Le monde des communications sans fil évolue constamment, et les gens veulent des réseaux plus rapides et plus fiables. Cela signifie que la technologie des antennes est vraiment importante pour s'assurer que nous pouvons tous nous connecter à Internet rapidement. Il existe deux types d'antennes qui sont très importantes en ce moment : les antennes Sub-6 GHz et millimétriques (mmWave). Chacun a ses avantages et ses inconvénients, et ils sont utilisés de différentes manières. Cet article expliquera les différences entre elles et comment elles sont utilisées pour la communication sans fil.

Quelles sont les antennes Sub-6 GHz ?

les antennes Sub-6 GHz sont des antennes conçues pour fonctionner dans la plage de fréquences inférieure à 6 GHz. Elles sont utilisées dans une large gamme d'applications, notamment les réseaux cellulaires LTE et 5G en bande basse et moyenne, WiFi, IoT, RFID, LoRa, et bien d'autres.

Dans le contexte des réseaux cellulaires, les antennes Sub-6 GHz sont utilisées pour les technologies LTE et 5G. Les fréquences en bande basse inférieures à 1 GHz, telles que 600 MHz, 700 MHz, 800 MHz et 900 MHz, sont utilisées pour couvrir de vastes zones et pénétrer dans les bâtiments. Les fréquences en bande moyenne entre 1 GHz et 6 GHz, telles que 1,8 GHz, 2,6 GHz et 3,5 GHz, sont utilisées pour augmenter la capacité et les débits plus élevés. Les antennes Sub-6 GHz sont utilisées dans les stations de base pour transmettre et recevoir des signaux des appareils mobiles.

Le WiFi, qui fonctionne dans les bandes de fréquence 2,4 GHz et 5 GHz, utilise également des antennes Sub-6 GHz. Ces antennes sont utilisées dans les routeurs WiFi et points d'accès pour fournir une connectivité sans fil aux appareils tels que smartphones, ordinateurs portables et appareils domestiques intelligents.

L'Internet des objets (IoT) est un autre domaine où les antennes Sub-6 GHz sont utilisées. Les appareils IoT, tels que capteurs et actionneurs, fonctionnent souvent dans les bandes de fréquence inférieures à 1 GHz pour atteindre une plus grande portée et une meilleure pénétration à travers les murs et autres obstacles. Les antennes Sub-6 GHz sont utilisées dans les appareils IoT pour communiquer avec des passerelles ou directement avec d'autres appareils du réseau.

D'autres applications des antennes Sub-6 GHz incluent les systèmes RFID (Identification par Radiofréquence), qui utilisent des antennes pour lire et écrire des données sur des étiquettes RFID, et les réseaux LoRa (Long Range), qui utilisent des fréquences inférieures à 1 GHz pour fournir une communication longue portée et à faible consommation d'énergie pour les appareils IoT.

En conclusion, les antennes Sub-6 GHz sont utilisées dans une large gamme d'applications, notamment les réseaux cellulaires, le WiFi, l'IoT, la RFID et LoRa. Elles sont des composants essentiels pour la communication sans fil, offrant une connectivité pour une variété d'appareils et de technologies.

Fréquence de l'antenne Sub-6 GHz 

La plage de fréquences Sub-6 GHz couvre une large gamme de technologies de communication sans fil. Voici quelques exemples de bandes de fréquences utilisées par diverses technologies sans fil dans cette plage :

1. Bandes LoRa :

   – 433 MHz

   – 470-510 MHz

   – 860-870 MHz

   – 900-930 MHz

2. RFID :

   – FCC (902-928 MHz)

   – ETSI (865-868 MHz)

3. WiFi :

   – 2,4 GHz (2400-2483,5 MHz)

   – 5 GHz (5150-5250 MHz, 5250-5350 MHz, 5470-5725 MHz, 5725-5850 MHz)

4. 4G (LTE) :

   – Bande 1 (2100 MHz)

   – Bande 3 (1800 MHz)

   – Bande 5 (850 MHz)

   – Bande 7 (2600 MHz)

   – Bande 8 (900 MHz)

   – Bande 20 (800 MHz)

5. Basses bandes 5G :

   – n71 (600 MHz)

   – n28 (700 MHz)

   – n5 (850 MHz)

   – n8 (900 MHz)

6. Bandes moyennes 5G :

   – n77 (3300-4200 MHz)

   – n78 (3300-3800 MHz)

   – n79 (4400-5000 MHz)

Ce ne sont que quelques exemples, et il existe de nombreuses autres technologies de communication sans fil qui fonctionnent dans la gamme de fréquences Sub-6 GHz.

