Qu'est-ce qu'une antenne directionnelle ?

Dans cet article, nous parlerons de antenne directionnelle. Il s'agit d'une vaste catégorie d'antennes à haute directivité, conçues pour différentes applications. Tout d'abord, nous allons comprendre l'importance des antennes dans la communication sans fil. Avec la popularité croissante de la communication sans fil, les antennes sont devenues un élément crucial des systèmes de communication modernes.

Les antennes reçoivent et transmettent des signaux radio sans fil sur des supports sans fil (ondes électromagnétiques). Il existe plusieurs types d'antennes. La plupart de ces antennes sont classées en fonction de leur application, de la forme de l'onde générée et de la gamme de fréquences de fonctionnement. En fonction de la forme de l'onde générée, les antennes sont classées en deux grandes catégories, à savoir les antennes omnidirectionnelles et les antennes directionnelles. Cet article traite brièvement des antennes directionnelles, des différents types d'antennes directionnelles, de leurs applications, de leurs avantages et de leurs inconvénients. Enfin, nous conclurons en identifiant certains facteurs clés à prendre en compte lors de la sélection d'une antenne directionnelle pour une application donnée.

Qu'est-ce qu'une antenne directionnelle ?

Comme indiqué ci-dessus, les antennes sont classées, en fonction de la forme d'onde générée, en antennes omnidirectionnelles et antennes directionnelles. Dans ce cas, il s'agit d'antennes omnidirectionnelles, antennes omnidirectionnelles génère une forme d'onde qui assure une couverture de 360 degrés dans toutes les directions, alors qu'une antenne directionnelle assure une couverture limitée à un secteur d'angle. Un gain directionnel élevé est considéré comme la principale caractéristique d'une antenne directionnelle. En outre, la plupart des antennes directionnelles peuvent changer de direction électroniquement sans aucun système de support mécanique. Il s'agit d'une autre caractéristique des antennes directionnelles. Les principaux paramètres qui régissent ces caractéristiques sont la directivité et le diagramme de rayonnement de l'antenne.

Les antennes directionnelles fonctionnent de la même manière que toutes les autres antennes. Elles reçoivent et transmettent des signaux radio générés par un backend RF qui génère des signaux électriques. Ces signaux électriques sont ensuite transmis à un synthétiseur RF pour être harmonisés avec la fréquence requise. Dans le cas des antennes directionnelles, les signaux radio générés sont étroitement réduits à un faisceau focalisé dans une direction donnée.

Types d'antennes directionnelles

Discutons maintenant brièvement de certains types d'antennes directionnelles. Ces antennes directionnelles sont classées en fonction de leur diagramme de rayonnement. Les principaux types d'antennes directionnelles sont les suivants :

Antennes Yagi : Ce type d'antenne se compose de plusieurs directeurs qui permettent de diriger le faisceau de rayonnement dans une certaine direction. Ces antennes sont principalement utilisées pour la télédiffusion et la radiodiffusion. Les antennes Yagi-Uda conviennent aux applications qui nécessitent un gain et une directivité élevés. En outre, ces antennes sont utilisées dans les communications point à point.

Antennes paraboliques : Ces antennes sont constituées d'une parabole dont le réflecteur est soit une plaque pleine, soit une plaque grillagée, afin d'obtenir un faisceau directionnel dans chaque direction. Les antennes paraboliques sont conçues pour résister à des vents violents et pour assurer la communication point à point sur de longues distances. En outre, les antennes paraboliques sont considérées comme des antennes de précision, en raison de leur capacité à se concentrer sur un seul point d'intérêt.

Antennes de panneau : Les antennes panneaux sont spécialement conçues pour être montées au sommet des tours et des murs. Elles sont largement utilisées dans les réseaux Wi-Fi et cellulaires. Elles peuvent faciliter une large couverture par rapport à d'autres types d'antennes directionnelles et sont donc utilisées aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.

Antennes log-périodiques : Ces antennes sont comme Antennes Yagimais les éléments dipolaires de ces antennes sont placés de manière triangulaire pour obtenir une mise à l'échelle logarithmique de la fréquence du signal radio. Ce résultat est obtenu en diminuant les éléments dipolaires le long de la ligne d'alimentation de l'antenne. Ces antennes peuvent supporter des fréquences élevées.

Antennes paraboliques : Les antennes paraboliques sont équipées d'un réflecteur parabolique qui amplifie le gain de l'antenne. Ces antennes sont utilisées pour les systèmes de communication par satellite qui nécessitent un gain élevé.

Antennes sectorielles : Ces antennes sont montées au sommet des tours des réseaux cellulaires pour assurer la transmission vers un secteur donné. Les secteurs les plus common couverts par ces antennes sont de 60, 90 et 120 degrés. Ces antennes sont principalement utilisées dans les réseaux cellulaires et les systèmes Wi-Fi à gain élevé.

Sy1TP14Antennes à cornet métrique : Ces antennes sont conçues pour obtenir des diagrammes de rayonnement symmétriques dans une direction donnée. Elles offrent une grande largeur de faisceau par rapport à d'autres antennes directionnelles. Elles sont utilisées dans les applications de défense et d'aérospatiale.

