LTE News

    Ein paar kleine Fragen zu einer Idee.

    Bene

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    Moin moin,

    vorweg erstmal, ich bin jetzt auf LTE umgestiegen, da ich mir vorher mit unseren Nachbarn (Schwiegereltern) eine 2 Mbit Leitung geteilt habe, welche aus einem W-Lan Netz von 3 Repeatern bestand und eine Luftline von 100 Metern überbrück hat + eine Hauswand, welche mit Alu-Wellblechen verkleidet ist.

    Angefangen habe ich mit einem LTE-Surfstick, welcher mir mit 0,6 Mbit einfach zu langsam war und bin jetzt bei immerhin 2,5 - 6 Mbit mit einem Speedport LTE.

    Wie bereits oben erwähnt ist unsere Wohnung mit Alu-Wellblechen verkleidet.

    Nun meine Idee:

    Bin im Internet auf die Antenne von Ospel gestoßen und an sich sehr begeistert.

    Nach einiger recherche, habe ich festgestellt, dass der Sendemast ca. 9km entfernt ist und ein paar Häuser und Wälder dazwischen liegen.

    Ich hätte die möglichkeit eine zweite Antenne an den Mast der Sat-Schüssel zu hängen (ca. 4 Meter hoch) oder auf den Dachboden gehen (Schieferdach) und hätte dann ca 10 Meter über dem Boden.


    Stamme aus der Metallindustrie und neige leider etwas zur Perfektion, daher überkam mich die Schnapsidee eine Sat-Schüssel 40-85 cm zu kaufen und statt LNB eine Antenne wie Ospel's zu verwenden.

    Ich hatte über Bi-Loops nachgedacht, da ich sie mit einer Drehmaschine wesentlich genauer zu fertigen sind.

    1. Würde Messing reichen oder besser Kupfer ?
    2. Welcher Querschnitt wäre perfekt ? Habe was von 1mm² gelesen, wären dann aber ziemlich flatterig.

    3. Nun zum Reflektor: ein Wok aus Alu mit nem Durchmesser von 32cm, taugt das etwas ? wäre dann ja theoretisch etwas gebündelter in Richtung Parabol-Spiegel, jedoch wüsste ich nicht welchen Abstand die 2 Draht-Antennen dann haben müssten.

    Die Halterung für die Loops wollte ich aus Kunststoff Drehen und Fräsen um präzise Maße einzuhalten.

    4. Dann wäre das Antennen-Kabel noch eine interessante Frage für mich, was soll ich da nehmen?
    RG58 erscheint mir zu "minderwertig". Jedoch habe ich nichts anderes bei Conrad oder Amazon gefunden.

    Freue mich auf eure Antworten.

    Gruß Bene
     

    tomas-b

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    Erstmal ein herzliches Willkommen in unserem Forum.

    Als ich deinen Beitrag gelesen habe, viel mir gleich eine kleine Ungereimtheit auf, wo ich denke, dass du dich unter Umständen irrst: Bei eier Entfernung von 9 km in einem metallverkleidetem Haus ist eine Verbindung mit 6 MBit/s eigentlich unwahrscheinlich, ich würde eher davon ausgeht, dass die Station etwas dichter dran ist.

    Zu deinem Bauvorhaben und deiner Frage zum Reflektor:
    Ein Sat-Spiegel oder ein Wog würden bei dieser Antenne einen deutlich schlechteren Empfangspegel bringen, wie ein glatter Reflektor. Dafür gibt es 2 Gründe:
    1. Dieser Antennentyp funktioniert grundsätzlich nur, wenn die Biquad-Brillen an allen Stellen den gleichen Abstand zum Reflektor haben, ein gekrümmter Reflektor würde die Antennencharakteristik negativ beeinflussen und somit die Leistung der Antenne herabsetzen.
    2. Bei 800 MHz ist die Antenne ja schon relativ groß, wenn du diese in den Brennpunkt eines Reflektors (Offsetspiegels) packst, kann nur ein sehr kleiner Teil er Antenne tatsächlich zum Empfangen verwendet werden. nämlich der, der vom Brennpunkt getroffen wird. Das macht die Antenne dann noch ineffizienter.

    Nimm also lieber eine schöne, glatte Messing- oder Aluminiumplatte (1,5 mm, gebürstet, wegen der Stabilität und der Perfektion), die mindestens 15% über die Abmaße der Biquad-Brillen hinausragt. Das hat die beste Aussicht auf Erfolg.

