Nebenfeldtkoppelung in MIMO biquads?

[jonasolof]

Um einen guten MIMO empfang zu haben sollen die beiden Antennen von einender "isoliert" sein was Polarizationdifferenzierung u.z.w nötigt um die gegenseitige Kopplung zwischen benachbarten Antennen zu meiden. Yagis sollten zwischen 0,8 bis 3 meter von einenander getrennt sein, damit die Antennen aussen vom Nebenfeldt kommen, mehr je größer die Verstärkerung/Apertur ist.

Was denn mit den Doppelbiquads wie WIMO, FWD und Ospels Heimbau? Das Fernfeldtrichtdiagram entspricht nicht die Wirkung vom Nebenfeldt. Ist es wirklich möglich eine gute Trennung zu haben wenn die beiden Antennen so nahe sind? Und wie konstatiert man im Labo ob Kopplung vorhanden ist oder nicht?


Grüße

Jonas

 

[tomas-b]

Die Nahfeldentkopplung kann man an einem sogenannten Netzwerkanalysator überprüfen. Neben der Messung der Anpassung (Reflektionsdämpfung, S11 oder S22) kann man auch die Übertragung von einem Port des Analysators zum Anderen gemessen werden, wenn beide Anschlüsse der Antenne mit dem Analysator verbunden sind. Diese direkte Entkopplung ist schon mal ein guter Anhaltspunkt, wenn man die Qualität der MIMO-Fähigkeit beurteilen will. Eine MIMO-Antenne, die hier schon schlechte Werte liefert, wird im Fernfeld auch nicht besser.

Um die Fernfeldentkopplung (Crossover Isolation) auch nachmessen zu können, muss man ins Testlabor und dort eine sogenannte OTA-Messung durchführen. Bei dieser wird in einer Absorberkammer ein unendliches Fernfeld simuliert und die Antenne auf einem Drehtisch vermessen. Dort werden dann auch die unterschiedlichen Polarisationen gemessen, neben dem Richtdiagramm und einer genauen Gewinnbestimmung kann dann auch die Crossover Isolation ermittelt werden. Ist diese größer als 15 dB, ist die Antenne MIMO-fähig...

Alternativ kannst man natürlich auch direkt eine Freifeldmessung durchführen, wenn man eine sehr große Wiese ohne angrenzende Bäume und Gebäude im Umkreis von 30 ... 50 Meter vom Messaufbau hat. Ein kurz gemähter und feuchter Rasen bietet dann eine gute Groundplane, mit einem HF-Signalgenerator, einem Spektrumanalysator und einer geeichten Messantenne kannst du dann auch die OTA-Messung mehr oder weniger genau auch manuell durchführen.

Die Antenne vom Funkwerk wurde noch in der Entwicklungsphase im Messlabor vermessen, ich hab die Prüfprotokolle damals zu meiner ersten Musterantenne mitbekommen. Auch im Datenblatt stehen die entsprechenden Werte ja drin...
Und auch Ospels Antenne wurde schon im Messlabor untersucht, hier im Forum gibt es auch eine Verlinkung zu den Messprotokollen. Aber da lasse ich dann lieber den Konstrukteur weiterberichten...

Problematisch wird es eben bei Antennen, die man einzeln kauft. Das teure Messequipment steht den meisten Usern nicht zur Verfügung, wäre aber zwingend erforderlich, um die Antennen optimal anzubringen. Man kann zwar pauschal sagen, 0,8 Meter auseinander und alles ist schick, man kann es aber auch nicht garantieren oder kontrollieren. Rein theoretisch sollte alles passen, rein praktisch kann der Kirschbaum des Nachbarn aber auch alles kaputt machen. Kann, muss aber nicht...
Deshalb sollte man bei der Verwendung von 2 einzelnen Antennen genug Geduld aufweisen und auch mehrere Anbringungskonstellationen ausprobieren. Einfach ranklatschen und auf den Mast ausrichten kann unter Umständen auch mal nicht mit 100% Performance funktionieren...

