Tour télécom 2G, 3G 4G
(Essort Savoyard)
(à gauche le pylône autoportant métallique est utilisé par TdF pour la diffusion de la TNT et la FM françaises sachant que le Mont Salève accueille un 3 ème site de transmission au niveau de la la gare d'arrivée du Téléphérique diffusant un multiplex TNT (en DVB-T2 Hevc) et le DAB+, suisses )
AIDE AU CHOIX MATERIEL, ANTENNES ET SCHEMA DE PRINCIPE D'UNE INSTALLATION DOMESTIQUE EN ZONE PRIVEE, COMPOSEE PARTICULIEREMENT D'UN RELAIS AMPLIFICATEUR- REPETEUR ISO-FREQUENCE, LTE 4G, 3G, 2G, GSM, UMTS, BANDE 700 A 2700 MHZ. EVOLUTIONS VERS LA 5G ET SES BANDES DE FREQUENCES UHF/SHF, AUTORISANT UN PLUS FORT DEBIT URBAIN, DANS LES SPECTRES 3400 A 3800 MHZ DITS AUSSI "3.5 GHZ" OU EN FRANCE "3.6 GHZ"
LES DONNEES SUR LES ANTENNES PEUVENT ETRE EXTRAPOLABLES DANS LE DOMAINE DES ROUTEURS DISPOSANT DE CONNECTEURS EN RAPPORT POUR DEPORTER EN COAXIAL UN SYSTEME DE CAPTAGE MIMO DANS UN ENDROIT FAVORABLEMENT EXPOSE AUX RAYONNEMENTS HF DIRECTS DES RELAIS TELEPHONIQUES CELLULAIRES. CETTE SOLUTION D'ANTENNE/ROUTEUR PEUT ERE AUSSI CONNECTEE A UN BOITIER "FEMTOCEL", EXPLOITANT LA BANDE 2.1 GHZ, DES OPERATEURS, PLUTOT BRIDE PAR RAPPORT AU CLASSIQUE AMPLI-REPETEUR
ON VERRA ENFIN COMMENT FABRIQUER UNE ANTENNE DIRECTIVE D'INTERIEUR OU D'EXTERIEUR POUR LES FREQUENCES UHF EXPLOITANT LA LTE.
Modèle entrée de gamme avec 2 antennes omnidirectionnelles à gain quasi nul...
Aspect dans les règles de l'art avec moyens sélectionnés et mieux adaptés à une prestation "pro" !!!:
Modèle d'ampli plus sophistiqué et agréé, 5 bandes, tous opérateurs français. Connectique N pour diverses technologies d'antennes
NB: la mise en service des ces extenseurs de portée téléphonique d'intérieur sont réglementés, voir avec votre opérateur, Orange, SFR, Bouygues, Free, (pour info se conformer à la réglementation ANFR)
Distribution bloc bande des opérateurs en téléphonie mobile fréquences/spectres UHF:
Les détails des allocations et modalités dans la bande dite C, de 3.4 à 3.8 GHz, n'ont pas fait l'objet d'une communication officielle, idem pour la bande dite des 26 GHz ( 24.25 à 27.5 GHz), patientons, comme pour la bande 1.5 GHz...
