Gewinn bei LTE Antennen

[firebox]

Es gibt ja bei den LTE Antennen die verschiedensten Ausführungen. Von meiner Mimo #### mit 2 x 15 dBi Gewinn gibt es nun den Nachfolger ### mit 2 x 18 dBi Gewinn.

Die Aussenmaße sind nicht anders wie bei meiner xxx. Wodurch erreicht man die + 3 dBi Gewinn zusätzlich, wenn ja alle Faktoren wie Brillengröße, Abstand und Drahtstärke eine feste Rechengröße darstellen. Demnach müssten ja alle optimal gebauten Antennen den gleichen Gewinn aufweisen. Was ist beispielsweise beim Nachfolger meiner Antenne verbessert worden?? Die Brillen selber dürfen ja je nach Nutzfrequenz eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Ich verstehe das jedenfalls so, nachdem ich ospels Anleitung zum Bau einer LTE Antenne gelesen habe.

Was ist also beim Nachfolger meiner Antenne verbessert worden? +3 dBi sind ja auch nicht gerade wenig

 

[Gideon]

Da steht doch: "Durch die Polarisations-Diversity von +/-45° erhalten Sie einen zusätzlichen Diversity-Gewinn von ca. 3-4 dB."
Vielleicht könnte es ja das sein.

 

[firebox]

Nein, das stand bei meiner Antenne damals auch schon dabei. So wie ich das sehe, sind die 3-4 dB zusätzlich zu den 15 dBi bzw. zu den aktuell 18 dBi gemeint.

 

[tomas-b]

Diese Aussage ist auf dieser Seite nicht korrekt, zum einen arbeitet LTE mit MIMO und nicht mit Diversity, das bedeutet, dass man (unter idealen Bedingungen) die doppelte Datenrate erhält, weil der Empfänger des Endgerätes dann mit 2 Datenströmen arbeiten kann. Zur "Unterscheidung" werden diese 2 Datenströme um 90° versetzt polarisiert von der Basisstation abgestrahlt. Kann der Empfänger diese 2 Datenströme nicht differenzieren, gibt es kein MIMO...
Zum anderen bedeutet Diversity an sich schon nicht, dass man 3 dB mehr gewinn hat sondern nur, dass er Empfänger zwischen allen angeschlossenen Antennen die mit dem stärksten Signal auswählt. das ergibt aber keinen zusätzlichen Gewinn von 3 dB.

Will man durch 2 Antennen einen Gewinn von 3 dB erreichen, muss man sie phasengleich zusammenschalten, dazu müssen aber alle Antennen identisch polarisiert sein UND 100% identisch über einen Leitungstransformator (wegen der Anpassung) zusammengeschaltet werden.
Bei 2 Antennen, die um 90° versetzt angeordnet sind schließt sich das also von vornherein aus.

 

[firebox]

@tomas-b,

sehr interessante Info! und was meinst du zu meiner Kernfrage mit dem generellen Antennengewinnen, wenn ja die Grundlage aller Antennensysteme die gleichen sind, unterm Strich dann doch verschiedenen dBi an Leistung rauskommen.

Wenn ich mir @ospels Bauplan einer LTE Antenne so anschaue, dann beruht alles rein auf berechnung. Demnach müssten alle Antennen denselben Gewinn haben. Was mich nun wiederum zu meiner Kernfrage bringt:

Was haben die von XYZ an dem Nachfolger verbessert, um einen Mehrgewinn von 3 dBi zu erreichen??? ok @tomas-b du schreibst ja, dass durch die phasengleiche Schaltung ein Gewinn von +3 dBi erziehlt wird. Das wussten die Jungs aber vor 2 Monaten auch schon. Warum haben die dann nicht gleich eine 18 dBi auf den Markt gebracht?

 

[tomas-b]

