Antennen - Versionsgeschichte

Admin: /* Rechtlicher Rahmen */

2013-04-13T12:24:11Z

Rechtlicher Rahmen

← Nächstältere Version		Version vom 13. April 2013, 12:24 Uhr
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	=== Rechtlicher Rahmen ===		=== Rechtlicher Rahmen ===
	Die gesetzlichen Vorschriften beziehen sich grundsätzlich auf die maximale in eine Richtung abgegebene Leistung, also auf die effektiv abgestrahlte Leistung (EIRP). In Senderichtung dürfen die maximal erlaubten 500 mW also auch mit einer besseren Antenne nicht überschritten werden, so dass eine Antenne mit Richtwirkung auf den ersten Blick vielleicht überflüssig erscheint. Jedoch wirkt eine solche Antenne nicht nur in der Senderichtung als "Leistungs-Konzentrator", sondern erhöht in Empfangsrichtung ebenfalls die Empfindlichkeit um den angegebenen Wert. Da es für die Empfangsrichtung keinerlei Vorschriften gibt (es wird ja kein Signal abgestrahlt), kann auf diese Weise der Rückkanal stabilisiert werden, ohne die gesetzlichen Vorschriften zu verletzen. In diesem Fall muss dann jedoch darauf geachtet werden, dass der entsprechende Transceiver in der Senderichtung entsprechend mit reduzierter Leistung betrieben wird.		Die gesetzlichen Vorschriften beziehen sich grundsätzlich auf die maximale in eine Richtung abgegebene Leistung, also auf die effektiv abgestrahlte Leistung (EIRP). In Senderichtung dürfen die maximal erlaubten 500 mW also auch mit einer besseren Antenne nicht überschritten werden, so dass eine Antenne mit Richtwirkung auf den ersten Blick vielleicht überflüssig erscheint. Jedoch wirkt eine solche Antenne nicht nur in der Senderichtung als "Leistungs-Konzentrator", sondern erhöht in Empfangsrichtung ebenfalls die Empfindlichkeit um den angegebenen Wert. Da es für die Empfangsrichtung keinerlei Vorschriften gibt (es wird ja kein Signal abgestrahlt), kann auf diese Weise der Rückkanal stabilisiert werden, ohne die gesetzlichen Vorschriften zu verletzen. In diesem Fall muss dann jedoch darauf geachtet werden, dass der entsprechende Transceiver in der Senderichtung entsprechend mit reduzierter Leistung betrieben wird, damit die gesetzlich festgelegten Grenzwerte nicht überschritten werden.


	== Standardantenne ==		== Standardantenne ==

Cakebox am 4. Januar 2013 um 21:11 Uhr

2013-01-04T21:11:43Z

← Nächstältere Version		Version vom 4. Januar 2013, 21:11 Uhr
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	= Grundlagen =		= Grundlagen =

			{{Header_Antennen}}

	Im PyroNeo-Projekt kommen als zentrales Bauteil Funktransceiver im 868 MHz ISM-Band zum Einsatz, deren Performance stark von den verwendeten Antennen und deren Lage und Standort abhängt.		Im PyroNeo-Projekt kommen als zentrales Bauteil Funktransceiver im 868 MHz ISM-Band zum Einsatz, deren Performance stark von den verwendeten Antennen und deren Lage und Standort abhängt.

Admin: /* Antennen */

2012-09-17T22:34:54Z

Antennen

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 22:34 Uhr
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	= Antennen =		= Antennen =
	Je nach Antenne ergeben sich verschiedene Vor- und Nachteile. Eine omnidirektional abstrahlende Antenne erreicht in alle Richtungen gleichermaßen gut einen Empfänger, deckt dafür nur eine relativ geringe Strecke ab. Eine Richtantenne mit entsprechendem Gewinn erreicht auch weiter entfernte Empfänger, deckt dafür nicht alle Richtungen gut ab.		Je nach Antenne ergeben sich verschiedene Vor- und Nachteile. Eine omnidirektional abstrahlende Antenne erreicht in alle Richtungen gleichermaßen gut einen Empfänger, deckt dafür nur eine relativ geringe Strecke ab. Eine Richtantenne mit entsprechendem Gewinn erreicht auch weiter entfernte Empfänger, deckt dafür nicht alle Richtungen gut ab.