Gamme de fréquences : Sub-6 GHz 5G vs. mmWave 5G

En ce qui concerne la technologie sans fil 5G, il existe deux catégories principales basées sur leurs fréquences de fonctionnement :

5G Sub-6 GHz : 
Ce groupe couvre toutes les fréquences inférieures à 6 GHz, y compris la bande basse (comme 600 MHz et 700 MHz) et la bande moyenne (allant d'environ 1 GHz jusqu'à 6 GHz). Ces fréquences, souvent appelées FR1, sont appréciées pour leur capacité à couvrir de vastes zones géographiques et pour leur pénétration robuste à travers les murs et obstacles. En raison de cela, la 5G Sub-6 GHz est largement utilisée pour fournir une couverture réseau étendue et des connexions fiables, que ce soit dans les rues urbaines ou dans les zones rurales.

mmWave 5G : 
En revanche, la 5G mmWave fonctionne dans une gamme de fréquences beaucoup plus élevée — généralement de 24 GHz jusqu'à environ 52 GHz, parfois même plus haut dans des déploiements spécifiques. Cette gamme, identifiée comme FR2, supporte des vitesses de transmission de données ultra-rapides. Cependant, les signaux dans cette gamme ne parcourent pas aussi loin et sont beaucoup plus facilement bloqués par des barrières physiques comme des bâtiments, des arbres ou même la pluie. En conséquence, la 5G mmWave est principalement utilisée dans des zones densément peuplées, des stades ou des espaces événementiels où des débits de données extrêmement élevés sont nécessaires sur de courtes distances.

Portée de l'antenne Sub-6 GHz 

La portée d'une antenne Sub-6 GHz dépend de plusieurs facteurs, notamment la puissance de sortie de l'émetteur, le type et le gain de l'antenne, ainsi que les conditions environnementales.

En général, les antennes Sub-6 GHz ont une portée de quelques mètres à plusieurs dizaines de kilomètres. Cependant, cette portée peut être considérablement réduite dans les zones urbaines ou les zones avec beaucoup d'obstacles, comme des bâtiments et des arbres, qui peuvent bloquer ou réfléchir les ondes radio.

La portée peut également être affectée par des interférences provenant d'autres appareils fonctionnant dans la même bande de fréquence. S'il y a de nombreux appareils transmettant dans la même zone, la portée de l'antenne peut être réduite.

Pour maximiser la portée d'une antenne Sub-6 GHz, il est important d'utiliser une antenne à haut gain, qui concentre les ondes radio dans une direction spécifique et augmente la force du signal. De plus, choisir une ligne de vue dégagée entre l'émetteur et le récepteur peut également améliorer la portée.

Avantages des antennes Sub-6 GHz

1. Large gamme de fréquences : Les antennes Sub-6 GHz peuvent fonctionner sur une large gamme de fréquences, généralement de 1 GHz à 6 GHz. Cela leur permet de supporter une variété de normes de communication sans fil, y compris Wi-Fi, Bluetooth, cellulaire et communications par satellite.

2. Portée plus longue : Les signaux Sub-6 GHz peuvent parcourir de plus longues distances comparés aux signaux à fréquences plus élevées. Cela est dû à leur fréquence plus basse et à leur longueur d'onde plus longue, ce qui leur permet de diffracter autour des obstacles et de pénétrer à travers les murs et autres obstacles plus efficacement. En conséquence, les antennes Sub-6 GHz peuvent offrir une couverture plus large et une meilleure force du signal dans les environnements intérieurs et extérieurs.

3. Meilleure pénétration : Les signaux Sub-6 GHz ont de meilleures capacités de pénétration comparés aux signaux à fréquences plus élevées. Ils peuvent traverser des objets tels que des murs, des arbres et de la végétation, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant une transmission fiable du signal dans des environnements obstrués.

4. Consommation d'énergie réduite : Les antennes Sub-6 GHz nécessitent généralement une consommation d'énergie plus faible comparée aux antennes à fréquences plus élevées. Cela est dû au fait que les signaux à basse fréquence ont une perte de trajet moindre et nécessitent moins de puissance pour transmettre sur la même distance. Une consommation d'énergie plus faible est bénéfique pour les appareils alimentés par batterie, comme les smartphones et les appareils IoT, car elle contribue à prolonger leur autonomie.

5. Économique : Les antennes Sub-6 GHz sont généralement moins coûteuses à fabriquer comparées aux antennes à fréquences plus élevées. Cela est dû au fait que les processus de conception et de fabrication pour les antennes Sub-6 GHz sont moins complexes et nécessitent des tolérances moins strictes. En conséquence, les antennes Sub-6 GHz sont plus rentables pour la production en masse et le déploiement dans divers dispositifs et systèmes de communication sans fil.

