Spridning från antenn

Är väl inte helt rätt grupp att posta i men ...

Jag försöker att läsa diagram för antenners spridningsbild för att kolla om det går att montera en antenn för vertikalt montage horisontellt för att få spridningen uppåt/nedåt istället för runtom. Hänger ni med på vad jag vill? Tänk er ett smalt men långt trevåningshus:

+---+ +-------------------+ | | | | +---+ +-------------------+ | * | | * | +---+ +-------------------+ | | | | +---+ +-------------------+

  • = basstation/antenn

Det känns då dumt att skicka ut det mesta av radiovågorna genom väggarna. Vill istället få det att gå uppåt/nedåt istället och bara lite ut genom långsidesväggarna. Golven bromsar signalen starkt i detta fall och det är en anledning till att montera antennen på "fel" håll. Se spridningsbild på t.ex:

formatting link

Jag läser den bilden som att den sprider mycket åt sidorna men lite uppåt och nedåt, speciellt rakt under/över antennen, vilket gör att utrymmena rakt ovanför/under får leva på signalstudsar. Om jag då monterar antennen åt "fel" håll borde jag få mycket bättre täckning, eller hur? Vad finns det för fördelar/nackdelar med ett sådant tilltag?

Tacksam för svar.

--

/Anders
Reply to
Anders
Loading thread data ...

Det är nog bättre än dom flesta andra grupper för den här typen av frågor - för det här är 'analoga' frågor även om det är digital informations som förs över.

Hur är polarisationen på en Wlanantenn ???

- kör dom med magnetisk koppling (loop-antenn) eller använder dom dipol - GP (mest E-fält) och vilken orientering?

Hur lång går dom i utomhusmiljö - i 100-tal meter ?? (detta för att få grepp om den totala räckvidden. jag själv har inte någon Wlan ännu)

WLan ligger väldigt nära UMTS i frekvens och det jag har sett av UMTS så tappar man 20-30 dB bara genom ett par lagers vattenhaltiga gipskiveväggar (gips innehåller _alltid_ vatten förutom när den är nybränd) - har du rena träplankväggar mellan rummen så tar det sig förmodligen igenom betydligt bättre än dito gipsskivor...

Själv tror jag inte du kan ha så stora förhoppningar att det tar sig igenom våningplan om det är av robustare golvtyper som betong med armering. 2.2 - 2.4 GHz är synnerligen dåligt frekvensval oavsett modulationsteknik om man skall ta sig över några längre sträckor och det inte är fri sikt mellan punkterna...

Förmodligen krävs det minst 6 Wlan-stationer för att täcka in huset - två på varje våning.

Innan du börja köpa hem en massa utrustning kolla först med befintliga WLAN-basstationens antenner hur långt kommunikationen fungerar i huset

- hur många väggar som den kan stråla igenom (dvs. klarar den dubbel eller 4-dubbel lager med gipsskivor in till lägenhet samt ytterligare en dubbelvägg till datorhörnan - detta kan du förmodligen göra med din befintliga lägenhet med Wlanstationen på 'sämsta' stället i lägenheten och sedan springer omkring med laptop inne i lägenheten och utanför i korridorerna, våningen under osv. och se var det tar stopp. Prova också vad som händer med räckvidden när du vänder laptopen på högkant - prova alla ledder tills du hittar den sämsta läget - just för att simulera en horisontell stationsantenn...

Tar det stop redan efter ett par väggar och en dörr samt är inte ens i närheten av den tänkta 'centrala' Wlan-stationsplatsen antennplats - så kan du glömma hela iden med en 'Wlan-station täcker hela kåken' - dom 6 dBi antennförstärkning som föreslagen antenn ger i sin starkaste riktning, kan på sin höjd klara

0.5 gips-skivetjocklek mer än orginalantennerna på Wlanstationen och som man kan ta till för att täcka in den sista kvadratmetern i hörnet på hörnlägenheten längst bort. Fattas det mer än så, så behövs det helt andra lösningar.
--
Polarisationen mellan antennerna är viktig för
kopplingen mellan antenner och polarisationsförlusten
 Click to see the full signature
Reply to
Torbjörn Ekström

Den är vertikal. Vad menas med det? Vågorna går upp och ned?