			=== Rechtlicher Rahmen ===
			Die gesetzlichen Vorschriften beziehen sich grundsätzlich auf die maximale in eine Richtung abgegebene Leistung, also auf die effektiv abgestrahlte Leistung (EIRP). In Senderichtung dürfen die maximal erlaubten 500 mW also auch mit einer besseren Antenne nicht überschritten werden, so dass eine Antenne mit Richtwirkung auf den ersten Blick vielleicht überflüssig erscheint. Jedoch wirkt eine solche Antenne nicht nur in der Senderichtung als "Leistungs-Konzentrator", sondern erhöht in Empfangsrichtung ebenfalls die Empfindlichkeit um den angegebenen Wert. Da es für die Empfangsrichtung keinerlei Vorschriften gibt (es wird ja kein Signal abgestrahlt), kann auf diese Weise der Rückkanal stabilisiert werden, ohne die gesetzlichen Vorschriften zu verletzen. In diesem Fall muss dann jedoch darauf geachtet werden, dass der entsprechende Transceiver in der Senderichtung entsprechend mit reduzierter Leistung betrieben wird.


	== Standardantenne ==		== Standardantenne ==

Admin: /* Vor- & Nachteile der logarithmischen Darstellung */

2012-09-17T22:25:43Z

Vor- & Nachteile der logarithmischen Darstellung

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 22:25 Uhr
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	== Vor- & Nachteile der logarithmischen Darstellung ==		== Vor- & Nachteile der logarithmischen Darstellung ==

	Der Vorteil dieser recht umständlichen Angabe in dB zeigt sich dann, wenn man z.B. die Wirkung einer Antenne berechnen möchte. Solch eine Antenne verbessert oder verschlechtert den Empfang grundsätzlich immer im Verhältnis zur vorhandenen Energie. Eine schlechte Antenne wirkt sich ''absolut'' auf eine hohe Leistung also stärker aus, als auf eine kleine Leistung. Da diese Wirkweise bei der Berechnung über die absolute Energie also je nach vorhandener Energie unterscheidet (man müsste z.B. bei mehreren Dämpfungen nacheinander jedes mal die verbleibende Leistung bestimmen), benutzt man dafür logarithmische Maße. Dies hat den Vorteil, dass sich die Berechnung nun auf simples addieren oder subtrahieren beschränkt.		Der Vorteil dieser (von der Umrechnung) recht umständlichen Angabe in dB zeigt sich dann, wenn man z.B. die Wirkung einer Antenne berechnen möchte. Solch eine Antenne verbessert oder verschlechtert den Empfang grundsätzlich immer im Verhältnis zur vorhandenen Energie. Eine schlechte Antenne wirkt sich ''absolut'' auf eine hohe Leistung also stärker aus, als auf eine kleine Leistung. Da diese Wirkweise bei der Berechnung über die absolute Energie also je nach vorhandener Energie unterscheidet (man müsste z.B. bei mehreren Dämpfungen nacheinander jedes mal die verbleibende Leistung bestimmen), benutzt man dafür logarithmische Maße. Dies hat den Vorteil, dass sich die Berechnung nun auf simples addieren oder subtrahieren beschränkt.

	Beispiel: Ein Sender strahlt 500 mW Leistung ab. Das sind umgerechnet ungefähr 27 dBm. Es wird an den Sender ein Kabel mit einer Dämpfung von -1,5 dB angeschlossen sowie eine Antenne, die (in die Wunschrichtung) einen Gewinn von 3 dB aufweist. Wie hoch ist die abgestrahlte Leistung?		Beispiel: Ein Sender strahlt 500 mW Leistung ab. Das sind umgerechnet ungefähr 27 dBm. Es wird an den Sender ein Kabel mit einer Dämpfung von -1,5 dB angeschlossen sowie eine Antenne, die (in die Wunschrichtung) einen Gewinn von 3 dB aufweist. Wie hoch ist die abgestrahlte Leistung?

