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| Was is sinnvoll? Was wird wann eingesetzt? Wieviel Gewinn haben die Antennen? |
Eine Info des e-shops von Brennpunkt S.R.L. / Ing. Friedrich Rappl
Gute Information kommt im Kaufgetümmel nur all zu oft zu kurz. Dagegen wollen wir hier was tun.
UMTS-Rundumantenne kontra Richtantenne
Oft werden von den Kunden Rundumantennen gewünscht, da sie doch nicht wüßten, wo der nächste UMTS-Antennenmast steht.
Vielfach werden kleine und auch größere UMTS-Rundumantennen angeboten, manchmal mit Gewinnangaben von bis zu 7dBi oder auch nur mit Bezeichnungen wie z.B. "Hochleistungsantenne!?" o.ä.. Lassen sie sich davon nicht täuschen, nur all zu oft wird maßlos übertrieben, um ein Produkt zu einem möglichst hohen Preis zu verkaufen.
Rundumantennen für UMTS mit hohen Gewinnen von 9, 12 oder sogar bis 16dBi gibt es nicht! Daran ändert sich auch nichts, wenn es manche anbieten! Rundumantennen für ein breites Frequenzband von GSM1800 bis UMTS mit hohen Gewinnen sind physikalisch nicht möglich!
So werden teilweise Antennen für UMTS angeboten, die aber nur für GSM900 und GSM1800 ausgelegt sind, auch die Gewinnangaben beziehen sich nur auf diese Frequenz, trotzdem werden sie als UMTS-Antennen verkauft.
Die Gewinnangaben sind teilweise haarsträubend. Sehr ähnliche Antennen (oder vielleiht sogar die gleichen?), die von Herstellern mit 3dB angegeben sind, werden z.B. als 7dBi Antennen verkauft.
Auf einer Seite eines größeren Antennenherstellers ist sehr schön zu sehen, welche Gewinne bei Rundumantennen für welche Frequenzbereiche machbar sind. Es ist ernüchternd und für jeden über folgenden Link nachzulesen (ein Klick auf die 3dB Antenne wird vielleicht manchen überraschen, der Angebote durchgesehen hat): http://www.rfantenna.com.tw/antenna/magant.htm
Eine breitbandige Rundumantenne für GSM900 GSM1800 und UMTS erreicht nur mäßig höhere Gewinne, als die bereits in den Geräten eingebaute. Das sind 2dBi. Nur für schmalbandige GSM900 und GSM1800 Antennen sind höhere Gewinne möglich, das breite UMTS-Band wird damit aber nicht abgedeckt.
Der einzige Vorteil einer externen Rundumantenne ist, daß sie, bedingt durch das Antennenkabel, etwas abgesetzt vom UMTS-Gerät an günstiger Stelle positioniert werden kann. Der Erfolg damit ist jedoch erwartungsgemäß meist sehr enttäuschend.Das dünne Kabel an der Antenne (RG174 hat bereits 2dB Verlust/m Länge) bringt bei 2m Länge nochmal etwa 4dB Verlust. Das was von der externen Antenne ankommt, ist dann 4dB schwächer, als von der eingebauten Antenne. Da wird ein durchschlagender Erfolg oft ausbleiben.
Im Gegensatz dazu haben Richtantennen erheblich höhere Antennengewinne und auch die Ausrichtung auf den Sendemast ist denkbar einfach, selbst wenn man nicht weiß wo dieser steht, bzw. zu welchem von mehreren man die Antenne ausrichten soll. Man dreht die Antenne einfach langsam und solange rundum, bis sich die max. Empfangsstärke einstellt.
Das Freeware-Programm MWconn von Markus Weber mit Pegelanzeige in dB und % ist eine wertvolle Hilfe zum Suchen des besten Antennenstandplatzes und Ausrichten der Antenne auf max. Signalpegel. http://www.mwconn.com/.
Yagi-Antenne < > logarithmisch periodische Antenne
 Yagi-Antenne |
 Log. per. Antenne |
Somancher bezeichnet sich als Fachhändler und weiß nicht den Unterschied zwischen einer Yagi-Antenne und einer logarithmisch periodischen Antenne.
So werden fälschlicherweise viele log.per.Antennen als Yagi-Antennen angeboten.
Auch wenn diese beiden Antennen ähnlich aussehen, haben sie in ihrem Wirkungsprinzip nichts miteinander gemeinsam.
- Eine Yagi besteht aus einem einzigen gespeisten Element (z.B. Dipolschleife), einem Reflektor und mehren, etwa gleich langen Direktoren.
