9 types d'antennes 4G LTE et guides de sélection

Dans le monde d'aujourd'hui, qui évolue rapidement, presque tous les aspects de la vie dépendent fortement du fait de rester connecté. Une communication fiable et efficace est essentielle dans la vie personnelle et professionnelle de chacun. Le réseau 4G est crucial et reste un acteur clé de la télécommunication, même avec l'évolution du monde numérique avec les réseaux 5G et au-delà. Les antennes 4G LTE (Long Term Evolution) sont le composant principal des réseaux 4G, facilitant l'internet à haut débit et une télécommunication efficace. Elles peuvent établir une communication avec une force et une vitesse de signal accrues, notamment grâce à l'utilisation de technologies telles que l'entrée multiple et la sortie multiple (MIMO).

Cet article donne une vue d'ensemble des antennes 4G LTE et présente les différents types d'antennes 4G LTE disponibles sur le marché aujourd'hui, leurs fréquences de fonctionnement et leur importance pour répondre aux exigences modernes en matière de communication communication. L'article aborde également brièvement les points à prendre en compte lors de la sélection d'une antenne 4G LTE pour une application spécifique.

Introduction aux antennes 4G LTE

4G désigne la quatrième génération de technologies de télécommunication mobile. Le lancement de la quatrième génération de technologie de communication mobile sans fil a constitué une avancée significative par rapport à la 3G. Par rapport aux générations précédentes, les réseaux 4G ont été en mesure de fournir des vitesses de transmission de données plus rapides, une connectivité et une fiabilité du réseau améliorées, une latence réduite et des capacités d'appel vocal et vidéo améliorées. Les réseaux 4G ont amélioré leur capacité, ce qui les rend très efficaces même dans les zones densément peuplées, permettant à un grand nombre d'utilisateurs de se connecter simultanément sans compromettre les performances du réseau. Ainsi, les réseaux 4G facilitent une connectivité à grande vitesse, de qualité et fiable, ce qui est crucial dans les systèmes de communication modernes.

La technologie 4G offre des améliorations significatives par rapport aux technologies précédentes, avec des taux de téléchargement allant jusqu'à 100 Mbps et des taux de chargement allant jusqu'à 50 Mbps. Cela permet un accès à l'internet à haut débit nécessaire pour des applications telles que le streaming vidéo, les jeux mobiles et la navigation sur internet avec un minimum de décalage ou de mise en mémoire tampon. La technologie 4G LTE a considérablement réduit la latence du réseau, ce qui permet une utilisation efficace des applications en temps réel telles que les appels VoIP, les vidéoconférences et les jeux en ligne. Ces améliorations en termes de vitesse et de latence ont également été cruciales pour les applications IoT telles que la domotique, les wearables et les paiements mobiles qui dépendent d'une connectivité réseau rapide et stable. Alors que les technologies 5G et au-delà sont disponibles dans certaines parties du monde, la technologie 4G LTE reste importante dans de nombreuses industries et régions. Dans les environnements où la 5G n'est pas encore totalement mise en œuvre, la 4G LTE reste une option stable et fiable pour connecter efficacement les appareils mobiles, les systèmes en temps réel, le streaming vidéo et les applications IoT.

Une antenne 4G LTE est une antenne conçue pour recevoir et transmettre des signaux pour les réseaux sans fil 4G en connectant des appareils tels que les smartphones, les tablettes et les modems à l'internet en utilisant un réseau cellulaire. Les antennes 4G LTE jouent un rôle majeur dans les systèmes 4G en assurant une connexion stable et forte pour des performances optimales. Les antennes 4G LTE ont la capacité d'améliorer considérablement la force et la qualité du signal. Cela facilite les vitesses élevées, une meilleure couverture, une latence réduite et des performances stables dans les réseaux 4G. Les antennes 4G ont également la capacité d'étendre la portée de l'appareil, ce qui permet de recevoir et d'émettre des signaux même à de plus grandes distances des tours de téléphonie cellulaire. Cela peut s'avérer extrêmement utile dans les zones où il y a moins de tours de téléphonie mobile et d'infrastructures de réseau, comme les zones rurales. Les antennes 4G LTE peuvent être la solution pour une connectivité stable et rapide dans ces zones. Même avec l'évolution des technologies au-delà de la 4G, les réseaux 4G LTE représentent toujours un pourcentage important des réseaux dans le monde. La bonne antenne 4G LTE peut améliorer considérablement les performances de l'appareil d'un utilisateur et améliorer l'expérience globale de l'internet et de la communication pour l'utilisateur.