	Die Rechnung beschränkt sich nun auf das simple addieren der Werte aller beteiligten Komponenten: 27 - 1,5 + 3 = 28,5 dBm. 28,5 dBm entsprechen ungefähr einer abgestrahlten Leistung von 700 mW.		Die Rechnung beschränkt sich nun auf das simple addieren der Werte aller beteiligten Komponenten: 27 - 1,5 + 3 = 28,5 dBm. 28,5 dBm entsprechen ungefähr einer abgestrahlten Leistung von 700 mW.


	== Fresnel-Zone ==		== Fresnel-Zone ==

Cakebox: /* EIRP */

2012-09-17T18:55:25Z

EIRP

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 18:55 Uhr
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	== EIRP ==		== EIRP ==

	Die äquivalente isotrope Sendeleistung (engl. equivalent isotropically radiated power, EIRP) ist das Produkt der in eine Sendeantenne ~~eingespeisten Leistung~~ multipliziert mit deren Antennengewinn (relativ zu einem Isotropstrahler).		Die äquivalente isotrope Sendeleistung (engl. equivalent isotropically radiated power, EIRP) ist das Produkt der eingespeisten Leistung in eine Sendeantenne, multipliziert mit deren Antennengewinn gemessen in dBi (relativ zu einem Isotropstrahler).
	Im von PyroNeo verwendeten 868MHz-ISM-Band darf im Kanal 1 und 19 die EIRP eine Leistung von 500mW nicht überschreiten! Das ist besonders beim Einsatz von "Gewinnantennen" zu beachten. In anderen Kanälen liegt die erlaubte Sendeleistung noch deutlich niedriger.		Im von PyroNeo verwendeten 868MHz-ISM-Band darf im Kanal 1 und 19 die EIRP eine Leistung von 500mW nicht überschreiten! Das ist besonders beim Einsatz von "Gewinnantennen" zu beachten. In anderen Kanälen liegt die erlaubte Sendeleistung noch deutlich niedriger.
	{{Absatz}}		{{Absatz}}

Cakebox am 17. September 2012 um 18:53 Uhr

2012-09-17T18:53:11Z

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 18:53 Uhr
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	Ein weiterer, wichtiger Einflussfaktor bei Funkantennen ist die so genannte Fresnel-Zone. In ihrem Bereich wird der Hauptteil der Funkenergie übertragen, sie sollte daher möglicht ungestört und frei von Hindernissen sein. Befinden sich hier Hindernisse, wird die Übertragung zum Teil stark gedämpft. Dies kann soweit gehen, dass keine Signalübertragung mehr möglich ist (wobei der Empfänger über Reflektionen auch bei verdeckter Fresnelzone noch erreicht werden kann).		Ein weiterer, wichtiger Einflussfaktor bei Funkantennen ist die so genannte Fresnel-Zone. In ihrem Bereich wird der Hauptteil der Funkenergie übertragen, sie sollte daher möglicht ungestört und frei von Hindernissen sein. Befinden sich hier Hindernisse, wird die Übertragung zum Teil stark gedämpft. Dies kann soweit gehen, dass keine Signalübertragung mehr möglich ist (wobei der Empfänger über Reflektionen auch bei verdeckter Fresnelzone noch erreicht werden kann).
	Hieraus ergibt sich idealerweise eine Sichtverbindung zwischen den Antennen mit genügendem Abstand zum Boden, um eine möglichst ungedämpfte Übertragung zu gewährleisten. Erschwerend bei zu kleinem Abstand zum Boden kommt noch die Energieabsorbtion durch die feuchte und damit leitfähige Erde, Grashalme usw. hinzu.		Hieraus ergibt sich idealerweise eine Sichtverbindung zwischen den Antennen mit genügendem Abstand zum Boden, um eine möglichst ungedämpfte Übertragung zu gewährleisten. Erschwerend bei zu kleinem Abstand zum Boden kommt noch die Energieabsorbtion durch die feuchte und damit leitfähige Erde, Grashalme usw. hinzu.