    Bei der Herstellung der Biquads oder der Biloops halte ich eine Drehmaschine für nicht wirklich geeignet, die präzise Länge des Loops herzustellen. Aber der Ansatz der maschinellen Fertigung hat etwas reizvolles. Wie wäre es mit Fräsen aus einer 2 ... 3 mm starken Messing- oder Kupferplatte? Welches Material von beiden ist eigentlich egal, da sich beides löten lässt (Kabelbefestigung). Der Querschitt sollte (bei 800 MHz) zwischen zwischen 4 ... 9 mm² liegen, bei einer 3 mm starken Platte sollte dann die gefräste Breite 3 mm nicht überschreiten. Bei 2 mm Plattenstärke wären also maximal 4 mm sinnvoll.
    Der Querschnitt der Antennenschleife hat auch direkten Einfluss auf die späteren Eigenschaften. Je gräßer der Querschnitt ist, desto breitbandiger wird die Antenne in Bezug auf die Frequenz, aber die Anpassung (und damit die abgestrahlte Leistung bzw. der Gewinn) der Antenne nimmt im gleichen Maße ab. Senkt man den Querschnitt, wird das Gebilde schmalbandiger, innerhalb des dann abgedeckten Frequenzbereiches nimmt die Anpassung (und damit der Gewinn aber zu. Die Kunst ist nun, die Antenne nur so breitbandig wie nötig zu gestalten um den maximalen Gewinn rauszuholen.
    Genau kann man das leider nur mit dem richtigen Testequipment ausprobieren, aber auf diesen Messungen beruhen hier auch meine Empfehlungen für den Querschnitt.

    Wenn du magst, kannst du ja 2 Brillen mehr fräsen, dann kann ich sie mal an einen Netzwerkanalysator halten und die Frequenzbandbreite messen.

    Beim Antennenkabel kann ich dir auch behilflich sein, wenn du es wünscht. Ich würde dir ein Low Loss Kabel (RF 240) mit 5 mm Durchmesser empfehlen, ich könnte dir auch gleich die SMA-Steckverbinder montieren.

    Schick mir per PN einfach mal deine Mailadresse, dann können wir uns dementsprechend noch abstimmen...
     

    ospel

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    Hallo Bene, hallo Tom,

    da ist man mal ein paar minuten nicht da, und dann sowas...:cool: Ich bin Feuer und Flamme für das hier bereits geschriebene. Als ich damals die Idee zu der Bauanleitung hatte wollte ich was für die breite Masse machen. Also so einfach und so günstig wie möglich. Der Gedanke eine hochpräzise Antenne mit modernsten Mitteln zu bauen lässt mir den Atem stocken und das Blut gefrieren -- ich bin dabei und kann's kaum erwarten...;)

    Auch ich habe Zugang zu gesteuerten Fräs, Laser oder auch Drahtschneidmaschinen um "Präzisionsbrillen" herzustellen. Rein aus dem Bauch raus würde ich, wie von tomas-b vorgeschlagen, Messing verwenden. 1. formstabiler und 2. günstiger als Kupfer. Über die genauen Abmaße müssten wir uns mal virtuell zusammensetzen. Die Abstandhalter zum Reflektor könnte man eigentlich wie in der "Uranleitung" aus Kunststoffrohr herstellen. Reflektor würde ich aus Alu beibehalten. Evtl. etwas größer und dicker -- mal schaun.

    Greifen wir's an?

    VG
    Ospel
     

    akoch

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    Ihr seid echt fertig ;-)) aber ich bin mal aufs Ergebnis gespannt.
     

    ospel

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    Guten Morgen,

    ich muss sagen, das Projekt/die Idee haben mich die halbe Nacht nicht schlafen lassen und ich musste jetzt gleich mal auf die Schnelle ein paar Striche machen. Der Querschnitt dieser Loop-Brille ist 3x3mm (9mm²) und die Länge in der neutralen Faser entspricht λ x 2 bei 806MHz (744,42mm). Tomas-b, bitte gib mal deinen Senf dazu -- Danke.

    So müsste das Dingens dann aussehen:

    806MHz-Biloop.jpg


    VG
    Ospel
     

    tomas-b

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    Bei einem Querschnitt von 9 mm² würde ich die Antenne jetzt nicht speziell mit einem "Provider-Branding" versehen sondern sie den kompletten Frequenzbereich von LTE 800 abdecken lassen.
    Das wären dann folgende Daten:

    Startfrequenz: 791 MHz
    Stopfrequenz: 862 MHz

    Centerfrequenz: 826,5 MHz

    Wellenlänge: 362,98 mm
    Länge der neutralen Faser: 725,95 = 726 mm
    idealer Reflektorabstand: 45,37 = 45 mm

    Weiterhin wäre ich für einen Vergleich Loop vs. Quad.
    Ganz einfach aus dem Hintergrund, dass bei einem Loop sich die gekreuzten Antennen überschneiden und gegenseitig beeinflussen. Bei der Quadform passen die Quadrate bei einem 90°-Versatz direkt ineinander, sodass es zu einer weniger starken Beeinflussung kommt.

