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Reichweite/Antennen PDF Drucken E-Mail

Allgemein

Zur Erhöhung der Reichweite werden verschiedene Antennensysteme verwendet, welche die Sendeleistung an der Antenne (EIRP) anheben. Über die zu erzielenden Reichweiten gibt es die unterschiedlichsten Angaben, die man fast nie auf die eigenen Bedingungen umlegen kann! Über die geographischen Voraussetzungen finden sie hier Informationen.

Neben der Antennenwahl kann die Reichweite auch mit Verstärkern erhöht werden. Da die maximal zulässige Leistung an der Antenne aber in Österreich mit maximal 100mW festgelegt ist bewegt man sich damit im illegalen Bereich.

Eine Ausnahme bildet hier ein Empfangsverstärker der nur das Empfangssignal verstärkt (meist in der Antenne integriert).

Die äquivalente Sendeleistung (EIRP) an der Antenne, darf nicht mit jener Leistung verglichen werden die man am Antennenkabel messen kann!

0dBm = 1mW

3dBm = 2mW

10dBm = 10mW

15dBm = 32mW

20dBm = 100mW

30dBm = 1000mw

Antennen allgemein (Strahlungscharakteristik, Gewinn und Polarisation)

Die wichtigsten Eigenschaften einer Antenne sind die Polarisation, Strahlungscharakteristik und der Gewinn. Die beiden letzteren stehen in einem engem Zusammenhang.

Die Strahlungscharakteristik beschreibt die Abstrahlrichtung in der vertikalen und horizontalen Ebene. Man spricht hierbei auch von einer Richtwirkung oder Bündelung.

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Der Gewinn einer Antenne wird in dB angegeben. Diese Einheit ist logarithmisch und bezieht sich meisten auf den isotropischen Kugelstrahler (dBi), manchmal auch auf den Dipol (dBd). Als Anhalt kann man sich folgendes merken:

3dB = doppelte Leistung

6dB = 4-fache Leistung

10dB = 10-fache Leistung

20dB = 100-fache Leistung

Die Reichweite wächst mit dem Quadrat der Sendeleistung, d.h. das eine doppelte Reichweite die 4-fache Sendeleistung (+6dB) erfordert! Will man die 4-fache Reichweite erzielen, so ist die 16-fache Leistung (+12dBi) notwendig.

Der Begriff Gewinn ist technisch eigentlich nicht ganz richtig, da eine Antenne Funksignale nicht "gewinnen" sondern nur bündeln kann.

Ein Beispiel:

Eine Antenne mit einer kugelförmigen Abstrahlung (Isotropischer Kugelstrahler) strahlt in alle Richtungen gleich und hat (k)einen Gewinn von 0dBi.

Ein Dipol strahlt bevorzugt in 2 Richtungen und hat einen Gewinn von etwas über 2dBi gegenüber dem isotropischen Kugelstrahler.

Unter Polarisation versteht man die Lage der Funkwelle. Die wichtigsten Arten sind vertikal (stehend), horizontal (liegend) und zirkular (drehend). Meistens wird eine vertikale Polarisation verwendet (auch bei CB-Funk, Radio). Theoretisch kann man eine vertikal polarisierte Funkwelle mit einer horizontal polarisierten Antenne nicht empfangen. Praktisch stimmt das nicht ganz, da die Funkwellen an Hindernissen reflektiert und teilweise auch gedreht werden. Zirkulare Polarisation hat den Vorteil einer geringen Störanfälligkeit gegenüber anderen Funkdiensten -> Ideal für Punkt zu Punk Verbindungen.

Wichtig ist hier auch die Wahl des richtigen Antennenkabels. Ein "normales" 50-Ohm-Funkkabel ist Fehl am Platz! Bei Frequenzen im GHz-Bereich sind spezielle dämpfungsarme Koaxkabel zu verwenden!

Bei einer Outdoor-Montage darf eine Blitzschutzeinrichtung nicht vergessen werden. Hierbei werden meist Funkenstrecken in Form eines Adapters in das Antennenkabel eingeschleift.

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Richtantennen

Eine Yagiantenne strahlt z.B. in einer Keule von 15Grad ab und hat einen Gewinn von 14dBi. Dadurch, das die Yagi die Energie nicht in alle Richtungen vergeudet sondern bevorzugt innerhalb der 15Grad in der vertikalen und horizontalen Ebene abstrahlt, bündelt sie die Energie und hat deshalb einen vielfach höheren Gewinn! Mit extremer Bündelung sind bis zu 28dBi im 2,4GHz Bereich möglich!

Einige Antenne besitzen auch einen aktiven Vorverstärker (Stromversorgung notwendig!) der das Eingangssignal verstärkt und damit die Reichweite erhöht. Ein Eingangsverstäker (Empfang) ist erlaubt da er die Sendeleistung nicht erhöht!

Bei Richtfunkantennen gibt es verschiedenste Bauformen wie Quad, Yagi, Helical, Backfire, Parabolspiegel, Loop,...

Mit etwas Geschick kann man sich selbst einfache Richtantennen selber bauen. Hier finden Sie Bauanleitungen.

Rundstrahlantennen

Eine Rundstrahlantenne kann, weil sie ja horizontal rundherum abstrahlen muss, die Energie nur in der vertikalen Ebene bündeln. Deshalb sind hier nur Gewinne bis ca. 15dBi bei einem vertikalen Öffnungswinkel von 2-3Grad möglich! Hier ist eine Montage sehr kritisch da schon ein geringfügig schiefer Mast die Antenne auf der einen Seite in den Boden und auf der anderen Seite in den Himmel strahlen lässt!

Hier nochmals der Hinweis:

Gemäß den österreichischen Bestimmungen gemäß dem Standard 802.11b, darf an der Antenne eine maximalle Sendeleistung (EIRP) von 100mW (20dBm) anliegen. Mit starken Richtfunk oder Rundstrahlantennen kommt man leicht über diesen Wert!

 
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Monday, 23. October 2017
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