Qu'est-ce qu'une antenne omnidirectionnelle ?

Les antennes sont des dispositifs utilisés pour gérer la communication sans fil en convertissant le signal d'information requis en ondes électromagnétiques. Les antennes peuvent être soit des antennes émettrices, soit des antennes réceptrices. Elles peuvent être classées en différents types en fonction de leur structure physique, de leurs gammes de fréquences de fonctionnement ou de leurs modes d'application.

Les antennes omnidirectionnelles sont l'un des types d'antennes les plus répandus. Elles peuvent recevoir et diffuser des signaux dans toutes les directions, ce qui les rend idéales pour de nombreuses applications telles que les radios FM, les routeurs Wi-Fi, les téléphones portables, etc.

Cet article donne un aperçu complet de ce qu'est une antenne omnidirectionnelle, de son fonctionnement, de ses applications, de ses avantages et inconvénients, de la manière de choisir une antenne, etc.  

Qu'est-ce qu'une antenne omnidirectionnelle ?

Les antennes omnidirectionnelles sont l'un des types d'antennes les plus importants dans la communication sans fil. Contrairement aux antennes antenne directionnelle qui concentrent l'énergie dans une seule direction, les antennes omnidirectionnelles ont un schéma de réception de 360 degrés et peuvent rayonner ou intercepter des champs électromagnétiques de fréquence radio de manière égale dans toutes les directions horizontales. Elles ont un gain équilibré sur toutes les fréquences et peuvent fournir une couverture cohérente sur une large zone, ce qui les rend idéales pour les applications où la direction du signal varie ou ne peut être prédéterminée.

Les antennes omnidirectionnelles et directionnelles diffèrent en fonction de la direction du rayonnement. Une antenne directionnelle ne peut pas recevoir et diffuser des signaux dans toutes les directions comme le fait une antenne omnidirectionnelle. Son diagramme de rayonnement est limité à un rayon de 45 à 90 degrés. Une antenne directionnelle se concentre sur une certaine direction et a une zone de connectivité limitée, mais elle tolère mieux les interférences provenant d'autres directions et peut donc produire un débit plus élevé pour la direction sélectionnée. Les antennes omnidirectionnelles, bien qu'ayant une zone de connectivité de 360 degrés, ont tendance à avoir un gain plus faible et nécessitent plus de puissance pour transmettre des signaux sur une plus longue distance.

Comment fonctionnent les antennes omnidirectionnelles ?

Les antennes omnidirectionnelles ont un diagramme de rayonnement en forme de beignet lorsqu'elles sont vues d'en haut avec l'antenne au centre. Elles émettent une puissance égale dans toutes les directions perpendiculaires à l'axe, la puissance variant en fonction de l'angle de l'axe et diminuant jusqu'à zéro sur l'axe. La portée des omnidirectionnelles peut atteindre quelques centaines de mètres, mais elle varie en fonction de plusieurs facteurs tels que la fréquence utilisée, la puissance de sortie de l'émetteur, la hauteur et l'emplacement de l'antenne, et le milieu environnant.

Types d'antennes omnidirectionnelles

Il existe différents types d'antennes omnidirectionnelles.

• Antenne dipôle : Une antenne dipôle comporte deux éléments conducteurs tels que des fils ou des tiges métalliques orientés en ligne droite et au centre de l'antenne dipôle, les matériaux conducteurs sont séparés à l'aide d'un isolant. La source de tension RF est fournie au centre de l'antenne. La tension et le courant qui traversent ces deux éléments conducteurs produisent des signaux électromagnétiques ou radioélectriques qui sont diffusés dans toutes les directions à partir de l'antenne.
• Antenne monopolaire : Une antenne monopôle est un conducteur droit en forme de tige qui est monté perpendiculairement au-dessus d'un plan de sol. Elle constitue la moitié d'une antenne dipôle. La tige conductrice fonctionne comme un résonateur et rayonne les signaux entrants dans toutes les directions à la verticale de la longueur de l'antenne au-dessus du plan de sol.
• Antenne colinéaire : Une antenne colinéaire est un type d'antenne dipôle à demi-onde et comporte plusieurs dipôles empilés verticalement les uns sur les autres, ce qui augmente le gain de l'antenne dans la direction verticale.
• Antenne fouet : Une antenne fouet est un fil métallique ou une tige flexible. Elles sont principalement utilisées dans les radios portables, les talkies-walkies, les antennes de voiture, etc.
• Antenne à plan de sol : Les antennes à plan de sol utilisent un plan de sol conducteur monté au-dessus du sol pour améliorer les performances de l'antenne.

Applications des antennes omnidirectionnelles

Les antennes omnidirectionnelles sont communiquement utilisées dans les applications où les directions des signaux ne sont pas prédéterminées ou doivent être accessibles à partir d'une zone plus large sans qu'il soit nécessaire de régler l'antenne.

