Explications sur les antennes Wi-Fi

Antenne Wifi Omnidirectionnelle

Antenne Wifi Omnidirectionnelle

Lorsqu’on est un peu éloigné de sa box internet, la qualité de réception du signal Wifi est généralement très mauvaise. Il existe divers moyens de l’améliorer: se rapprocher lorsque c’est possible, changer de position en recherchant la meilleure réception possible, etc. Une fois toutes ces possibilités épuisées, reste la solution de changer d’antenne Wifi. La mauvaise nouvelle, c’est que la plupart des cartes Wifi, modules intégrés et autres dongles que l’on trouve dans le commerce ne disposent pas d’un connecteur pour antenne, celle-ci est directement intégrée. Heureusement il existe de nombreux bricolages comme celui-ci à base de boite de conserve qui permettent d’obtenir quand même un petit mieux. L’autre alternative, c’est d’investir dans un nouvel adaptateur Wifi qui comporte un connecteur externe (vérifiez bien que vous ne pouvez pas dévisser votre antenne actuelle avant de vous lancer dans un achat.

Dongle Wifi doté d'une antenne amovible

Dongle Wifi doté d’une antenne amovible

Par exemple l’image précédente correspond à un dongle wifi doté d’une antenne amovible que l’on peut trouver chez MHz Shop. Le dongle ne doit pas être choisi au hasard. Gardez simplement à l’esprit que vous pourrez changer l’antenne, donc ne vous préoccupez pas tant de la qualité de la réception du signal (qui se mesure en dBi). Le dongle que je donne en exemple ne correspond pas à celui que j’avais acheté autrefois et qui n’est plus en vente.

Une fois que vous êtes en possession de cet adaptateur wifi amélioré, soit vous êtes satisfait de la nouvelle qualité du signal, soit vous souhaitez l’augmenter plus encore, en passant à une antenne un peu plus évoluée que vous pouvez désormais commander séparément. Direction le marchand d’antennes (Non cet article n’est pas sponsorisé par MHz Shop, c’est simplement que c’est chez eux que je commande d’habitude). Le problème, c’est que chaque antenne possède sa fiche technique, et que pour pouvoir les comparer entre elles, il faut savoir interpréter les informations qui y sont incluses… ce qui n’est pas toujours si simple! Prenons un exemple:

Fiche d'une antenne omni-directionnelle à 5dBi

Fiche d’une antenne omni-directionnelle à 5dBi

Cette image correspond à une de leur fiche produit, j’ai juste un peu hacké le CSS avant de prendre la capture d’écran pour les besoins de la cause. Quels sont les premiers renseignements qui vont nous intéresser dans cette fiche? Eh bien tout d’abord

  • La bande de fréquence (2.4GHz). Celle-ci est  la bande Wifi la plus utilisée de nos jours et notamment par les normes wifi b/g/n que l’on trouve sur la plupart des boxes adsl des FAI. En fait cette bande de fréquences est même un petit peu surchargée. Si vos voisins utilisent le Wifi sur le même canal que vous il peut y avoir un partage de la bande passante, ce qui explique qu’aux heures où tout le monde est connecté, le débit chute.
    Quid des fréquences à 5GHz? => Si votre récepteur wifi est compatible avec la norme n, vous pourriez théoriquement accéder au wifi sur la bande de fréquence de 5GHz qui est beaucoup moins encombrée. Cependant en pratique la chose est compliquée à mettre en oeuvre pour plusieurs raisons: d’abord la très grande majorité des boxes adsl n’émet pas sur cette bande de fréquence. Vous auriez donc besoin d’acheter un équipement spécial à raccorder à votre box pour faire office de point d’accès à 5GHz. Ensuite coté récepteur il va vous falloir une antenne qui peut recevoir sur cette fréquence… en plus de votre antenne à 2.4GHz (ou alors utiliser une antenne bibande, ce qui réduit les possibilités de choix). Cerise sur le gateau, si vous avez des problèmes de réception Wifi, il est probable que le passage sur la fréquence 5GHz n’arrange rien, car l’atténuation du signal liée aux obstacles augmente lorsque l’on monte en fréquence. Le wifi à 5GHz est donc de fait réservé pour le moment à des usages très spécifiques.
  • Le type de connecteur (RP-SMA). Il existe différents types de connecteurs. Dans le cadre du dongle que nous avions sélectionné en exemple plus haut, il y avait un connecteur RP-SMA, nous chercherons donc une antenne qui dispose du même type de connecteur.
  • Le type d’antenne (omni). Pour schématiser, il y a deux types d’antennes: celles qui sont omni-directionnelles peuvent capter tous les signaux Wifi avoisinant. A l’inverse les antennes directionnelles doivent être braquées dans la direction de l’émetteur wifi pour pouvoir recevoir le signal. Dans la pratique les antennes directionnelles permettent d’obtenir une meilleure qualité de signal, mais elles sont plus complexes à règler, en particulier en environnement urbain où les nombreux murs perturbent le signal.