Les bandes pour la LTE 4G actuelle, pouvant être partagée avec la 5G =/> 2020:
Antenne pilote directive pour tous relais téléphoniques utilisant une quelconque fréquence UHF entre 700 et 2700 Mhz:
(LAT 56 Wittenberg)
Le synoptique (en tête du présent sujet, ci-dessus) indique comment installer les 2 antennes, l'une UHF (limite haute du spectre 3000 Mhz, au-delà SHF ) dite "pilote" inclinée en polarisation verticale et dirigée vers un relais-pylône de téléphonie cellulaire le mieux exploitable de votre région, en niveau certes, mais surtout au final en débit et l'autre, une antenne dite "client", trouvant sa place, impérativement, à l'intérieur d'une pièce dans une maison individuelle, via ce binôme activé, amplifié de l'ordre de 65 dB, (~27 dBm) en moyenne, et un peu plus, 2 à 5 dB, dans le sens de la liaison descendante. Ce boîtier est régulé par un CAG (contrôle automatique de gain) pour éviter les saturations dans le répéteur bidirectionnel dit actif, alimenté en basse tension. Pour info, sachez que ces + 65 dB d'amplification permettent de compenser des atténuations égales de signal, - 65 dB, sur une distance maximun de 16 m, @ 2600 Mhz, dans l'espace libre (sans obstacle)
Avant de poursuivre, savoir qu'il existe la possible solution du répéteur passif, càd sans électronique RF, donc sans alimentation, via un câble coaxial "pro" de 50 Ohms, si impédance des antennes 50 ohms, qui se réalise en reliant les 2 antennes RTX (Réception / Transmission , distance X), selon le principe de réciprocité, compatibilité émission/réception des antennes, mais avec une portée interne plutôt très limitée.....puisque on perd à une distance de 3 m, à la fréquence de 700 Mhz, environ 39 dB... (atténuation qui passe à 50 dB @ 2600 Mhz) Ce principe de relais, dit "du pauvre", est aussi rencontré en Wifi 2.4 GHz, et en mode RX, émetteur >>> récepteur (donc, monodirectionnel), en TNT, DAB+/RNT, FM et ISM 433 et 868 Mhz et 5.8 GHz pour par exemple une camera vidéo déportée dont les images sont observées sur un petit ou grand écran amovible dans un certain espace.
Principe du relais répéteur passif:
La distance indicative D=10 m, peut être souvent réduite, selon le service en présence et la config.
Pour info, synoptique pour relais passif TV TNT:
(principe idem pour la RNT/DAB+ mais avec des antennes VHF III)
Pour la petite histoire, les plus anciennes antennes UHF TNT (470 a 860 Mhz, ex canaux 21 à 69) peuvent être réutilisées entre 700 et 860 Mhz, voire même un peu plus haut, 900 Mhz, mais avec un peu moins de gain, ensuite les antennes TV canaux 21 à 60 que jusqu'à 800 Mhz, ou un peu plus, soit en pratique pour, respectivement, les 2 seules bandes dites "B28" et "B20", LTE dites basses surtout rurales, 700 + 800 Mhz et que la seule bande "B28" des 700 Mhz, fréquences qui sont réputées pour leur meilleure portée et pénétration, mais avec un moins bon débit... Ces ex-antennes TV recyclées sont reliées entre-elles avec un classique câble coaxial de 75 ohms pour la TV/FM/Video/Audio genre '"17 Vatc " qui perd environ 2 dB, par 10 m, à la fréquence référence de 1000 Mhz, mais environ le double à 2600 Mhz.. Notons en passant en France on utilise en TNT uniquement les fréquences comprises entre 471 et 694 Mhz, soit les canaux UHF 21 à 48.( la RNT en Dab+ est, elle, en VHF, 150/230 Mhz) et donc les récentes antennes sont désormais taillées que pour cette plage hertzienne grand public. Si dans une commerce vous lisez canaux 21/ 60 ou même c21/69 c'est un ancien modèle TV obsolète. Les antennes TV UHF peuvent procurer un gain jusqu'à 17, voire 19 dBi dans leur partie haute approchant le c 48. (ou ex c60 ou ex c69) On comprend mieux dès lors que les plus anciens modèles sont souvent recherchés par les connaisseurs pour d'autres applications, outre la LTE, comme pour un meilleur captage d'une porteuse ISM en 868 Mhz, ex sonde thermique .etc...
Antenne TV UHF ancien modèle trinappe gain 17 dBi @ 800 Mhz, pouvant être recyclé en antenne pour la LTE 700/800 Mhz
( autre solution par antenne panneau Wisi, gain max 13.5 dBi : http://img110.xooimage.com/files/c [...] 62c99f.jpg
Tableau correspondance canaux fréquence Mhz en TNT
http://img110.xooimage.com/views/4 [...] d4f8b.png/
Courbe de gain dB ou dBi ou réponse en fréquence antenne TV TNT UHF entre 450 et 900 Mhz, > 700 Mhz desormais pour la LTE, le GSM...