			== EIRP ==

			Die äquivalente isotrope Sendeleistung (engl. equivalent isotropically radiated power, EIRP) ist das Produkt der in eine Sendeantenne eingespeisten Leistung multipliziert mit deren Antennengewinn (relativ zu einem Isotropstrahler).
			Im von PyroNeo verwendeten 868MHz-ISM-Band darf im Kanal 1 und 19 die EIRP eine Leistung von 500mW nicht überschreiten! Das ist besonders beim Einsatz von "Gewinnantennen" zu beachten. In anderen Kanälen liegt die erlaubte Sendeleistung noch deutlich niedriger.
	{{Absatz}}		{{Absatz}}

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	Regen und Schnee sowie in der Fresnelzone befindlichen Hindernisse können die Übertragung stark behindern, auch zueinander nicht exakt gleich (senkrecht) ausgerichtete Antennen (Polarisation) beeinträchtigen die Übertragung. Eine um 90° falsch ausgerichtete Antenne erzeugt z.B. eine zusätzliche Dämpfung von ca. 30dB.		Regen und Schnee sowie in der Fresnelzone befindlichen Hindernisse können die Übertragung stark behindern, auch zueinander nicht exakt gleich (senkrecht) ausgerichtete Antennen (Polarisation) beeinträchtigen die Übertragung. Eine um 90° falsch ausgerichtete Antenne erzeugt z.B. eine zusätzliche Dämpfung von ca. 30dB.

			= Fazit =

			Für eine möglichst große Reichweite ist bei der Antennenposition auf eine möglichst große Höhe über Grund zu achten. Die Antennen sollten möglichst ohne Hindernisse in "Sichtkontakt" zueinander stehen. Alle Antennen sollten möglichst senkrecht (zueinander gleich polarisiert) stehen. Die Verwendung der langsamen Schmalbandkanäle schafft ca. 5-6dB mehr Empfangsreserve. Und nicht zuletzt sollte jeweils mit der höchsten gesetzlich zugelassenen abgestrahlten Sendeleistung (EIRP) gearbeitet werden.




	[[Kategorie:Hardware]]		[[Kategorie:Hardware]]

Cakebox: /* Reichweite */

2012-09-17T18:36:50Z

Reichweite

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 18:36 Uhr
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			Eine identische Messreihe im langsamen Schmalbandkanal 19 bringt nahezu identische Messwerte. Allerdings reicht die Grenzempfindlichkeit des Empfängers hier bis ca. -105dBm bevor die ersten Verbindungsabbrüche auftreten. Die schnelle Breitbandverbindung zeigt bereits ab -100dBm Verbindungsabbrüche.

			Ein erweiterter Reichweitentest im Kanal 1 mit Systemantennen auf jeweils ca.2m Höhe wurde bei etwa 1000m mit einer Signalstärke von -71 bis -78dBm mangels größerer Wiese abgebrochen. Stehen beide Geräte mit direkt aufgeschraubten Antennen auf dem Boden, ist bei ca. 500m Schluss.

			Regen und Schnee sowie in der Fresnelzone befindlichen Hindernisse können die Übertragung stark behindern, auch zueinander nicht exakt gleich (senkrecht) ausgerichtete Antennen (Polarisation) beeinträchtigen die Übertragung. Eine um 90° falsch ausgerichtete Antenne erzeugt z.B. eine zusätzliche Dämpfung von ca. 30dB.

