Caractéristiques des antennes à double polarité

• Avoir des antennes horizontales et verticales dans une même antenne.
• Les antennes à double polarité sont à haut débit, à bande passante pour la VOIP et les médias en streaming
• Optimisé pour la haute densité et le grand nombre d'utilisateurs finaux de caméras IP, VOIP, IPTV et HDTV.
• Réduire les coûts de location de la tour, car seule une antenne sera nécessaire pour les deux polarités
• 2 x 2 dans le titre d'une antenne sur notre site Web, signifie qu'il s'agit d'antennes MIMO et à double polarité

Antennes porteuses MIMO:

La norme 802.11n 2x2 (MIMO) est basée sur des flux spatiaux (différents chemins de signal), elle fonctionne donc mieux avec des antennes avec une polarisation différente. Notez que 2x2 = MIMO - mais pas nécessairement à double polarisation: Parce que MIMO fonctionne avec des antennes de même polarité. Par exemple, un double chargeur pour RocketM, polarisé H uniquement, fonctionne très bien. Un routeur simple n'a que 2-3 antennes de même polarisation. Mais avec la même polarité, il y a de grandes chances de recevoir des signaux avec le même chemin, et vous ne bénéficierez pas du flux spatial.

La technologie MIMO rend les antennes plus intelligentes en leur permettant de combiner des flux de données provenant de différents chemins et à différents moments pour augmenter efficacement la puissance de capture du signal du récepteur. Les antennes intelligentes utilisent la technologie de diversité spatiale, qui utilise les antennes excédentaires à bon escient. S'il y a plus d'antennes que de flux spatiaux, comme dans une configuration d'antenne 2x3 (deux émettrices, trois réceptrices), la troisième antenne peut ajouter de la diversité au récepteur et augmenter la portée.

• Réduit les coûts de location de la tour car seulement 1 antenne est nécessaire pour les deux polarités

Nos clients WISP qui fournissent à la fois des services de données et de VOIP, insistent sur des solutions qui incluent des antennes à double polarité.

Si vous voyez 2x2 dans le titre d'un produit sur notre site, il s'agit à la fois d'antennes MIMO et d'antennes à double polarité

LIAISON de 22 miles avec true TCP @ 100Mbps  L'un de nos clients a mis en place une liaison de 22 miles avec des Mikrotik RB411AH avec des radios R52HN connectées à des antennes paraboliques Ubiquiti 30dBi à double polarité. La liaison a un débit TCP réel supérieur à 100 Mbits/s. La liaison qu'il a remplacée par des antennes paraboliques monopolaires similaires avait environ 10 Mbps.

Ce n'est pas parce qu'une antenne est à double polarité que les deux polarités peuvent être utilisées en même temps par des signaux distincts. Le câblage coaxial interne ou en cuivre peut être partagé par les deux polarités et lié ensemble d'une manière ou d'une autre. L'antenne à double polarité doit être conçue avec deux circuits complètement uniques vers l'antenne à partir du connecteur N, pour que les deux polarités soient utilisées en même temps.

Deuxièmement, deux éléments d'antenne proches l'un de l'autre peuvent fonctionner ensemble pour créer le faisceau d'antenne: de la même manière qu'une antenne omnidirectionnelle ou une antenne panel, il ne s'agit en fait que de plusieurs éléments d'antenne placés de manière à ce qu'ils fonctionnent ensemble pour augmenter le gain et réduire la largeur du faisceau.

Il est très courant d'utiliser les deux polarités en même temps pour le même signal, mais c'est tout autre chose d'avoir deux signaux distincts et de ne pas les faire interférer. L'isolation de polarité n'est souvent pas suffisante lorsqu'ils sont juste à côté l'un de l'autre. En théorie, des polarités de 90 % de différence équivalent à une isolation de 100 %, mais dans le monde réel, c'est plus proche de 15-20 DB, mais nous ne savons pas si cela tient compte des éléments entre les antennes ou du signal provenant de l'environnement qui est blindé.

Il est très possible que 5.2 et 5.8 ne soient pas assez éloignés l'un de l'autre pour co-localiser sur la même antenne, mais nous ne le savons pas avec certitude (les harmoniques et autres peuvent jouer un rôle dans cette détermination). Cependant, nous connaissons de nombreuses implémentations réussies utilisant 2.4 et 5.8 à partir de la même antenne.