http://img110.xooimage.com/files/b [...] d77eae.png
Avant tout il y aura lieu de vérifier, avec un portable 4G, (toutes bandes, certains modèles ne font toujours pas la 700 Mhz ou "B28" ) la présence d'au moins 1 barre sur le bargraphe dédié, ou mieux, de se référer à l'expression négative chiffrée, normalisée et universelle "dBm", ( ex - 101 dBm) plus son nombre est petit (ex - 80 dBm) plus le signal est puissant, tout en explorant tous les champs RE des différents relais-opérateurs et cela minutieusement, verticalement, latéralement/horizontalement, et en profondeur/longitudinalement, dans les limites de votre propriété. Dans certains cas on sera parfois amené et ériger un mât ou pylône autoportant, ou haubané, au "bout du jardin" ou sur une dépendance, pour surélever l'antenne et ainsi de bénéficier d'une meilleur dégagement visuel...(voir internet " Surelevation antenne " ou d'une webcam, ou capteurs de station météo, etc..) Toutefois, dans la majorité des cas un mât débordant du toit de l'habitation est en général suffisant, possible sous les pentes du toit, si que minéral.
Une fois cet emplacement défini avec certitude (faire plusieurs tests sur qlq jours, journée et soirée si réception plutôt limite par beau temps brouillard, ou pluie ..) il accueillera ensuite une antenne exclusivement directive, ( ex LAT 56 ou RAD 58, ou autre, couvrant le spectre 700/2700 Mhz ou que 700/960 Mhz bande passante plus réduite mais avec un peu plus de gain en bas que le premier modèle précité plus large..) genre râteau, Yagi ou log-périodique, ou alors panneau (plate), voire une parabole pleine ou ajourée, "grillagée". Toutes ces antennes présentent un gain et une directivité qui augmentent avec l'élévation de la fréquence. Précisons que les antennes type râteaux, surtout les yagis, ne sont plus guère retenues au-delà des 3 à 4 GHz car leur rendement n'est plus assez efficace et donc les technologies plus adaptées, planaires ou par réflecteur, prennent utilement la relève.
Exemple d'antenne "râteau" version Log Périodique RAD 40 LowcostMobile , réponse en fréquence, gain, dédiée pour les 3 bandes dites basses rurales
Idem pour les 3 bandes basses mais version parabole pour obtenir un plus de gain d'antenne
Parabole ajourée, gain 20 dBi, dans la bande haute des 2600 Mhz (convient aussi pour la bande 2.4 GHz Wifi)
Uniquement si la réception du signal du relais est faible, causes, trop éloigné, en partie occulté par arbres..
Parabole ou plutôt râteau, comparaison des gains en fonction du diamètre du réflecteur:
http://img110.xooimage.com/files/5 [...] 5d3ce2.jpg
Disons pour simplifier le sujet que la parabole est surtout plus intéressante techniquement pour obtenir des gains plus élevés mais sur uniquement les fréquences les plus hautes, ordre de grandeur à partir du GHz. Elles sont généralement retenues pour la liaison primaire, relais/domicile. En bas de bande, 700 Mhz, il faut au moins une 80/90 cm pour lui trouver un intérêt de performances accrues par rapport aux antennes en forme de râteau standard (indicatif 9/11 dBi @ 700 Mhz).
Pour les bricoleurs il est parfaitement possible de transformer une antenne parabole d'au moins de 60 cm de large pour la TV satellite (Fransat, Tntsat, Canal, SFR Sport, Bein Sports...) en remplaçant sa tête (lnb) par un nouvel illuminateur, ou source, par exemple une mini antenne yagi ou plate carrée ou rectangulaire ( planaire) à 1 connecteur ( ou 2, Mimo ) ou un cornet, fonctionnant sur les mêmes fréquences de la téléphone mobile. Même principe si l'ampli-répéteur est remplacé par un routeur hertzien.
exemple d'antenne Log périodique extérieure, ou intérieure, relativement directive à très large bande 700/3800 Mhz (max 14 dBi en haut de bande) tous systèmes ..
Antenne log périodique UHF toutes bandes actuelles de 700 à 2700 Mhz, gain en fonction de la fréquence, compatible Wifi 2.4 Ghz et ISM 868 Mhz:
Plutôt destinée aux applications =/> 1.7 GHz
Antenne panneau, le gain atteint ici les 24 dBi en haut de bande . Elles sont compactes et réputées plus discrètes et peuvent aussi être envisagées dans certains cas en mode interne, local longitudinal ...
