Antennes Meshtastic : d’apparence identiques, mais avec des caractéristiques très différences

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J’ai noté qu’un de mes nœuds Meshtastic communiquait beaucoup moins bien avec les autres nœuds de ce réseau maillé. J’ai tout d’abord mis en doute le module LoRa et sa configuration. Mais après différents essais, je me suis aperçu que l’antenne que j’utilisais sur ce nœud était probablement la cause de mes problèmes. J’ai donc décidé de mesurer les caractéristiques de mes antennes avec un NanoVNA, et je vous partage ici ces résultats.

Les quatre antennes testées dans cet article, dont trois sont d’apparence identique

Calibration du NanoVNA

Avant de pouvoir mesurer les antennes, il faut commencer par calibrer le NanoVNA comme expliqué sur ce tutoriel.

Test de la première antenne

Cette première antenne, livrée avec les kit XIAO ESP32S3 & Wio-SX1262, représente les meilleures caractéristiques des antennes testée dans ce tuto.

Antenne 2.8dBi de SeeedStudio

Le bon niveau du rapport d’ondes stationnaires (SWR = 1,22) indique une très bonne adaptation d’impédance de cette antenne.

La valeur du module du coefficient de réflexion (LOGMAG = -20,07 dB) indique que moins de 1% de la puissance incidente est réfléchie par l’antenne. Et par conséquent plus de 99% de la puissance est transmise à l’antenne.

Calcul de la puissance transmise à l’antenne

Test de la seconde antenne

Une seconde antenne, d’apparence identique à la première donne des résultats moins bons.

Seconde antenne testée

Un LOGMAG de -6,23 dB et un SWR de 2,91 montre une adaptation moyenne de l’antenne. Pratiquement 24 % de la puissance incidente est réfléchie vers l’émetteur, ce qui réduit la puissance effectivement transmise à l’antenne.

De plus, cette antenne est mieux adaptée pour une fréquence de 815 MHz, contrairement aux indications fournies par le constructeur (868-915 MHz).

Test de la troisième antenne

Cette antenne, toujours d’apparence identique aux deux premières testées, a été vendue avec un amplificateur LoRa sur Aliexpress…

Troisième antenne testée

Les mesures effectuées sur cette antenne confirme bien qu’elle est l’origine de mon problème de réception du réseau maillé sur mon nœud Meshtastic.

Le rapport d’ondes stationnaires (SWR = 5,15) indique une adaptation d’impédance très mauvaise. Le module du coefficient de réflexion à -4,42 dB indique que seule 54% de la puissance est transmise à l’antenne et 46 % de la puissance incidente est réfléchie vers l’émetteur.

Vous pouvez utiliser cette antenne comme tuteur pour vos plantations, mais pas pour votre nœud Meshtastic !

Test de la petite antenne

Test d’une mini antenne 868 MHz livrée avec des nœuds Heltec V3

Cette petite antenne livrée avec un kit Heltec V3, possède des caractéristiques relativement correctes.

Test de la mini antenne 468 MHz

Un LOGMAG de -12,42 dB et un SWR de 1,63 montre une adaptation correcte de l’antenne, même si elle est mieux adaptée pour la fréquence 860 MHz. Avec un peu moins de 6 % de la puissance incidente réfléchie vers l’émetteur, cette antenne donne des résultats corrects même si elle n’est pas parfaite.

Vidéo sur la comparaison de deux antennes

Conclusion

Ce test montre l’importance de valider vos antennes avec un NanoVNA. Si elles sont d’apparence totalement identiques, trois des antennes testées ici n’ont pas les mêmes caractéristiques et une d’entre elles doit être mise aux rebuts. Si la meilleure antenne permet de transmettre 99% de la puissance de l’émetteur vers l’antenne, la moins bonne va réfléchir 46 % de la puissance incidente vers l’émetteur.

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