Antenne WiFi omnidirectionnelle : Un guide complet

Une antenne WiFi omnidirectionnelle est un dispositif conçu pour émettre et recevoir des signaux de manière égale dans toutes les directions sur un seul plan, offrant ainsi une zone de couverture de 360 degrés. Elle est idéale pour les applications qui exigent que les signaux atteignent toutes les directions, comme dans les maisons, les bureaux et les espaces publics. Elles sont particulièrement utiles pour les applications qui privilégient une couverture étendue plutôt que la portée ou la force du signal dans une direction particulière. Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont l'une des meilleures solutions pour s'assurer que les appareils restent connectés dans toutes les directions.

Comment fonctionne une antenne WiFi omnidirectionnelle

Les antennes omnidirectionnelles WiFi comportent plusieurs éléments ou dipôles disposés de manière circulaire ou sphérique autour de l'antenne pour émettre et recevoir des signaux dans toutes les directions. Lorsqu'un signal est émis par l'antenne, les éléments qui l'entourent génèrent ondes électromagnétiques qui se propagent dans toutes les directions. Ces éléments sont disposés de telle sorte que les signaux qu'ils génèrent se renforcent mutuellement dans la direction spécifique en raison de leurs différences de phase. Cela améliore le gain et l'efficacité de l'antenne. Ainsi, les antennes omnidirectionnelles sont capables de transmettre des signaux sur 360 degrés autour d'elles dans leur zone de couverture, ce qui permet aux appareils de se connecter au réseau WiFi depuis n'importe quelle direction. Les pertes de signal et les problèmes de qualité du réseau sont minimes, car les antennes omnidirectionnelles n'ont pas besoin d'être alignées avec précision pour fonctionner efficacement.

Types d'antennes WiFi omnidirectionnelles

• Antenne extérieure omni en fibre de verre

Antennes WiFi Omni en fibre de verre sont des antennes conçues pour améliorer la puissance du signal et la couverture des réseaux WiFi. Comme leur nom l'indique, ces antennes sont construites à partir de matériaux durables en fibre de verre qui résistent aux intempéries. Cela en fait des antennes idéales pour les applications extérieures. Elles sont disponibles dans différentes configurations de performance telles que gain faible, gain moyen et gain élevé et les utilisateurs peuvent choisir la meilleure solution en fonction de leurs besoins. Les antennes omni en fibre de verre sont faciles à installer et à entretenir car elles peuvent être montées sur des poteaux ou des structures et elles sont compatibles avec la plupart des routeurs WiFi et des points d'accès disponibles. Ces antennes sont généralement utilisées pour les grandes applications extérieures telles que les parcs, les campus, etc. Elles sont également utilisées dans les applications marines, agricoles, industrielles, pour mettre en place des réseaux WiFi à l'échelle d'une ville, des réseaux WiFi pour les zones rurales et éloignées, des lieux d'événements tels que les stades, les centres de convention, les arènes, etc.

• Antenne canard en caoutchouc

Le Antenne WiFi Rubber Duck est une antenne WiFi omnidirectionnelle qui ressemble à un canard en caoutchouc et qui, comme toutes les autres antennes omnidirectionnelles, est capable d'émettre des signaux dans toutes les directions. Ce type d'antenne a une couverture de 360 degrés et est donc largement utilisé dans les applications qui nécessitent que les utilisateurs soient détectés de n'importe quelle direction. Les antennes canard en caoutchouc sont simples, faciles à installer, durables et rentables. Les antennes canard en caoutchouc sont couramment utilisées dans les appareils IoT, les réseaux WiFi domestiques, les applications mobiles ou portables, les points d'accès WiFi publics dans des lieux tels que les bibliothèques, les cafés, etc. Comme elles diffusent dans toutes les directions, elles peuvent être plus sensibles aux interférences provenant d'autres appareils fonctionnant sur la même fréquence, ce qui peut donc entraîner une baisse des performances dans les environnements encombrés.

