Die Übertreibung von Gewinnangaben bei Antennen ist völlig eskaliert!
Eine Info des e-shops von Brennpunkt S.R.L. / Ing. F. Rappl
© Ing. Friedrich Rappl, Valea Cernatului 47, RO-505600 Sacele, E-Mail: f.rappl@web.de

Die Gewinnangaben von Antennen sind häufig maßlos übertrieben und inzwischen zum großen Teil völlig unrealistisch!
Was bei Antennen an Gewinnen möglich ist, haben wir in einer Tabelle zusammengestellt.

Seit 2002 produzieren und vertreiben wir Antennen für WLAN, UMTS, DECT und LTE und beobachten seit dieser Zeit die Antennenangebote bei ebay und in diversen Shops. Während anfangs die Angaben zu den Antennengewinnen größtenteils o.k. waren, konnte man sehr schnell beobachten, wie einzelne Händler für ein und dieselbe Antenne immer höhere Gewinne angaben, ohne daß sich auch nur das geringste an der Antenne geändert hat.

Frei nach dem Motto: höherer Antennengewinn = höherer Umsatz wachsen die Angaben für Antennengewinne ins unrealistisch uferlose!

Derjenige, der ehrliche Angaben macht ist der Dumme und bleibt auf der Strecke. So ist jeder gezwungen mitzuziehen.

Da die meisten Kunden den Gewinn einer Antenne weder einschätzen noch überprüfen können und es damit auch keine Konsequenzen für maßlose Übertreibung gibt, ist für viele Verkäufer auch kein Anlaß vorhanden, realistische Werte anzugeben.

Da finden sich WLAN-Yagi-Antennen aus China, die mit 20dBi beworben werden, die wohl aus einer Überproduktion oder einer Fehlproduktion stammen, die überhaupt nicht für WLAN-Frequenz geeignet sind und somit auch keinen Gewinn aufweisen. Und scheinbar machen sich die ebay-Käufer keine Gedanken darüber, warum diese für 1 Euro verkauft werden.
Diverse UMTS- und WLAN-Rundumantennen haben angeblich ein Vielfaches vom Gewinn als technisch bei dieser Baugröße überhaupt möglich ist.
WLAN-Antennen, die in viel zu kleine Gehäuse eingequetscht sind (nach dem Motto "billigstes ganz teuer verkaufen").

Welche Gewinne sind realistisch? Gleich zur Übersicht

Zusammengefaßt die 5 wichtigsten Checkpunkte für den Antennenvergleich

Der Gewinn einer Antenne wird bestimmt durch:
  • Antennentyp
    Der Antennentyp bestimmt die grundlegenden Daten und Leistungen einer Antenne. Gängige Typen sind Rundum- oder Omni-Antennen, BiQuad-Antennen, Yagi-Antennen, logarithmisch periodische Antennen, Dosenerregerantennen, Parabolantennen, Schlitzantennen.
  • Baugröße
    Wichtig für den Gewinn bei einer Antenne ist immer die Baugröße. Wer für die Leistungsfähigkeit einer Antenne die Baugrößen statt der Gewinnangabe vergleicht, liegt damit meist besser.
    Die maßgebliche Abmessung ist für:
    • Rundum/Omni-Antennen die Bauhöhe des aktiven Teils der Antenne (ohne ev. Halterungsteil)
    • Yagis und log.per.Antennen (LPDA) die aktive Baulänge(ohne Halterung)
    • Parabolspiegel der Durchmesser
    • Schlitzantennen die Anzahl der Schlitze
  • Wellenlänge / Frequenz
    bei doppelter Wellenlänge (=halbe Frequenz) muß eine Antenne doppelt so groß sein, um gleich hohen Gewinn zu haben. D.h. eine Antenne, die sowohl für das Mobilfunktnetz GSM1800 wie auch für GSM900 ausgelegt ist, hat dann bei GSM900 nur etwa halb so viel Gewinn wie bei GSM1800. Der Gewinn bei der niedrigeren Frequenz wird daher oft nicht angegeben, da er zwangsläufig nur halb so hoch ist (das sind 3dB weniger).
  • Art und Länge des Kabels
    Die Gewinnangaben berücksichtigen in der Regel !nie! die Kabelverluste. Je dünner ein Kabel, umso höher die Verluste. Diese Verluste sind erheblich bei RG174 ca.2dB/m, mittel bei RG58 ca.0,8dB/m und LMR100, Microcell3 1dB/m, moderat bei H155, Microcell5+  0,4dB/m (Angaben gelten für UMTS-Frequenz). Bei höheren Frequenzen sind die Kabelverluste auch deutlich höher als bei niedrigen Frequenzen. Damit kann eine Kabellänge, die für 800MHz akzeptabel ist, für UMTS und WLAN bereits zu hohe Verluste generieren.