6. Moins affectées par les conditions météorologiques : Les signaux Sub-6 GHz sont moins affectés par des conditions météorologiques telles que la pluie, le brouillard et la neige comparés aux signaux à fréquences plus élevées. Cela est dû au fait que les signaux à basse fréquence subissent moins d'atténuation en raison de la diffusion et de l'absorption causées par les gouttelettes d'eau dans l'atmosphère. En conséquence, les antennes Sub-6 GHz peuvent fournir des liens de communication plus fiables dans des conditions météorologiques défavorables.

Types d'antennes Sub-6 GHz

Les antennes Sub-6 GHz sont largement utilisées pour diverses applications de communication sans fil, y compris les réseaux cellulaires, Wi-Fi, Bluetooth, LoRa et RFID. Il existe plusieurs types d'antennes pouvant être utilisées pour les fréquences Sub-6 GHz. Parmi les plus courants, on trouve :

Antennes en fibre de verre omni-directionnelles: Ce type d'antenne rayonne et reçoit des signaux dans toutes les directions de manière égale. Elle est couramment utilisée dans les routeurs WiFi et les points d'accès pour assurer une couverture dans toutes les directions. Les antennes omnidirectionnelles sont également utilisées dans les réseaux cellulaires pour fournir une couverture dans une zone spécifique, comme dans une tour cellulaire.

Antennes en caoutchouc, également appelées antennes fouet, sont couramment utilisées pour des appareils portables tels que les ordinateurs portables et les radios portatives. Elles sont flexibles et peuvent être facilement ajustées à différents angles. Les antennes en caoutchouc sont généralement courtes et offrent une couverture omnidirectionnelle.

Les antennes à dôme sont un choix populaire pour les réseaux sans fil en intérieur. Elles sont de taille compacte et offrent une couverture omnidirectionnelle. Les antennes en dôme sont souvent utilisées dans les immeubles de bureaux, les centres commerciaux et autres environnements intérieurs où une grande zone de couverture est requise.

Antenne panneau : Un antenne panneau est une antenne plate, rectangulaire ou carrée, couramment utilisée dans les réseaux cellulaires LTE et 5G ainsi que dans les systèmes RFID, tels que les amplificateurs de signal et les lecteurs RFID. Elle fournit un signal directionnel à gain moyen et est souvent montée sur des murs ou des poteaux pour assurer une couverture dans une direction spécifique. Les antennes patch sont également utilisées dans les réseaux LoRa (Long Range) pour la communication longue portée.

Les antennes log-périodiques sont utilisées pour des applications à large bande. Elles se composent d'une série d'éléments dipôles qui augmentent progressivement de taille. Les antennes log-périodiques offrent une large gamme de fréquences et sont couramment utilisées dans des applications telles que les répéteurs ou les amplificateurs de signal.

Antennes Yagi : Une antenne Yagi, également connue sous le nom d'antenne Yagi-Uda, est une antenne directive composée de plusieurs éléments, dont un élément alimenté, un réflecteur et un ou plusieurs directeurs. Elle est couramment utilisée dans les appareils WiFi, les réseaux cellulaires et les systèmes RFID pour assurer une communication longue portée dans une direction spécifique. Les antennes Yagi sont également utilisées dans les réseaux LoRa pour la communication longue portée.

Antennes paraboliques: Une antenne parabolique se compose d'une surface réfléchissante courbée qui concentre les signaux sur une petite antenne d'alimentation située à son foyer. Elle offre une communication à gain élevé et très directive, et est couramment utilisée dans les liaisons WiFi longue distance, les réseaux cellulaires et la communication par satellite. Les antennes paraboliques sont également utilisées dans les réseaux LoRa longue portée pour la communication sur plusieurs kilomètres.

Antenne sectorielle : Une antenne sectorielle est une antenne directive qui offre une couverture dans un secteur ou un angle spécifique. Elle est couramment utilisée dans les réseaux cellulaires pour assurer une couverture dans une zone précise, comme dans une tour cellulaire. Les antennes sectorielles sont également utilisées dans les dispositifs WiFi, tels que les points d'accès, pour fournir une couverture dans une direction ou une zone spécifique.

Antennes à corne symétriques sont largement utilisées pour les systèmes de communication point-à-multipoint comme les antennes sectorielles. Elles ont une conception symétrique et offrent une large largeur de faisceau. Les antennes à corne symétriques sont couramment utilisées dans des applications telles que le backhaul sans fil et les réseaux cellulaires.