Man kann eine Antenne immer optimieren. Jeder Antennentyp ist nur ein Kompromiss, was ich auf der einen Seite besser mache, verschlechtere ich an einer anderen Stelle. Ein höherer Gewinn wird zum Beispiel sehr oft dadurch erkauft, dass sich der Öffnungswinkel verkleinert oder die Frequenzbandbreite sich verringert. Das wiederum spezialisiert diese Antenne nur für bestimmte Einsatzgebierte. Ein kleiner Öffnungswinkel wirkt sich zum Beipiel negativ aus, wenn zwischen Basisstation und Endgerät keine Sichtverbindung besteht. Trotz des eigentlich höheren Gewinns kann diese Antenne ihren Vorteil nicht ausspielen, da die für die Verbindung notwendigen Mehrwegesignale aufgrund des zu kleinen Öffnungswinkels quasi aussperrt werden. Hier wäre eine Antenne mit einem größeren Öffnungswinkel wesentlich effektiver, auch wenn sie weniger Gewinn hat. Das dann allerdings auch nicht für unendlich große Entfernungen, da setzt dann der fehlende Gewinn wieder die Grenzen.
Ein kleiner Öffnungswinkel bei hohem Gewinn ist zum Beispiel bei sehr großen Entfernungen und bestehender Sichtverbindung ein Vorteil, das krasseste Beispiel dürfte hier die SAT-Antenne sein.
Ein zu schmales Frequenzband ist im Mobilfunk dann auch wieder ein Nachteil, da man ja dort die Frequenzen nutzt, die an den Bandgrenzen liegen (und die sind dann meist schon deutlich schlechter). Dort, wo eine schmalbandige Antenne optimal funktioniert und den meisten Gewinn bringt, liegt beim Mobilfunk in der Regel die sogenannte Duplex-Lücke, der Bereich zwischen dem Sende- und Empfangsband.

Was nun XYZ an der Antenne verbessert hat, kann ich natürlich durch das geschlossene Gehäuse schlecht sagen. Möglich wäre zum Beispiel ein optimierte Reflektorabstand oder eine Verbesserung/Veränderung der Stahlerelemente, die vielleicht auch einen ganz anderen Antennentyp aus der Antenne machen, vielleicht bestehen jetzt auch die beiden Einzelelantennen aus gestockten Patch-Elementen, die halt unter Beachtung der Entkopplung und Crossover-Isolation im alten Gehäuse neu positioniert wurden...

 

[firebox]

Ich würde gerne mal eine LAT22 Duo testen. Problem ist, dass meine xpol-FP15 2 N-Buchsen hat und die Lat22 Duo FME Buchsen hat. Das Antennenkabel möchte ich aber belassen. Ich bräuchte deshalb dann Quasi einen Adapter N-Buchse mit FME Stecker (da die LAT22 ne FME Buchse hat). Gibt es sowas überhaupt?

 

[ospel]

An der LAT22 sind die Antennenkabel fest montiert und am Kabelende sind die FME-Buchsen. Du bräuchtest also einen Adapter FME-male auf SMA-male, zum Anschluss an den Router. >>LINK<<

VG Ospel

 

[firebox]

Danke @ospel für den Link. Passt der Adapter an die Turbobox? der sieht ziemlich wuchtig aus. Die Antennenanschlüsse der Turbobox sind so schon etwas fummelig zum festschrauben, da man die Mutter nicht richtig anpacken kann.

Das die Kabel fest verbunden sind, finde ich doof. Sind es wenigstens gute Low-loss Kabel, oder wurde da auch gespart?

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NACHTRAG : Danke übrigens an @tomas-b für die ausführliche und verständliche Erklärung zum Thema Antennengewinn!!!!

Finde das muss hier auch mal erwähnt werden !!!!!

 

[ospel]

Hi Firebox,
die Adapter passen für die Turbobox und sind leichter zu montieren als wenn die SMA-Mütterchen direkt am Kabel sind. Die verbauten Kabel sind schon gute. Wenn mich nicht alles täuscht müssten es CLF-200 low-loss Kabel sein. Dass die Kabel fest mit der Antenne verbunden sind finde ich gar nicht mal so schlecht, denn jede zusätzliche Steckverbindung bringt halt wieder Verluste (Wenn auch geringe, aber wir wollen ja das Maximum!!).

Gruß
Ospel

 

[firebox]

Hi @ospel,

ja mit den Steckern hast du natürlich schon recht. Für mich wär es aber anders praktischer gewesen, da ich nur die Antenne getauscht hätte, und mit nur 3m länge hätte ich auch nicht soviel Verlusste gehabt. Dann muss ich warten, bis es wieder etwas wärmer wird. Dann kann ich das mitgelieferte Antennenkabel provisorisch durchs Fenster verlegen...

EDIT:
Was meint ihr zu der Antenne?
http://www.thiecom.de/thieking-ra1000.html

Der Preis wäre günstig!

Aber was meinen die immer mit dem Hinweis: Sollte die Antenne im LTE 850 MHz Bereich eingesetzt werden, so kann dieses verboten sein, da die maximal zulässigen Ausgangswerte überschritten werden können.

Die Antenne hat doch NUR 14 dbi und der Grenzwert liegt irgendwo bei ca. 23 dbi
Selbst meine derzeitige hat schon 15 dBi....

