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Théorie des antennes

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LOS

Si on peut le voir physiquement : Visual LOS.Pour les ondes électromagnétiques : RF LOS.

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Chemin RF

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Considérations

RF LOS (line of sight)

Courbe terrestre

Zone de Fresnel

Antennes et câbles

Débit

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Line of Sight - LOS

Certains items peuvent faire obstruction au signal :• Topographies du paysage, exemple montagnes

• Courbe de la Terre

• Bâtiments et autres constructions

• Végétations

Line of sight!

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Longues Distances

Le positionnement à vue (LOS) disparaît à 9,7 km (6 miles) : courbe de la Terre.

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Zone de Fresnel

Une zone de Fresnel est le volume d'espace enfermé par un ellipsoïde dont les deux antennes forment les foyers.

Un lien radio aura la première zone de Fresnel dégagée (first Fresnel zone clearance) si il n'y a pas d'objet à l'intérieur capable de causer suffisamment de diffraction.

En pratique, il suffit d'avoir 60 % de la première zone de Frenel dégagée. En dessous, les perturbations vont être significatives...

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Zone de Fresnel

D = distance en kmF = fréquence en GhzRayon est en mètre

Pour faire le calcul en milles et pieds utiliser 72,2 au lieu de 17,32.

Rayon de Fresnel = 17,32 x √(D / (4 x F))

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Corrections à cause de l'effet de la zone de Fresnel

Augmenter la hauteur de l'antenne

Construire une nouvelle structure : tour d'antenne

Augmenter la hauteur de la tour actuelle

Changer de place l'antenne

Couper la végétation

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Zone de Fresnel et courbe de la Terre

• Si la distance est grande, on doit tenir compte de la courbe de la terre.

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Propriétés des antennes

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Propertiés

• Gain : mesure de l'augmentation de puissance (dBi)• Direction : forme du modèle de transmission

(degrés)• Polarisation : l'orientation des ondes EM• Impédance : une bonne impédance permet un

transfert maximum de puissance

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Types d'antennes

• Directionnelle ou semi-directionnelle, l'énergie est concentrée dans une direction :

• Yagi

• Parabolique

• Patch ou panel

• Omnidirectionnelle, l'énergie est diffusée également dans toutes les directions. La diffusion horizontale couvre 3600 :

• Mât

• Dipôle

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Variables

• Les variables influençant la distance entre deux liens :

–Puissance maximum de transmission

–Sensibilité du récepteur

–Un chemin sans obstruction pour les ondes radio

–Gain maximum des antennes

– Pertes du système (perte dans les câbles, connecteurs...)

–Niveau de fiabilité (disponibilité) du lien désiré

• La meilleure manière de connaître la distance fonctionnelle entre deux dispositifs WLAN

est de faire une étude de faisabilité (site survey).

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Largeur de bande - Bandwidth

• La largeur de bande d'une antenne est la bande de fréquences dans laquelle l'antenne transmet.

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Largeur de faisceau - Beamwidth

• Décris l'ouverture angulaire où la plus grande partie de la puissance est rayonnée. Point où la puissance baisse de 3dB (moitié de la puissance).

Maximum power

Maximum power divided by two

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Gain

• Mesure à quel point l'antenne dirige l'énergie RF dans une direction.

• Le gain est habituellement mesuré en dBi (puissance d'une antenne isotropique théorique).

• Cisco utilise le dBi• 1 dBi = 1 dBd + 2,14 • Une antenne isotropique est une antenne idéale qui

irradie dans toutes les directions avec un gain d’un (0 dB). Ceci est l'équivalent de zéro gain et zéro perte.

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Gain

Si le gain d'une antenne augmente, son angle de couverture diminue

L'angle de couverture est mesuré en degrés.

La largeur du faisceau (beamwidth) se mesure dans les deux sens :• Horizontal

• Vertical

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Beamwidth vs. Gain

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Azimut et élévation

Les schémas d'azimut et d’élévation représentent visuellement la propagation de l'antenne.

Le schéma d'azimut représente une vue du dessus : plan Horizontal.

Le schéma d'élévation représente une vue de côté : plan Vertical.