Antenne dôme d'intérieur type large bande 0.7/2.7 GHz, connecteur N:
Aspect antenne "Yagi" genre bi-bandes "700/800 Mhz" ou tri-bandes "700/800/900 Mhz" (autour de 9/10 dBi) pour usages externes, ou internes. Ce genre existe aussi en mono-bande spectre 1.8 ou 2.6 GHz. Le nombre d'éléments, en général au moins 3 soit 1 reflecteur, 1 dipôle, et 1 directeur, fait varier son gain et ses capacités directionnelles
Les antennes râteaux Log-P et Yagi-Uda peuvent se présenter sous la forme d'un capot caréné..
Antenne panneau gain 20 dBi bandes 3.5 GHz et 3.6 GHz applications LTE en 5G (Huawei LT3500)
Les antennes RTX omnidirectionnelles, "arrosant" sur 360°, aspect, tige, bâton, tube, fouet, dôme.. sont vivement déconseillées à l'extérieur.. par contre elles trouvent plutôt leur place et intérêt en intérieur "isolé" dans la maison même, comme l'antenne dôme (souvent fixée en hauteur ou au plafond ) qui rayonne dans tous les azimuts et qui sera plus plutôt centrale dans l'espace. Les antennes plus ou moins directives genre micro-yagi ou mini Log-P, ou une plate, ou un élément vertical ( omni) sur une embase, sont aussi rencontrées selon la distribution dans la configuration particulière du lieu à desservir....Les gains dBi sont ici bien plus faibles parfois nuls, voire négatifs, puisque les dimensions sont en général plus réduites... ya pas de miracles... Comme précisé ne montez pas sur votre toit une antenne qui pollue hertziennement tout le secteur à la ronde, par exemple chez vos proches voisins.. Si la réception de la TNT est brouillée, chez vous ou chez les voisins, par l'ampli-répéteur, mettez un filtre-réjecteur LTE 700 Mhz (et pas les 800 Mhz encore vendus mais qui sont obsolètes) sur l'entrée du téléviseur ( si antenne Tv avec préampli TNT, en amont, ou un préamplificateur avec filtre intégré anti-LTE >700 Mhz )
ou : http://www3.televes.com/onlineKata [...] 403201.jpg
NB: Savoir que le vitres basiques, ou le bois sec, laissant passer les ondes VHF UHF SHF, en revanche le double ou triple vitrage athermique, type micro couche argentique ou alu, introduisent des atténuations hertziennes plus ou moins fortes, comme le béton armé, le plâtre, les briques creuses ou les tuiles étant un peu moins "opaques".. Outre leur nature, prendre en considération leur épaisseur relative rencontrée, cad celle dans l'axe du rayonnement.
Si souci de brouillage, un film en aluminium dans et autour de l'axe utile entre les 2 antennes peut être un excellent écran à la progression des signaux... Un isolant de toiture (laine de verre recouvert d'une feuille d'aluminium) peut s'avérer "providentiel"..
Dans la réalisation du montage veiller à ne pas trop rapprocher les 2 antennes l'une de l'autre, (D indicatif = 10 m) qui ne doivent pas être dirigées face à face (0°). Un montage parties arrières opposées (= côté départ câble), genre dos à dos, (180°)plus ou moins distant, ou 1 client placée plus ou moins de côté, formant de ce fait un angle jusqu'à 90° avec l'antenne pilote, est préférable. L'idéal serait également que les 2 antennes ne se "voient" pas (par utilisation d'un obstacle minéral ou métallique, mur, plafond, dalle, etc..), en fait que l'antenne client, décalée dans un pan vertical et/ou latéralement, vise une direction, ou zone de service, franchement différente, tout cela pour éviter les risques dysfonctionnements, dits dans le jargon "auto-oscillation", ou "effet de boucle" ( genre de Larsen, lui connu en audio). On estime que la protection entre antennes doit théoriquement approcher les 20 dB..