Aber was meint ihr so zu dieser Antenne? Gut, ich brauche 2 Stück davon. Dann liege ich aber immer noch günstiger als bei der LAT 22 duo. Zudem hat diese Antenne schon eine N-Buchse. Da könnte ich auch mein vorhandenes Kabel nutzen ....

 

[tomas-b]

Der Grenzwert fü LTE-Endgeräte liegt bei 23 dBm und einem EIRP (= abgestrahlte Sendeleistung) von 25 dBm, da die internen Rundstrahler der Router/STicks ja auch einen (theoretischen) Gewinn von 2 dBi haben.
Wenn du jetzt eine Richtantenne (mit sehr kurzem Kabel) mit 14 dBi an die beiden Antennenbuchsen anschraubst, hättest du einen EIRP von 23 dBm + 14 dBi = 37 dBm. Da machst du aus den ursprünglich erlaubten 200 mW (25 dBm) eine abgestrahlte Leistung von mehr als 4 W! Und das ist halt (eigentlich) nicht gestattet. Du müsstest also eigentlich bei Verwendung dieser Antenne ein Kabel mit 12 dB Dämpfung zwischen Router und Antenne klemmen, um den Vorgaben der BNetzA genüge zu tun.

Genau aus diesem Grund bietet das Funkwerk für seine Antenne auch dieses RG174 - Zwillingskabel an, es soll die Leistung der Antenne einfach nur auf einen Wert reduzieren, der den Vorgaben der BNetzA entspricht. Damit bieten sie als Hersteller ein System an, das erlaubt ist und dem Kunden trotzdem die Wahl lässt, auch ein anderes Kabel zu wählen, wenn er ein längeres braucht oder bewusst bereit ist, diese Ornungswidrigkeit zu begehen... Bekanntlich ist ja auch nur da ein Richter, wo es einen Kläger gibt...

 

[firebox]

@tomas-b (wieder mal super erklärt!!!)

Upps, dann bin ich ja (eigentlich) mit meiner 15 dBi Xpol ja schon bei 38 dBm! Meinst du, dass die von mir gepostete Thiecom Antenne mir noch etwas an Leistung bringen könnte? Wie wir nun schon gelernt haben, spielt auch der Öffnungswinkel der Antennen eine nicht unerhebliche Rolle, und ich habe keinen direkten Sichtkontakt zum Sender, und habe sehr viel Wald und Höhendifferenz zu überwinden. Und vermutlich müsste dieser Antennentyp einmal horizontal und einmal vertikal ausgerichtet werden (ähnlich wie bei der LAT22 DUO), oder?

 

[tomas-b]

In dem anderen Thread hatte ich ja von Antennen geschrieben, die ihren hohen Gewinn aus einem kleinen Öffnungswinkel oder einem sehr schmalen Frequenzband beziehen. Der Antennentyp Yagi ist ein Antennentyp, der diese beiden Eigenschaften vereint und somit wahrscheinlich für deinen Zweck eher ungeeignet ist.
Eine Yagi mit 12 Elementen hat nur noch einen Öffnungswinkel von 20 ... 25°, wenn du freie Sicht und eine Strecke von über 15 km zur BS hättest, wäre diese Antenne die beste Wahl.
Ich hab jetzt das Datenblatt von deiner XPol-Antenne nicht zum Vergleich, aber aus dem Bauch heraus würde ich sdagen, dass es dir keine Verbesserung bringt.

 

[firebox]

Am Datenblatt soll es nicht scheitern

ich habe aber nur die 15 dBi Version... aber die Datenblätter sind, was den Öffnungswinkel betrifft, identisch

 

[tomas-b]

Horizontaler (waagerechter) Öffnungswinkel 24°, vertikaler (senkrechter) Öffnungswinkel 12°...
Da ist in der Tat nicht viel mehr, als bei der Yagi.
Wenn du wirklich noch andere Antennen testen willst, versuche es mit Typen, die 60° bieten.
Als MIMO-Antennen kämen da die vom Funkwerk oder die von SRL in Frage. Wenn du unbedingt 2 Einzelantennen montieren willst, nimm 2x LAT. Sowohl die Loop/Quadantennen (FwD/SRL) als auch der Antennentyp LPDA (LAT22/28 von Wittenberg) bieten bei gutem Gewinn einen derartigen Öffnungswinkel und können dem Endgerät somit auch weit mehr von den verstreuten Mehrwegesignalen anbieten...

 

[firebox]

Alles klar. Dann werd ich mich mal umsehen. Vielen Dank für deine Hilfe