Gamme de fréquences des antennes 4G LTE

Les antennes 4G sont utilisées dans une large gamme de bandes de fréquences allant de 700 MHz à 2600 MHz dans le monde entier. La gamme de fréquences de fonctionnement d'une antenne 4G LTE est un facteur crucial pour déterminer la zone de couverture de l'antenne, la qualité du signal et les performances globales. Les bandes de fréquences 4G LTE spécifiques dans lesquelles les antennes peuvent fonctionner varient en fonction de la région et du fournisseur de réseau. La gamme de fréquences des antennes 4G LTE est généralement divisée en quelques bandes de fréquences commonly utilisées, comme indiqué ci-dessous.

• 700 MHz (Bande 12/13/17)
• 800 MHz (Bande 20)
• 900 MHz (Bande 8)
• 1800 MHz (Bande 3)
• 2100 MHz (Bande 1)
• 2600 MHz (Bande 7)

Types d'antennes 4G LTE

• Antenne Yagi

Les antennes Yagi sont des antennes directionnelles généralement utilisées pour les applications de communication point à point. Elles se composent d'un élément moteur, d'éléments directeurs de part et d'autre d'une structure en forme de flèche et d'un réflecteur. Le signal provenant de l'élément moteur est réfléchi et propagé vers l'avant en direction de la cible par les éléments d'antenne situés sur les côtés de la structure centrale de la perche. Les antennes Yagi 4G LTE ont généralement un gain élevé et une bonne portée, mais elles peuvent être légèrement trop encombrantes pour certaines applications.

• Antenne de panneau

Les antennes à panneau sont des antennes directionnelles qui consistent généralement en un dipôle placé devant un réflecteur à panneau plat. Cette conception est efficace pour améliorer la puissance et la directivité du signal, car la grande surface plane offre un gain élevé et permet de focaliser le faisceau du signal. Cela permet de réduire les interférences et donc d'améliorer les performances globales et la portée. Les antennes panneau 4G LTE sont idéales pour les systèmes de communication point à point tels que les liaisons de retour sans fil et les systèmes point à multipoint tels que les points d'accès sans fil.

• Antenne parabolique

Les antennes paraboliques sont des antennes hautement directionnelles. Lorsque les signaux sont reçus sur la surface parabolique, ils sont réfléchis vers le point focal de l'antenne, ce qui produit un faisceau de signaux très focalisé. Le gain élevé et la directivité des antennes paraboliques les rendent idéales pour la communication communication longue distance. Les antennes paraboliques 4G LTE sont aussi principalement utilisées pour les applications point à point.

• Antenne de montage au plafond

Les antennes de plafond sont des antennes omnidirectionnelles qui sont installées au plafond, généralement pour les systèmes de communication co1TP15 à l'intérieur des bâtiments. Leur couverture de 360 degrés en fait des dispositifs idéaux pour assurer une distribution cohérente et fiable du signal dans tout un bâtiment ou dans un grand espace ouvert.

• Antenne log-périodique

Les antennes log-périodiques sont des antennes directionnelles à éléments multiples qui sont légèrement similaires aux antennes Yagi. Elles sont constituées de plusieurs éléments dipôles de différentes longueurs, disposés selon un schéma spécifique. Cette conception leur permet de fonctionner sur une large gamme de fréquences et en fait une solution robuste et flexible pour la plupart des applications.

• Antenne extérieure en fibre de verre

Ces antennes, comme leur nom l'indique, sont fabriquées en fibre de verre et sont conçues pour des applications extérieures. Il s'agit d'antennes omnidirectionnelles qui, grâce à leur conception et à leur structure, peuvent fournir une connectivité stable même dans des conditions environnementales changeantes. Les antennes 4G LTE en fibre de verre sont extrêmement utiles pour de nombreuses applications car elles sont résistantes à la corrosion, imperméables, solides et généralement faciles à installer.

