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Antenne et plan de masse



  1. #1
    Marmoz

    Antenne et plan de masse


    ------

    Bonjour,

    je suis en train de travailler sur un système de communication par WiFi. J'utilise deux bridges Ethernet-Wifi de chez Ubiquity (Wispstation 5 qui tourne à 5GHz) et des antennes 5 GHz de gain 7 dBi.

    Liens vers les documents :
    http://dl.ubnt.com/ws5_datasheet.pdf
    http://varia-store.com/Antennas/Ante...5GHz::703.html

    Pour les tests, j'ai fait fonctionner ce système dans une zone où la ligne de vue était libre entre les deux stations. La portée atteinte était 8 fois inférieure à celle prévue par la formule de Friis.

    Je suis en train de tester l'effet de surélever l'antenne pour ne pas avoir d'obstacle (en l’occurrence le sol) dans la première zone de Fresnel. Je n'ai pas encore les résultats de ces tests là.

    En ce moment, je m'interroge sur l'effet du plan de masse sous l'antenne. Actuellement, l'antenne (cf référence au dessus) est fixée à un boitier plastique... Est-ce que je devrais prévoir une plaque conductrice sur laquelle je fixerais l'antenne ? De quelle dimension serait-elle ? Mon intuition me dirait de prendre une plaque d'une dimension proche de lambda sur 4 (pour ressembler à une ground-plane antenna ?), mais ça ferait un disque de rayon 1.5 cm seulement...

    Pour information, il faut savoir que le système est autonome et fonctionne sur batterie, donc il n'est pas relié à la terre. Donc , j'imagine que la terre ne peut pas faire rôle de plan de masse directement.

    Merci d'avance pour vos contributions !

    -----

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  3. #2
    gcortex

    Re : Antenne et plan de masse

    Bonjour et bienvenue sur Futura,

    la terre ne joue aucun rôle en HF

  4. #3
    f6bes

    Re : Antenne et plan de masse

    Bjr Marmoz,
    Ton plan de masse n'est pas forcément MINIMALISTE (1/4 d'onde).
    Rien n'interdit de faire plus......mais bon ça ne va pas faire un bon extraordinaire sur la portée de la liaison

    Bonne soirée.
    On ne s'excuse PAS....on DEMANDE à étre...excusé. (sinon c'estTROP facile)

  5. #4
    Biname

    Re : Antenne et plan de masse

    Hello,

    Il faut aussi penser au diagramme de rayonnement. Une antenne peut rayonner toute son énergie vers les nuages(1) et quasi rien dans le plan horizontal (cas d'un dipôle horizontale proche du sol ...). Normalement un quart d'onde vertical, même mal fait, rayonne l'essentiel de son énergie dans le plan horizontal.

    (1) en champ 'lointain'(???> 1000 x lambda) ; en champ proche (???<100 x lambda), des tas d'échos locaux créent une bulle où le rayonnement varie peu/moins, bref on reçoit partout !

    L'écrire, c'est simple, y porter remède est une autre affaire (antennes directives ...).

    Biname

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    gcortex

    Re : Antenne et plan de masse

    En principe, avec un plan de masse (plus grand que l'antenne), tu vas améliorer la directivité, donc possiblement le gain

  8. #6
    calculair

    Re : Antenne et plan de masse

    Bonjour,

    Le plan de masse joue le rôle d'un miroir

    Pour calculer l'effet du plan de masse, il faut considérer une antenne image de l'antenne réelle dans le plan de masse.

    Par ailleurs en hyperfréquence les bilans de liaisons sont précis a miux que le dB.

    Il est donc important de bien connaitre la puissance d'émission et la se,nsibilité du récepteur.
    Dernière modification par calculair ; 11/08/2014 à 11h25.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

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  10. #7
    Yvan_Delaserge

    Re : Antenne et plan de masse

    Selon les données de ton antenne:

    Technical info:

    Signal enhancement: 7dBi
    Frequency: 5 GHz
    Voltage standing wave ratio (VSWR): < 2
    Polarisation: linear/vertical
    Direction: Omni-directional
    Resistance: 50 ohm
    Connector: Reverse-SMA
    Measurements: 295 mm x 13 mm
    Weight: 0,038 kg
    Color: black
    Operating temperature: -20 °C up to 60 °C
    Storage temperature: -30 °C up to 75 °C
    Operating humidity: 0 % to 85 % (not condensing)

    Il s'agit d'une antenne omnidirectionnelle, haute de 295 mm et fonctionnant à 5 GHz. Il s'agit probablement d'une antenne collinéaire.

    Le gain est obtenu en dirigeant le rayonnement selon un lobe ayant la forme d'un tore entourant l'antenne. Plus le tore est aplati dans le sens haut-bas, plus le gain est important.

    Un plan de masse est important pour une antenne 1/4 d'onde, mais ce n'est pas le cas pour ton antenne.

    Dans ton cas, pour améliorer la portée, un réflecteur pourrait être ajouté à chaque antenne, de manière à utiliser la HF qui est émise à l'opposé de la direction désirée.

    slts

    Yvan

  11. #8
    calculair

    Re : Antenne et plan de masse

    Rebonjour

    C'est une bonne idée de Yvan_Delaserge.