Toutes les antennes à double polarité ne sont pas conçues avec les mêmes caractéristiques de signal et de flux de données: les caractéristiques du flux de données et du signal de l'une peuvent ne pas être les mêmes que celles d'une autre.

Former un réseau avec 3 ou 4 antennes sectorielles sur un mât - à l'aide de fusées(s) Ubiquiti

Utilisez un support de cluster qui vous permet de regrouper 3 ou 4 antennes sectorielles Ubiquiti dans un réseau: Il existe un support de réseau pour trois (3-Gang Mount) et un support 4-gang. Lorsque vous utilisez un support de cluster pour les secteurs, nous vous recommandons d'utiliser les boucliers RF Armor pour empêcher les fuites des antennes par l'arrière, d'interférer les unes avec les autres - et de réduire le bruit en général.

Pour connecter plusieurs antennes à la même fusée: Vous pouvez si vous utilisez un « diviseur de puissance » ou un combinateur d'antennes (pas un séparateur coaxial): Veuillez consulter cette page à ce sujet.

L'autre solution serait de connecter une roquette par antenne: les retours des clients indiquent que cette configuration est bruyante - peut-être trop bruyante, même avec les boucliers RF Armor (qui sont vendus séparément des supports de réseau).  Bien sûr, le but des écrans est d'isoler chaque antenne et de réduire le bruit entre les antennes.

Une antenne à double polarité est une antenne capable de recevoir et de transmettre des signaux de radiofréquence avec deux formes distinctes de polarisation (généralement une polarisation horizontale ou verticale), simultanément.

Les antennes à polarisation linéaire émettent des signaux RF dans un plan dans la direction de la propagation. Les antennes à polarisation linéaire peuvent être orientées verticalement ou horizontalement, elles nécessitent également un alignement entre l'émetteur et le récepteur. Les antennes à polarisation circulaire émettent des RF selon un motif cylindrique.

Les antennes à double polarisation rayonnent simultanément dans les diagrammes RF horizontaux et verticaux.

L'avantage le plus important des antennes à double polarité par rapport aux antennes à polarité horizontale et verticale est leur utilisation dans des environnements à haute densité. Les zones à forte densité de population ont une grave congestion RF: niveaux élevés de bruit et d'interférences. Les antennes à double polarité surmontent l'encombrement en rayonnant à la fois horizontalement et verticalement, tandis que les antennes standard à polarisation linéaire rayonnent selon un seul motif linéaire.

Les antennes RF peuvent être polarisées de l'une des trois manières suivantes; La polarisation verticale qui est la polarisation horizontale la plus populaire ou la polarisation circulaire la moins couramment utilisée. Le plan du champ électrique détermine l'orientation de la forme d'onde RF.

La polarisation de l'antenne fait référence à l'orientation de l'énergie électromagnétique émise ou reçue par une antenne. Un signal de radiofréquence transmis est constitué de champs électriques et magnétiques qui se déplacent perpendiculairement les uns aux autres. La polarisation est déterminée par l'orientation et le mouvement du champ électrique par rapport à la terre. La polarité de l'antenne peut être:

• Linéaire: où le champ électrique procède à l'oscillation dans le plan horizontal, connu sous le nom de polarisation horizontale, ou le plan vertical connu sous le nom  de polarisation verticale. La polarisation oblique est une autre forme de polarisation linéaire où le champ électrique est orienté à un angle de 45 degrés par rapport au sol.
• Circulaire: où les champs électriques et magnétiques tournent lorsque le signal de radiofréquence se propage. Il peut s'agir  d'une polarisation circulaire droite (RHCP) ou  d'une polarisation circulaire gauche (LHCP).
• Elliptique: où le mouvement du signal propagé a une forme elliptique.