Les trois paramètres que nous venons d’évoquer sont les plus essentiels et doivent être corrects pour que l’antenne fonctionne. Il est temps désormais d’aborder le reste des paramètres:

  • Le Gain : c’est le paramètre le plus important pour déterminer la puissance de l’antenne, plus il est grand mieux c’est! La plupart des dongles et cartes wifi du commerce se contentent d’un gain de 2 dBi, certaines peuvent monter jusqu’à 5dBi. En pratique sur les antennes omnidirectionnelles d’appartement on peut monter jusqu’à un gain de 9dBi. Au delà il faut envisager une antenne extérieure ou changer de technologie d’antenne.
  • La polarisation et l’angle d’ouverture : Dans notre exemple, la polarisation est dite verticale. Grosso-modo vous pouvez considérer qu’il faut placer l’antenne verticalement. Ensuite l’angle d’ouverture à 360°/90°: le premier angle indique que la réception de signal peut se faire dans les 360° par rapport à la verticale, ce qui est normal pour une antenne omnidirectionnelle, qui peut effectivement recevoir les informations de toutes les directions dans le plan horizontal perpendiculaire à la verticale. Le deuxième fourni une indication sur la réception de signaux qui n’arriveraient pas perpendiculairement à l’antenne mais en biais: pour garantir une bonne réception du signal, il faut que l’angle d’arrivée des ondes par rapport au plan horizontal idéal soit de moins de 45° par au dessus ou par en dessous (le total fait donc bien 90°).
  • Impédance et TOS : Ce sont les paramètres les plus difficiles à appréhender, en particulier si vous n’avez jamais fait d’électronique. En ce qui concerne l’impédance, il s’agit d’un paramètre qui caractérise la manière dont l’énergie est transportée. Si l’impédance de l’antenne était différente de celle du dongle wifi, il pourrait se produire des phénomènes de réflexion et de pertes énergétiques. En pratique 50 Ohms correspond à la valeur standard sur des connecteurs SMA, pas de souci à se faire à ce niveau. Là où vous pourriez avoir un problème, c’est dans le cas de deux antennes branchées en parallèles, car un adaptateur est alors nécessaire pour éviter qu’il se produise une chute d’impédance liée à ce parallélisme. En ce qui concerne le TOS, il s’agit d’un paramètre qui caractérise l’efficacité de l’antenne (pour faire simple). En gros, plus il est proche de 1, mieux c’est. Ainsi, un TOS noté « <1.5:1 dB » sera meilleur qu’un TOS noté « <2.0:1 »

Enfin, la fiche technique mentionne des informations supplémentaires qu’il peut être intéressant de noter: longueur du cable, s’agit-il d’un cable faibles-pertes, dimensions de l’antenne. En restant très général on peut considérer comme normal que plus une antenne est grande, plus elle est efficace, il faut donc s’attendre à des dimensions de l’ordre de 20 cm (voire 40 cm) pour les antennes à haut gain… qui vont donc peser un certain poids, du coup si l’antenne n’est pas fournie avec une base, à vous d’estimer si le dongle va le supporter ou si vous devez en plus acheter un support. A propos du cable de raccordement, s’il n’est pas blindé il va faire antenne aussi sur le même principe que les antennes des récepteur radio, mais ce n’est pas forcément ce que vous voulez. Logiquement vous n’aurez pas de problème, le constructeur de l’antenne wifi y aura pensé, mais sur une antenne d’entrée de gamme, c’est un détail auquel il faut être vigilant.

Voir aussi: Glossaire, SWR (en), Passion Radio

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