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Plan horizontal - Azimut Plan vertical - élévation

Top View Side View

Floor

H-Plane Pattern, Ivory Antennaθ = 90 degs Plane Cut (in x-y plane)

-20

-15

-10

-5

0

5

E-Plane Pattern, Ivory Antenna φ = 0 degs Plane Cut (cut along x-z axis)

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

Azimut et élévation

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Polarisation

• La polarisation est l'orientation physique de l'élément qui émet l'énergie RF.

• Trois types de polarisation :

– Linéaire

– Circulaire

– Elliptique

• La majorité des antennes micro-ondes et parabolique utilisent la polarisation linéaire.

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Polarisation

• La majorité des antennes omnidirectionnelles utilisent la polarisation verticale

• Les antennes Cisco utilisent la polarisation verticale

• La polarisation croisée peut limiter ou éliminer l'interférence entre des liens différents.

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Antenne Isotropique

Une antenne isotropique est une antenne idéale qui irradie dans toutes les directions.Utilisé comme référence.

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Diversité

• La diversité est l'utilisation simultanée de deux, ou plus, systèmes.

• La diversité est utilisée pour améliorer la fiabilité d'un système.

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Les antennes

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Antenne omnidirectionnelle - Dipôle

L'énergie est propagé à droite et à gauche (plan vertical), mais très peu au dessus.

Side View(Vertical Pattern)

Top View(Horizontal Pattern)

New Pattern (with Gain)

Vertical Beamwidth

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Cisco Aironet 1100 Series Antenna Details

Cone of reduced coverage

Sphere of influenceSphere of influence

Cone of reduced coverage

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Antenne omnidirectionnelle avec haut gain

Plus grande couverture circulaire.

Le niveau d'énergie au dessus et en dessous va diminuer.

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Antennes Omni-Directionelle 2,4 GHz

2,2 dBi Dipole "Standard Rubber Duck"

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Antennes Omni-Directionelle 2,4 GHz

5.2 dBi Mast Mount Vertical

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Antennes Omni-Directionelle 2,4 GHz

5.2 dBi Ceiling Mount

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Antennes Omni-Directionelle 2,4 GHz

5.2 dBi Pillar Mount Diversity

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Antennes Omni-Directionelle diversités 2,4 GHz

2.2 dBi Diversity Omni-Directional Ceiling Mount

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Antennes Omni-Directionelle 2,4 GHz

12 dBi Omni-Directional (extérieur seulement)

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Antennes Omni-Directionelle 5 GHz

9 dBi omni (Vertical polarization)

UNII-3 band (5725 to 5825 MHz).

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Antennes semi-directionnelles ou directionnelles

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Antennes semi-directionnelles ou directionnelles

Le faisceau de l'antenne est poussé dans une direction, ce qui concentre l'énergie dans une région en particulier.

Très peu d'énergie est diffusée derrière une antenne directionnelle.

Side View(Vertical Pattern)

Top View(Horizontal Pattern)

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Antennes diversités 2,4 GHz

6.5 dBi Diversity Patch Wall Mount – 55 degree

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Antennes diversités 2,4 GHz (cont.)

6 dBi Patch Antenna – 65 degree

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Antennes directionnelles 2,4 GHz

8.5 dBi Patch Antenna – 60 degree

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Antennes directionnelles 2,4 GHz (cont.)

13.5 dBi Yagi Antenna – 25 degree

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Antenne Yagi 13,5 dBi — Vue intérieure

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Antennes directionnelles 2,4 GHz (cont.)

21 dBi Parabolic Dish Antenna – 12 degree

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Câble et accessoires

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Accessoires pour 2,4 GHz

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Connecteurs RP-TNC

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Lightning Arrestor

Protège les appareils réseau LAN de décharge électrostatique et d'éclairs qui voyagent dans le câble coaxial de transmission.

To Antenna

Ground Wire

From RF Device

Lug

LockwasherNut

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Lightning Arrestor

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Coax Connection Sealing

Un des problèmes majeurs des ponts est l'infiltration d'eau.

Mettre un bon capuchon d’étanchéité.