Applications de l'antenne directionnelle

Nous avons examiné certaines des principales caractéristiques des antennes directionnelles. Examinons maintenant quelques-uns des principaux domaines d'application des antennes directionnelles. Les principaux domaines d'application des antennes directionnelles sont les suivants :

• Radiodiffusion : Les antennes directionnelles telles que les antennes paraboliques et les antennes à parabole sont largement utilisées dans la radiodiffusion et la diffusion par satellite. En outre, les antennes Yagi-Uda sont utilisées pour la radiodiffusion et la télédiffusion.
• Telecommunications : Dans le domaine des télécommunications, les antennes directionnelles jouent un rôle crucial. De nombreuses applications dans le domaine des télécommunications sont réalisées à l'aide d'antennes directionnelles. Les antennes sectorielles et les antennes panneaux sont largement utilisées dans les réseaux cellulaires, les tours et les systèmes Wi-Fi. En outre, les antennes hélicoïdales et les antennes patch sont utilisées pour différents appareils IoT afin de réaliser une connexion à des réseaux cellulaires plus importants.
• Réseau sans fil : Les antennes sectorielles et les antennes panneaux sont largement utilisées dans les systèmes Wi-Fi et les systèmes de réseaux informatiques pour obtenir un gain élevé en intérieur. En outre, les antennes directionnelles jouent un rôle clé dans la réalisation des réseaux IoT modernes.
• Satellite communications : Les antennes paraboliques sont utilisées dans les communications par satellite en raison de leur gain élevé et de leur précision.
• Militaire et défense : Les antennes directionnelles telles que les antennes hélicoïdales, les antennes patch et les antennes log-périodiques sont utilisées dans les applications militaires pour les communications, la localisation des cibles et le suivi.

Avantages de l'antenne directionnelle

Voici quelques-uns des principaux avantages des antennes directionnelles :

• Les antennes directionnelles peuvent faciliter les signaux radio avec un gain directionnel élevé. Elles peuvent fournir des signaux avec une force et une qualité améliorées.
• Les antennes directionnelles peuvent fournir une large couverture, permettant une transmission sur une plus longue distance que les antennes omnidirectionnelles.
• Grâce à leur gain directionnel élevé, ces antennes permettent de transmettre même dans des environnements extrêmement perturbés.

Inconvénients de l'antenne directionnelle

Malgré leurs avantages, les antennes directionnelles présentent également certains inconvénients. Ces inconvénients sont les suivants :

• Elles offrent une zone de couverture limitée. Les antennes directionnelles ne peuvent couvrir qu'une zone ou un secteur donné.
• Comme les antennes directionnelles doivent couvrir une zone prédéterminée, leur installation et leur configuration sont plus complexes que celles des antennes omnidirectionnelles.
• Les antennes directionnelles ne sont pas aussi flexibles dans leur conception et polyvalentes que les antennes omnidirectionnelles.

Comparaison des antennes omnidirectionnelles et directionnelles

Nous avons présenté quelques-uns des principaux avantages et inconvénients des antennes directionnelles. Parlons maintenant des antenne directionnelle vs. antennes omnidirectionnelles. Comparées aux antennes omnidirectionnelles, les antennes directionnelles peuvent couvrir une zone limitée, alors que les antennes omnidirectionnelles couvrent 360 degrés. Cependant, par rapport aux antennes omnidirectionnelles, les antennes directionnelles ont des performances supérieures en matière de brouillage. Cela est dû à leur gain directionnel élevé. Un autre aspect à prendre en compte est la polyvalence de ces types d'antennes. Les antennes omnidirectionnelles sont plus polyvalentes que les antennes directionnelles en raison de leur petite taille et de leur conception simple. Par conséquent, les antennes omnidirectionnelles sont largement utilisées dans les applications IoT par rapport aux antennes directionnelles.

Comment choisir la bonne antenne directionnelle ?

Lorsqu'il s'agit de choisir la bonne antenne directionnelle, vous devez connaître les différents types d'antennes directionnelles disponibles. Selon le type d'antenne directionnelle, le cas d'utilisation de l'antenne varie. Toutefois, en fonction des facteurs suivants, nous pouvons réduire nos options. Ces facteurs sont les suivants

• Plage de fréquence de fonctionnement requise : Nous devons déterminer la gamme de fréquences de fonctionnement requise. Cela permettra de déterminer le nombre d'éléments dipôles et la taille des éléments réflecteurs de l'antenne.
• Gain : Ce paramètre permet de sélectionner correctement l'antenne en fonction des interférences maximales autorisées dans le réseau de communication co1TP14.
• Largeur de faisceau : la largeur de faisceau attendue de l'antenne détermine la zone de couverture et la direction de la couverture de l'antenne.
• Environnement opérationnel : L'environnement opérationnel permet de déterminer les interférences et le type d'antenne qui convient à l'environnement donné. Il permet également de comprendre les exigences de gain de l'antenne.
• Installation : Enfin, en raison des diverses variétés d'antennes directionnelles, il est nécessaire de prendre en compte les conseils d'installation et de configuration spécifiques au produit fournis par le fabricant.

Conclusion

Dans cet article, nous avons discuté des antennes directionnelles et de leurs types. Différents types d'antennes directionnelles ont été élaborés avec différents cas d'utilisation pour chaque type. En outre, les avantages et les inconvénients des antennes directionnelles ont été examinés afin de mieux comprendre leurs applications. Enfin, certains facteurs clés à prendre en compte lors du choix d'une antenne directionnelle ont été présentés.