    Le plan réflecteur, comme tout plan conducteur, et comme le plan de terre , joue le rôle d'un miroir.

    Pour que le plan réflecteur soit efficace au sens de l'augmentation du gain dans le sens de tir de l'antenne, il faut que l'onde réfléchie sur le plan réflecteur se mette en phase avec l'onde émise par l'antenne primaire. Cela implique que le plan réflecteur soit à lambda/2 de l'antenne..

    Si ce n'est pas le cas l'antenne va tirer dans un autre axe, qu'il faudra calculer.....

    Avec un plan réflecteur bien placé, le gain sera de l'ordre de 3 dB ( la puissance rayonnée seulement dans un 1/2 espace )


    Par ailleurs je ne connais pas la formule de Friis. ?????
    Dernière modification par calculair ; 11/08/2014 à 13h30.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  12. #9
    Marmoz

    Re : Antenne et plan de masse

    Merci pour vos réponses.

    C'est vrai que je me suis peut-être mal exprimé. Je ne veux pas particulièrement changé les caractéristiques de mon antenne, je veux simplement la placer dans ses conditions nominales de fonctionnement pour qu'elle est réellement un gain de 7 dBi.

    Je me demandais si ce type d'antenne était fait pour être fixé sur une carcasse métallique (comme une antenne fouet sur un toit de voiture si j'ai bien compris). Donc, si c'est le cas, l'impédance telle qu'ils l'ont désigné serait calculée dans le cas où l'antenne est sur une surface métallique.

    Yvan, tu dis qu'il s'agit probablement d'une antenne colinéaire. Est-ce que c'est parce que c'est un modèle très courant ou il y a d'autres raisons ?
    Est-ce que ça pourrait être un monopole par exemple ?
    Dans le cas d'un monopole, le plan de masse pourrait faire la transformation en dipole (avec une antenne virtuelle) comme disait Calculair.

    Ma connaissance des antennes est extrêmement limitée (pour ceux qui n'avaient pas encore remarqué ). Si on en revient au base, on est d'accord que toutes antennes a besoin d'un plan de masse... que ça soit le sol, que ça soit intégré ou que ça soit un plan de masse externe ? Peut-être que je me trompe sur ce point.

  13. #10
    gcortex

    Re : Antenne et plan de masse

    tout dépend si tu veux une antenne directive ou pas

  14. #11
    Yvan_Delaserge

    Re : Antenne et plan de masse

    Citation Envoyé par Marmoz Voir le message

    Je me demandais si ce type d'antenne était fait pour être fixé sur une carcasse métallique (comme une antenne fouet sur un toit de voiture si j'ai bien compris). Donc, si c'est le cas, l'impédance telle qu'ils l'ont désigné serait calculée dans le cas où l'antenne est sur une surface métallique.
    Non, l'antenne fouet est une antenne 1/4 d'onde et elle a besoin d'un plan de masse. Cette antenne que tu as sont simplement prévues pour être fixées sur les prises SMA des appareils wi-fi

    Yvan, tu dis qu'il s'agit probablement d'une antenne colinéaire. Est-ce que c'est parce que c'est un modèle très courant ou il y a d'autres raisons ?
    Est-ce que ça pourrait être un monopole par exemple ?
    Dans le cas d'un monopole, le plan de masse pourrait faire la transformation en dipole (avec une antenne virtuelle) comme disait Calculair.
    Non, car comme tu l'as dit, la longueur d'une antenne 1/4 d'onde à 5 GHz est de 1,5 cm et l'antenne mesure 25,5 cm. L'antenne collinéaire est constituée d'une série de quarts d'onde superposés, ce qui aboutit à une hauteur plus importante.

    Ma connaissance des antennes est extrêmement limitée (pour ceux qui n'avaient pas encore remarqué ). Si on en revient au base, on est d'accord que toutes antennes a besoin d'un plan de masse... que ça soit le sol, que ça soit intégré ou que ça soit un plan de masse externe ? Peut-être que je me trompe sur ce point.
    Non, toutes les antennes n'ont pas besoin d'un plan de sol. L'antenne 1/4 d'onde oui, mais l'antenne 1/2 onde non, par exemple.
    Pense aussi aux antennes paraboliques. Elles n'ont pas besoin de plan de sol.

    J'ai personnellement essayé une réalisation amateur de ce type:

    http://www.binarywolf.com/249/diy-pa...-reflector.htm
    https://www.youtube.com/watch?v=yqnHz75dmQY

    et je dois dire que ça apporte quelque chose. Essaie.

    Amicalement,

    Yvan

  15. #12
    PIXEL

    Re : Antenne et plan de masse

    il faut savoir que 7dBi (pour isotrope) est un truc marketing assez malhonnête.....

    par rapport au doublet de référence, il faut retirer 3 dB

    il n'en reste plus que 5, et un ou deux pour les défauts.... reste ?