Det är denna antenn som skall användas:

5.2dBi Ceiling Mount OMNIDIRECTIONAL AIR-ANT1728 se
formatting link

Data om AIR-ANT1728: Frequency Range: 2.4-2.83 GHz VSWR: Less than 2:1, 1.5:1 Nominal Gain: 5.2dBi Polarization: Vertical Azimuth 3dB BW: Omnidirectional 360 degrees Elevations Plan (3dB BW): 50 degrees Antenna Connector: RP-TNC Dimensions (H x W): 9 x 1.25 in. Mounting: Drop ceiling cross member?indoor only

Det skall väl vara 100m som anges med vanlig antenn.

Bra att veta. Gips är ju populärt för brandsäkerhet om jag minns rätt. Alltså kan man få sämre Wlan då.

Frekvensen för 802.11b/g ligger som mest på 2.412 till 2.472 GHz om jag inte är helt felinformerad. (Det är största omfånget för Cisco AP1200-serien)

Här går det nog att klara sig med tre stationer.

Det är något som borde göras för att ta reda på fördelar/nackdelar med horisontell antenn.

Hur är det med inbyggd konta pccard-baserad antenn i en laptop? Den inbyggda bör väl vara större men går den vertikalt eller horisontellt?

Undrar om det går att få fram hur antennen är byggd, dvs om den är kryssad eller ej.

--

/Anders
Reply to
Anders

Polarisationen bestäms av hur det aktiva radierande elementet ser ut. En antenn kann ses som en övergångstransformator och radierar aktivt energin som den matas med. Energin från en anten radieras i två plan som är ortogonala mot varandra, dessa kallas populärt för E- och M-planet efter det elektriska respektive magnetiska planet. Sådan våg kallas även för TEM-våg vilket står för transversell elektromagnetisk (EM) vågrörelse.

Nu är det lite mer komplicerat än så om man tränger djupare i saker och ting, men det behöver vi inte här. Det räcker med att man har bestämt sig för att kalla det elektriska planet för polariseringsplanet så räcker det. Om det planet är horisontellt kallas antennen för horisontellt polariserad. Är det vertikalt så kallar man antennen följaktligen för vertikalt polariserat.

M-fältet som då är ortogonalt mot E-fältet blir "tvärt om" från E-fältet, i en vertikalpolariserad antenn ligger M-fältet horisontellt och vice versa.

Cirkulärpolariserade antenner åstadkoms på flera sätt men ett populärt sådant är att korsa två stycken matningselement och mata dem med 1/4 våglängs förskjutning. Då får man en cirkulärt polariserat antenn där polarisationen "roterar" med fasläget av bärfrekvensen. Riktningen på en sådan antenn anges ofta till vänster- eller högercirkulär polarisation och använda också ofta med parabolantenner (jmf satellitmottagare och listorna över satellitkanaler där polarisationen ofta anges med ett V eller H).

Krysspolariserade fungerar på ett liknande sätt, men utan förskjutningen som beskrivs ovan utan där har man två radierande element som monteras som just ett X, som Torbjörn beskriver det har det sina fördelar och, jag kan tänka mig att det är bra i ojämn terräng och kanske också innomhusmiljö.

En kort pinne matad i basen, troligen halvvågare verkar vanligt. Ofta har man på basarna två sådana för att få en viss diversitet, våglängden på 2,4 är ca 12,5 cm så det optimala vore väl att placera dem sådär 1,5 meter mellan varandra, dock brukar de vara fast monterade med kanske 30 cm mellan.

Finns väl en gräns för vad ERP får vara också.

Till och med glas är rätt kasst på den här våglängden vi talar om...

Den är nog troligen en loopantenn inne i kortet, men jag tror inte polariseringen har jättebetydelse inomhus eftersom du troligen kommer få en väldig massa reflexer. Tipser är att testa. Att mäta är att veta. De flesta kort kan ge dig ett decibeltal på signalnivån. Även om mätfelen är stora kan det åtminstone användas för jämförande mätningar i olika rum därhemma och genom att vrida och vänta på mottagaren (laptopen) kan man komma fram till hur det egentligen är.

