DECT-Antennen zur Erhöhung der Reichweite
DECT-Reichweite erhöhen - welche Antennen für welchen Zweck?
Eine Info des
e-shop von Brennpunkt S.R.L./ Ing. Friedrich Rappl
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Friedrich Rappl, Wannenstr. 16, D-74889 Sinsheim, E-Mail: f.rappl@web.de


Welche Stecker / Buchsen werden für DECT-Geräte benötigt?



Die wichtigsten Statements zu Antennen:
  • Eine Antenne kann nicht mehr Sendeleistung abstrahlen, als sie vom Gerät erhält.
  • Alles was eine Antenne kann, ist, die gesamte Strahlung auf eine Richtung oder Ebene zu konzentrieren. Dadurch hat man dann in dieser Richtung oder dieser Ebene eine stärkere Strahlung und damit höhere Reichweite. Zum Ausgleich ist in allen anderen Richtungen und Ebenen die Strahlung schwächer.
  • Muß eine Antenne kugelförmig rundum abstrahlen (z.B. für ein Haus mit Stockwerken - Keller, EG, OG), kann man ein Reichweitenproblem nicht allein mit einer Antenne lösen.


Prinzipiell hat man 2 Möglichkeiten, die Reichweite von DECT mit Antennen zu vergrößern:
1) Basisstation mit stärkerer Antenne ausstatten
2) Mobilteile mit stärkerer Antenne ausstatten
Reicht dies nicht, kann man noch
3) DECT-Repeater verwenden

Üblicherweise wird man erstmal die erste Variante in Betracht ziehen, da die Basisstation ihren festen Standort hat und an ihr eine Antenne an einem mehr oder weniger langen Kabel nicht stört.

Prinzipiell gibt es nun Rundumantennen oder Richtantennen.
1a) Rundumantennen:
Rundumantennen konzentrieren die Strahlung umso stärker auf die Horizontale um die Antenne, je höher der Gewinn ist. Deshalb ist dieser Antennentyp nur für die Verwendung auf einem Stockwerk/Etage/auf einer Ebene geeignet. Für stockwerksübergreifenden Betrieb sind die am Gerät vorhandenen, kurzen Antennenstummel (meist 2dBi) am besten geeignet. Für beste Reichweite ist dafür zu sorgen, daß die Rundumantenne in der Höhe montiert wird, in der sich auch die Mobilteile befinden. Je größer die Entfernung zu den Mobilteilen ist, umso größer darf der Höhenunterschied sein, da die Stahlungscharakteristik der Rundumantenne je nach Gewinn, mehr oder weniger Abweichung von der Horizontalen zuläßt.

Rundumantennen gibt es nun mit unterschiedlichen Gewinnen. Je höher der Gewinn, umso größer die Baulänge der Antenne. Für 3dbi mehr (das ist doppelter Gewinn) ergibt sich theoretisch jeweils die doppelte Baulänge.

Probleme bei Rundumantennen mit hohen Gewinnen!
In Räumen oder Orten, an denen starke Reflexionen herrschen (fast immer in Wohnräumen, kleinen Büros, usw.), befindet sich die Antenne nicht in einem homogenen Strahlungsfeld, was dann die Antennenleistung sehr negativ beeinflußt. Antennen ab 7dBi reagieren bereits empfindlich darauf. Es macht damit keinen Sinn, in solchen Räumen eine Rundumantenne mit hohen Gewinnen zu verwenden.
 
Wodurch entstehen Reflexionen:
Reflexionen enstehen durch eine Vielzahl von metallischen Teilen, wie Installationsleitungen (Strom, Wasser, Heizung, Gas, Antennenkabel, ... - auch von den nicht sichtbaren in der Wand), metallische Einrichtungsgegenstände wie Regale, Stühle, Tische, Stahlbetonwände und -Decken, usw..
 