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  17. #13
    f6bes

    Re : Antenne et plan de masse

    Salut Pixel,
    Comme toute antenne y a plus de gain sur le papier qu'en fonctionnement réel.
    Et commercialement le gain sur iso...ça fait mieux façon marketing..mais pas en efficassité.

    Bonne soirée
    On ne s'excuse PAS....on DEMANDE à étre...excusé. (sinon c'estTROP facile)

  18. #14
    PIXEL

    Re : Antenne et plan de masse

    j'ai été voir le lien des antennes ,c'est de la foutaise....

    ceci est un peu mieux :

    http://varia-store.com/Antennas/Ante...635_65_76.html
    Dernière modification par PIXEL ; 11/08/2014 à 18h13.

  19. #15
    calculair

    Re : Antenne et plan de masse

    Bonjour,

    Si mes souvenirs sont bons, le gain du doublet par rapport à l'isotrope est de de 2,15 dBi

    Donc le doublet de reference a un gain de 0dB / doublet

    Il est vrai que 7 dBi = 7-2,15dbi = 4 ,85 dB par rapport au doublet


    En fait les calculs se font pat rapport au puissance vraie et donc il est pus facile d'utiliser les dBi quand tu disposes de la puissance d'émission.

    Du point de vue marketing c'est plus sympa de donner des chiffres en dBi
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  20. #16
    Yvan_Delaserge

    Re : Antenne et plan de masse

    Citation Envoyé par Marmoz Voir le message

    Pour les tests, j'ai fait fonctionner ce système dans une zone où la ligne de vue était libre entre les deux stations. La portée atteinte était 8 fois inférieure à celle prévue par la formule de Friis.
    Tu dis que tu aimerais multiplier la portée par 8. C'est-à-dire qu'il faut doubler la portée 3 fois. 2*2*2 = 8.

    Pour doubler la portée, il faut 6 dB de plus. Donc il te manque 18 dB dans ton budget de liaison. C'est beaucoup. Ce n'est pas avec des antennes omnidirectionnelles que tu vas y arriver. Plan de masse ou pas

    Amicalement,

    Yvan

  21. #17
    calculair

    Re : Antenne et plan de masse

    Bonjour

    Le calcul est imparable va voir pare semple http://www.wimo.com/wifi-5ghz-antennes_f.html


    Modèle PA-5000-12 PA-5000-18 PA-5000-23

    Gain 14dBi 18dBi 23dBi

    HPBW azimuth 43° 20° 16°

    HPBW elev. 30° 18° 16°

    Impédance 50Ω

    Connecteur N femelle

    Puissance max 50 W 20 W 10 W

    Diamètre mat 40 - 50mm 35 - 50mm
    Taille 125 x 97 x 30mm 330 x 295 x 35mm 322 x 322 x 12mm
    Poids 220g 1100g 1360g
    Référence No. 18710.12 18710.18 18710.23
    Réference
    18710.12 PA-5000-12 Antenne Panneau 5GHz, 14dBu 65.00 € Acheter Nouveau
    18710.18 PA-5000-18 Antenne Panneau 5GHz, 18dBi 89.00 € Acheter
    18710.23 PA-5000-23 Antenne Panneau 5GHz, 23dBi 132.00 € Acheter
    Info frais de port
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  22. #18
    Bluedeep

    Re : Antenne et plan de masse

    Citation Envoyé par Yvan_Delaserge Voir le message
    Pense aussi aux antennes paraboliques. Elles n'ont pas besoin de plan de sol.
    Contrairement à ce que le terme d'antenne parabolique peut laisser penser, il n'existe pas, à proprement parler, d'antenne de ce type !

    Une antenne parabolique c'est un dipôle ou un cornet avec un réflecteur parabolique. Et dans ce cas, l'antenne se traite comme un dipôle ou un cornet.

    De nos jours, la plupart des antennes paraboliques sont éclairée par un cornet, mais les paraboles éclairées par dipôle ont été largement utilisées dans les premiers radar en onde métrique.

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  24. #19
    f6bes

    Re : Antenne et plan de masse

    Citation Envoyé par Marmoz Voir le message
    . J'utilise deux bridges Ethernet-Wifi de chez Ubiquity (Wispstation 5 qui tourne à 5GHz) et des antennes 5 GHz de gain 7 dBi.

    Liens vers les documents :
    http://dl.ubnt.com/ws5_datasheet.pdf

    Pour les tests, j'ai fait fonctionner ce système dans une zone où la ligne de vue était libre entre les deux stations. La portée atteinte était 8 fois inférieure à celle prévue par la formule de Friis.
    Remoi,
    De quelle façon as tu DETERMINE ( quels critéres) que la portée était 8 fois inférieure ( quel rapport S/B retenu ?)

    Dans ce document, en fin de celui çi, tu y trouveras des " calculateur de bilan de liaison en ligne".
    As tu TOUTES des données de tes équipements (puissance...réelle VERIFIEE, sensibilité, etc....)
    Quelle procédure est employée ?
    http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...,d.ZGU&cad=rja

    Bon amusement
    On ne s'excuse PAS....on DEMANDE à étre...excusé. (sinon c'estTROP facile)

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