Selon la configuration et le pouvoir de sélectivité en direction et en polarisation contra-polaire des antennes et aussi l'agencement de la construction immobilière, "D " peut être parfois plus faible, au cas par cas....mais pas toujours, si choix d'utilisation d'une omni d'intérieur (sans pouvoir de directivité dans l'espace) Quant au positionnement de l'ampli dans le système, il est généralement centré, mais dans la mesure du possible il semble préférable qu'il soit plus proche de l'antenne pilote, donc engendrant de ce fait moins de pertes de signal dans la liaison primaire, depuis/vers le relais-opérateur.
utilisation des obstacles faisant écran, atténuation dB +/- variables, selon la nature et l'épaisseur, à la progression des ondes. Ecartement demandé entre antennes:
Les antennes UHF basiques (genre service minimum..!) pour la téléphonie cellulaire sont généralement livrées avec un type de répéteur-ampli, mono bande, 1 opérateur défini (bon marché, entrée de gamme, > 50 Euros, ensemble proposé avec une courte Yagi ( 4 éléments, 6 à 7 dBi) + une omni à fouet sur embase et une paire de coax à qualité moyenne.
Puis, en en montant dans la gamme, les répéteurs bi, tri, quadri bande, voire penta-bande, multi-opérateurs ( + onéreux > 1500€, voire bien plus.... ), avec marquage "CE", on trouve des forfaits complets permettant des performances un peu plus élevées, mais parfois il est préférable de choisir des modèles d'aériens plus adaptés aux circonstances de lieu, voire, pour les amateurs de bidouille noble, se pencher sur des antennes tutorielles efficaces et surtout plus économiques (comme les quads, bi ou quadri quad, les plus faciles de réalisation par les bricoleurs avertis, plaque d'alu surmontée de 4 ou 8 carrés en cuivre), qui, pour info, peuvent être aussi compatibles avec les routeurs fixes 3G 4G ( 5G ... ? ) à connectique Mino Sma parfois du N. Le Mimo, qui permet une sélectivité directionnelle, donc faisceau hertzien plus étroit, va poursuivre son développement en 5G. Veillez à ce que l'ampli répéteur retenu et le smartphone disposent bien des 5 bandes numérotées suivantes:
https://www.repeteur-gsm.fr/pub/med [...] les_FR.png
Construction antenne de mono-bande définie, coût zéro €, ou presque:
Type d'antenne dite quad, modèle quadriquad " fait maison", exploité dans une pièce de l'habitation. Son angle d'ouverture pratique est relativement large, même dans la bande des 2.6 GHz. Peut être intégrée dans un meuble. Elles peuvent aussi servir d'antennes tests, avant l'installation définitive et pour l'aide au choix lié aux modèles manufacturés, voire tout simplement être conservés en mode opérationnel avec électronique associée..
Aspect modèle plat plaque alu (ou métallique ) rectangulaire dit réflecteur avec connectique N:
Détails réalisation (réflecteur avec rebords pliés à 90°, croisements dénivelé, sans contact, un connecteur SMA ou N n'est pas obligatoire, prévoir alors contact tresse avec la plaque (masse) . La distance "D" entre le réflecteur et le plan du dipôle, ainsi que la valeur du côté du quad 1/4 d'onde, sont les plus critiques )
Si bande basse B28 (centrée, par exemple, sur 740 Mhz moyenne des blocs assurant les liaisons M/D d'Orange ), et pour maintenant une bi-quad, les dimensions du réflecteur plat, ici sans pliage longitudinal, sont "déjà" de ~ L 39 x l 19.5 cm, le côté du quad vaut environ 9.5 cm, le diamètre du dipôle en cuivre est proche de 3 mm, et enfin "D " approche les 5 cm. Si version quadri-quad (double bi-quad) le basique reste, sauf la longueur de la plaque réadaptée à la présence des 8 "carrés" (L jusqu'à 60-80 cm). On a gagné en principe 3 dB en doublant le nombre d'éléments ...
La largeur théorique de la bande passante de ces antennes tutorielles est d'un plus de 50 Mhz de part et d'autre de fréquence centrale retenue, en pratique un peu plus large mais avec un peu moins de gain. Le gain des modèles à 8 éléments est en moyenne, théoriquement, ~ 13 dBi.