 

[jonasolof]

Vielen Dank für das intressante Antwort. Das FWD Datenblatt gibt eine Isolation von 20 dB zwischen die Antennen. Für Ospels Heimbau habe ich im Laborapport die Isolation nich gefunden (oder es verstanden). XYZ zeigt >20 für die Flachpanelantennen und bei Wimo habe ich nichts gefunden.


Intuitiv ist es schwierig zu verstehen, das es unten Yagis und Biquads auch bei der Nahefeldtentkopplung so ein großen Unterschied geben kann. Aber so ist es.

Auch von einem Koaxkabel zum anderen kan es Kopplung geben, die den Mimoeffekt stöhrt. Ein User in Schweden hat es bemerkt als er zwei Yagis montierte. Mit los hangenden Kabeln gab es ein viel besser Download als wenn die Kabeln zusammen waren. Bei schlechter Antenn-Kabelanpassung könnte Strohm auch auf der Aussenseite des Kabels fliessen und zu eine Verminderung der Mimo-Isolation führen. Ob das im Realität wichtig ist weiss ich nicht. Vielleich sind Twin-Kabeln nicht so gut.

Was bedeutet Cross polarization relation 60 degrees? Es steht im FWD Datenblatt.

 

[ospel]

Guten Morgen Jonas, guten Morgen Thomas,

da muss ich jetzt auch eine Kleinigkeit dazu schreiben auch wenn es letztendlich niemandem Helfen wird. Von Dingen wie Polarisationsdifferenzierung, Fernfeldrichtdiagramm, Nahfeldentkopplung, Reflektionsdämpfung und und und.... hab ich nicht den blassesten Schimmer. Ich bin mehr der mechanische Typ. Ich hab gedacht ich bau mal was und schau ob‘s funktioniert. Und ich hab was gebaut und siehe da, es hat funktioniert. War höchst wahrscheinlich reiner Zufall.

Theorie ist, wenn jeder weiß wie‘s geht und nichts funktioniert.
Praxis ist, wenn‘s funktioniert und keiner weiß warum....;o))

In diesem Sinne – einen schönen Wochenstart
Ospel

 

[Franz]

Cool Ospel

Ganz einfach Daumen hoch!

Gruß

Franz

 

[jonasolof]

Als ehemahliger Funkamateur bin ich mit Ospel völlig einverstanden. Ich habe schon zeit Lang große praktische Ehrfarung mit Antennen aber Mimo ist neu und mit Mimo hilft es ein bisschen Theorie zu verstehen. Es wäre Schade, wenn teknische Fragen im Forum als un-cool betrachtet werden, besonders wenn mann die Fragen an Spezialisten stellen darf die auch gern und wohl antworten. Der LTE-user der das Problem mit den Koaxialkabeln hatte, hat es nicht so cool gefunden, das der Download sich verminderte als er die Kabeln zusammen am Mastrohr brachte und wollte wissen was er tun könnte. Google hat hier nicht geholfen, ich habe's versucht.

Die verschieden Routern geben zwar RSRQ rechts und links und das hilft um einzelne Antennen einzustellen. Aber wenn z.B. die FB die Verbindung als Open Loop Mimo bezeichnet, weiss ich nicht ob es wirklich bedeudet dass die Mimo-entkopplung genügend ist. Nur die Geschwindigkeiten können eine Leitung geben aber das lässt die verschiedene Einflussfaktoren nicht getrennt zu beobachten. Ich will ja nicht ohne und mit dem eigenen Kirschbaum, der in der Tat im weg steht, probieren

Was ich praktisch gelernt habe is das Flachpanelantennen einfacher als Yagis sind, auch bei hohen Verstärkerungen. Die XYZ 18 800 Mhz Antenne sollte 18 dBi gain haben und mehr als 20 dB Mimo-isolation.