Kein Hersteller ist in der Lage Wunderantennen zu bauen! Antennen gleicher Art und gleicher Größe haben auch immer sehr ähnliche Gewinne! Weichen die Angaben um mehr als 1dB von der Tabelle unten ab, dann hat wohl einer übertrieben!

Antennen - und ihre dBi

Was ist dBi?
Eine Angabe eines Wertes in dB (dezi Bel = zentel Bel) ist immer eine relative Angabe. Das heißt, es muß auch der Bezugswert angegeben sein. Bei Antennen ist diese Bezugsgröße der Isostrahler, deshalb hängt man ein "i" an: dBi. 0dBi bedeutet somit keinesfalls, daß die Antenne keine Leistung bringt. 0dBi bedeutet Faktor 1 oder anders ausgedrückt: es ist gleich wie beim Isostrahler. Der dB-Wert errechnet sich aus 10*log(Signalverhältnis). Doppelter Antennengewinn in Bezug zum Isostrahler sind demnach 3dBi, 4-facher sind 6dBi usw.

Was ist ein Isostrahler?
Ein Isostrahler ist eine Antenne, die in alle Richtungen gleich stark strahlt. So etwas gibt es in der Praxis nicht und dieses theoretische Modell verwendet man nur als Vergleichsmodell um Antennengewinne anzugeben.

Was ist Antennengewinn und woher kommt dieser?
Ein Isostrahler (gibt es nur theoretisch) strahlt in allen Richtungen gleich stark ab. Bei realen Antennen ist dies nicht so. In bestimmten Richtungen ist das Strahlungsfeld stärker, im Ausgleich dazu in andere Richtungen schwächer. Um wieviel es stärker ist, ist von der Art der Antenne und ihrer Konstruktion abhängig. Der Antennengewinn gibt an, wieviel mal stärker die Strahlung in der Vorzugsrichtung der Antenne im Vergleich zu einem Isostrahler ist. Bzw. bei Empfangsantennen, wieviel mal höher die empfangene Antennenleistung in dieser Vorzugsrichtung ist.
Wichtige Aspekte: Der Gewinn einer Antenne (manche bezeichnen es als Verstärkung) in einer bestimmten Richtung bewirkt immer(!) einen Verlust zu lasten einer anderen Richtung. Die Summe aller Gewinne und Verluste aller Richtungen kann nie mehr als 0dB ergeben, da keine zusätzliche Energie mit Hilfe eines elektronischen Verstärkers zugeführt wird.
Nur genau in der Vorzugs-Richtung hat man den angegebenen Gewinn. Weicht man von dieser Richtung ab, wird dieser je nach Antennencharakteristik mehr oder weniger schnell schwächer. Ganz abseits von der Vorzugsrichtung ist das Strahlungsfeld erheblich schwächer als bei einem Isostrahler (es ist dann ein Verlust diesem gegenüber).
Antennengewinn und Strahlungsbreite hängen stark voneinander ab. Hat eine Antenne sehr hohe Gewinne, dann konzentriert sich die Strahlung auf einen sehr schmalen Winkel. Bei einer Rundum-Antenne (Omni) ist die Strahlung in der Horizontalen zwar 360° dafür in der vertikalen sehr eng. Es ist nicht möglich bei einer 8 dBi Omni auch in der Vertikalen einen großen Winkel von z.B. +/- 30° zu haben.
Die Antenne kann immer nur soviel Energie abgeben, wie sie aus dem Gerät bekommt. Sie kann diese nur unterschiedlich stark in verschiedene Richtungen verteilen. Und wenn bei hohen Gewinnen alles in eine Richtung gestrahlt wird, dann ist eben schon knapp neben dieser Richtung fast nichts mehr.
Mit der Strahlungsbreite wird der Winkel angegeben, an dem die Strahlung 3dB unter dem maximalen Wert liegt. Dabei kann der Winkel des Strahlungskegels in der Form z.B. 24° oder auch als halbierter Wert in der Form z.B. +/- 12° angegeben sein.


Antennentypen und typ. erreichbarer Antennengewinn
Der Antennengewinn bezieht sich allein auf das Antennenelement ohne Kabel. !!! Insbesondere dünne Kabel wie RG174 reduzieren den Gewinn erheblich!
Diese Tabelle ist aus der gängigen Literatur erstellt. Höheren Gewinnangaben sollten sie zumindest nicht leichtfertig Glauben schenken.

