Évidemment, tous les matériels Wi-Fi sont munis d’une ou plusieurs antennes pour émettre et recevoir les ondes radio Wi-Fi. La plupart du temps, on peut remplacer l’antenne d’origine par une plus puissante. Si, pour améliorer une connexion sans fil, vous pensez acheter une nouvelle antenne pour votre point d’accès, pensez à en acheter également pour votre ou vos ordinateurs, car la communication se fait bilatéralement, du routeur vers l’ordinateur et de l’ordinateur vers le routeur. D’ailleurs, c’est souvent l’ordinateur (muni d’une petite antenne) qui ne permet pas de transmettre efficacement le signal Wi-Fi au routeur. Veillez à changer au préalable l’antenne de l’ordinateur avant de changer les deux. Le gain peut être plus qu’appréciable, autant en débit qu’en qualité de connexion et de portée.

Antennes actives et passives

En France, les antennes actives sont interdites car elles génèrent un surcroît de puissance trop important dépassant les valeurs fixées par la législation, limitées en émission de 10 à 100 mW (de 2 à 20 dBm) pour le 2.4 GHz et de 200 à 1 000 mW (de 23 à 30 dBm) pour le 5 GHz. On pourrait utiliser deux antennes différentes, une passive pour l’émission (et la réception, car pourquoi s’en priver ?) et une autre active pour la réception (améliorant la qualité de celle-ci). Cela dit, peu de matériels proposent deux connecteurs de ce genre. Dans ce cas, il faut prendre garde à l’espacement des antennes en fonction de la longueur d’onde utilisée.

Plusieurs types d’antennes, ayant une manière différente de rayonner dans leur environnement, existent :

• les antennes directionnelles qui concentrent le signal dans une direction donnée ;
• les antennes bidirectionnelles qui concentrent le signal dans deux directions souvent opposées ;
• les antennes omnidirectionnelles qui, en théorie, émettent indifféremment dans toutes les directions, formant une sphère parfaite. Dans la pratique, de telles antennes n’existent pas. Celles qui ont cette dénomination concentrent plutôt un signal fort à « l’horizontale » qui diminue quand les degrés par rapport à cette horizontale augmentent ou diminuent (à l’image d’un ballon de basket écrasé) ;
• les antennes sectorielles se situent entre les antennes directionnelles et omnidirectionnelles ; elles concentrent le signal dans un faisceau avec des angles bien précis.

Une antenne directionnelle bien disposée permet de recevoir et d’émettre des signaux avec une puissance plus importante qu’une antenne omnidirectionnelle.

Le gain est mesuré en dBi (décibels isotropes). Il permet de mesurer la capacité d’une antenne à concentrer les ondes radio dans une direction donnée. Plus le signal est concentré dans un faisceau étroit, plus le gain de l’antenne sera fort, et inversement ! Si vous trouvez une antenne ayant un gain de 20 dBi, le faisceau de l’antenne sera extrêmement concentré ; on trouve d’ailleurs plutôt des antennes de 6 dBi qui améliorent la puissance par 4, et donc la portée par 2.

Théoriquement, une antenne omnidirectionnelle n’apporte aucun gain, mais du fait qu’elle n’est pas parfaitement omnidirectionnelle dans la réalité, elle apporte tout de même un gain situé sur l’horizontale, là où la sphère de rayonnement est aplatie.

La PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente) est la puissance nécessaire à une antenne omnidirectionnelle pour rayonner comme une antenne directionnelle vers une direction donnée. En effet, une antenne directionnelle concentre le signal en un point de l’espace et a donc besoin de moins de puissance qu’une antenne omnidirectionnelle pour atteindre la même cible dans l’espace.

La loi française prend en compte la PIRE qui représente la somme de la puissance de l’émetteur et de l’antenne, à laquelle il faut soustraire la perte due au connecteur et aux câbles. Pour rappel, la PIRE maximale est de 20 dBm à 2.45 GHz et de 30 dBm à 5 GHz.

Une antenne n’est jamais parfaitement omnidirectionnelle. De plus, les limites du faisceau ne sont pas nettes avec souvent des lobes de rayonnement multiples. Pour en savoir plus sur une antenne, sachez que le constructeur fournit son diagramme de rayonnement. Ce diagramme complexe est souvent représenté par une courbe sur un plan qui délimite une zone de niveau de « gain diminué » (souvent la zone où le gain est de - 3 dBi par rapport à la valeur de base).

D’autres constructeurs décrivent approximativement le faisceau par des angles qui délimitent en général la frontière des 3 dBi :

• pour une antenne directionnelle, par l’angle horizontal et vertical de rayonnement ;
• pour une antenne omnidirectionnelle, par l’angle vertical de rayonnement.

Par exemple, une antenne de 6 dBi avec un faisceau de 120° rayonnera à 3 dBi vers un matériel situé à 60° de l’axe de l’antenne.

Pour comprendre la polarisation, imaginez une corde tendue. Si vous l’agitez de haut en bas, l’onde se propage le long de la corde selon un mouvement oscillatoire vertical ; la polarisation de l’onde est verticale. De même, si vous agitez la corde de gauche à droite, la polarisation devient horizontale. Vous pouvez aussi agiter la corde de haut en bas et de droite à gauche pour créer une polarisation ellipsoïdale, voire parfaitement circulaire dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans l’autre sens. On parle alors de polarisation gauche ou droite.

Il convient que l’émetteur et le récepteur aient des antennes de même polarisation (horizontale ou verticale) pour que le signal passe correctement de l’une à l’autre. Remarquez qu’une antenne à polarisation verticale aura une polarisation oblique ou horizontale si vous l’inclinez sur le côté ! En ce qui concerne les antennes circulaires, si l’émetteur a une antenne à polarisation gauche, le récepteur devra avoir une antenne à polarisation droite et inversement.

L’antenne fouet

Antenne la plus courante, c’est une simple tige métallique dont la taille est un multiple de la longueur d’onde utilisée. Elle équipe la quasi-totalité des matériels Wi-Fi avec antenne externe (point d’accès routeur, carte réseau, etc.). Elle est omnidirectionnelle et apporte un gain de 2 à 3 dBi, mais on en trouve des plus grandes et plus puissantes allant jusqu’à 12 dBi.

Antenne Patch

Sous la forme d’un carré de métal, elle est utilisée pour couvrir une zone importante, surtout en entreprise ou pour les hotspots. Elle est sectorielle et apporte un gain de 6 à 15 dBi.

Autres types d’antennes