Www.hubersuhner.com AddOn-Seminar, Krems/Wien 10/2005 1 Systemtuning / Systemsicherheit durch ein abgestimmtes Antennensystem Andreas Mittelstädt Andreas

AddOn-Seminar, Krems/Wien 10/2005 1 www.hubersuhner.com

Systemtuning / Systemsicherheit durch ein abgestimmtes Antennensystem

Andreas MittelstädtAndreas Mittelstä[email protected]

WLAN Solution 2005


» Antennen

» Kabel

» Verbinder

Inhalt


400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 5000F (MHz)

TETRA

GSM-900

(870-960)

GSM-1800

(1710-1880)

UMTS

(1900-2170)

WLAN

802.11.b

802.11.g

2400

DECT

(1880-1900)

WiMAX

(3200-3800)

WLAN 802.11.a:802.11.h5 GHz

ISM 5800

Systemtuning durch ein abgestimmtes Antennensystem Frequenzband und Dienste

RFID 865


Systemtuning durch ein abgestimmtes Antennensystem

– der Anwendung

– der Umgebung

– der Reichweite

– dem Versorgungsbereich....

• Welcher Antennentyp zum Einsatz kommt, hängt ab von:

Einsatz von Antennen


- Gewinn

- Bauform

- Öffnungswinkel

- Downtilt

- Polarisation

- VSWR

- Isolation

Antennenkennwerte


Circular Linear

Polarisation Polarisation


Horizontal plan Vertical plane 3D Pattern

– Die Strahlungsdiagramme beschreiben die Abstrahlungcharakteristik der Antenne

– Für die Funkplanung werden das horizontale und das vertikale Diagramm herbeigezogen. Die zwei Diagramme stehen senkrecht zu einander

Strahlungsdiagramme Stahlungsdiagramm


Horizontal3dB beamwidth

Vertical3dB beamwidth

3dB Öffnungswinkel horizontal, parallel zur Erdoberfläche

3dB Öffnungswinkel vertikal,senkrecht zur Erdoberfläche

– der 3dB Öffnungswinkel wird gebildet durch die Punkte bei denen die Strahlungsleistung um die Hälfte abgefallen ist

– wird die Anzahl der strahlenden Elemente verdoppelt so halbiert sich der Öffnungswinkel und der Gewinn erhöht sich um 3dBi

Öffnungswinkel Öffnungswinkel


Der Gewinn (dBi) beschreibt, wieviel Energie in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird.

Gewinn

Zum Rundstrahler zur Richtantenne

Antennengewinn


Dämpfungsbudget

Gerichtete 8 dBiAntenne

Jumperkabel -2 dB

Luftschnittstelle

Empfangsempfindlichkeit bei 11 Mbit / sec: - 82 dBm

AP 14 dBm / 35 mW

„Dynamik“ 102 dBEIRP: 100 mW / 20 dBm

Berechung eines Dämpfungsbudgets

14dBm – 2dBm + 8dBm - Dynamik Luftschnittstelle = -82 dBm

14dBm – 2dBm + 8dBm – (- )82 dBm = Dynamik Luftschnittstelle


Loss in Freespace

-130.0

-120.0

-110.0

-100.0

-90.0

-80.0

-70.0

-60.0

-50.0

-40.0

10 100 1000 10000

m

dB

380

900

1900

2500

3500

5200

Dämpfungsverluste in der Luft Dämpfungseinfluss im Freiraum (Luft)


Material: Dämpfung 2,4 GHz in dB Dämpfung 5 GHz in dB

Ziegel 11,5 cm - 7 - 10

Ziegel 36 cm - 26 - 50

Leichtbeton 11,5 cm - 12 - 19

Leichtbeton 30 cm - 26 - 35

Lehmstein 11,5 cm - 22 - 36

Stahlbeton 16 cm - 20 - 32

Dämpfung von Materialien Dämpfungseinfluss von Festkörper


D d

r

dD

dDr

**

– Für eine Punkt zu Punkt Verbindung ist die direkte Sichtverbindung (Line of Sight) zur störungsfreien Übertragung nicht ausreichend!

