So maximieren Sie die Leistung Ihrer Rundstrahlantenne
Egal, ob Flugverfolgung, Helium-Mining oder Amateurfunk – wir bei jetvision beobachten sehr häufig, dass viel vom eigentlichen Potenzial von Funkanlagen ungenutzt bleibt. Denn auch die Qualität von hochwertiger Ausrüstung können Sie durch unbedachte Platzierung, eine ungeeignete Antenne und die falsche Auswahl von Zubehör verschenken.
Grundsätzlich gilt der Funker-Leitspruch “Die Antenne ist der beste Hochfrequenzverstärker.“ Aber was gibt es sonst noch zu beachten, um eine möglichst gute Reichweite mit ungerichteten (engl. omni-directional) Antennen bzw. Rundstrahlern zu erreichen?
Standortauswahl
Die ideale bzw. kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten ist die Gerade. Das gilt auch für eine Funkstrecke. Der mit Abstand wichtigste Faktor ist die direkte Sichtlinie (engl. line of sight, kurz LOS) zwischen Empfänger und Sender. Wir sprechen hierbei ohne Ausnahme von tatsächlichem Sichtkontakt. Also: Würde der Empfänger etwa eine Positionsleuchte des Senders sehen?
Terrain blockiert die line of sight.
Für die Sichtlinie spielt zunächst die Höhe über Grund eine Rolle: Je höher die Antenne in Relation zur Umgebung, von umso mehr Fläche kann diese dann Signale empfangen. Und desto weniger spielen Störfaktoren wie Bebauung und Topografie eine Rolle. Und dabei kann Vieles im Wege stehen: Siedlungen, Berge, Wälder, Gebäude, sogar die Belaubung von Bäumen in der Nähe – oder, bei größeren Entfernungen, natürlich der ganz natürliche Verlauf des Geländes bis hin zur Erdkrümmung. Vor allem Indoor-Positionen, und sei es nur hinter einer beschichteten Fensterscheibe oder unter Dach, sind immer enorm kompromissbehaftet.
Besonders in Städten ist die Antennenhöhe entscheidend. Funkschatten entsteht auch lokal.
In unmittelbarer Nähe der Antenne gibt es zudem bei der Platzierung und Montage einige Dinge zu beachten: Masten, andere Antennen und Metallteile von benachbarten Objekten sollten Sie mit horizontalem Abstand begegnen. Auch Kabel sind in der direkten Umgebung eine Störquelle, da Kabelummantelungen wie Metallteile wirken.
Zur richtigen Platzierung der Antenne gehört auch, diese unbedingt senkrecht auszurichten. Je präziser dabei das Lot zur Waagerechten eingehalten wird, desto besser ist die Funkverbindung. Bei einer schräg montierten Antenne strahlt diese nämlich zur Hälfte in den Erdboden und nicht an den Horizont, bzw. empfängt vom Horizont keine Signale.
Antennenauswahl
Die Funkleistung steht und fällt im Hochfrequenz(HF)-Bereich mit der Antenne – unabhängig davon, ob Sie Ihre Antenne zum Senden oder Empfangen verwenden. Der Spruch, dass die Antenne der beste Verstärker ist, bedeutet: Priorisieren Sie die Auswahl der Antenne vor allem anderen.
Ein Verstärker kann beispielsweise nicht eine zu kleine Antenne ausgleichen. Hier gilt tatsächlich: Mehr ist mehr. Eine Verdopplung der mechanischen Abmessungen bringt maximal knapp +3 dB Gewinn (engl. gain). Eine FLARM-Antenne von 8 cm kann beispielsweise keine realen 8 dB erreichen – vertrauen Sie da bitte nicht blind auf die Marketingangaben anderer Hersteller.
Was die Art der Antenne angeht: Schmalbandantennen haben in der Regel einen größeren Gewinn als Breitbandantennen. Und falls Sie zusätzlich zur Antenne mit der passenden Größe überlegen, einen Verstärker nachzurüsten: Ziehen Sie zuerst eine Aktivantenne mit eingebautem Verstärker in Betracht. Bei unserer Active Diapason beispielsweise ist sichergestellt, dass zwischen dem eigentlichen Antennenelement und Verstärker keine Stecker- und Kabelverluste auftreten. Mehr noch, dass diese sogar aufeinander abgestimmt sind.