• Antenne canard en caoutchouc

Les antennes canard en caoutchouc sont des antennes unipolaires enveloppées dans un matériau souple et protecteur semblable au caoutchouc. Leur taille compacte et leur flexibilité les rendent idéales pour les applications portables. Les antennes 4G LTE en caoutchouc sont durables, comparativement moins chères et assez faciles à installer.

• Antenne à montage magnétique

Les antennes à montage magnétique sont des antennes omnidirectionnelles dont la base est un aimant puissant. Elles peuvent être facilement installées sur des surfaces métalliques et sont idéales pour des applications mobiles telles que le montage sur des véhicules.  

• Antenne à palettes

Les antennes Puck sont des antennes omnidirectionnelles qui peuvent fonctionner sur une large gamme de fréquences. Leur conception compacte et leur construction durable et étanche en font une option d'antenne polyvalente. Les antennes puck 4G LTE sont idéales pour la connectivité mobile à haut débit. Elles sont utilisées commonly dans les applications IoT et les systèmes machine à machine.

Antenne 4G directionnelle ou omnidirectionnelle

Les antennes directionnelles 4G LTE concentrent leurs signaux dans une direction lors de l'émission et de la réception. Les antennes omnidirectionnelles concentrent leurs signaux dans toutes les directions. Comme les antennes omnidirectionnelles peuvent recevoir et émettre des signaux dans toutes les directions, elles ont la capacité de maintenir une connexion stable en communiquant avec une autre station de base en cas d'encombrement. Lorsque la station de base utilisant une antenne directionnelle est encombrée ou défectueuse, les performances de l'antenne s'en ressentent fortement. Par conséquent, en termes de stabilité, une antenne 4G omnidirectionnelle pourrait être un meilleur choix, mais la distance et la portée que les antennes 4G omnidirectionnelles peuvent transférer efficacement est plus faible puisqu'elle est divisée dans toutes les directions. Comme les signaux sont concentrés dans une direction, les antennes directionnelles sont capables de transmettre et de recevoir des signaux sur une longue distance dans cette direction. Tout comme une antenne omnidirectionnelle qui peut rayonner dans toutes les directions, elle sera également sujette à des interférences provenant de toutes les directions, ce qui n'est pas souhaitable.

Le gain global d'une antenne omnidirectionnelle 4G est inférieur à celui d'une antenne directionnelle et son débit maximal est donc plus faible. En ce qui concerne l'installation et la maintenance, une antenne omnidirectionnelle est beaucoup plus facile à mettre en place qu'une antenne directionnelle, car elle ne nécessite pas de placement ou d'alignement précis. Globalement, si la station de base est proche et que les signaux peuvent être suffisamment reçus, une antenne 4G omnidirectionnelle peut être un meilleur choix. Lorsque les signaux sont rares et que la station de base est éloignée, il est préférable d'avoir une antenne directionnelle ciblée dans la direction de la station de base, de sorte qu'elle sera en mesure de communiquer plus efficacement grâce à sa directivité et à son gain élevés.

Antenne 4G extérieure ou intérieure

Lors de la sélection d'une antenne 4G LTE, il est important de savoir s'il faut choisir une antenne d'intérieur ou d'extérieur en fonction des besoins pratiques. Les antennes d'intérieur, comme leur nom l'indique, sont conçues spécifiquement pour une utilisation à l'intérieur. Elles peuvent diffuser des signaux à l'intérieur d'un bâtiment et sont largement utilisées dans de nombreux secteurs. Elles sont utilisées dans les entreprises et les immeubles de bureaux pour faciliter la communication interne, par exemple pour les appareils mobiles, les ordinateurs portables, les téléviseurs, etc. Elles sont également utilisées pour permettre l'utilisation de cartes de crédit/débit dans des applications telles que les distributeurs automatiques et les kiosques. Les antennes intérieures 4G LTE sont également fortement utilisées dans la plupart des applications IoT modernes qui sont utilisées avec les concepts de villes et de bâtiments intelligents. Les antennes 4G extérieures sont spécifiquement conçues pour les applications externes. Elles sont capables de résister aux conditions environnementales extérieures ainsi qu'à davantage d'interférences provenant d'autres appareils environnants et d'obstructions. Elles sont principalement utilisées dans des industries telles que la sécurité publique, sur des véhicules tels que les trains pour le transport, les dispositifs IoT dans l'espace de la ville intelligente, etc.  