- Bei einer logarithmisch periodischen Antenne werden alle Elemente gespeist. Es sind Elemente mit zunehmender Länge, die sich in logaritmischen Abständen periodisch wiederholen - daher der Name der Antenne.
Während eine Yagi auf eine feste Frequenz (oder schmales Frequenzband) ausgelegt ist und auch nur dafür hohe Gewinne erreicht, kann man eine log.per.Antenne für ein sehr breites Frequenzband (sogar über Dekaden) auslegen und hat dann über das ganze Frequenzband einen gleich hohen Gewinn.
Alle anderen Antennentypen haben ihren max. Gewinn nur in der Bandmitte und dieser verringert sich je nach Antennentyp mehr oder weniger stark zu den Bandrändern hin.
Welche UMTS-Antenne ist wofür geeignet?
UMTS-Antennen sollten das Frequenzband angefangen von GSM1800 bis hinauf zu 2200MHz abgedecken können (unsere UMTS-Antennen tun dies auch).
Solch eine UMTS-Antenne ist damit auch für GPRS und EDGE auf dem GSM1800-Band geeignet (z.B. e-Plus, O2, aber auch D1 und D2 nutzen inzwischen neben dem GSM900- auch örtlich das GSM1800-Band).
Will man zusätzlich auch das GSM900 Band empfangen, benötigt man Dual-Band Antennen - solche haben aber etwas weniger Gewinn.
HSDPA, HSUPA, HSOPA sind Standards innerhalb UMTS, damit sind UMTS-Antennen auch immer dafür geeignet.
UMTS erfordert Antennen mit hoher Bandbreite!
Es sind nicht alle Antennen-Typen ausreichend breitbandig, um auf dem gesamten Frequenzband einen gleichmäßig hohen Gewinn zu haben . Der maximale Gewinn wird dann nur in Bandmitte erreicht (z.B. Quad-Antennen, Yagis, Rundumantennen) und fällt zu den Bandrändern hin deutlich ab - sehr stark bei Yagis und Rundumantennen mit hohen Gewinnen (und übertragen wird an den Bandrändern und nicht in Bandmitte!).
Nur logarithmisch periodische Antennen (= log.per.Antennen) haben einen gleichmäßig hohen Gewinn über die gesamte Bandbreite.
Antennengewinn - wie gut ist (m)eine Antenne?
Wie gut eine Antenne ist, wird mit dem Antennengewinn angegeben. Ein einfacher Antennen-Dipol hat 2dBi (eine solche Antenne ist in jederm UMTS-Gerät bereits eingebaut. Es hat damit nur in speziellen Fällen Sinn, eine externe Rundum-Antenne mit 2dBi Gewinn anzuschließen (!Obwohl vielfach angeboten, sind sie unserer Meinung nach ihren oft hohen Preis allesamt nicht Wert!). Vielfach haben sie auch noch ein billiges dünnes Kabel mit hohen Verlusten (RG174 o.ä.)!). Entsprechend enttäuschend sind die Ergebnisse. Siehe auch weiter oben bei "Rundumantenne kontra Richtantenne".
Jeweils doppelter Antennengewinn sind 3db mehr, vierfacher 6dB, achtfacher 9dB mehr, usw.
6dB mehr benötigt man für doppelte Reichweite - bei freier Sicht (Kabelverluste berücksichtigen!- dünne RG174-Kabel haben ca. 2dB/m, Micrcell 3, LMR100, RF100 usw. ca. 1dB/m, Microcell 5+, RF5, H155 usw. etwas über 0,4dB/m).
Antennentypen und deren Antennengewinne
Achten sie auf die Plausibilität von Gewinnangaben! Nicht jeder, der seine Antennen verkaufen will, macht seriöse Angaben.
Der Antennengewinn bezieht sich allein auf das Antennenelement ohne Kabel. !!! Insbesondere dünne Kabel wie RG174 reduzieren den Gewinn erheblich! Bevorzugen sie deshalb dickere Kabel.