Den är vertikalpolariserad som du ser från datat du själv postade. Inhomhus blir det dock så mycket reflexer på dessa frekvenser att polarisationen har mindre betydelse än den normalt har. Beroende på mottagarens konstruktion kan dessa reflexer hjälpa eller stjälpa kommunikationen beroende på hur du förhåller dig till dessa och hur de breder ut sig i tidsplanet.

/Ichimusai

Reply to
Ichimusai (Anders "P1" Pette

Tackar för intressant svar. Jag visste innan att jag var "rudis" på detta område och nu är det bekräftat ;o)

Vad tror du om räckvidden om man monterar antennen "fel"? Får man bättre effekt uppåt och nedåt (med tanke på hur strålningsbilden ser ut)?

--

/Anders
Reply to
Anders

Jag tror du skall slå ur hågen att tränga genom betonggolv/tak, min erfarenhet är att wlan kräver rätt mycket i effektnivå för att fungera tillfredsställande, med tanke på att man använder Direct Sequence Spread Spectrum som modulation och ganska fet bandbredd så ser mottagarna rätt mycket brus och med de sändareffekter som man tillåts använda från normal konsumentutrustning blir det svårt. Jag skulle inte ens vilja dra det mer än något tiotal meter i koaxialkabel för sedan skulle den behöva vara ganska grov för att förlusterna inte skulle bli stora.

Kvarttumskoax har en dämpning av sådär 30 dB/hm på denna frekvens, halvtum ca 27 dB/hm så du skall inte gå några längre sträckor med kabel till antennerna. (Siffrorna tagen från Eupen Kabelwerks hemsida och avrundade till hela dB).

Jag vet inte vad uteffekten är på dessa wlan-sändare, men en gissning säger väl att man beroende på bitrate kan räkna med lite olika effekt beroende på spektrumbreddningen men säg att man får ut ca 14 dBm (ungefär 25 mW) plus kanske 5 dBi antenngain och 3 dB diversitetsvinst = 22 dBm ERP.

Mottagaren kanske fungerar bra ner till sådär -80 och det försvinner troligen ca 20 dB genom en enkel gipsvägg plus att man får räkna med

1/r^4 inomhus på denna frekvens i utbredning när man kommer ca 10 våglängder från antennen pga reflektioner som verkar ogynnsamt i stället för 1/r^2. Om vi räknar med sådär -8 dBi för mottagarens antenn (jag tror inte de är mycket bättre i laptopkort) och en fädningsmarginal på 10 dB får vi en minsta signal på -62. Det ger oss en dynamig på 22 dBm - -62 dBm = 84 dB. 100 meter utbredning ger då

-80 dB och 84 dB ca 125 meter ungefär och det stämmer väl ganska väl med vad man lovar.

Drar vi nu av 20 dB för en vägg är vi direkt nere på ca 40 m med bibehållen signalstyrka. En vägg till och det sjunker till ca 13 meter. Pratar vi nu i stället betongvägg eller tak så blir det riktigt illa. Det vill jag inte rekommendera att ens försöka med.

Träväggar förbättrar resultatet något, dubbelväggar i synnerhet med brandklass försämrar resultatet mycket.

- - -

Det är svårt att säga vidare bu eller bä innan du berättat mer om kåken i fråga. Jag förutsätter också bästa möjliga faktorer för polarisation mm ovan, annars får man dra av ytterligare enligt tabellen som Tobbe presenterade.

Med sedvanliga reservationer för tankegrodor och midsommaraftons inverkan.

--
Ichimusai http://ichimusai.org/ AA #769 ICQ: 1645566 Yahoo: Ichimusai
MSN: Ichimusai1972 AOL: Ichimusai1972 IRC: Ichimusai@IRCNet
 Click to see the full signature
Reply to
Ichimusai

på sätt och vis...