Ce ne sont que quelques exemples des types d'antennes pouvant être utilisées pour les fréquences sub-6 GHz. Le choix de l'antenne dépend de l'application spécifique et des exigences.

Applications des antennes sub-6 GHz

Les antennes sub-6 GHz sont largement utilisées dans diverses applications, notamment :

1. WiFi : Les antennes sub-6 GHz sont couramment utilisées dans les routeurs WiFi et les points d'accès pour fournir une connectivité Internet sans fil dans les maisons, les bureaux et les espaces publics. Ces antennes fonctionnent dans les bandes de fréquences 2,4 GHz et 5 GHz.

2. LoRa (Long Range) : Les réseaux à faible consommation d'énergie et à large couverture (LPWAN) comme LoRa utilisent des antennes sub-6 GHz pour permettre une communication longue portée pour des applications telles que les villes intelligentes, l'automatisation industrielle et l'agriculture. Ces antennes fonctionnent généralement dans les bandes de fréquences 433 MHz, 510 MHz, 868 MHz et 915 MHz.

3. RFID (Identification par radiofréquence) : Les systèmes RFID utilisent des antennes sub-6 GHz pour l'identification et le suivi sans contact d'objets ou de personnes. Ces antennes opèrent à différentes fréquences, telles que 865-868 MHz et 902-928 MHz.

4. 4G : Les antennes sub-6 GHz sont utilisées dans les réseaux 4G (LTE) pour fournir une connectivité mobile à haut débit. Ces antennes fonctionnent dans diverses bandes de fréquences, notamment 700 MHz, 850 MHz, 1,8 GHz et 2,6 GHz.

5. Basses bandes 5G : Les antennes sub-6 GHz sont une partie intégrante des réseaux 5G, en particulier dans le spectre à basse bande (en dessous de 6 GHz). Ces antennes permettent une couverture étendue et des débits de données améliorés par rapport à la 4G. Les bandes de fréquences utilisées pour la 5G à basse bande incluent 600 MHz, 700 MHz, 850 MHz et 900 MHz.

6. Bandes moyennes 5G : Les antennes sub-6 GHz sont également utilisées dans le spectre à bandes moyennes (entre 1 GHz et 6 GHz) pour les réseaux 5G. Ces antennes offrent un équilibre entre couverture et capacité, avec des débits de données plus élevés que les bandes basses. Les bandes de fréquences utilisées pour la 5G à bandes moyennes incluent 2,5 GHz, 3,5 GHz, 4,2 GHz, 5,0 GHz, etc.

Dans l'ensemble, les antennes sub-6 GHz trouvent des applications dans une large gamme de systèmes de communication sans fil, notamment WiFi, LoRa, RFID, 4G et différentes bandes de fréquences des réseaux 5G.

Qu'est-ce que les antennes mmWave ?

Les antennes mmWave, également connues sous le nom d'antennes à ondes millimétriques, sont des antennes qui fonctionnent dans la gamme de fréquences des ondes millimétriques, généralement de 30 GHz à 300 GHz. Ces antennes sont utilisées dans diverses applications telles que les systèmes de communication sans fil, les systèmes radar, les systèmes d'imagerie et les systèmes de communication par satellite.

La gamme de fréquences mmWave est considérée comme haute fréquence et offre plusieurs avantages pour les systèmes de communication. Elle fournit une large bande passante, permettant des débits de données élevés et une communication à faible latence. De plus, les fréquences mmWave ont une longueur d'onde plus courte, ce qui permet l'utilisation d'éléments d'antenne plus petits et la possibilité d'intégrer plusieurs antennes dans un format compact.

Les antennes mmWave peuvent être conçues en utilisant différentes technologies, telles que les antennes micro-ruban, les antennes à guide d'ondes et les antennes à corne. Ces antennes sont généralement conçues pour avoir un gain élevé et une largeur de faisceau étroite afin d'assurer une communication longue portée et de minimiser les interférences provenant d'autres sources.

En raison de la haute fréquence des signaux mmWave, ils sont plus susceptibles à l'absorption atmosphérique et au blocage par des obstacles tels que les bâtiments et la végétation. Pour surmonter ces défis, les systèmes de communication mmWave utilisent souvent des techniques de formation de faisceau, où plusieurs antennes sont utilisées pour concentrer le signal dans une direction spécifique, améliorant ainsi la force du signal et la fiabilité.

Dans l'ensemble, les antennes mmWave jouent un rôle crucial dans la facilitation de la communication sans fil à haute vitesse et des applications avancées dans divers domaines.

Fréquence des antennes mmWave 

Les antennes mmWave fonctionnent à des fréquences comprises entre 30 GHz et 300 GHz.