Fresnel Zone


Verhältnis Leistung / dBm

Sendeleistung

Logarithmischer Maß-stab

1 mW 0 dBm

1,25 mW 1 dBm

1,6 mW 2 dBm

2 mW 3 dBm

4 mW 6 dBm

10 mW 10 dBm

20 mW 13 dBm

32 mW 15 dBm

100 mW 20 dBm

200 mW 23 dBm

400 mW 26dBm

800 mW 29 dBm

1000 mW 30 dBm

3 dB mehr Gewinn: Leistungsverdoppelung 6 dB mehr Gewinn: Reichweitenverdoppelung


– Rundstrahl - Antennen (OMNI)

– Richtantennen

Antennen Bauarten


• Standardgewinn liegt bei ca. 2 dBi

• Maximaler Gewinn ca.15 dBi

• je größer der Gewinn der Antenne:– desto größer die Antenne– desto kleiner der vertikale Abstrahlwinkel

Rundstrahl - Antennen (OMNI)


7 dBi 4 dBi

Rundstrahl - Antennen (OMNI)


• Standardgewinn liegt bei > 8 dBi

• Maximaler Gewinn > 28 dBi

Hier gilt ebenfalls:• je größer der Gewinn der Antenne

– desto größer die Antenne– desto kleiner die Abstrahlwinkel

Richtantennen


9 dBi 14 dBi

Richtantennen in Patchausführung

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Hallen, z.B. Flugzeugwerft

ca. 80 m

20

m

SPA 2400/85/8/0/V

Ausleuchtungsbeispiele Applikationsbeispiele


Gebäude von außen nach innen

SPA 2400/17/65/0/DS

Lagerhalle Büros Verwaltungsgebäude

Applikationsbeispiele


Freiflächen, z.B.Lagerplätze etc.

SPA 2400/65/17/6/0/DS



Gebäudeverteilung

System

SPA 2400/85/8/0/DS

SPA 2400/85/8/0/DSTT

2 x 5502.19.0001



Lagerhalle, Hochregallager



Gebäudeverteilung

Betonmauer

Aufteilung der Leistungauf zwei Bürohälften

oder

Stockwerksverteilung



– Dual Slant Rundstrahlantenne2.4 GHz, 3.5 dBi, 360°

– Dual Slant Richtantenne2.4 GHz, 14 dBi, 40°

– Bidirektionale Antenne2.4 GHz, 11 dBi, 40°

Antennen in 2005


– Multiband direktionale Antenne2.4 und 5.15 - 5.875 GHz, 9 dBi, 75°

– Multiband Rundstrahlantenne2.4 und 4.9 - 5.875 GHz, 7 dBi, 360°

Antennen in 2005


Antennen in 2005

– neue modulare Antennengehäuse für integrierte Aktivtechnik

– kundenspezifische Antennen

Antennen in 2005


Antennen in 2005

– SENCITY@LINK

– freies Frequenzband bei 60 GHz– Gewinn 38 dBi, Öffungswinkel 3°– Polarisation linear 45° Slant – 1000 Mbps, Duplexbetrieb– Anschluss, IP 67-RJ45 Stecker mit PoE

Antennen in 2005


– Kundenspezifische Spezialverbinder; Orinoco und „Reverse“

– N - Version

– SMA - Version

– BNC - Version

– TNC - Version

Systemtuning durch optimale Verbinder Koaxial - Verbinder


• Stecker / Male : Überwurfmutter und Innenleiter als Stift

• Reversestecker: Überwurfmutter und Innenleier als Buchse

• Buchse / Female: Außengewinde und Innenleier als Buchse

• Reversebuchse: Außengewinde und Innenleite als Stift

Verbinder Definitionen

Alle Access Points gem. FCC Standard haben Reverseverbinder am Gerät!

Stecker: SMA und R-SMA Buchse: SMA und R-SMA


– RG316• Außendurchmesser: 2,5 mm• Dämpfung pro m bei 2,4 GHz: ~ 1,5 dB

– RG 223• Außendurchmesser: 5,4 mm• Dämpfung pro m bei 2,4 GHz: ~ 0,85 dB

Systemtuning durch optimale Kabel Antennenkabel, flexibel


– Sucofeed 1/2“ HF (halbflexibel)• Außendurchmesser: 13,4 mm• Dämpfung pro m bei 2,4 GHz: ~ 0,2 dB

– Sucofeed 1/2“• Außendurchmesser: 16 mm• Dämpfung pro m bei 2,4 GHz: ~ 0,12 dB

– Ecoflex:• Außendurchmesser: 12 mm• Dämpfung pro m bei 2,4 GHz: ~ 0,24 dB

Antennenkabel, LowLoss


„VIELEN DANK“ für Ihre Aufmerksamkeit

Systemtuning / Systemsicherheitdurch ein abgestimmtes Antennensystem

WLAN Solution 2005

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