I elektromagnetisk strålning så färdas alltid statisk fält och magnetisk fällt tillsammans och i fas, men alltid 90 grader axelvinkel mot varandra (lite svårt att beskriva)

- det ena kan inte existera utan den andra och kallas ofta EM-vågor - elektromagnetiska vågor

I en dipolantenn så kan man säga att den har kondensatorplattor i ändarna och därmed ett statiskt fält som går vertikalt på en vertikal antenn - det fins också ett magnetefält som snurrar runt antennspröten pga. antennströmen som studsar mellan ändarna och är därmed horisontell.

När man pratar om vertikal eller horisontalpolariserande antenner så pratar man oftast om den dominerande fältets orientering, för dipol och GP-antenner så gäller E-fältets orientering som referens medans när man pratar om loopantenner, ramamtenner och ferritantenner så använder man ofta M-fältet som referens.

Om man vrider två dipoler 90-grader mot varandra så får man den olyckliga situationen att kondensatorplattorna (antennändarna) på ena antenn skall känna magnetfält från den andra antenn och spröten som normalt känner av magnetfälten skall försöka känna av statiska variationer - det går inte så bra och man får dålig kopplig

däremot går det bättre om man använder dipolantenn vertikalt som ena antenn och loopantenn horisontellt som andra antenn, då är statiska och magnetiska orienteringen lika hos båda antennerna och kopplingen fullgod.

Just detta är ganska vanlig lösning på W-lan då man måste ha horisontella antenner av praktiska orsaker

formatting link

ajajaj, inte mer än 100 meter, då tål man inte mycket extra dämpning i form av väggar och annat för att användbar sträcka lätt kan går under 10 meter...

brandsäker och relativt billigt - det är ju vatteninnehållet som gör att gipsväggar håller sig svala lång tid under en brand och fördröjer dito gentemot mer brännbara alternativ...

spelar ingen roll om de varierar 100 MHz upp och ned vatten absoberar RF väldigt bra på dom här frekvenserna ändå.

Har du provat?, det kanske inte ens kommer utanför lägenhetsdörren, men går jättebra genom fönstret ut på gatan... :-)

Troligvis så används om vartannat loopantenner (och därmed M-fältet) för horisontell bruk i tex PCMCIA-WLan adaptrar medans basstationer använder dipoler (E-fältet) av olika slag om man tillåter verikal montering. Dipoler och GP-antenner är oftast (mycket) mer effektiva än motsvarande loopantenner.

E och M-fältet balanseras till samma energibelopp så fort man har kommit utom antenns närfält - dvs. om man sänder nästa ren M-fält via en ferritstav, så är det EM-vågor en bit bort ifrån antenn och kan tas upp av en dipol.

krysspolariserade antenner används in GSM-basstationssammanhang där man låter två kanaler gå in i en antenn via separata anslutningar

- och tack vare 90-graders skillnaden mellan portarna så går det inte så mycket effekt baklänges till den andra porten men ändå slipper kombineringsförluster a 3 dB som det annars skulle bli om man kombinera det på klassiskt vis med brygga/splitt (tex. wilkinsson).

Man kan utgå ifrån att antenner inte är krysspolariserade om det inte har två RF-intag och utryckligen står så, mao. ganska sällsynta...

/TE

Reply to
Torbjörn Ekström

On Fri, 25 Jun 2004 21:07:13 +0200, "Ichimusai (Anders \"P1\" Pettersson)" wrote:

??!! Kan tyvärr inte se tråden bakåt pga newsstrul men så vitt jag vet är wlanantenner som de flesta andra antenner inte polariserade på något speciellt sätt annat än genom fysisk placering.

Nej, halvvågsantenner är mycket svåra att ändmata, medan mittmatning är enklare (dipol). Om man låter en kvartsvåg spegla sej i ett bra jordplan är denna ofta när nog lika bra som en balanserad halvvåg men billigare att tillverka och enklare att mata, så den vanligaste externa wlan-antennen är en ändmatad kvartsvåg (monopol).