Les antennes à double polarité ou à double polarité sont fonctionnellement distinctes des antennes monopolarisées standard, bien qu'elles puissent sembler physiquement similaires. Les antennes qui utilisent simultanément la polarisation verticale et la polarisation horizontale (V/H) peuvent fournir la fonctionnalité de deux antennes distinctes dans une seule unité. Ceci est réalisé par plusieurs éléments d'antenne, disposés orthogonalement, logés dans le radôme de l'antenne. Les éléments rayonnants polarisés linéaires doubles peuvent être des dipôles, des éléments plans ou des fentes disposés à angle droit ou inclinés à +45 degrés ou -45 degrés l'un par rapport à l'autre et disposés devant un réflecteur pour améliorer la directivité.

Ces antennes peuvent être directionnelles  ou omnidirectionnelles en fonction des exigences du réseau. Les antennes à double polarisation sont capables d'améliorer la capacité et la couverture pouvant être obtenues avec un réseau sans fil, ainsi que de réduire les coûts globaux.

Types d'antennes à double polarisation 5 GHz

Il existe plusieurs types d'antennes à double polarité. Dans tous les cas, les éléments polarisés simples sont logés à l'intérieur du radôme de l'antenne. Ces antennes sont généralement utilisées dans le cadre d'un arrangement de station de base:

[A] Les antennes sectorielles à double polarité émettent et reçoivent avec un diagramme de rayonnement en forme de secteur  dans le plan horizontal. La couverture est généralement de 60, 90 ou 120 degrés de large et plusieurs antennes sectorielles peuvent être combinées pour fournir une couverture plus large ou omnidirectionnelle.

[B] Les antennes paraboliques ou paraboliques à double polarité offrent un haut degré de directivité, et la focalisation du faisceau de l'antenne permet d'obtenir un gain d'antenne plus élevé  qu'avec une antenne omnidirectionnelle de puissance équivalente. Le réflecteur dirige les ondes radio et, dans certaines conceptions, abrite les éléments de l'antenne.

[C] Les antennes directionnelles à double polarité sont principalement utilisées pour les connexions point à point ou les ponts sans fil et les liaisons à distance.

[D] Les antennes omnidirectionnelles à double polarisation offrent une couverture à 360 degrés, ce qui les rend avantageuses pour les liaisons point à multipoint et la diffusion vers des stations éloignées disparates. Ils ont un radôme cylindrique qui abrite les éléments polarisés horizontalement et verticalement disposés dans un format de diversité bi-quadrature.

Les antennes à double polarité 5 GHz fonctionnent à des fréquences allant de 4,90 à 5,90 GHz, ce qui signifie qu'elles peuvent prendre en charge des communications qui utilisent les bandes de fréquences ISM 5,0 et 5,9 GHz.

À ces fréquences sans licence, il y a une bande passante importante disponible qui facilite le transfert de données à grande vitesse, et une utilisation moins répandue signifie moins d'interférences qu'à des fréquences plus basses. La bande de fréquence 5 GHz est divisée en quatre sous-bandes qui sont elles-mêmes divisées en sous-canaux de 20 MHz:

• La bande A inférieure, également connue sous le nom d'UNII-1,  s'étend de 5180 MHz à 5240 MHz
• La bande intermédiaire A,  également connue sous le nom d'UNII-2, s'étend de 5260 MHz à 5320 MHz
• La bande B étendue, également connue sous le nom d'UNII-2e, s'étend de 5500 MHz à 5720 MHz et peut être utilisée à l'extérieur comme à l'intérieur.
• La bande C supérieure, également connue sous le nom d'UNII-3, s'étend de 5745 MHz à 5805 MHz et est conçue pour une utilisation en extérieur. Il a également des limites de puissance plus élevées que les bandes A et B.

En raison de la disponibilité des canaux et de la possibilité de fusionner les canaux en canaux à large bande de 40 MHz, 80 MHz et 160 MHz, il est souvent utilisé pour les connexions point à point ou les ponts sans fil.

Bien que la fréquence 5 GHz prenne en charge la connectivité à haut débit, sa capacité à pénétrer les objets solides est faible et elle affiche des phénomènes optiques, étant facilement réfléchie et réfractée. Cela signifie que les antennes 5 GHz utilisées pour les liaisons sans fil 5 GHz doivent être bien alignées avec une ligne de visée dégagée pour des performances optimales.

Pourquoi les antennes à double polarité 5 GHz sont-elles importantes?

L'expansion massive des réseaux sans fil signifie que de plus en plus de bande passante est nécessaire pour les réseaux haute densité nécessaires à la prise en charge d'un grand nombre d'appareils en réseau.