Portée des antennes mmWave

La portée des antennes mmWave (onde millimétrique) est déterminée par plusieurs facteurs, notamment la puissance de transmission de l'antenne, le gain de l'antenne, la fréquence de fonctionnement et la sensibilité du récepteur. 

En général, les antennes mmWave ont une portée plus courte par rapport aux antennes fonctionnant à des fréquences plus basses. Cela est dû au fait que les signaux mmWave sont plus susceptibles à l'atténuation et sont absorbés par des obstacles tels que les bâtiments, les arbres et même les gouttes de pluie. 

La portée des antennes mmWave peut varier en fonction de l'application spécifique et de l'environnement dans lequel elles sont déployées. En conditions idéales avec une ligne de vue dégagée et peu d'obstacles, les antennes mmWave peuvent atteindre plusieurs centaines de mètres à quelques kilomètres. Cependant, en environnement urbain avec de nombreux bâtiments et obstacles, la portée des antennes mmWave peut être limitée à quelques dizaines de mètres. 

Il est important de noter que la portée des antennes mmWave peut être améliorée en utilisant une puissance de transmission plus élevée, des antennes à gain plus élevé, et en minimisant les effets des obstacles et des interférences. De plus, des techniques de formation de faisceau peuvent être employées pour concentrer l'énergie de l'antenne dans une direction spécifique, augmentant ainsi la portée effective.

Avantages des antennes mmWave

Il existe plusieurs avantages des antennes mmWave (onde millimétrique) par rapport aux antennes sub-6 GHz. Certains de ces avantages incluent :

1. Débits de données plus élevés : Les antennes mmWave fonctionnent à des fréquences plus élevées (généralement au-dessus de 30 GHz), ce qui permet des débits de données beaucoup plus élevés par rapport aux antennes sub-6 GHz. Cela est dû au fait que les fréquences plus élevées offrent des bandes passantes plus larges, permettant une transmission de données plus rapide. En fait, la vitesse et les capacités de débit de données sont parmi les avantages les plus médiatisés de la technologie mmWave. Alors que les réseaux 5G sub-6 GHz offrent généralement des vitesses allant de 100 Mbps à 700 Mbps, la 5G mmWave peut atteindre des vitesses supérieures à 1 Gbps dans des scénarios réels. Ces débits plus élevés rendent les antennes mmWave particulièrement adaptées aux applications nécessitant un transfert de données rapide et fiable, telles que la diffusion vidéo en ultra-haute définition, la réalité augmentée et l'automatisation industrielle avancée.

2. Spectrum plus disponible : Les bandes de fréquences mmWave disposent d'un spectre beaucoup plus large par rapport aux bandes sub-6 GHz. Cela signifie que plus de canaux peuvent être utilisés simultanément, augmentant la capacité globale du réseau. Avec autant de spectre disponible, la mmWave peut supporter des environnements à haute capacité tels que les stades bondés ou les centres urbains sans sacrifier la performance.

3. Moins d'interférences : En raison du spectre plus large disponible, les antennes mmWave subissent moins d'interférences provenant d'autres appareils et réseaux par rapport aux antennes sub-6 GHz. Cela conduit à des connexions plus fiables et cohérentes, ce qui les rend idéales pour les déploiements urbains denses où plusieurs signaux sans fil entrent souvent en compétition pour l'espace.

4. Taille d'antenne plus petite : Les antennes mmWave peuvent être conçues pour être physiquement plus petites par rapport aux antennes sub-6 GHz. Cela est dû au fait que la longueur d'onde des signaux mmWave est plus courte, permettant des designs d'antennes plus compacts. Cette miniaturisation est particulièrement utile pour intégrer des antennes dans des appareils modernes et fins, ainsi que pour déployer une infrastructure dense de petites cellules.

5. Résolution spatiale plus élevée : les antennes mmWave offrent une résolution spatiale supérieure par rapport aux antennes sub-6 GHz. Cela signifie qu'elles peuvent détecter et suivre plus précisément les objets ou utilisateurs dans leur zone de couverture, permettant des applications avancées telles que la formation de faisceaux et la position précise. Cette précision soutient des technologies telles que les véhicules autonomes et la réalité augmentée.

6. Latence plus faible : les antennes mmWave offrent une latence inférieure par rapport aux antennes sub-6 GHz. Cela est dû à la longueur d'onde plus courte qui permet une propagation du signal plus rapide, réduisant le temps nécessaire pour que les données voyagent entre les appareils. Cela est particulièrement important pour les applications en temps réel comme la VR, la RA et la conduite autonome, où chaque milliseconde compte.