Zuletzt bedenken Sie, je nach Standort, ob Sie sich auf die Haltbarkeit der Antenne verlassen können bzw. müssen. Wetterfestigkeit ist bei Outdoor-Einsätzen Pflicht, zusätzlich können hochwertige Produkte auch großer Hitze, hoher Feuchtigkeit oder etwa Seewasser widerstehen. Rechnen Sie auch mit dem Fehlerfall: Was passiert, wenn Klebestellen brechen? Läuft dann ggf. Wasser in die Antenne und vielleicht sogar weiter ins Kabel? Wir haben diese unschöne Erfahrung gemacht und beim Design unserer OPA-5 Passivantenne diese möglichen Schwächen konstruktiv von vornherein ausgeschlossen.
Antennenzubehör
Mit Masten und Mastauslegern können Sie dem wichtigsten Faktor, der Platzierung der Antenne, Gutes tun. Wenn eine leistungsstarke Antenne an einem günstigen Standort steht, kann im Wesentlichen nur noch das falsche Zubehör die Reichweite ruinieren. Die meistgenutzte Hardware sind hierbei Filter und Verstärker.
Filter kommen zum Einsatz, wenn bei der Wahl des Standorts Störungen durch andere Sender nicht zu vermeiden sind – etwa die LTE-/GSM-Mobilfunkantenne auf Nachbars Dach. Ohne Frequenzstörungen raten wir von Filtern ab, schließlich führen auch sie zu einer Dämpfung des Signals.
Empfangsvorverstärker sind ein Mittel, eine mangelnde Empfindlichkeit des Empfangsgerätes bzw. die Dämpfung durch ein unbedingt nötiges langes Kabel auszugleichen. Wir haben beim Design unseres Radarcape und Air!Squitter darauf geachtet, dass die Empfindlichkeit maximal gut ist. Aber Helium-Miner oder andere Empfänger sind meist billig und lieblos konstruiert. Das heißt, bei einem Radarcape/Air!Squitter und den üblichen 10m Kabeln sorgt ein Vorverstärker nur für eine marginale Verbesserung, hingegen bei R820T2 Dongles oder Minern eine recht große. Unterschieden werden muss hier, ob nur Empfang vorliegt, beispielsweise bei Flugzeugverfolgung. Oder, ob auch über die Antenne gesendet wird, wie bei Helium. Im Umfeld von starken Sendern wird ein Empfangsvorverstärker nicht wirken können, denn die starken Signale der Sender überlasten diesen. Dort mag es dann besser oder sogar notwendig sein, einen Filter zu verwenden, damit der Empfänger nicht von den Sendern überlastet wird.
GSM-Antenne auf dem Nachbarhaus.
Konstante Empfangsleistung nach Installation unseres Filters: Der benachbarte Mobilfunksender stört die Verbindung unserer Antenne – zu sehen, als dieser zu Wartungszwecken abgeschaltet wurde. Seit wir unseren Filter installiert haben, blieb die Übertragungsrate unserer Antenne auf demselben Wert wie während der Abschaltung.
Auch unabhängig vom Einsatz eines Empfangsverstärkers ist es lohnenswert, so wenig Adapter wie möglich und so kurze Kabel wie unbedingt nötig zu verwenden. Nutzen Sie hochwertige Adapter und möglichst kurze, dämpfungsarme Kabel. Und zu guter Letzt bitte bei der Installation die Erdung nicht vergessen: Direkter Blitzeinschlag ist zwar unberechenbar und ein Schutz dagegen mit unseren Mitteln eher hypothetisch, aber die Ableitung von statischer Elektrizität ist zwingend erforderlich.
Fazit
Das wichtigste Kriterium bei der Optimierung Ihrer Hochfrequenzanlage ist: Location, Location, Location! Eine möglichst freistehende und hoch platzierte Antenne deckt in der Regel die meiste Umgebungsfläche in direkter Sichtlinie ab. In der Stadt ist v.a. die direkte Umgebung der limitierende Faktor. Häuser und Bäume, gerade die mit viel Laub im Sommerhalbjahr, begrenzen die Reichweite und Stärke des Signals. Auch andere Störungen, wie etwa nahe Mobilfunkmasten, sind zu vermeiden oder zu kompensieren.
Als nächstes kommt in der Prioritätenliste der Gewinn der Antenne. Eine gute Rundstrahlantenne erkennen Sie daran, dass sie für ihre mechanische Größe ein Maximum an Gewinn erzielt. Wenn Sie dann noch Ihre Antenne korrekt montieren (siehe Grafik) und Kabel mit geringer Dämpfung wählen, kann fast nichts mehr schiefgehen.
Zuletzt können Sie, passend zur Ursache der Leistungseinbuße Ihres Setups, mit einem Verstärker oder einem Filter die Leistung Ihrer Antenne erheblich verbessern.
Installationshinweise für Antennen.
