Comprendre les défis techniques liés à l'utilisation des antennes WiFi

L'emplacement d'une antenne WiFi est essentiel pour obtenir des performances optimales. Les antennes sont sensibles à leur environnement et leurs performances peuvent être affectées par les matériaux, les appareils RF, les objets et les appareils électroniques situés à proximité.

L'emplacement d'une antenne peut déterminer sa capacité à transmettre et à recevoir des signaux, sa sensibilité aux interférences et son efficacité globale dans un système de communication sans fil. Un emplacement approprié peut considérablement améliorer les performances de l'antenne, tandis qu'un emplacement inapproprié peut réduire la puissance du signal, augmenter les interférences et nuire au bon fonctionnement. Il est essentiel de suivre les directives du fabricant et de prendre en considération des facteurs tels que le plan de masse, les composants à proximité et la conception globale du circuit imprimé pendant la phase de conception.

En cas de doute, consultez un expert avant de vous engager dans la conception d'une antenne. Les antennes sont souvent sous-estimées dans leur effet global sur un appareil et ses performances. Il peut être coûteux de modifier l'emplacement après la finalisation de la conception d'un appareil ou de la disposition d'un système.

Plusieurs facteurs influent sur les performances des antennes WiFi :

• Fréquence : les antennes WiFi fonctionnent dans une bande de fréquences spécifique (2,4/5/6 GHz). L'antenne doit être conçue pour transmettre et recevoir efficacement les signaux dans ces gammes de fréquences.
• Gain : le gain mesure le degré d'amplification d'un signal par une antenne. Plus le gain d'une antenne est élevé, plus le signal est puissant et plus la portée est longue. Le gain requis dépend de l'application et de la distance entre l'antenne et le routeur ou le point d'accès.
• Largeur du faisceau : la largeur du faisceau est l'angle sur lequel l'antenne transmet ou reçoit des signaux. Plus la largeur du faisceau est grande, plus la couverture est étendue. Plus la largeur du faisceau est étroite, plus le signal est concentré dans une direction spécifique, ce qui augmente la portée et réduit les interférences.
• Polarisation : la polarisation est le positionnement du champ électrique d'une onde radio. En général, les antennes WiFi utilisent une polarisation verticale, mais certains appareils peuvent utiliser une polarisation horizontale, circulaire, oblique ou une combinaison de ces polarisations. L'antenne doit être compatible avec la polarisation du dispositif de réception.
• Impédance : l'impédance fait référence à la résistance de l'antenne au flux de courant électrique. L'impédance de l'antenne doit correspondre à celle du circuit émetteur-récepteur pour permettre un transfert efficace du signal.
• Facteurs environnementaux : une antenne doit être capable de résister aux conditions environnementales auxquelles elle sera exposée, telles que la température, l'humidité et autres éléments météorologiques. 
• Coût : le coût d'une antenne doit être en adéquation avec les besoins de performance de l'application.
• Taille et poids : la taille et le poids d'une antenne peuvent être des facteurs importants à prendre en compte pour certaines applications, telles que les appareils portables.
• Esthétique : l'apparence de l'antenne peut être importante pour certaines applications, notamment dans les environnements domestiques ou professionnels, ou lorsque l'antenne est montée à l'extérieur d'un appareil.
• Conformité aux réglementations : les antennes doivent être conformes à toutes les réglementations applicables, y compris celles qui régissent les émissions de radiofréquences.

Comme mentionné précédemment, l'emplacement est crucial. Lorsque vous placez une antenne WiFi sur un circuit imprimé, gardez les points suivants à l'esprit.  

• Emplacement général : les diagrammes de rayonnement des antennes WiFi et la disposition du circuit imprimé doivent déterminer l'emplacement sur le circuit imprimé.
• Évitez les interférences : aucun composant ne doit être placé à proximité du champ autour de l'antenne, car ils peuvent interférer avec les performances de l'antenne. Cela implique de maintenir une zone « hors limites » dégagée et de tenir compte du plan de masse. Il est également important d'éviter de placer une antenne à proximité d'éléments susceptibles d'interférer avec le rayonnement de l'antenne, notamment les batteries, les écrans LCD et les composants métalliques.
• Atténuer l'interaction entre les antennes : des ajustements de distance ou d'orientation seront nécessaires pour éviter toutes perturbations si d'autres antennes fonctionnant sur des fréquences similaires se trouvent à proximité.
• Conception de la ligne de transmission : pour les antennes montées sur carte, la trace RF transportant l'énergie vers et depuis l'antenne doit être conçue avec soin afin d'éviter toute réflexion et dégradation du signal.