Rundumantennen mit hohen Gewinnen eignen sich daher nur gut für die Verwendung im Freien (auf dem Dach, aber auch an Hauswand) sowie in großräumigen Büroräumen / Fertigungshallen.
Um ein Ausprobieren, welcher Standort den besten Erfolg bringt, wird man in problematischen Fällen nicht umhin kommen. Dabei können auch schon kleinste Standortveränderungen (wenige Dezimeter) erhebliche Wirkung zeigen.

1b) Richtantennen und Sektorantennen:
Der Einsatz von Richt- und Sektorantennen ist immer dann möglich, wenn von der Basisstation aus gesehen, sich alle Mobilteile in einer Vorzugsrichtung von dieser befinden (innerhalb eines mehr oder weniger breiten Winkels von dieser). Z.B. Basisstation in einer Ecke oder am Ende eines längeren Gebäudes, wobei das ganze Gebäude abgedeckt werden soll.
Für Richt- und Sektorantennen gilt wiederum: Je höher der Antennengewinn, umso schmäler ist der Winkel in dem die Antenne abstrahlt (horizontaler Winkel und / oder vertikaler Winkel) und um so größer dabei die Reichweite.

2) Mobilteile mit stärkerer Antenne ausstatten
Dies ist manchmal die letzte Rettung, wenn anders keine Verbindung zustande kommt. Als Nachteil muß man in Kauf nehmen, daß aus dem Mobilteil ein ortsfestes Mobilteil wird, da sich dann an diesem eine mehr oder weniger große Antenne mit möglicherweise längerem Kabel befindet.

In diesem Fall ist es auch nicht mehr sinnvoll eine Rundumantenne zu verwenden, sondern man nutzt gleich eine Richtantenne (diese erreichen höhere Gewinne als Rundumantennen bzw. sind bei gleichen Gewinnen wesentlich kompakter). Man hat schließlich nur die eine Richtung zur Basisstation.

Leider haben neuere Handys und Smartphone nur noch selten einen Anschluß für eine externe antenne.


Schrittweise vorgehen:
Eine Antenne verstärkt das empfangene Signal und konzentriert auch die abgestrahlte Energie auf eine bestimmte Richtung/einen bestimmten Winkel, wodurch sich beim Empfänger auch wiederum ein stärkeres Empfangssignal ergibt.

Bei Reichweitenproblemen kann man daher schrittweise vorgehen. Erst auf einer Seite der Übertragungsstrecke eine stärkere Antenne, reicht dies noch nicht, dann auch auf der anderen Seite auch noch eine stärkere anschließen.

Für doppelte Reichweite benötigt man 6dB mehr an Antennengewinn. Für diese Rechnung können der Antennen-Gewinn an der Basisstation und der am Mobilteil addiert werden. D.H, ersetzt man die vorhandene Antenne (meist 2dBi) mit einer 8dBi Antenne (Kabel- und Steckerverluste müssen bereits abgezogen sein), so hat man 6dB mehr und schafft damit die doppelte Reichweite. Schließt man nun am Mobilteil auch noch eine Antenne an, die 6dBi mehr Gewinn hat, steigert man die Reichweite wiederum auf das doppelte (d.h. insgesamt ist es nun das 4-fache).
Achten sie jedoch darauf, daß die Reichweitenverdopplung nur auf freier Sicht-Strecke, bzw. bei gleichförmigen baulichen Gegebenheiten möglich ist. In bebautem Gelände ist die Reichweitenerhöhung erheblich von den baulichen Gegebenheiten abhängig und kann im Einzelfall immer nur ausprobiert werden.

Beim Anschluß einer externen Antenne ist darauf zu achten, daß die Gewinnangabe einer Antenne nur für das Antennenelement selbst gilt. Das Kabel dämpft dann je nach Länge den Gewinn der Antenne (H155 low-loss Kabel mit 5,4mm Durchmesser ca.0,4dB/m, LMR100 low-loss Kabel mit 2,8mm Durchmesser ca. 0,9dB/m, RG58 Kabel mit 4,95mm Durchmesser ca. 0,7-0,9dB/m).