• Réseaux cellulaires : Les antennes omnidirectionnelles sont utilisées dans les réseaux cellulaires pour assurer une couverture dans toutes les directions, ce qui permet aux utilisateurs d'une zone plus étendue de se connecter au réseau cellulaire.
• Routeurs Wi-Fi : Les routeurs Wi-Fi et les points d'accès utilisent également des antennes omnidirectionnelles. Cela permet à plusieurs utilisateurs et appareils de bénéficier d'une couverture de signal cohérente dans toute la zone désignée.
• Radiodiffusion : Les antennes omnidirectionnelles jouent un rôle majeur dans la radiodiffusion et la télédiffusion en transmettant des signaux dans toutes les directions, de sorte que toute personne se trouvant dans la zone de diffusion puisse recevoir le signal avec une antenne ordinaire.
• Maritime et aviation : Les industries maritimes et aéronautiques utilisent des antennes omnidirectionnelles dans leurs systèmes de communication pour assurer une couverture dans toutes les directions, ce qui permet aux navires et aux aéronefs de communicier avec les tours de signalisation ainsi qu'avec d'autres navires ou aéronefs dans la région, quelle que soit leur orientation.

Outre ces applications, les antennes omnidirectionnelles sont utilisées dans divers autres secteurs et systèmes de communication.

Avantages et inconvénients des antennes omnidirectionnelles

L'utilisation d'antennes omnidirectionnelles présente de nombreux avantages.

• Couverture d'une large zone : L'un des principaux avantages est la couverture à 360 degrés. La capacité de recevoir et d'émettre des signaux dans toutes les directions de manière égale offre une large zone de couverture permettant la communication avec plusieurs appareils dans toutes les directions sans qu'il soit nécessaire de se réorienter.
• Conception simple et facilité d'installation : Les antennes omnidirectionnelles ont une structure de conception simple et sont également plus faciles à installer. Elles peuvent fonctionner efficacement sans nécessiter d'alignement ou de réglage précis.
• Rentable : Les antennes omnidirectionnelles sont également plus économiques que les antennes directionnelles.
• Facile à installer : Les antennes omnidirectionnelles peuvent émettre et recevoir des signaux dans toutes les directions. Il n'est donc pas nécessaire de les orienter vers une cible lors de l'installation.

Les antennes omnidirectionnelles présentent un léger désavantage par rapport aux antennes directionnelles en termes de gain d'antenne. Dans les antennes directionnelles, comme le signal est focalisé et concentré dans une direction spécifique, elles ont tendance à avoir un gain plus élevé et peuvent transmettre sur une plus grande distance que les antennes omnidirectionnelles. Les antennes omnidirectionnelles sont sujettes à un plus grand nombre d'interférences car elles sont soumises à des interférences dans toutes les directions.

Choix d'une antenne omnidirectionnelle

Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection d'une antenne omnidirectionnelle, tels que les exigences spécifiques de l'application, la gamme de fréquences de fonctionnement, les caractéristiques électriques telles que le gain, la tension de crête et le niveau d'interférence, et les spécifications environnementales telles que la force du vent, la température et la protection contre la foudre, ainsi que la largeur de bande de fonctionnement.

Pour installer une antenne omnidirectionnelle, il faut choisir un emplacement central présentant un minimum d'obstacles. Pour optimiser les performances de l'antenne omnidirectionnelle, placez-la à un endroit plus élevé et réglez son angle et sa direction afin d'affiner la force du signal et de maximiser la portée.

Millimeter Wave Product, Inc. basé aux États-Unis, Tesswave en Chine, Synergy Telecom Pvt. Ltd. basé en Inde, et Hefei Maniron Electronic and Technology Co., Ltd. basé en Chine sont parmi les trois principaux fabricants d'antennes omnidirectionnelles. Parmi les différents types d'antennes omnidirectionnelles, les antennes dipôles sont les plus common et les plus largement utilisées dans les applications.

Conclusion

En summary, les antennes omnidirectionnelles sont des antennes qui peuvent transmettre et recevoir des signaux dans toutes les directions de manière uniforme, ce qui en fait un élément important des systèmes de communication modernes. Elles sont largement utilisées dans les réseaux mobiles, les routeurs Wi-Fi et la radiodiffusion. Il existe différents types d'antennes omnidirectionnelles et le choix de la bonne antenne pour une application est crucial.

Le potentiel des antennes omnidirectionnelles est énorme à l'avenir grâce aux avancées technologiques dans des domaines tels que la 5G et l'IoT. Les opportunités sur le marché des antennes omnidirectionnelles sont également tirées par l'augmentation du nombre d'appareils connectés, l'augmentation de la demande de transmission de données fiables et cohérentes, et des concepts tels que les villes intelligentes.