Avec tout ce trafic, les collisions de signaux sont courantes, et à des fréquences plus élevées comme 5 GHz, les signaux micro-ondes sont vulnérables aux interférences par trajets multiples, aux évanouissements et aux effets nuls, ce qui entraîne une dégradation des performances du réseau.

Les antennes unipolaires contiennent des éléments polarisés verticalement et sont susceptibles de rencontrer des collisions de signaux avec des transmissions provenant d'autres antennes polarisées verticalement. La prédominance de la polarisation verticale dans les antennes unipolaires est due au fait qu'un signal polarisé horizontalement est plus vulnérable aux effets des obstacles et des phénomènes optiques. Une antenne micro-ondes à double polarité est capable d'émettre et de recevoir simultanément deux signaux orthogonalement orientés qui ne peuvent pas entrer en collision l'un avec l'autre, car la moitié des éléments de l'antenne transmet un signal polarisé verticalement et l'autre moitié un signal polarisé horizontalement. Cela augmente considérablement la gestion du trafic qui est possible. Un autre avantage des antennes à double polarité est qu'elles ne nécessitent aucune bande passante supplémentaire pour leur fonctionnement, ce qui signifie que ces antennes utilisent efficacement le spectre disponible.

L'utilisation d'un nombre réduit d'antennes facilite également la création d'une station de base sans dépendre de la diversité spatiale, car moins d'antennes à double polarisation sont nécessaires. Cela réduit bien sûr les coûts, ainsi que les obstacles potentiels liés aux permis de construire et aux droits d'accès qui accompagnent souvent l'installation d'antennes.

Antennes à double polarité 5 GHz pour la diversité de polarisation

Les antennes à double polarisation sont un équipement nécessaire à la mise en œuvre de la diversité de polarisation. Il s'agit d'un type de schéma de diversité qui implique plusieurs transmissions d'un signal entre deux ou plusieurs antennes avec une polarisation variable du signal émis. D'autres formes de diversité d'antenne comprennent la diversité spatiale, la  diversité de fréquence et la diversité temporelle. Les schémas de diversité sont utilisés pour améliorer la robustesse d'un signal en utilisant plusieurs canaux de communication avec des caractéristiques distinctes. En variant la polarisation du signal transmis, les problèmes tels que l'affaiblissement sur le trajet, l'ombrage, les évanouissements et les interférences dans le même canal sont réduits et la propagation par trajets multiples qui provoque généralement des interférences peut même être exploitée pour renforcer un signal. Dans certaines études, le gain de diversité résultant de la double polarisation s'est avéré légèrement inférieur au gain pouvant être obtenu par la diversité spatiale, mais dans des environnements de diffusion, les performances sont globalement équivalentes. L'utilisation d'antennes d'émission et de réception à double polarité signifie qu'au moins deux voies de transmission sont créées, qui transportent le même signal mais ont été affectées différemment par l'environnement environnant. Cela signifie que leurs caractéristiques d'évanouissement diffèrent, mais si l'intensité du signal est comparable, les signaux reçus peuvent être combinés en un signal amélioré et les données récupérées. L'amélioration du signal est décrite comme le gain de diversité, qui est une comparaison de l'intensité du signal entre le signal transmis et le signal après que la combinaison de diversité a eu lieu. La combinaison de diversité est le plus souvent réalisée en utilisant l'une des techniques suivantes:

• Sélection du signal, où le chemin avec le rapport signal/bruit le plus élevé est sélectionné.
• Rapport maximal, c'est-à-dire que tous les trajets sont combinés de manière optimale en termes d'amplitude et de phase.

La disposition orthogonale des polarisations est essentielle pour fournir deux signaux complètement distincts, avec une disposition inclinée de 45 degrés offrant une plus grande force de signal qu'un système horizontal/vertical. Une séparation efficace des deux polarisations est essentielle pour des performances optimales, mais presque toutes les antennes à double polarité ont un certain degré de couplage croisé. Le degré de séparation des deux polarisations est mesuré par l'isolation de l'antenne (rapport entre la puissance d'émission et la puissance reçue) et la discrimination de polarisation croisée.