7. Sécurité renforcée : l'utilisation des fréquences mmWave offre une sécurité accrue par rapport aux fréquences sub-6 GHz. En effet, les signaux mmWave ont plus de difficulté à pénétrer des obstacles comme les murs, rendant plus difficile pour des utilisateurs non autorisés d'intercepter ou d'accéder au réseau. La distance de propagation limitée réduit également le risque de fuite de signal en dehors de la zone de couverture prévue.

8. Capacité et densité d'appareils : le mmWave est particulièrement adapté aux environnements à forte densité d'appareils, tels que les concerts, conférences et centres-villes. Sa capacité à gérer un grand nombre d'utilisateurs simultanément sans dégradation significative des performances en fait un choix solide pour les scénarios à trafic élevé.

Dans l'ensemble, les antennes mmWave offrent des avantages significatifs en termes de débits, capacité réseau, interférences, taille d'antenne, résolution spatiale, latence et sécurité par rapport aux antennes sub-6 GHz.

Inconvénients des antennes mmWave

Bien que les antennes mmWave présentent de nombreux avantages, il existe également plusieurs limitations notables par rapport aux antennes sub-6 GHz :

1. Portée limitée : les signaux mmWave ont une longueur d'onde plus courte comparée aux signaux sub-6 GHz. Cela signifie que la portée des signaux mmWave est plus courte et qu'ils sont plus susceptibles d'être absorbés, réfléchis ou bloqués par des obstacles tels que des bâtiments, des arbres ou même la pluie. En environnement ouvert avec une ligne de vue dégagée, les portées peuvent atteindre quelques centaines de mètres à quelques kilomètres, mais en milieu urbain, la couverture peut se réduire à quelques dizaines de mètres.

2. Nécessité de ligne de vue : en raison de la longueur d'onde plus courte, les signaux mmWave nécessitent une ligne de vue dégagée entre l'émetteur et le récepteur. Même de petits obstacles comme une personne ou une voiture peuvent bloquer le signal, entraînant une perte de connectivité. Cela rend le déploiement plus difficile dans des environnements encombrés.

3. Perte de pénétration : les signaux mmWave ont une perte de pénétration plus élevée comparée aux signaux sub-6 GHz. Cela signifie qu'ils ont plus de difficulté à pénétrer à travers des murs, fenêtres ou autres obstacles, ce qui réduit la force du signal et la couverture en intérieur. Les signaux sub-6 GHz, en revanche, sont connus pour leur meilleure couverture intérieure et leur pénétration plus large.

4. Consommation d'énergie plus élevée : les antennes mmWave nécessitent généralement une consommation d'énergie plus importante comparée aux antennes sub-6 GHz. Cela est dû au besoin de transmettre à des niveaux de puissance plus élevés pour compenser la perte de signal causée par les obstacles et maintenir une connexion stable. Les technologies de formation de faisceaux et de réseaux phasés, bien qu'utiles, augmentent également les besoins énergétiques.

5. Coût plus élevé : les antennes mmWave sont généralement plus coûteuses à fabriquer comparées aux antennes sub-6 GHz. Cela est dû à la complexité de leur conception et à la nécessité de multiples antennes pour former des réseaux de formation de faisceaux, indispensables pour surmonter la perte de signal et maintenir une connexion fiable.

6. Support limité des appareils : actuellement, il y a moins d'appareils disponibles sur le marché supportant les fréquences mmWave comparés aux fréquences sub-6 GHz. Cela limite l'utilisabilité et l'adoption de la technologie mmWave dans les appareils grand public, bien que le paysage évolue à mesure que la technologie mûrit.

7. Interférences météorologiques : les signaux mmWave sont plus sensibles aux interférences dues aux conditions météorologiques telles que la pluie, la neige ou le brouillard. Ces conditions peuvent provoquer une atténuation du signal, réduisant la force du signal et dégradant les performances. Les fréquences sub-6 GHz, en comparaison, sont plus résistantes aux perturbations liées au temps.

8. Considérations de déploiement et de couverture : contrairement aux réseaux sub-6 GHz, qui peuvent utiliser l'infrastructure LTE 4G existante et les tours cellulaires traditionnelles pour une couverture large et économique, le déploiement du mmWave nécessite des investissements importants. Des petites cellules doivent être déployées de manière dense dans les zones cibles, augmentant à la fois les coûts initiaux et la maintenance continue.

En résumé, les antennes mmWave offrent une vitesse, une capacité et une précision exceptionnelles, mais ces avantages s'accompagnent de compromis en termes de portée, de coût et de complexité de déploiement. Le choix entre la technologie mmWave et sub-6 GHz dépend largement des exigences spécifiques de l'application, de la zone de couverture souhaitée et des ressources disponibles.