• Antenne à fixer au plafond

Les antennes WiFi omnidirectionnelles à fixer au plafond sont faciles à monter sur les plafonds et sont généralement utilisées pour distribuer les signaux cellulaires et WiFi dans un bâtiment ou une zone. Elles sont faciles à installer et sont généralement soumises à moins d'interférences. Ces antennes sont également utilisées pour des applications telles que LoRA, LTE-M et NB-IoT. Dans la plupart des cas d'utilisation, les antennes de plafond sont utilisées pour les applications intérieures.

• Antenne fouet

Les antennes WiFi omnidirectionnelles Whip sont de forme cylindrique et sont disponibles dans différentes fréquences de fonctionnement. Elles sont utilisées pour différentes applications telles que les caméras de sécurité intégrées au WiFi, les appareils IoT, les drones, etc.

• Antenne à montage magnétique

Les antennes magnétiques WiFi sont un type d'antennes omnidirectionnelles qui peuvent être facilement attachées à une surface métallique pour améliorer la réception du signal WiFi. Elles sont petites, portables, faciles à installer et rentables. Elles sont généralement utilisées dans des applications telles que les fixations sur les véhicules pour améliorer la réception des signaux théoriques, les réseaux WiFi pour les installations temporaires telles que les événements, les foires commerciales ou les espaces de travail temporaires, dans les réseaux WiFi domestiques et de bureau, etc.

Principales caractéristiques des antennes omnidirectionnelles

• Bandes de fréquences

Les antennes omnidirectionnelles WiFi fonctionnent sur différentes bandes de fréquences, les plus courantes étant les bandes 2,4 GHz, 5 GHz et la plus récente 6 GHz.

La bande 2,4 GHz se situe généralement entre 2,4 GHz et 2,5 GHz et comporte 11 canaux aux États-Unis, 13 en Europe et jusqu'à 14 en Asie. En raison de leur basse fréquence et de leur longueur d'onde élevée, elles sont capables de traverser les obstacles mieux que les autres bandes de fréquences et sont généralement compatibles avec la plupart des appareils. Mais comme cette bande de fréquences est également utilisée par d'autres technologies comme le Bluetooth et la communication par micro-ondes, le trafic du réseau sera encombré, ce qui pourrait conduire à une communication de mauvaise qualité. La bande de fréquence 2.4 GHz est idéale pour les cas d'utilisation générale tels que la navigation sur le web, le courrier électronique et les appareils IoT.

La bande 5 GHz se situe généralement entre 5,15 GHz et 5,85 GHz et compte environ 23 canaux qui ne se chevauchent pas aux États-Unis. Cette bande de fréquences offre de meilleurs débits de données et moins d'interférences que la bande 2,4 GHz et est moins encombrée. Mais comme la longueur d'onde est plus courte, le pouvoir de pénétration est plus faible et peut être facilement atténué par des obstacles sur le chemin de la communication. Les appareils plus anciens peuvent ne pas prendre en charge la bande 5 GHz. La bande de fréquences 5 GHz est idéale pour les applications à large bande telles que la diffusion de vidéos HD, les jeux en ligne, les vidéoconférences, etc.

La bande 6 GHz se situe généralement entre 5,925 GHz et 7,125 GHz et dispose d'un plus grand nombre de canaux. Cette bande de fréquences offre des débits de données encore meilleurs et moins d'interférences que la bande 5 GHz, et elle est moins encombrée. Mais comme la longueur d'onde est plus courte, le pouvoir de pénétration est encore plus faible que pour la bande 5GHz et est donc encore plus sujet aux interférences. Cette bande nécessite des appareils qui prennent spécifiquement en charge la bande 6 GHz. La bande de fréquences 6 GHz est idéale pour les applications à très grande largeur de bande et les environnements denses avec un grand nombre d'utilisateurs.