Antennes à polarisation croisée 5 GHz pour la mise en réseau MIMO

Les antennes à double polarité peuvent être utilisées pour multiplier la capacité de liaison sans fil dans un arrangement MIMO (Multiple Input Multiple Output). MIMO est une caractéristique de certaines normes de réseau sans fil et cellulaire largement utilisées, notamment:

• WiFi: Le protocole 802.11n contient des spécifications pour la mise en réseau avec jusqu'à quatre flux de données simultanés. Le nombre de flux de données est normalement limité par le nombre d'antennes installées des deux côtés de la liaison, cependant, les antennes à double polarité réduisent le nombre d'antennes tout en maintenant le nombre de flux de données qui peuvent être pris en charge à condition qu'il y ait une capacité radio suffisante pour gérer les flux de données. La norme IEEE 802.11ac porte à huit le nombre de flux spatiaux pouvant être pris en charge simultanément.
• WiMAX: basé sur les normes de réseau sans fil 802.16, utilise la fréquence 5 GHz pour la mise en réseau locale. Les antennes client et sectorielle à double polarité MIMO 2x2 peuvent être utilisées pour améliorer l'efficacité spectrale et les performances des liaisons sans fil à haut débit.

La connectivité MIMO 2x2 peut être facilement obtenue par des antennes à double polarité. La diversité de polarisation dans ces configurations MIMO signifie que deux flux de données indépendants sont établis. La diversité de polarisation signifie également qu'il n'est pas nécessaire d'avoir plusieurs antennes d'émission et de réception pour multiplier une liaison sans fil. L'objectif est de transmettre et de recevoir simultanément plus d'un signal de données sur le même canal, en exploitant la propagation par trajets multiples, afin d'améliorer le transfert de données et la réutilisation des fréquences. Il existe deux formes clés de diversité de polarisation utilisées dans les réseaux MIMO:

• L'accès multiple par division de polarisation (PDMA) implique l'utilisation d'une antenne émettrice à double polarisation pour transmettre simultanément deux flux de données à différents utilisateurs.
• L'accès multiple par division de polarisation spatiale (SPDMA) combine à la fois la diversité spatiale et la diversité de polarisation au sein d'une configuration MIMO à double polarisation pour des gains encore plus importants en matière d'efficacité spectrale.

Tout décalage de polarisation dégradera les performances du système MIMO, de sorte que les antennes doivent être soigneusement alignées et couplées. Les installations MIMO évolutives peuvent être utilisées pour créer des systèmes MIMO massifs qui ont la connectivité et la capacité de traitement des données nécessaires pour prendre en charge  l'Internet des objets (réseaux) étendu ou infrastructurel.

Foire aux questions

Qu'est-ce que le multipath?

Les trajets multiples font référence aux multiples chemins (deux ou plus) qu'un signal transmis peut emprunter pour atteindre le récepteur. Cette forme de propagation du signal est causée par les effets environnementaux sur le signal lorsqu'il se déplace, notamment la réflexion et la réfraction sur les objets, les surfaces et les plans d'eau. Lorsque ce phénomène est prononcé, il peut provoquer des interférences de radiofréquences. En effet, plusieurs versions du signal transmis atteignent le récepteur, séparées par le temps et différant en force. L'intensité globale du signal reçu est soit augmentée, soit diminuée, ce qui entraîne des évanouissements et même l'annulation du signal d'origine. La diversité de polarisation et le MIMO atténuent les effets de la propagation par trajets multiples et du MIMO en combinant ou en sélectionnant plusieurs flux de données qui arrivent par des chemins différents et à des moments différents.

Qu'est-ce que le retour?

Le backhaul est un élément essentiel d'un réseau sans fil ou de télécommunications. Il comprend les connexions immédiates entre l'épine dorsale du réseau et les réseaux subordonnés plus petits qu'il alimente. La connectivité au réseau central est fournie par le backhaul via des connexions sans fil point à point ou point à multipoint. Selon le type de protocole réseau utilisé, les connexions de backhaul sont généralement de haute capacité et à haut débit avec des vitesses de gigahertz par seconde possibles. Ils sont capables de prendre en charge la mise en réseau à longue portée nécessaire à la connectivité dans les points d'accès publics et les grands espaces extérieurs.