    Aber die Fräsvorlage sieht schon mal richtig gut aus, ich bestelle schon mal 2 BiQuad-Elemente... :)
     

    ospel

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    Hallo Tom,

    dein Wunsch ist mir Befehl....;o))

    Hier weitere Bilder zur Ansicht:

    Biloop_1.jpg

    Biloop_2.jpg

    Biquad_1.jpg

    Biquad_2.jpg

    Langsam nimmt es Gestalt an....
     

    ospel

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    ...oder sowas hier ginge auch, gefällt mir persönlich am besten....;o))

    Tropf_2.jpg
     

    tomas-b

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    Das Quad-Element sieht richtig gut aus, das sollten wir mal probieren. Bei den Loops ist die Überschneidung gut zu sehen und somit eine Beeinflussung nicht auszuschließen. Das müsste man erst mit einer Antennensimulation testen...

    Und mit deinem letzten Entwurf würdest du natürlich für den Design-Preis 2013 nominiert werden, allerdings haben schon sehr viele Bastler die Experimente mit den verschiedensten Formen gemacht: Dreiecke, Rechtecke, Trapeze und Elipsen. Sowohl bei den theoretischen als auch den praktischen Versuchen ergaben die Versionen mit dem "idealen" Element (also Kreis oder Quadrat) das beste Ergebnis. Im Rothammel findet man dazu eine Bemerkung, die in etwa wie folgt lautet:
    ... Einfluss hat das Verhältnis von Umfang zu Flächeninhalt ...

    Beim Kreis und beim Quadrat ist es nun so, dass durch den vorgegebenen Umfang (bestimmt durch die Wellenlänge/Frequenz) der maximale Flächeninhalt erreicht wird. Dieser Flächeninhalt entspricht bei diesem Antennentyp der wirksamen Antennenfläche und eine der goldenen Regeln der Antennentechnik sagt: Mehr wirksame Fläche = mehr Gewinn...
     

    ospel

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    OK Tom, registriert!

    Den Abstand von 45mm den du für den Abstand der 1. Brille zum Reflektor angibst, soll das bis zur Mitte oder zur Hinterkante der 1. Brille gehen. Und die beiden Brillen sollten wie weit auseinander sein (Mitte => Mitte)?

    Danke und Gruß
    Ospel
     

    tomas-b

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    Die beiden Antennen würde ich nicht mehr als 6 mm auseinander anbringen, da der Reflektorabstand relativ unkritisch ist, würde ich die eine Brille 45 mm -3 mm und die 2. Brille 45 mm +3 mm anbringen (bezogen auf das Maß Mitte-Mitte).

    Dann sollten die beiden Antennen noch 3 mm auseinander sein...
     

    ospel

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    Alles klar tomas, dann sind erstmal alle Fakten geklärt und es kann losgehen.

    So long
    Ospel
     

    tomas-b

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    Na da bin ich ja mal gespannt... :)
     

    ospel

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    ....ich auch....(schenkelklopf)
     

    Bene

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    Vielen Dank für die vielen Antworten, Ideen und Ergänzungen :)

    Bin echt begeistert von euren Beiträgen.

    Ich habe mich aus euren Antworten heraus für eine Bi-Quad Brille aus t=2 Kupferblech entschieden werde eine Breite von 3mm Wählen und das ganze mit einer gesamtlänge der neutralen Fase von 735,29 auf die 816 MHz der Telekom auslegen.

    Ich habe mal etwas gelesen, dass das Senden und das Empfangen auf 2 Unterschiedlichen Frequenzen stattfindet, kann mir dazu noch jemand etwas ergänzen ?

    Mein ursprünglicher Gedanke bezog sich darauf, die Loops einzelnt zu Drehen und dann zusammen zulöten.
    Aber nun halte ich Laserschneiden von Kupferblech für wesentlich geeigneter.

    Zum Thema Reflektor von Bi-Quads, wäre da ein quadratisches Alu-Blech nicht geeigneter, als eine rundes Blech ?