• Gain (dBi)

Le gain d'une antenne omnidirectionnelle WiFi est une mesure de l'efficacité avec laquelle l'antenne peut diriger les signaux dans une direction particulière par rapport à une antenne isotrope idéale qui rayonne de manière égale dans toutes les directions. Les antennes omnidirectionnelles WiFi sont disponibles en différentes valeurs de gain. En général, les antennes omnidirectionnelles à gain élevé ont un diagramme de rayonnement plus plat et plus comprimé, ce qui signifie qu'elles peuvent couvrir une plus grande distance horizontale, mais avec une couverture verticale réduite, ce qui en fait des options d'antennes WiFi idéales pour des applications telles que les entrepôts, les espaces de bureaux ouverts ou les environnements extérieurs. Les antennes WiFi omnidirectionnelles à faible gain ont un diagramme de rayonnement sphérique avec une plus grande couverture verticale et une portée horizontale plus faible, ce qui en fait une meilleure option pour les applications telles que les réseaux WiFi dans les bâtiments à plusieurs étages.

• Polarisation

Les antennes omnidirectionnelles WiFi peuvent avoir différents types de polarisation tels que la polarisation verticale, la polarisation horizontale, la polarisation inclinée ou la double polarisation.

En polarisation verticale, le champ électrique de l'onde du signal est orienté verticalement et est généralement utilisé dans les réseaux WiFi pour les zones urbaines ou suburbaines.

En polarisation horizontale, le champ électrique de l'onde du signal est orienté horizontalement et est généralement utilisé dans les applications point à point.

Dans la polarisation inclinée, le champ électrique est orienté selon un angle positif ou négatif de 45 degrés et est généralement utilisé pour les environnements à trajets multiples ou les systèmes MIMO, car les interférences peuvent être réduites et le débit et la fiabilité peuvent être améliorés.

Dans la double polarisation, deux des types de polarisation mentionnés ci-dessus sont combinés afin de maximiser l'utilisation du spectre et d'améliorer la polyvalence du réseau. Ce mode de polarisation est largement utilisé dans les réseaux modernes tels que les systèmes MIMO et les applications de formation de faisceaux.

• VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

Le rapport tension-onde stationnaire (VSWR) est une mesure de l'efficacité du transfert de puissance de la ligne de transmission à l'antenne. Plus la valeur du ROS est faible, meilleures sont les performances, car les impédances correspondent et l'efficacité est plus élevée. La qualité du signal sera également meilleure, de même que la portée et la zone de couverture.

• Largeur de bande et efficacité

La largeur de bande est une mesure du spectre disponible et du débit de l'antenne. Les largeurs de bande plus importantes permettent un débit de données plus élevé et les largeurs de bande étroites ont des performances limitées. Toutefois, les largeurs de bande plus larges sont plus sensibles aux interférences que les antennes WiFi omnidirectionnelles à largeur de bande étroite. Les antennes à bande passante plus large disposent de plus de canaux de transmission et donc de moins de trafic que les antennes à bande passante étroite. Par conséquent, les antennes omnidirectionnelles à large bande passante auront de meilleures performances dans les environnements très denses avec un grand nombre d'utilisateurs.

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont disponibles en différents niveaux d'efficacité. Les antennes à haut rendement ont de meilleures performances avec une plus grande force de signal, une plus grande fiabilité, une consommation d'énergie efficace et une plus grande portée et zone de couverture.   

• Schéma de rayonnement

Les antennes omnidirectionnelles émettent des signaux dans toutes les directions et ont un diagramme de rayonnement en forme de beignet. En raison de ce diagramme de rayonnement, elles ont une large zone de couverture horizontale mais une portée verticale limitée.

À quoi sert une antenne WiFi omnidirectionnelle ?

Les antennes omnidirectionnelles sont utilisées dans un large éventail d'applications, depuis les environnements résidentiels et les petits bureaux jusqu'aux grands espaces publics à forte densité d'utilisateurs. Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont généralement utilisées pour des applications qui nécessitent que les utilisateurs se connectent dans toutes les directions. Certains des cas d'utilisation les plus courants des antennes WiFi omnidirectionnelles sont présentés ci-dessous.