Le backhaul sans fil est moins coûteux à installer que la fibre ou les réseaux filaires, ce qui peut également avoir des implications sur la planification de la pose de câbles. Il peut également être déployé plus rapidement et est adapté aux environnements urbains complexes. Le backhaul sans fil peut être utilisé pour créer des réseaux maillés WiFi capables d'augmenter considérablement la couverture WiFi dans une zone géographique. Au sein de ces réseaux, les antennes à double polarité fournissent un relais de signal à haut débit à partir de plusieurs points d'accès et transmettent des paquets de données dans des arrangements de réseau à plusieurs sauts.

Qu'est-ce qu'une station de base?

Les stations de base servent de plaques tournantes pour les réseaux sans fil et sont composées d'un réseau d'antennes d'émission et de réception. Les antennes à double polarité peuvent être installées dans le cadre d'une configuration de station de base, ce qui réduit le nombre d'antennes nécessaires si elles sont correctement configurées. Il peut également servir de point d'accès ou de passerelle entre les réseaux câblés et sans fil.

Qu'est-ce que le point à point?

Une connexion point à point est une connexion établie entre deux points fixes. Avec les réseaux sans fil, la connectivité point à point est établie entre deux antennes ou plusieurs antennes dans un arrangement MIMO. Les connexions point à point sans fil peuvent être:

• Liaisons sans fil: il s'agit de liaisons de données entre deux nœuds ou points d'extrémité par lesquelles des paquets de données sont échangés, généralement sur une base bidirectionnelle. Les liaisons sans fil à fréquence micro-ondes peuvent couvrir de grandes distances si elles ont une ligne de vue dégagée. Le choix de l'antenne est essentiel aux performances de ces liaisons et les antennes paraboliques à double polarité sont particulièrement adaptées (en raison de leur directivité élevée) pour fournir des liaisons sans fil à haut débit et à large bande passante.
• Ponts sans fil: sont des liaisons point à point qui connectent sans fil deux réseaux distincts et physiquement séparés. Il est utilisé pour fournir une connectivité à haut débit dans des circonstances où une connexion câblée ne serait pas pratique.

Qu'est-ce qu'une connexion point à multipoint?

Les connexions point à multipoint sont des connexions sans fil où la communication radio est établie entre un nœud central fixe et plusieurs points d'extrémité ou nœuds fixes répartis de manière disparate. Les connexions point à multipoint à portée gigahertz sont capables de prendre en charge un grand nombre d'utilisateurs finaux et nécessitent généralement l'installation d'une station de base avec des antennes omnidirectionnelles ou sectorielles pour distribuer le signal sans fil avec une large couverture.

Qu'est-ce qu'un nœud?

Dans les réseaux sans fil, les nœuds fonctionnent soit comme un point de redistribution du signal, soit comme un point d'extrémité. Les objets ou les périphériques en réseau qui sont connectés à un réseau particulier fonctionnent comme des nœuds. En fonction de leur niveau de fonctionnalité, les nœuds sont capables d'envoyer, de recevoir et de transférer des données.

Quels câbles et adaptateurs?

Les antennes à double polarité sont livrées avec différents types de connecteurs. Assurez-vous d'avoir le câble compatible avec votre antenne. Les types de câbles d'antenne courants comprennent les  câbles U.FL (pour les antennes miniatures) et SMA. Dans certains cas, vous aurez peut-être besoin de câbles adaptateurs tels que SMA vers U.FL ou RP-SMA vers U.FL en fonction de votre antenne et de votre équipement existant.

En conclusion

Les antennes micro-ondes à double polarité prennent en charge une connectivité sans fil robuste, fiable et à haut débit. Ils peuvent être utilisés pour améliorer le rapport signal/bruit (SNR) ou dans le cadre d'un schéma MIMO ou de diversité de polarisation. La gamme d'antennes 5 GHz à polarité croisée disponibles signifie que la mise en place d'un haut débit sans fil ou d'un WiFi sur une large zone est une tâche simple.

POUR EN SAVOIR PLUS:

• Polarisation de l'antenne
• Antennes à polarisation inclinée à 45 degrés et antennes à double polarité
• MIMO dans les réseaux WiFi