På wlankort är när nog samtliga inbyggda antenner av pifa eller f-typ. Dessa antenner är nästan alltid kopplade för olika polarisation. Antennavstånd har liten betydelse då enda kravet blir ca 5-10 dB inbördes isolation för en total vinst på 2-4 dB. Låter kanske inte så mycket men täckningen fördubblas räknat i rumsvolym för +3dB. Framförallt täcker man stor del av lokala punkter som annars skulle vara döda. Systemet har lite fläckar också. Wlankorten har inte äkta tidsdiversitet vilket skulle kräva dubbla mottagare, den enda mottagaren sniffar lite då och då på den alternativa antennen. För den ökade vinsten ska helst utrustningen i bägge ändar vara försedd med denna typ av antenner då det endast är mottagaren som styr antennvalet, inte sändaren, vilken ibland inte ens är med i antennswitchen. Systemet har även begränsningar då den ska kommunicera med mer än en enhet samtidigt, en extra enhet kan alltså försämra en tidigarre fungerande förbindelse. Externt förekommer en eller två kvartsvågar (drygt 3 cm). Stackade kvartsvåger saluförs som mirakelantenner men täckningsvinsten i vanlig bostad är noll jämfört med en vettigt placerad monopol. Ev vinst med separat antenn+kabel äts oftast upp av förluster i kabel. I stora lokaler såsom kontorlandskap kan väggbaserad riktantenn sk. sektorantenn ge vissa fördelar. Framförallt får ju då åtminstone den ena antennen en hygglig placering med minsta möjliga optiska hinder och man slipper slösa antennegenskaper på att penetrera bakomliggande ointressanta väggar. Försök placera din trådlösa router så öppet som möjligt. Bakom datorn i ett hörn av rummet är dålig antennplacering oavsett antenntyp. Om antennens gain uppges till 0 eller +15 dBi har däremot ingen större betydelse i en bostad. Dom extra decibelen har man fått genom att ta bort strålningen i vissa vinklar för att koncentrera antennen i en annan riktning. I ett litet rum kommer signalen att studsa och mesta riktverkan förloras. Du kan enkelt kolla detta genom att själv tillverka antenn med hög riktverkan. Yagiantenn finns välbeskriven kan göras med ett litet pcb och en bågfil. Vill du ha ännu högre riktverkan så kan du göra en antenn av en plåtburk och en antennkontakt. Sök på nätet efter "tincan+wlan".

100mW, men i USA finns samma grejor med högre effekt till samma pris. Får givetvis inte brukas i Sverige.

Då signalen studsat några gånger har ursprunglig polarisation obetydlig betydelse.

Aldrig wlan loopantenn i en laptop pga dålig verkningsgrad. Oftast finns en f-antenn i en hörna av bildskärmen, Pccard har normalt en extern kvartsvåg, mer eller mindre hopknycklad.

Meningslöst. Håll två stavmagneter i kors. Det blir inte två olika fält utan ett gemensamt. Med två identiskt arbetande antenner vilka är i fas och har samma fysiska placering men sänder i olika rymplan ger bara en vektorsummering. Antennspröten summeras till en gemnesam antenn med en strålningskälla och endast en antenn syns. Risken är stor att man åstadkommer cirkulär polarisation pga av fasolinjariiteter mellan antenndelarna. Cirkulär polarisation tappar alltid 3 dB vid mottagning med dipol.

För att åstadkomma täckning av huset på billigaste möjliga sätt är extern yagi riktad mot husets långsida från t.ex. ett grannhus en möjlig lösning. Då trådlösa routrar är relativt billiga är det nog trots allt enklast att placera ut ett antal av dessa i huset, så nära som möjligt de ställen de behövs. Bluetooth arbetar vid samma frekvenser så har du tillgång till bärbar BT, helst klass 1 (100 mW), så kan du enkelt få en uppfattnning om hur mycket väggar och golv dämpar. Du kan själv göra en enkel länkbudget. Utan att känna till ditt hus så blir felmarginaler +/- 300% men som exempel: Förluster i en tunn torr trävägg = -6 dB, en rejäl betongvägg -20 - 40 dB. Kalkylera -20 dB för varje vägg/golv där det inte finns alternativa kryphål såsom dörrar eller fönster. Räkna sändareffekt +20 dB antenner och interna förluster 0 db FSPL till -60 dB (ca 20 meter överföringavstånd) och att mottagaren vill ha -80 dB för att bli glad => +20 - 60 vilket lämnar ca 40 dB marginal för hygglig överföringgshastighet vilket säjer att på 20 meters håll kan max två

20 dB's väggar/golv passeras.