Types d'antennes mmWave

Il existe plusieurs types d'antennes pouvant être utilisées pour la communication mmWave (onde millimétrique). Certains des types d'antennes couramment utilisés pour la communication mmWave sont :

1. Antennes paraboliques :

Les antennes paraboliques sont couramment utilisées pour la communication mmWave en raison de leur gain élevé et de leur largeur de faisceau étroite. Elles se composent d'un réflecteur courbé, généralement en forme de paraboloïde, qui concentre les signaux entrants sur une antenne d'alimentation située au point focal. L'antenne d'alimentation peut être une antenne à corne ou une antenne dipôle.

2. Antennes à corne :

Les antennes à corne sont largement utilisées dans les applications mmWave en raison de leur large bande passante, de leur gain élevé et de leurs faibles pertes. Elles sont généralement fabriquées en métal et ont une forme évasée qui permet une radiation et une réception efficaces des ondes électromagnétiques. Les antennes à corne peuvent être conçues avec différentes géométries, telles que pyramidal, sectorielle ou conique, en fonction des exigences spécifiques de l'application.

3. Antennes à réseau phasé :

Les antennes à réseau phasé sont composées de plusieurs éléments radiants individuels qui travaillent ensemble pour former un motif de faisceau souhaité. Elles sont couramment utilisées dans les systèmes de communication mmWave en raison de leur capacité à diriger le faisceau électroniquement, permettant un suivi rapide et précis des cibles en mouvement. Les antennes à réseau phasé peuvent être planes (plates) ou conformes ( courbes) et peuvent être composées de différents types d'éléments radiants, tels que des antennes patch ou des dipôles.

4. Antennes à lentille :

Les antennes à lentille utilisent une lentille diélectrique pour focaliser les ondes électromagnétiques sur une antenne d'alimentation. Elles sont souvent utilisées dans les applications mmWave pour obtenir un gain élevé et une largeur de faisceau étroite. La lentille diélectrique peut être fabriquée à partir de matériaux avec un constante diélectrique élevée, tels que le plastique ou la céramique, et sa forme peut être conçue pour contrôler les caractéristiques du faisceau. Les antennes à lentille sont généralement utilisées en association avec d'autres types d'antennes, comme les antennes à corne ou les dipôles.

Ce ne sont que quelques exemples de types d'antennes mmWave. Le choix de l'antenne dépend de facteurs tels que la fréquence, le gain, la largeur de faisceau, la taille et les exigences de l'application.

Applications et scénarios d'antennes mmWave

Les antennes millimétriques (mmWave) sont utilisées dans une variété d'applications et de scénarios en raison de leurs caractéristiques de haute fréquence et de courte longueur d'onde. Voici quelques-unes des principales applications et scénarios où les antennes mmWave sont employées :

1. Communication 5G : Les antennes mmWave sont largement utilisées dans les systèmes de communication 5G pour fournir une connectivité sans fil à haute vitesse et à faible latence. Ces antennes permettent la transmission et la réception de signaux mmWave, permettant des débits de données plus rapides et une capacité réseau accrue.

2. Backhaul sans fil : Les antennes mmWave sont employées dans les systèmes de backhaul sans fil pour établir des connexions à haute capacité entre les stations de base et les réseaux centraux. Ces antennes facilitent la transmission de grandes quantités de données sur de courtes distances, réduisant le besoin d'installations de fibre optique coûteuses et longues.

3. Accès sans fil fixe (FWA) : Les antennes mmWave sont utilisées dans les systèmes FWA pour fournir un accès Internet à haute vitesse aux foyers et aux entreprises. Ces antennes permettent des connexions sans fil entre le fournisseur de services et l'équipement du client (CPE), éliminant le besoin de câbles ou de lignes physiques.

4. Radar automobile : Les antennes mmWave sont utilisées dans les systèmes radar automobiles pour les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) et la conduite autonome. Ces antennes aident à détecter et suivre les objets, permettant des fonctionnalités telles que le régulateur de vitesse adaptatif, l'évitement de collision et le stationnement autonome.

5. Communication par satellite : Les antennes mmWave sont employées dans les systèmes de communication par satellite pour la transmission de données à large bande passante. Ces antennes permettent la réception et l'émission de signaux entre satellites et stations terrestres, facilitant diverses applications telles que la diffusion télévisée, la connectivité Internet et la télédétection.

