne omnidirectionnelle rayonne la m\u00eame quantit\u00e9 d\u2019\u00e9nergie sur un plan sp\u00e9cifique, horizontalement ou verticalement.<\/p>\n\n\n\n

Imp\u00e9dance d\u2019antenne :<\/strong> l\u2019imp\u00e9dance d\u2019une antenne change avec la fr\u00e9quence. Il est essentiel d\u2019adapter l\u2018antenne en fonction de l\u2019imp\u00e9dance qui r\u00e9sulte de la puissance de l\u2018\u00e9metteur et, de m\u00eame, au niveau de l\u2019entr\u00e9e du r\u00e9cepteur. Dans la partie 2 de cet article, nous verrons \u00e9galement comment l\u2018imp\u00e9dance du c\u00e2ble de connexion et des connecteurs est \u00e9galement essentielle pour qu\u2019ils soient en bonne ad\u00e9quation. Une imp\u00e9dance de 50 ohms est un standard r\u00e9pandu.<\/p>\n\n\n\n

Bande passante d\u2019antenne :<\/strong> la gamme de fr\u00e9quences sur laquelle l\u2019antenne est efficace est appel\u00e9e la bande passante. La bande passante est g\u00e9n\u00e9ralement indiqu\u00e9e sur la base d\u2018une fr\u00e9quence centrale. L\u2019antenne Wi-Fi sur circuit imprim\u00e9 de Molex est un exemple d\u2019antenne sur circuit imprim\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Elle poss\u00e8de une bande passante de 100 MHz sur une fr\u00e9quence centrale de 2,45 GHz, une imp\u00e9dance de 50 Ohm et un gain de 3,2 dBi.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 3 – L\u2019antenne Wi-Fi sur circuit imprim\u00e9 Molex (source Molex)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

VSWR<\/strong> (\u00ab voltage standing wave ratio \u00bb (rapport d\u2019onde stationnaire)) et perte de retour : la perte de retour mesure la qualit\u00e9 de l\u2019adaptation d\u2018une antenne par rapport \u00e0 un \u00e9metteur et \u00e0 sa ligne de transmission (le c\u00e2ble coaxial). La perte de retour mesure la quantit\u00e9 de puissance r\u00e9fl\u00e9chie vers l\u2019\u00e9metteur au lieu d\u2019\u00eatre rayonn\u00e9e et est mesur\u00e9e en dB. Plus le chiffre (n\u00e9gatif) est \u00e9lev\u00e9, meilleures sont les performances de l\u2019antenne. Le rapport d\u2019onde stationnaire (VSWR) est une autre fa\u00e7on de mesurer l\u2019affaiblissement de retour. Une antenne doit avoir une perte de retour sup\u00e9rieure \u00e0 -10 dB (VSWR 2). La figure 4 illustre les caract\u00e9ristiques de perte de retour de l\u2019antenne cellulaire GA110 de Taoglas.<\/p>\n\n\n\n

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Figure 4 – Un trac\u00e9 des caract\u00e9ristiques de perte de retour de l\u2019antenne cellulaire Taoglas montre la perte de retour en fonction de la fr\u00e9quence (source Taoglas)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Mesure des param\u00e8tres de l\u2019antenne<\/h2>\n\n\n\n

Un analyseur de r\u00e9seau vectoriel (ARV) est utilis\u00e9 pour mesurer les caract\u00e9ristiques d\u2019imp\u00e9dance et les pertes de retour d\u2018une antenne accompagn\u00e9 de sa ligne de transmission. Les ARV portables et bon march\u00e9 (< 150 euros) offrent une qualit\u00e9 de mesure ad\u00e9quate, mais un appareil plus professionnel mont\u00e9 sur un banc et co\u00fbtant plus de 5 000 euros est plus adapt\u00e9 au travail en laboratoire. Les analyseurs de spectre RF haut de gamme int\u00e8grent souvent une fonction ARV. Un ARV aide \u00e9galement pour la conception ad\u00e9quate des r\u00e9seaux de condensateurs et appareils \u00e0 base d\u2019inductances entre l\u2019\u00e9metteur et la ligne de transmission.<\/p>\n\n\n\n

Les param\u00e8tres figurant sur les fiches techniques des antennes ne sont plus un myst\u00e8re<\/h2>\n\n\n\n

Ce court article explique certains des principaux param\u00e8tres de sp\u00e9cification que vous rencontrerez probablement en lisant une fiche technique d\u2019antenne. Gr\u00e2ce \u00e0 ces informations, vous aurez une meilleure id\u00e9e pour d\u00e9terminer quelle est l\u2019antenne qui conviendrait le mieux \u00e0 votre utilisation, ce qui d\u2019ailleurs, vous permettra d\u2019obtenir des performances optimales. Dans la partie 2, nous \u00e9tudierons le r\u00f4le des c\u00e2bles d\u2019antenne et des connecteurs d\u2019antenne les plus r\u00e9pandus.<\/p>\n\n\n\n

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