Antennentyp
bzw. gängige Bezeichnung
typ. erreichbarer
Antennengewinn
Strahlungs-
charakteristik
horrr./vert.
Anmerkungen
stehende Dipolantenne
Antennenstummel
2,1dBi 360°/60° Dies ist eine Rundum-Antenne, die für alle Frequenzen Verwendung findet und von den Geräteherstellern von Access Points und PCI-Karten meist mitgeliefert wird (oft abschraubbar zecks Anschluß von Antennnenkabeln, Verlängerungen, alternativen Antennen) oder auch intern verbaut ist
Rundum(Omni)-Antenne 5-15dBi
je nach Bauhöhe
360°/25-12° Diese Antenne gibt es in unterschiedlichen Baugrößen und besteht je nach Gewinn aus einer unterschiedlichen Anzahl von zusammengesetzten Einzelelementen, die entweder in einer Gummiantenne vergossen sind oder in bis zu mehreren Drahtspiralen frei übereinander angeordnet sind.
Der Gewinn einer solchen Antenne ist dann abhängig von der Bauhöhe, der Art und Anzahl der einzelnen Elemente, sowie der Frequenz.
Eine UMTS-Rundum-Antenne mit 50cm Bauhöhe hat realistisch gesehen etwa 8dBi. Wenn dafür 9dBi angeben sind, mag man vielleicht noch ein Auge zudrücken. 10dBi sind wohl bereits üppig übertrieben. Wenn dann aber 15 oder 16dBi dranstehen, ist es so wie eine Werbung für ein Auto mit 200PS das tatsächlich nur 30PS hat (6dB mehr bedeuten 4-facher Gewinn, da dB ein logarithmischer Maßstab ist).
Damit sind folgende Gewinne für UMTS-Antennen realistisch:
Kleine Rundumantenne mit ca. 9cm Höhe ca. 3,5 dBi
Rundumantenne mit ca. 30cm Höhe ca. 5-6 dBi
Rundumantenne mit ca. 50cm Höhe ca. 8 dBi
Rundumantenne mit 90cm Höhe ca. 10-11 dBi
Für WLAN 2,45GHz Antennen liegen die Gewinne bei gleicher Baulänge bedingt durch die höhere Frequenz etwa 1dB über den Werten für UMTS-Antennen.
Eine WLAN-Antenne mit 1,5m Bauhöhe kommt auf max. 15dBi, 0,75m auf max.12dBi, 40cm max. 9dBi.
Doppelte Baugröße einer Antenne entspricht etwa doppelter Gewinn. Das sind 3dB mehr. Halbe Baugröße -3dB.
BiQuad-Antenne
Panel-Antenne
12dBi 45°/45° Eine häufig angebotene Antenne mit max. 12dBi Gewinn mit hoher Bandbreite und damit gut für UMTS und GSM1800 geeignet. Eine Reflektorfläche muß deutlich größer als der Quad sein, sonst reduziert dies die Gewinne.
Vielfach wird diese Antenne  mit viel zu hohen Gewinnen angeboten.
12dBi sind bereits recht optimistisch, mehr ist keinesfalls möglich. Da hilft auch kein Silberdraht, auch keine andere Form des Quad (wird auch mit 2 runden Kreisen angeboten, weil Quads nicht in das viel zu enge Gehäuse passen) und ein Quad auf einer Epoxy-Leiterplatte ist sowieso verlustreich und damit schlechter als Kupferdraht in der Luft. Wichtig für hohen Gewinn ist, daß der Reflektor deutlich größer als der Quad ist. D.h. an der Gehäusegröße darf nicht gespart werden.
Doppel-BiQuad-Antenne
Vierfach-Quad-Antenne
Panel-Antenne
14dBi 40°/40° Der etwas größere Bruder der BiQuad-Antenne hat etwa 14dBi. Wegen der höheren Impedanz, ist eine Impedanztransformation  sinnvoll, ansonst bleibt der Gewinn kleiner.
Sechsfach-Quad-Antenne
15dBi 35°/35° Sechsfach-Quad-Antennen werden z.T. mit Gewinnen bis 17dBi angegeben. Das ist völlig unrealistisch. Da helfen auch keine angeblich besseren Materialien. Nur doppelte Größe einer Antenne ergibt 3dB mehr. Im Vergleich zur 4-fach Quad schafft man damit 1 mehr. Wenn keine spezielle Anpassung an die höhere Impedanz der Antenne erfolgt (Impedanztransformator erforderlich), dann erreicht man kaum 15dBi.