Diese Tabelle ist aus der gängigen Literatur und eigenen Messungen erstellt. Höheren Gewinnangaben sollten sie zumindest nicht leichtfertig Glauben schenken.
| Antennentyp bzw. gängige Bezeichnung |
typ. für UMTS
erreichbarer Antennengewinn |
Strahlungs- charakteristik horrr./vert. |
Anmerkungen |
| Dipolantenne Antennenstummel |
2,1dBi | 360°/60° | Dies ist eine
Rundum-Antenne, wie sie bereits in den Geräten eingebaut ist. Auch als externe Antenne mit z.B.1,5m Kabel wird sie oft angeboten (einziger Vorteil zur bereits eingebauten Antenne ist dabei der veränderbare Antennenstandort - bedingt durch die Kabelverluste hat diese Antenne jedoch weniger Leistung als die eingebaute) |
| Rundumantenne Omni-Antenne |
2,1dBi (?3, 5, 7, 9?) |
360°/15-60° | Es werden teilweise
Rundumantennen für UMTS mit höheren Gewinnen angeboten, die
jedoch nur für GSM900 und GSM1800 ausgelegt sind. Für das
UMTS-Band haben sie keine höheren Gewinne, als die bereits in den
Geräten eingebauten Antennen (siehe Begründung oben). |
| BiQuad-Antenne DoppelQuad-Antenne Panel-Antenne |
12dBi | 45°/45° | Eine Richt-Antenne mit max. 12dBi Gewinn (nur in Bandmitte) bei einer Baugröße von ca. 150*100mm. Wesentlich kleinere Ausführungen haben geringere Gewinne und alles was größer ist, kommt auch nicht über 12dBi. |
| Doppel-BiQuad-Antenne Vierfach-Quad-Antenne Panel-Antenne |
14dBi | 40°/40° | Der etwas größere Bruder der BiQuad-Antenne mit etwa 14dBi (nur in Bandmitte) bei einer Baugröße von etwa 220*100mm. |
| Sechsfach-Quad-Antenne | 14dBi | 40°/40° | Auch sowas gibt es (unnötigerweise). Wer glaubt mit jeweils 2 Quads mehr, werden auch jeweils 2dBi mehr, der liegt völlig daneben. Bedingt durch die Anpassungsschwierigkeiten wegen höherer Impedanz hat eine solche Antenne auch nicht mehr Gewinn als eine VierfachQuad. |
| Yagi- Antenne | Dieser Antennentyp ist schmalbandig und damit weniger für das breite UMTS-Band geeignet. Größere Bandbreite geht immer auf Kosten des Gewinns. Gewinnangaben beziehen sich dann häufig auf den max. Wert in Bandmitte, der zu den Rändern stark abfällt. | ||
| Log.Per.-Antenne (fälschlicherweise manchmal als Yagi bezeichnet) |
11dBi | 30°/30° | Logarithmisch periodische Breitband-Richtantenne. Dies ist eine Elementantenne, mit zwei Elementträgern mit kurzen Elementen an der Antennenspitze für die hohen Frequenzen und nach hinten länger werdenden Elementen für die niedrigeren Frequenzen. Physikalisch bedingt sind die Gewinne derartiger Antennen auf max. ca. 11dBi begrenzt (deutlich höhere Gewinnangaben sind schlicht unseriös - !?habe schon Angaben von 16,5dBi gesehen!?). Das Limit ist physikalisch bedingt und ist nur erreichbar, wenn sie für einen nicht allzu breiten Frequenzbereich ausgelegt werden (z.B. für GSM1800 bis UMTS). Wird auch GSM900 noch von der Antenne abgedeckt, sind nur noch etwa 9dBi möglich.Vorteil: Hoher gleichmäßiger Antennengewinn über die gesamte Bandbreite, damit leistungsfähiger als viele Quad-Antennen. |
| Parabolspiegel-Antenne | 20-27dBi | <20° | Bekannt als Satelliten-Schüssel. Statt dem LNB ist eine UMTS-Antenne im Brennpunkt des Parabolspiegels montiert. Gewinne von über 20dBi bei 0,6m Schüssel, Strahlungsbreite je nach Schüsselgeometrie. |
"Hochleistungsantenne" oder andere hochgestochene Wortschöpfungen erfinderischer Verkäufer sind dazu da, den Kunden zu einem Kauf zu bewegen. Lassen sie sich davon nicht täuschen.
Vergleichen sie angebotene Antennen mit den oben aufgeführten Typen. Sicher werden sie eine passende Zuordnung finden und damit sehen, ob die Gewinnangaben plausibel sind.
| Viele Tips zur Antennenwahl finden sie auf unseren umfangreichen Web-Seiten einfach "brennpunkt umts" googlen |
Wir hoffen, daß sie mit unseren Informationen jetzt in der Lage sind, die passende Antenne für sich zu finden, um in den Genuß von UMTS mit möglichst hoher Datenrate zu kommen.
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