	[[Kategorie:Hardware]]		[[Kategorie:Hardware]]

Cakebox: /* Reichweite */

2012-09-17T18:22:30Z

Reichweite

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 18:22 Uhr
Zeile 115:		Zeile 115:
	{\| class="wikitable" style="text-align:center"		{\| class="wikitable" style="text-align:center"
	\|colspan="4"\|		\|colspan="4"\|
	===Dämpfungswerte Kanal 1 (Breitband) bei 450m Abstand auf einer Wiese===		===Dämpfungswerte Kanal 1 (Breitband) mit 500mW bei 450m Abstand <br>auf einer trockenen Wiese ohne Hindernisse===
	\|-		\|-
	! !! Systemantenne<br>direkt verbunden<br>Modul steht<br>auf dem Boden !!Systematenne<br>am Modul<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe		! !! 0dBi Systemantenne<br>direkt verbunden<br>Modul steht<br>auf dem Boden !!0dBi Systematenne<br>am Modul<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe
	\|-		\|-
	\| Systemantenne<br>direkt am Commander,<br>Commander steht<br>auf dem Boden \|\|style="background-color:#EE0000"\|-92 bis -99dBm\|\|style="background-color:#EE5C42"\|-85 bis -92dBm		\| 0dBi Systemantenne<br>direkt am Commander,<br>Commander steht<br>auf dem Boden \|\|style="background-color:#EE0000"\|-92 bis -99dBm\|\|style="background-color:#EE5C42"\|-85 bis -92dBm
	\|-		\|-
	\| Systemantenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#EE5C42"\|-86 bis -92dBm\|\|style="background-color:#CAFF70"\|-67 bis -73dBm		\| 0dBi Systemantenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#EE5C42"\|-86 bis -92dBm\|\|style="background-color:#CAFF70"\|-67 bis -73dBm
	\|-		\|-
	\|7dBi Antenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#FFFF00"\|-78 bis -86dBm\|\|style="background-color:#00FF00"\|-62 bis -63dBm		\|7dBi Antenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#FFFF00"\|-78 bis -86dBm\|\|style="background-color:#00FF00"\|-62 bis -63dBm

Cakebox: /* Reichweite */

2012-09-17T18:16:47Z

Reichweite

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 18:16 Uhr
Zeile 113:		Zeile 113:


			{\| class="wikitable" style="text-align:center"
	{\| class="wikitable"
	\|colspan="4"\|		\|colspan="4"\|
	===Dämpfungswerte Kanal 1 (Breitband) bei 450m Abstand auf einer Wiese===		===Dämpfungswerte Kanal 1 (Breitband) bei 450m Abstand auf einer Wiese===

Cakebox: /* Reichweite */

2012-09-17T18:13:36Z

Reichweite

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2012, 18:13 Uhr
Zeile 122:		Zeile 122:
	\| Systemantenne<br>direkt am Commander,<br>Commander steht<br>auf dem Boden \|\|style="background-color:#EE0000"\|-92 bis -99dBm\|\|style="background-color:#EE5C42"\|-85 bis -92dBm		\| Systemantenne<br>direkt am Commander,<br>Commander steht<br>auf dem Boden \|\|style="background-color:#EE0000"\|-92 bis -99dBm\|\|style="background-color:#EE5C42"\|-85 bis -92dBm
	\|-		\|-
	\| ~~Systematenne~~<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#EE5C42"\|-86 bis -92dBm\|\|style="background-color:#CAFF70"\|-67 bis -73dBm		\| Systemantenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#EE5C42"\|-86 bis -92dBm\|\|style="background-color:#CAFF70"\|-67 bis -73dBm
	\|-		\|-
	\|-7dBi Antenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#FFFF00"\|-78 bis -86dBm\|\|style="background-color:#00FF00"\|-62 bis -63dBm		\|7dBi Antenne<br>am Commander<br>mit 3m Kabel<br>auf 2m Höhe \|\|style="background-color:#FFFF00"\|-78 bis -86dBm\|\|style="background-color:#00FF00"\|-62 bis -63dBm
	\|-		\|-
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