DECT-Repeater
Viele Kunden sind enttäuscht von den Verbesserungen, die ein Repeater bringt.
Dies liegt in erster Linie daran, daß die Händler eifrig mit Reichweiten bis zum Doppelten werben.
Bis zu heißt aber auch, daß es viel weniger sein kann. Und in der Praxis ist es in den allermeisten Fällen deutlich weniger. Warum, finden sie hier erläutert:
RepeaterErwartungen werden nicht erfüllt!

Es gibt aber auch Hersteller, die sich des Problems angenommen haben und Geräte anbieten, die die gängigen Probleme durchaus lösen.
Dies sind Repeater, bei denen man eine externe Richtantenne anschließen kann um den Repeater über größere Strecken mit der Basisstation zu verbinden. Die eingebaute Rundumantenne versorgt dann die in der Nähe liegenden DECT-Mobilteile. Damit sind dann Reichweiten, die weit über das Doppelte hinausgehen (1km ist mit einer DECT-Yagi machbar), möglich.

Beispiele von DECT-Repeatern mit Anschluß für eine externe Richtantenne:



Die Qual mit den Antennensteckern / Pigtails / Adapterkabeln
Unterschiedliche Geräte haben unterschiedliche Antennenbuchsen und man benötigt dazu immer den passenden Stecker oder das passende Adapterkabel.
Wir haben die gängigsten Stecker auf Lager und können jede unserer Antennen damit ausstatten.


Kein Externer Antennenanschluß vorhanden!?
Ein externer Antennenanschluß läßt sich mit recht einfachen Mitteln nachrüsten (Buchse oder Einbaubuchse mit Kabelstück zum Einlöten bei uns verfügbar).
Die vorhandene Antenne wird ausgelötet und stattdessen ein Koax-Kabelstück mit einem gängigen Einbau-Stecker eingelötet. Antennenanschlüsse nachrüsten
Damit können sie der mäßigen Reichweite einer Basisstation oder eines Repeaters erheblich nachhelfen. Achten sie dabei auf das eingangs Erwähnte.


Was ist erlaubt, welche Antenne darf ich anschließen?

Für DECT beträgt die zulässige Sendeleistung 0,25W (24dBm). Daran können sie schon erkennen, daß die Reichweiten eingeschränkt sind.

Beispiel:
Diese erlaubten 0,25W dürfen an einer Iso-Antenne abgestrahlt werden (lesen sie dazu bei WLAN-Antennen die Erläuterungen nach). Liefert ihr DECT-Gerät 0,16W (22dBm) Sendeleistung, so dürfen sie nur eine 2dBi-Antenne anschließen. Die 2dBi-Antenne verstärkt ihr Signal von 0,16W auf 0,25W EIRP (effektiv isotrop abgetrahlte Leistung). Haben sie jetzt allerdings ein 5m langes Kabel mit 2 Steckverbindern, damit sie einen günstigen Antennenstandort erreichen und macht dieses Kabel mit Steckern 5dB Verlust, können sie dies nun mit einer kräftigen Antenne kompensieren. Eine 2dBi-Antenne war in unserem Beispiel schon als vorhandene Antenne angenommen, zusätzlich können sie noch 5dB an Gewinn haben, 2dBi + 5dB = 7dBi. D.h. sie können eine Antenne mit einem Gewinn von 7dBi verwenden ohne die erlaubte Sendeleistung zu überschreiten.

Für die Einhaltung der Grenzwerte ist jeweils der Betreiber (das sind sie) verantwortlich. Nur sie wissen auch, welche Komponenten sie zusammengeschaltet haben.
Die Hersteller der Geräte haben nur sicherzustellen (CE-Kennzeichen), daß mit der "eingebauten Antenne" die Grenzwerte eingehalen werden. Wenn eine externe Antenne angeschlossen wird, ist selbstverständlich der Betreiber dafür verantwortlich.
Bei Überschreitung der zulässigen Sendeleistung drohen Strafen und möglicherweise die Beschlagnahme des gesamten Equippments.

Hier ist noch der Link zur Bundesnetzagentur
Da kann nachgelesen werden, was erlaubt ist.


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