• Réseaux WiFi à domicile ou au bureau

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont utilisées pour étendre la portée d'un réseau WiFi domestique ou professionnel afin que les signaux puissent atteindre toutes les zones du bâtiment. Dans les grands bâtiments ou les bureaux, où un grand nombre d'utilisateurs se connectent au réseau depuis toutes les directions, il est essentiel de disposer d'une antenne capable de fournir une connectivité fiable. Dans ce cas, les antennes omnidirectionnelles sont idéales car elles peuvent être installées dans un endroit central et fournir une couverture à tous les étages et dans toutes les zones sans qu'il soit nécessaire d'utiliser plusieurs antennes directionnelles.

• Réseaux WiFi publics

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont largement utilisées pour mettre en place des points d'accès WiFi ou des réseaux WiFi publics, car elles permettent aux utilisateurs de se connecter de manière fiable depuis n'importe quelle direction, même lorsqu'ils se déplacent. Elles sont généralement utilisées dans des lieux publics tels que les aéroports, les cafés, les bibliothèques, les centres commerciaux pour fournir un accès WiFi à un grand nombre d'utilisateurs ou d'appareils.

• Réseaux WiFi extérieurs

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont couramment utilisées pour fournir une couverture WiFi dans les zones extérieures telles que les parcs, les stades, les terrains de camping, les arènes, etc. où un grand nombre d'utilisateurs sont rassemblés et accèdent au réseau dans plusieurs directions différentes. Ces antennes peuvent même être utilisées pour des applications complexes telles que la mise en place de réseaux à l'échelle d'une ville.  

• Événements et festivals

Les antennes WiFi omnidirectionnelles peuvent être utilisées pour mettre en place des réseaux sans fil lors d'événements tels que des concerts, des festivals ou des manifestations sportives. Elles sont idéales pour fournir une connectivité transparente à un grand nombre de participants dans toutes les directions.

• Fournisseurs de services internet sans fil (WISP)

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont utilisées par les fournisseurs d'accès à Internet pour fournir un accès à Internet à leurs clients dans une zone étendue. Grâce à leur schéma de rayonnement, elles sont capables de diffuser les signaux sur une large zone de couverture.

Avantages de l'utilisation d'une antenne WiFi omnidirectionnelle

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont largement utilisées dans de nombreuses applications en raison des avantages qu'elles offrent. Voici quelques-uns des avantages liés à l'utilisation d'antennes WiFi omnidirectionnelles pour la mise en place de réseaux sans fil.

• Couverture à 360 degrés

Les antennes WiFI omnidirectionnelles sont capables d'émettre et de recevoir des signaux dans toutes les directions de manière égale, offrant ainsi une couverture à 360 degrés. Il est ainsi possible de couvrir une vaste zone sans qu'il soit nécessaire d'aligner manuellement l'antenne ou les dispositifs de connexion.

• Facilité d'installation

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont extrêmement pratiques à installer car elles ne nécessitent pas de tâches d'installation particulières. Elles nécessitent un minimum d'étapes et peuvent être installées par n'importe qui sans nécessiter trop d'expertise professionnelle car elles n'ont pas besoin d'être installées dans des orientations ou des alignements spécifiques comme une antenne directionnelle.  

• Prise en charge de connexions multiples

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont des dispositifs polyvalents car elles peuvent être utilisées dans diverses applications pour recevoir et transmettre des signaux dans toutes les directions. Elles peuvent être utilisées pour des applications intérieures et extérieures, ainsi que pour des applications statiques et mobiles. La capacité de transmettre et de recevoir des signaux dans toutes les directions les rend utiles pour la plupart des applications telles que les réseaux Wi-Fi, la radiodiffusion, les véhicules et les navires, etc.  