Antenne 4G externe ou interne

Les antennes 4G internes sont intégrées dans l'appareil lui-même. Elles sont situées à l'intérieur de l'appareil et ne sont généralement pas visibles pour l'utilisateur. Les antennes 4G externes sont séparées de l'appareil et montées à l'extérieur de l'appareil communicating. Les antennes 4G LTE internes sont généralement plus petites car elles doivent être installées à l'intérieur de l'appareil. Cependant, elles nécessitent une conception et des tests précis afin d'atteindre le niveau de performance requis de l'antenne. Les antennes 4G LTE externes réduisent le temps de développement et les processus de test, car ce sont généralement des solutions conviviales et prêtes à l'emploi qui peuvent être mises en œuvre relativement facilement. Les antennes 4G LTE internes sont généralement utilisées dans des applications telles que les smartphones, les appareils portables, les ordinateurs portables, les appareils domestiques intelligents, etc. tandis que les antennes 4G LTE externes sont préférées pour des applications telles que les routeurs, les capteurs à distance, les répéteurs, etc.  

Comment choisir l'antenne 4G adaptée à votre application ?

Le choix de l'antenne 4G LTE la plus appropriée peut faire une différence significative dans les performances d'un appareil. De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection d'une antenne 4G LTE.

Tout d'abord, il est essentiel de vérifier et de confirmer la compatibilité de l'appareil avec l'antenne. Il est également essentiel de s'assurer que l'antenne 4G LTE choisie prend en charge les fréquences utilisées par l'opérateur du réseau. Pour une connectivité de haute qualité, il est nécessaire d'avoir une antenne 4G LTE avec un gain élevé. En particulier dans les zones rurales, plus le gain est élevé, meilleure sera la qualité de la connectivité. Le gain de l'antenne détermine l'amplification et la directivité du signal, ce qui influe sur sa capacité à transmettre des signaux sur de longues distances. Il est également important de tenir compte de la polarisation de l'antenne. Une antenne 4G LTE capable de s'ajuster verticalement et horizontalement est idéale pour les applications qui peuvent nécessiter des ajustements en fonction des conditions du signal. Comme nous l'avons vu plus haut, les antennes 4G LTE sont disponibles pour l'intérieur et l'extérieur, ainsi que pour l'extérieur et l'intérieur. Lors du choix du type d'antenne à utiliser, il est essentiel de tenir compte des conditions environnementales telles que les vents forts. Un autre facteur crucial qui déterminera le niveau de performance d'une antenne 4G LTE est l'emplacement et l'installation de l'antenne.

D'autres facteurs à prendre en compte sont la hauteur de l'antenne, la distance entre les autres antennes, la ligne de visée et les interférences avec d'autres appareils. Le choix de l'antenne la plus appropriée et son placement à l'endroit et dans la position optimaux permettront d'optimiser les performances de l'antenne.

Conclusion

La technologie 4G LTE a apporté des améliorations significatives en termes de vitesse et de bande passante par rapport aux réseaux de troisième génération précédents. La 4G reste un élément essentiel des réseaux de communication dans la plupart des régions du monde et fonctionne en parallèle avec les technologies 5G et au-delà. Les antennes 4G LTE jouent un rôle majeur dans la transmission et la réception efficaces des signaux dans les systèmes. Elles sont disponibles en différents types fonctionnant dans les bandes de fréquences 700 MHz à 2600 MHz. Elles peuvent être directionnelles ou omnidirectionnelles, internes ou externes, et peuvent être construites spécifiquement pour une utilisation intérieure ou extérieure. Une analyse et une compréhension adéquates des antennes 4G LTE permettront aux utilisateurs de sélectionner l'antenne la mieux adaptée à leur application.