2 de ces antennes tutorielles quadriquad identiques permettent de faire des tests passifs, préliminaires à une installation définitive active, en leur adjoignant un câble 50 ohms, d'au moins 10 m (ou un peu plus selon la config locale, ex 15 m), soit un bilan système (gain - pertes) d'au moins 20 dB, selon la fréquence. Si à l'intérieur de l'habitation votre portable, situé en face de l'antenne dite intérieure, et Distant de 35 cm, (ici D correspondant à des atténuations de signal dans l'espace libre de - 20 dB @ 700 Mhz ou - 22 dB @860 Mhz ou - 32 dB @ 2600 Mhz, ou de - 35 dB @ 3600 Mhz), indique au moins le même signal ( x barres, ou x dBm) qu'en extérieur, (en lieu et place précis de l'antenne extérieure) l'installation active définitive sera normalement considérée comme viable, maintenant sur plusieurs mètres ou x m2 ..Comme on le remarque c'est surtout lors des premiers cm de trajet que le signal perd le plus fortement de sa puissance, ensuite pour passer d'une portée, disons de 7.5 m à 15 m, on perd en plus "que" 6 dB.
Soulignons, enfin, d'une part, que les antennes externes, râteaux ou panneaux, et les modèles internes, couvrant tout le nouveau spectre téléphonie, de 700 à 3800 Mhz, sont encore rares et, d'autre part, que les câbles coaxiaux 50 ohms, déjà à très faible perte, (@ 2600 Mhz de -2 à -6 dB/10 m selon sa composition, surtout diamètre et son facteur de recouvrement/blindage, + pertes ~ 1 dB au niveau des connecteurs) doivent être les plus courts possible, compte tenu des dimensions de l'installation et cela particulièrement dans l'exploitation des bandes hautes, surtout citadines voire parfois péri-urbaines, > 1700 Mhz ... présentant un meilleur débit mais une moins bonne pénétration et facilités de transport coaxial, d'ou la nécessaire multiplication des relais LTE avec la multiplication des connexions partagées..
En conclusion, éviter de vouloir faire d'entrée des économies sur l'achat de l'antenne pilote manufacturée, râteau ou panneau en général, c'est en partie, elle, et son gain, qui pourra améliorer le confort d'exploitation du service dans la plus grande partie possible de la maison. Toutefois, si la zone de vie ou de service ponctuel (garage, atelier, pièce sous sol) est trop vaste, coupée par exemple par des murs porteurs en béton, ou par une dalle ) une seconde antenne interne pourra venir à bout de la zone d'ombre résiduelle. Pour ce faire, installer un répartiteur 2 directions, perte d'insertion - 4 dB (par exemple au grenier ou combles, etc..) et tirer une ligne coaxiale 50 ohms en direction de la zone à desservir dotée d'une antenne client appropriée. Les répartiteurs 3 ou 4 voies sont aussi disponibles, les pertes sont plus marquées - 7 dB, il peut être alors préférable de retenir un amplificateur-répéteur avec un peu plus de gain, il existe des modèles qui délivrent jusqu'à 80 dB, voire parfois 85 dB..
Nous ne traitons pas de la partie qui aurait été consacrée au choix et au rapport prestation/qualité/prix des amplis-répéteurs, sujet bien trop vaste, puisque offres multiples, mais pour info comptez environ 150/200 €. Comparez attentivement les offres et les prestations SAV et attention aux achats à l'étranger même dans l' UE. Comme indique vous aurez aussi le choix de l'émetteur/récepteur Femtocel, extenseur de portée, lui uniquement résidentiel prédéclaré à une adresse déterminée et pour un nombre limité d'utilisateurs identifiés, 4 à 8 . Donc cet ampli/convertisseur, exemple, natif 2.6 GHz >< 2.1 GHz converti , n'est pas universel et ne semble pas faire l'unanimité dans les milieux techniques autorisés ...Le "femto" n'est plus commercialisé par SFR qui semble avoir misé sur le Wifi en liaison intermédiaire ?....
Remarque: l'introduction commerciale (mais tests déjà en cours) de la 5G pourrait intervenir en France qu'en 2020, sur les possibles plages des 700 Mhz, voire 800 Mhz et en 3.6 GHz, alors qu'elle est déjà opérationnelle dans d'autres pays d'Europe.. Quant aux portables 5G (retrocompatibles 4G) il est un peu trop tôt.. voir les médias spécialisés
Message édité par antenniste le 20-06-2020 à 14:16:47
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