• Qualité constante du signal

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont conçues pour traiter simultanément des signaux provenant de plusieurs directions. Elles sont donc capables de maintenir une haute qualité de puissance même en transmettant et en recevant des signaux de plusieurs appareils. Elles peuvent également recevoir des signaux provenant de plusieurs sources simultanément. Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont donc une excellente option pour mettre en place des réseaux dans des zones où les sources de signaux sont multiples ou dans des environnements où il y a beaucoup d'interférences.

• Peu d'entretien

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont généralement plus économiques que les antennes directionnelles. Elles sont de conception simple et faciles à installer. Elles sont également faciles à entretenir car elles ne nécessitent pas de mécanismes spéciaux pour le placement ou l'alignement. Les antennes omnidirectionnelles sont considérées comme une option économique pour la mise en place de réseaux WiFi.

Limites des antennes WiFi omnidirectionnelles

Bien que les antennes omnidirectionnelles soient extrêmement utiles, elles peuvent également présenter certaines limites et certains inconvénients.

• Portée limitée

 Les antennes omnidirectionnelles ont une portée limitée par rapport aux antennes directionnelles. Comme elles émettent des signaux dans toutes les directions, l'intensité du signal dans une direction est réduite. Par conséquent, les antennes omnidirectionnelles ne conviennent pas pour les communications à longue distance.

• Interférence

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont soumises à des obstacles et à une atténuation dans toutes les directions. Elles rencontrent donc plus d'interférences que les antennes directionnelles. Elles ont tendance à être affectées par les appareils proches fonctionnant dans la même gamme de fréquences et peuvent donc voir leurs performances globales affectées négativement.

• Gain inférieur

Comme les antennes WiFi omnidirectionnelles distribuent leur énergie dans toutes les directions, elles ont généralement un gain relativement plus faible si l'on considère une seule direction. La plupart de ces antennes tendent à avoir un gain d'environ 12 dBi bien qu'il existe des antennes omnidirectionnelles avec des gains variés.   

• Une couverture moins ciblée

Les antennes omnidirectionnelles émettent des signaux selon un schéma circulaire et, par conséquent, la focalisation des signaux émis vers une direction spécifique peut être moindre, ce qui entraîne des fuites de signaux et une efficacité réduite, en particulier dans les zones où les interférences sont plus nombreuses.

• Pénétration limitée du signal :

En raison de la faible puissance du signal dans une direction particulière, les antennes WiFi omnidirectionnelles peuvent avoir des difficultés à pénétrer les obstacles tels que les murs, les bâtiments, etc. et les signaux peuvent être facilement atténués. Comme ces antennes émettent des signaux dans toutes les directions, leur énergie est dispersée.

• Interférence par trajets multiples

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont soumises à des interférences par trajets multiples, ce qui peut entraîner une distorsion du signal et une réduction des performances, en particulier dans les zones où il y a des obstacles à travers lesquels les signaux peuvent être réfléchis dans différentes directions.

Antenne omnidirectionnelle vs antenne directionnelle

Comme nous l'avons vu tout au long de cet article, les antennes omnidirectionnelles émettent des signaux dans toutes les directions, offrant ainsi une couverture de 360 degrés. Les antennes directionnelles, quant à elles, émettent des signaux dans une direction spécifique, ce qui permet d'obtenir un signal puissant et ciblé dans cette direction. Les antennes omnidirectionnelles sont plus performantes en termes de zone de couverture. Cependant, les antennes directionnelles ont des performances supérieures lorsqu'une seule direction est prise en compte, offrant une meilleure force de signal, une plus longue distance de transmission, un meilleur débit de données et une meilleure qualité globale du réseau. Sur la base de leurs diagrammes de rayonnement, les antennes omnidirectionnelles conviennent mieux aux applications qui exigent que les signaux soient transmis ou reçus dans toutes les directions, assurant ainsi la connectivité des utilisateurs dans toutes les directions, ou aux applications dans lesquelles la direction des utilisateurs varie constamment ou est inconnue.

En général, le choix entre antennes omnidirectionnelles et antennes directionnelles dépend des exigences de l'application spécifique.