    Gesamt-Diagonale der Antenne entsprich 260mm * 1,15 = ~300mm Diagonale des Alu-Bleches, da bin wäre ich mit dem 32er Tortenboden ja schon fast besser bedient ;)

    Über die Größe des Reflektors müsste man sich nochmal unterhalten :)

    PS: Mit der DSL via Funk SIM-Karte meiner Schwiegereltern komme ich auf einen wesentlich höhren Datendurchsatz (DL=9200 mBit UL=1400 mBit) als mit meiner Mobile Data SIM-Karte (lediglich meine 2,5-6 mBit um DL bereich). Ein Telekom-Mitarbeiter erklärte mir das ganze dadurch, dass bei DSL via Funk noch Satelliten mitspielen sollen o_O

    Meine ersten Ergebnisse werden sich noch etwas rauszögern, da ich die nächsten Wochen von Lehrgang zu Lehrgang geschickt werde. Sobald sich etwas ergibt melde ich mich natürlich :)
     

    tomas-b

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    Die Form des Reflektors ist eigentlich egal, nur muss er groß genug sein. Beim Entwurf von Ospel ging es ja in erster Linier darum, möglichst viele handelsübliche Haushalts. oder Baumarktartikel zu verwenden, der Perfektion nach oben durch maschinengefertigte Teile sind da keine Grenzen gesetzt. Der Überstand des Reflektors sollte mindestens 10 ... 15% vom Diagonalmaß der Biquads betragen, 20 ... 25 % sind noch besser, unendlich wäre ideal, ist aber leider nicht umsetzbar... :)

    Bei LTE 800 wird folgendes Frequenzspektrum verwendet:
    791 MHz ... 862 MHz

    Eine Antenne, die für das gesamte LTE-Band (providerunabhängig) konzipiert werden soll, muss also für eine Centerfrequenz von 826,5 MHz ausgelegt sein:
    (791 MHz + 862 MHz) : 2 = 826,5 MHz

    und einen Frequenzbereich von 71 MHz abdecken
    862 MHz - 791 MHz = 71 MHz


    Dieses Frequenzband ist für den sogenannten FDD-Betrieb vorgesehen, das heißt, das Senden und Empfangen findet auf getrennten Frequenzen statt. Um den weiterhin vorhandenen DVB-T-Betrieb nicht zu stören, wird, anders als bei den anderen Mobilfunksystemen, auf den niederen Frequenzen seitens der Basisstation gesendet (aus User-Sicht ist das der Downlink) und auf den höheren Frequenzen seitens der User-Endgeräte gesendet (Uplink). Das Band teilt sich dann wie folgt auf:

    Downlink: 791 ... 821 Mhz
    Uplink: 832 ... 862 MHz


    Die Provider Telekom, Vodafone und O2 haben nur jeweils 2x 5 Mhz zusammenhängend im Sende- und Empfangsband ersteigert. Die Verteilung sieht also wie folgt aus:

    O2 - Downlink: 791 ... 801 MHz
    O2 - Uplink: 832 ... 842 MHz


    Vodafone Downlink: 801 ... 811 MHz
    Vodafone Uplink: 842 ... 852 MHz

    Telekom Downlink: 811 ... 821 MHz
    Telekom Uplink: 852 ... 862 MHz

    Antennen, die also nur für einen bestimmten Provider ausgelegt werden sollen, müssten wie folgt konzipiert werden:

    O2:
    Span: 791 ... 842 MHz (51 MHz)
    Center: 816,5 MHz

    Vodafone:
    Span: 801 ... 852 MHz (51 MHz)
    Center: 826,5 MHz

    Telekom:
    Span: 811 ... 862 MHz (51 MHz)
    Center: 836,5 MHz

    Du musst also deine 816,5 MHz nochmal überdenken, da ist dir irgendwo ein Rechenfehler unterlaufen...
     

    Bene

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    Danke für diese ausführlichen Informationen.

    Dann liege ich im Downlink der Telekom mit 816 MHz und 735,29mm ja genau in der Mitte.

    Und für die DL / UL "Antenne" bräuchte ich dann 836,5 MHz müsste ich dann ja für das Bi-Quad eine Länge von 716,35mm haben, richtig?

    Welches Bi-Quad ist denn die DL / UL Antenne und welches die DL Antenne?


    PS: Danke für die Info zum Parabol-Spiegel.

    Da wird n m² Alu-Blech wohl besser Funktionieren :)
     

    tomas-b

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    Bei LTE werden beide Antennen zum Empfangen (MIMO!) benutzt, du musst sie für die Telekom-Variante beide für eine Centerfrequenz von 836,5 MHz auslegen.

    Bei der von dir geplanten Dimensionierung werden die 51 MHz Bandbreite kein Problem sein und damit hast du dann auch den Uplink mit abgedeckt.
     

    Bene

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    Ich muss mich korrigieren, Kupfer lässt sich nur Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden funktioniert bei Kupfer nicht, als kleine Ergänzung ;)
     
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