Trots att kalkylen kanske visar att du borde ha mycket bra förbindelse på typ 10 meter finns det säkert åtskilliga döda punkter innanför detta området beroende på att signaler som kommer från olika håll möts i motfas och dödar varandra.

/Alf

Reply to
Alf Friman

Tack för ditt svar. Det var mycket informativt (som alltid :) ).

Det aktuella huset har en maskinhall och ett par kontor på botten våningen, labb-salar och föreläsningssalar på andra våningen och kontor och konferensrum på tredje våningen. Tak/golv mellan våningarna är, vad jag har hört, gjutna i någon sorts plåtform och proppade med armering. Vad de än har gjort så är det en enorm dämpfaktor iaf. Storleken på huset har jag inte mätt men en uppskattning är 15-18m * 60-70m. (förhållandet bredd-längd cirka 1:4 enligt en översiktsbild)

Dock är huset inte så långt så att går det precis med en antenn per våning. Det viktigaste är att täcka konferensrummet (ligger vid ena kortsidan) och de flesta kontoren (3:e vån) samt 2:a våningen, åtminstone i första omgången. Väggmaterialet vet jag inget om men är troligen gips.

Ett prov visar att en riktantenn i konferensrummet täcker i princip hela våningen (cirka 1 Mbps i andra änden). En rundstrålande antenn i mitten på våningen täcker upp hela våningen men har inte så bra styrka vid kortsidorna och kravet var ju konferensrummet.

En rundstrålande antenn i mitten på andra våningen täcker upp hela våningen men har hygglig styrka (2-5 Mbps) vid kortsidorna. Den upptäckt som jag har gjort är att när antennen var monterad vertikal (som den skall) fick jag 3 dBm bättre signal vid kortsidan än när den var monterad horisontellt men det gjorda ingen direkt skillnad på våningen över/under. Det trodde jag att det skulle göra när man tittade på strålningsbilden för antennen. Dock skall jag tillägga att jag hade inte provat med att vrida och vända på den bärbara för att försöka få ännu bättre signal.

Anledningen till att jag inte gav denna information i första inlägget var att jag ville höra alla teorier och inte låta er begränsas av den information som jag ger här.

--

/Anders
Reply to
Anders

Det har jag gjort...

100 mW är max uteffekt. (åtminstone i Sverige)

Tackar för lättförståelig information om dämpning.

Se mitt svar till TE.

Det är inte klokt vad sillen kan ställa till med ;)

--

/Anders
Reply to
Anders

Tack för ditt inlägg. Det var informativt att läsa och visar att det är en hel skola att försöka planera ett WLAN för bästa möjliga täckning men minsta mängd material.

--

/Anders
Reply to
Anders

Cirkulär polarisation i satellitsammanhang brukar betecknas V-cirk/H-cirk eller LHCP resp RHCP och är inte så vanligt längre, åtminstone inte i satelliter intressanta för Norden. Efter en koll på lyngsat.com ser jag att Intelsat i 4 GHz-bandet kör cirkulärt, R och L betecknas det i listan. Den första generationens direktsändande satelliter (Tele-X, Sirius I m.fl.) sände cirkulärt, av någon anledning gick man ifrån detta och nu är alla sändningar direkt till konsument antingen vertikalt eller horisontellt polariserade. Lite dumt eftersom mikrovågshuvudet måste justeras beroende på vilken banposition det är fråga om. Det är ju bara satelliter som ligger rakt söderut som uppfattas som vinkelrätt poalriserade sett från mottagaren, alla andra blir mer eller mindre diagonalpolariserade.

Fredrik Östman

Reply to
Fredrik Östman

Finns det någon teknisk resonemang varför man tar bort cirkulärpolarisation ???

/TE

Reply to
Torbjörn Ekström
[Satelliter]

Inte som jag känner till. Kanske en lämplig fråga att vidarebefordra till Lars-Ingemar Lundström på tidningen Ljud och Bild.

Fredrik Östman

Reply to
Fredrik Östman

Sagt och gjort, avvaktar svar...

Reply to
Fredrik Östman

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.