Prise en charge de la technologie MIMO

Les antennes WiFi omnidirectionnelles supportent la technologie MIMO (Multiple Input Multiple Output). Lorsque les antennes WiFi omnidirectionnelles sont utilisées dans une configuration MIMO, elles sont capables de faciliter des débits de données plus élevés en transmettant et en recevant des signaux dans plusieurs flux de données simultanément. Dans une configuration MIMO, l'utilisation de plusieurs antennes omnidirectionnelles améliore la qualité et la fiabilité du signal, ainsi que la portée qu'il peut atteindre. L'impact des interférences et des obstacles est également réduit. Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont plus performantes dans les réseaux MIMO car elles sont capables d'utiliser efficacement le spectre disponible et de fournir un débit plus élevé avec une meilleure stabilité. Cependant, la mise en place de ces antennes dans une configuration MIMO est complexe car elle nécessite une conception et une mise en œuvre bien pensées, ainsi qu'une maintenance appropriée. L'utilisation d'antennes WiFi omnidirectionnelles avec la technologie MIMO requiert une expertise professionnelle et technique en matière de conception d'antennes et de mise en réseau. Le coût sera donc également plus élevé. Pour des applications telles que le streaming vidéo HD, les jeux en ligne, la maison intelligente et l'IOT industriel, les antennes WiFi omnidirectionnelles avec la technologie MIMO seront idéales. Le choix entre les technologies SISO et MIMO dépend des exigences de l'application.

Quelle est la portée d'une antenne WiFi omnidirectionnelle ?

La distance maximale qu'une antenne WiFi omnidirectionnelle peut atteindre varie en fonction de sa conception, de l'environnement d'exploitation, de la bande de fréquence dans laquelle elle fonctionne, etc. En général, elles peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres, ce qui est suffisant pour la plupart des applications générales telles que les réseaux domestiques ou de bureau. Ces antennes assurent une couverture jusqu'à plusieurs centaines de mètres, ce qui est suffisant pour la plupart des applications résidentielles et commerciales. Un facteur clé affectant la portée maximale d'une antenne omnidirectionnelle est la présence d'obstacles physiques ou d'interférences provenant d'autres appareils dans des gammes de fréquences similaires et se trouvant dans la zone de couverture. Dans des conditions parfaites, avec un minimum d'obstacles, elles peuvent même atteindre des distances de plusieurs kilomètres.

Considérations relatives à l'installation

Comme pour tout autre type d'antenne, plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de l'installation d'une antenne WiFi omnidirectionnelle. Il est important de tenir compte de l'environnement d'exploitation, notamment des conditions météorologiques et de toute structure physique qui pourrait constituer un obstacle au rayonnement du signal. Des antennes WiFi omnidirectionnelles résistantes aux intempéries sont également disponibles. Les zones de couverture et la puissance du signal doivent être prises en compte, en identifiant clairement les zones mortes ou les zones où les interférences sont importantes et la puissance du signal faible. Il est essentiel d'identifier les bons emplacements pour placer les antennes WiFi omnidirectionnelles en évaluant toutes les exigences de performance pour les applications. Il est nécessaire de prendre en compte les options de montage ainsi que les câbles et les connecteurs utilisés pour l'installation. En général, il est préférable d'installer ces antennes en hauteur, car elles sont alors soumises à moins d'interférences.

Conclusion

Les antennes WiFi omnidirectionnelles sont des antennes couramment utilisées pour les réseaux WiFi. Ces antennes sont importantes car elles peuvent être utilisées pour mettre en place des réseaux pour des applications où la direction des utilisateurs varie constamment, où la direction est inconnue ou lorsque les utilisateurs peuvent provenir de plusieurs directions. Cet article présente les avantages et les inconvénients des antennes omnidirectionnelles et donne un bref aperçu de certains des cas d'utilisation les plus courants. Une bonne compréhension des différents paramètres de performance, des considérations relatives à l'installation et des différents types d'antennes WiFi omnidirectionnelles disponibles permettra de sélectionner une antenne optimale et idéale pour une application.