6. Communication point à point : Les antennes mmWave sont utilisées dans les liaisons de communication point à point pour le transfert de données à haute capacité et à haute vitesse. Ces antennes établissent des connexions sans fil directes entre deux emplacements fixes, permettant des applications telles que la transmission vidéo sans fil, la connectivité d'entreprise et les réseaux de campus.

7. Imagerie et détection : Les antennes mmWave sont employées dans des applications d'imagerie et de détection telles que le contrôle de sécurité, les tests non destructifs et l'imagerie médicale. Ces antennes aident à générer et recevoir des signaux mmWave pour créer des images ou détecter des objets ou matériaux en fonction de leurs propriétés de réflexion ou d'absorption.

8. Applications industrielles : Les antennes mmWave trouvent des applications dans divers scénarios industriels tels que le contrôle des processus, la manutention de matériaux et la robotique. Ces antennes permettent une communication sans fil entre dispositifs et systèmes dans des environnements industriels, améliorant l'efficacité, la flexibilité et la sécurité.

Dans l'ensemble, les antennes mmWave sont polyvalentes et trouvent des applications dans un large éventail de scénarios où une communication ou une détection sans fil à haute fréquence, à large bande passante et à courte portée est requise.

Considérations de coût et de déploiement pour la 5G Sub-6 GHz vs. mmWave

Lorsqu'il s'agit de déployer des réseaux 5G, les aspects financiers et pratiques du déploiement des antennes Sub-6 GHz diffèrent considérablement de ceux associés à la technologie mmWave.

La 5G Sub-6 GHz présente l'avantage distinct de la compatibilité avec l'infrastructure 4G LTE existante. Les opérateurs mobiles peuvent souvent réutiliser les tours cellulaires actuelles, ce qui permet de maintenir les coûts à un niveau raisonnable, notamment dans les territoires ruraux et suburbains où une couverture sur de plus longues distances est nécessaire. Cela fait de la Sub-6 GHz un choix attrayant pour un déploiement 5G à grande échelle, offrant une voie efficace et évolutive pour étendre la portée du réseau sans investissements lourds et nouveaux.

En revanche, la 5G mmWave nécessite un réseau beaucoup plus dense de petites cellules car ses fréquences plus élevées sont plus facilement absorbées par les obstacles et ne parcourent pas aussi loin. Mettre en place un réseau mmWave fiable implique d’installer beaucoup plus d’antennes — souvent sur des lampadaires, des toits et du mobilier urbain — concentrées dans des environnements urbains denses. Les exigences accrues en infrastructure entraînent des coûts initiaux plus élevés, tant en termes d’équipement que d’acquisition de sites. Pour ces raisons, le déploiement de la mmWave est généralement concentré sur des points chauds urbains à forte affluence, des stades ou des quartiers d’affaires où la demande pour des vitesses ultra-rapides et une faible latence justifie la dépense.

En résumé :

• 5G Sub-6 GHz : Coût inférieur, exploite l’infrastructure existante, idéal pour une couverture étendue (rurale/suburbaine).
• mmWave 5G : Investissement plus élevé, nécessite un déploiement dense de petites cellules, idéal pour des zones ciblées à haute capacité en ville.

Comprendre ces distinctions est essentiel lors de la planification des déploiements 5G, car chaque approche répond à des besoins et environnements différents dans le paysage plus large des communications.

Conclusion

En conclusion, les antennes Sub-6 GHz et mmWave sont essentielles pour l'avenir des communications sans fil. Chacune possède ses forces et ses faiblesses, il est donc important d'utiliser les deux en fonction des besoins spécifiques. À mesure que la technologie progresse et que de nouvelles innovations émergent, le potentiel des deux plages de fréquences continuera de s'étendre, faisant avancer les capacités des réseaux de communication mondiaux.

Plutôt que de considérer la 5G Sub-6 GHz et la 5G mmWave comme des rivales, il est plus précis de les voir comme des technologies complémentaires. La Sub-6 GHz excelle à fournir une couverture étendue et fiable — atteignant tout, des communautés rurales aux environnements urbains denses — tandis que la mmWave est conçue pour des vitesses ultra-rapides et une haute capacité dans les zones où la demande est la plus forte, comme les stades, les centres-villes et les grands lieux.

Pour que la 5G réalise tout son potentiel, les réseaux s’appuieront de plus en plus sur une combinaison des deux technologies : la Sub-6 GHz constitue l’épine dorsale pour une accessibilité large, et la mmWave offre des vitesses exceptionnelles et une bande passante là où c’est le plus nécessaire. Ensemble, elles représentent une approche équilibrée qui transformera les industries, améliorera les expériences de connectivité et façonnera la prochaine génération de communication sans fil.