Une installation, un emplacement et une utilisation corrects sont essentiels pour garantir les performances et la puissance du signal des antennes WiFi. Vous trouverez ci-dessous un guide étape par étape pour installer et utiliser une antenne WiFi.

Installation

• Choisissez la bonne antenne : choisissez le type d'antenne approprié en fonction de vos besoins et exigences spécifiques. Les antennes omnidirectionnelles sont idéales pour couvrir toutes les directions autour de l'antenne, tandis que les antennes directionnelles sont mieux adaptées à la communication point à point.
• Pour les appareils existants, identifiez le connecteur d'antenne requis : repérez le type de connecteur d'antenne sur votre appareil ou votre routeur.
• Installez l'antenne : connectez soigneusement l'antenne au connecteur, en veillant à ce qu'elle soit bien fixée et bien ajustée. Évitez de trop serrer, car cela pourrait endommager le connecteur ou l'antenne. 
• Positionnez l'antenne : placez l'antenne dans un endroit où il y a le moins d'obstacles possible, en évitant par exemple les murs, les meubles ou les appareils électroniques. Un emplacement central est idéal pour les antennes omnidirectionnelles, tandis que les antennes directionnelles doivent être orientées vers le dispositif de réception.
• Connectez-vous au réseau : une fois l'antenne installée, allumez l'appareil ou le routeur pour vous connecter au réseau WiFi.

Fonctionnement

• Minimisez les interférences : l'antenne doit être éloignée des sources d'interférences électromagnétiques telles que les micro-ondes, les téléphones sans fil et autres appareils électroniques.
• Maintenez une orientation correcte : assurez-vous que les antennes directionnelles restent orientées vers le routeur ou le point d'accès. Pour les antennes omnidirectionnelles, veillez à les placer correctement afin que le signal se propage autour de l'antenne, plutôt que d'être dirigé vers les murs, les sols ou autres obstacles.
• Mettez à jour : vérifiez régulièrement si votre routeur ou votre appareil dispose de mises à jour logicielles. Les mises à jour peuvent inclure des améliorations des performances WiFi et de la compatibilité des antennes.
• Envisagez d'améliorer votre antenne : envisagez de passer à une antenne différente, offrant un gain plus élevé ou de meilleures capacités directionnelles, si les besoins de votre réseau sans fil évoluent au fil du temps.

Découvrez ci-dessous d'autres considérations à prendre en compte lorsque vous travaillez avec des antennes WiFi.

• Diversité des antennes dans les environnements à trajets multiples : l'utilisation de plusieurs antennes ou leur placement précis peut résoudre les problèmes dans les environnements où les signaux se réfléchissent sur diverses surfaces. La réflexion provoque des pertes de signaux et une distorsion due aux trajets multiples. La diversité est essentielle pour maximiser le débit en minimisant les paquets perdus.
• Qualité du signal et intensité du signal : dans les environnements à trajets multiples, les signaux RF puissants peuvent encore présenter une qualité inférieure à la normale. La diversité des antennes permet d'échantillonner les signaux provenant de plusieurs entrées afin de déterminer la combinaison idéale entre qualité et puissance du signal.
• Configurations MIMO : l'utilisation de configurations à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) peut améliorer à la fois la vitesse et la fiabilité des transmissions. Par exemple, une configuration MIMO 2x2 peut doubler le débit potentiel d'un routeur. Toutefois, les dispositifs de réception doivent également prendre en charge plusieurs flux de données à l'aide d'antennes multiples ou d'antennes MIMO spécifiques.
• Minimiser les interférences : les antennes WiFi doivent être capables de réduire les interférences provenant d'autres sources, telles que les appareils électroniques, les sources naturelles de rayonnement ou même les objets métalliques ou solides. Cela peut s'avérer difficile, en particulier dans les zones densément peuplées.
• Concevoir des antennes abordables et faciles à fabriquer : les antennes WiFi doivent être proposées à un prix raisonnable et faciles à fabriquer afin d'être attractives pour pouvoir être utilisées dans une grande variété d'appareils. Cela peut être difficile à réaliser avec des antennes hautes performances.