Arrays, gestockte BiQuad-Antennen 14 / 18dBi 35°/35° Mehrere BiQuad oder auch Doppel-BiQuad-Antennen werden gekoppelt. Damit erreicht man bei Arrays aus 2 Antennen theoretisch +3dB, bei 4 fach Arrays theoretisch +6dB. In der Praxis liegen die Werte jedoch wegen Kopplungsverlusten 1-2dB darunter, was die Hersteller oft nicht angeben
Dosenerreger-Antenne 12dBi, (15dBi) 45°/45° Eine sehr einfach aufgebaute Antenne mit guter Leistung, jedoch schmalbandig und damit nur für WLAN u.a. schmale Bänder. Klammerwert mit angebautem Trichter.
Diese Antenne ist wegen ihrer Einfachheit bestens für den Selbstbau geeignet. Der Erfolg ist gewiß.
Yagi-Antenne 6dBi bis 20dBi
je nach Länge
30°/30° Dies ist eine Elementantenne, die eher schmalbandig und damit gut für WLAN geeignet ist. Auch noch gut für UMTS (jedoch dann ohne GSM1800 Band).
Realistische Gewinne für WLAN (für UMTS etwas niedriger) z.B. 15dBi bei ca. 0,45m, 18dBi ab ca. 0,9m, 19dBi bei 1,5m -2m (aktive Länge der Elementanordnung, ohne Teilstück das nur der Halterung dient).
Damit sind folgende Gewinne für UMTS-Yagi-Antennen realistisch:
Bei ca. 85cm Gesamtlänge (=ca. 70cm aktive Länge) ca. 17dBi
Bei ca. 50cm Gesamtlänge
(=ca. 35cm aktive Länge) ca. 14dBi
Für WLAN 2,45GHz Antennen liegen die Gewinne bei gleicher Baulänge bedingt durch die höhere Frequenz etwa 1dB über den Werten für UMTS-Antennen.
Doppelte Baugröße einer Antenne entspricht etwa doppelter Gewinn. Das sind 3dB mehr. Halbe Baugröße -3dB.
logarithmisch-periodische-Antenne
LPDA
max. 11-12dBi 30°/30° Fälschlich oft als Yagi bezeichnet (Wirkungsprinzip ist gänzlich anders).
Konstant hoher Gewinn über die gesamte Bandbreite bis max. 11-12dBi (mehr ist physikalisch bei diesem Antennentyp nicht möglich - habe schon Angaben von 16dBi gesehen). Diese Antenne hat Elemente, die sich in logaritmisch periodischen Abständen wiederholen und auf 2 Trägern angeordnet sind und kann beliebig breitbandig gebaut werden. Diese Antenne wird teilw. wegen kompakterer Baugröße auch mit einem Abschnitt für die unteren GSM- und LTE-Frequenzen (Gewinn ca.7-8dBi) und einem weiteren für die oberen GSM- und UMTS-Frequenzen  (ca.11dBi) gebaut.
Parabolspiegel-Antenne 19-27dBi 25°/25° Bekannt als Satelliten-Schüssel. Gewinne bei UMTS-Frequenz von etwa 19dBi bei 0,6m Durchmesser, 27dBi bei 1,5m, Strahlungsbreite je nach Schüsselgeometrie.
Der Gewinn ist abhängig von der Frequenz, deshalb ist ein Parabolspiegel für niedrige Frequenzen (GSM900, LTE800) schlecht geeignet.


Gewinnangaben bei Omni / Rundumantennen - der Unsinn und die Übertreibung kennt keine Grenzen

20dBi Yagi-Wunder aus China zum Spot(Schrott)preis - unser Test!

16dBi Omni-Antenne aus China - unser Test!



Technik und Vertrieb

Friedrich Rappl
Wannenstr. 16
D-74889 Sinsheim
UID: DE240227914
Tel.:  0040 268 274489
f.rappl@web.de

!Hier keine Warenannahme!
Produktion

Brennpunkt S.R.L.
Valea Cernatului 47
RO-505600 Sacele
UID: RO16962230
Tel.: 0040 268 274489
brennpunkt-srl@web.de
Adresse für Warensendungen/Rücksendungen
für unsere deutschen Kunden

Atlassib GmbH für Brennpunkt / Brasov RO
Am Willenbach 11
D-74229 Oedheim