dBi (Décibel-isotrope)

Le décibel-isotrope (dBi) est une unité qui mesure le gain d'antenne par rapport à un radiateur isotrope idéal. Une antenne isotrope rayonne la puissance uniformément dans toutes les directions et sert de référence théorique avec un gain de 0 dBi. Le gain d'antenne exprimé en dBi indique combien de puissance est rayonnée en plus dans la direction la plus forte de l'antenne par rapport à cette référence idéalisée.

Calcul du dBi

Le gain d'antenne en dBi est défini comme suit :

G(dBi) = 10 × log₁₀(P₁ / P₀)

Où :

• P₁ = Densité de puissance dans la direction principale de rayonnement

• P₀ = Densité de puissance d'une antenne isotrope avec une puissance d'entrée égale

Le gain dépend également de la directivité (D) et de l'efficacité (η) de l'antenne :

G = η × D

Où :

• G = Gain d'antenne (linéaire)

• η = Efficacité (entre 0 et 1)

• D = Directivité

Ces formules sont essentielles dans la conception d'antennes et la modélisation des performances du système.

Exemples de gain d'antenne en dBi

• Antennes de routeur Wi-Fi :
  Généralement 2–5 dBi pour une couverture intérieure équilibrée.

• Antennes directionnelles Yagi :
  Environ 10–15 dBi, concentrant l'énergie dans un faisceau étroit.

• Antennes paraboliques :
  Dépasse souvent 30 dBi, permettant des communications à haut gain et longue portée.

Ces valeurs guident le choix de l'antenne en fonction de la zone de couverture requise et des contraintes du budget de liaison.

Importance dans la conception du système

Des valeurs dBi plus élevées n'augmentent pas la puissance totale transmise, mais la concentrent dans un faisceau plus étroit, étendant la portée dans des directions spécifiques tout en réduisant la couverture ailleurs. Ce compromis fait du dBi un facteur critique dans :

• La planification des réseaux sans fil (Wi-Fi, LTE, 5G)

• Les communications par satellite et radio

• Les systèmes radar, de télémétrie et point à point

Contrairement au dBd, qui fait référence à un dipôle physique, le dBi utilise un modèle isotrope standardisé. Cette référence universelle simplifie la comparaison des performances et la modélisation du système à travers les applications et les fabricants.