Bien choisir son antenne LoRa : ce que 12 dB changent sur la portée d'une bouée

Une liaison radio ne se juge pas à « ça passe » ou « ça ne passe pas ». Entre les deux il y a une zone large où les messages passent la plupart du temps : chaque message perdu déclenche une réémission, la bouée met plus longtemps à répondre, et l'affichage du joystick se fige par intermittence. L'objectif n'est donc pas la portée maximale, mais la distance à laquelle on obtient 100 % des messages, sans aucune retransmission.

C'est avec ce critère que trois antennes de bouée ont été comparées.

Le protocole

Trois bouées identiques, allumées ensemble, le même jour, au même endroit, face au même joystick. Seule l'antenne changeait. Le câblage, la hauteur de mât et le firmware étaient rigoureusement les mêmes sur les trois.

Une précaution méthodologique mérite d'être signalée, car elle est contre-intuitive : la comparaison n'est valable qu'à courte distance, ici 10 mètres.

Au-delà, l'indicateur de puissance reçue des modules LoRa sature autour de −84 dBm et cesse de refléter le signal réel. À 50 mètres, l'écart entre les trois antennes ne semblait plus que de 6 dB ; à 90 mètres, elles paraissaient équivalentes. Une comparaison menée à cette distance aurait conclu que le choix de l'antenne n'a pas d'importance — exactement l'inverse de la réalité.

Les résultats

	Nom	Prix	Signal à 10 m
	Linx ANT-5GW-SPS1-1	23 €	−60 dBm
	Antenne Porte de Garage	17 €	−70,5 dBm
	Dôme multibande « 5 dBi » (AliExpress)	5,60 €	−72 dBm

L'écart entre la Linx et le Dôme multibande est de douze décibels. En pratique, sur l'eau, cela se traduit ainsi : avec l'antenne Linx, 150 mètres à 100 % de messages reçus, sans une seule perte. Avec l'antenne dôme multibande, le taux de réception tombe à 60 % dès 90 mètres — quatre messages sur dix perdus, donc réémis. L'antenne "Porte de Garage" à 17 €, est très similaire et n'a pas été poussée plus loin au vu de son prix et de sa taille complexe à intégrer dans la bouée.

Autrement dit : l'antenne économique fait perdre plus de la moitié de la portée utile.

Pourquoi les antennes bon marché échouent — et ce n'est pas ce qu'on croit

L'explication paraît évidente : à 433 MHz, un quart d'onde mesure 17 cm, donc une petite antenne ne peut pas bien fonctionner.

Cette explication est fausse, et les mesures le montrent. L'antenne gagnante est elle-même un dôme compact de 55 mm de diamètre — électriquement minuscule à cette fréquence, exactement le format qu'on accuse. Les deux antennes sont du même gabarit, et 12 dB les séparent.

Ce qui les distingue, c'est la qualité de conception. Un élément replié et correctement adapté perd quelques décibels ; un élément mal conçu en perd quinze, et aucune mention commerciale n'y change quoi que ce soit.

Détail savoureux : l'antenne Linx n'est même pas spécifiée pour le 433 MHz. Sa fiche annonce 410–426 MHz puis 450–470 MHz — le canal utilisé, 433,125 MHz, tombe pile dans le trou entre les deux bandes. Elle y gagne malgré tout 12 dB sur des antennes qui, elles, revendiquent explicitement le 433.

Le critère d'achat utile n'est donc ni la taille, ni le gain annoncé, mais le sérieux de la fiche technique : bandes réellement spécifiées, indice de protection, plage de température, diagramme de rayonnement et polarisation documentés. Une fiche qui promet « 5 dBi de 433 MHz à 5,8 GHz » ne décrit pas une antenne, elle décrit une ambition.

Côté joystick

Le joystick a lui aussi changé d'antenne : une SB Components 3 dBi fibre de verre, omnidirectionnelle 433/868/915 MHz, connecteur SMA — 13,44 € sur Amazon. Un vrai fouet, bien plus efficace que le petit ressort livré d'origine avec le module E220.

Une précision d'honnêteté : ce changement a été fait en même temps que d'autres modifications, il n'est donc pas isolé dans les mesures. Contrairement au comparatif des antennes de bouée ci-dessus, nous ne pouvons pas lui attribuer un chiffre.

En revanche, un geste gratuit vaut ici plus que tout changement de modèle : une antenne fouet ne se pointe pas vers la bouée.

C'est l'erreur la plus coûteuse et la plus naturelle — d'autant que ce modèle possède une rotule réglable de 0 à 90°, qui invite précisément à le faire. Un fouet quart d'onde rayonne comme un beignet, avec un creux dans l'axe du brin : le diriger vers la cible revient à la placer dans son point faible. S'y ajoute la désadaptation de polarisation si l'antenne de la bouée est verticale et la vôtre inclinée.

Tenez l'antenne du joystick verticale, brin vers le haut, quelle que soit la direction de la bouée. Et éloignez-la du corps, qui absorbe une partie du signal.

Le câblage de l'antenne de bouée

Dernier point, gratuit lui aussi, et il pèse autant qu'un changement d'antenne.

Si le surplus du câble d'antenne est lové dans le boîtier de la bouée, il longe d'autres cables et composants électoniques. Comme l'antenne n'a pas de plan de masse, c'est la tresse du câble qui lui sert de contrepoids : elle porte donc du courant, et capte au passage toutes les perturbations de l'électronique qu'elle croise.

Remontez ce surplus de câble le long du mât, au-dessus du boîtier.

Deux effets distincts : le câble ne longe plus l'électronique, donc capte beaucoup moins de bruit ; et déployé verticalement, il se comporte comme la moitié basse d'un dipôle — il devient un contrepoids correct, ce qu'un câble lové ne sera jamais.

Cinq minutes de travail, zéro euro.

En résumé

• Tenir l'antenne du joystick verticale, jamais pointée — 0 € — effet déterminant.

• Remonter le câble d'antenne le long du mât — 0 € — plusieurs décibels.

• Antenne joystick SB Components 3 dBi fibre — 13,44 € — remplace le ressort d'origine.

  
  

Antenne bouée Linx ANT-5GW-SPS1-1 — 23 € — +12 dB, portée doublée.

L'antenne du dôme AliExpress à 5,60 € est celle qui figure aujourd'hui dans la liste de matériel. Ce n'est pas un mauvais choix pour démarrer : elle fonctionne, elle coûte quatre fois moins cher, et à distance moyenne la différence ne se voit pas. Mais c'est aussi la moins performante des trois, et l'écart devient déterminant dès qu'on s'éloigne autour de 100 mètres.