ontvang antenne 2,4 GHz

[Ernst Grundmann]

Voor het overgrote deel ben ik het met je eens pa4tim. Toch zit er een "magies" iets aan de antenne techniek. Je kan berekenen wat je wilt als je het dan gaat maken blijkt er toch veel niet te kloppen. Zelf heb ik dat bij mijn laatse werkgever meerder keren meegemaakt. Daar werd gebruik gemaakt van nog hogere frequenties, tot wel 35GHz toe. Soms was een klein beetje soldeer op een baantje al zodanig van invloed de frequentie vele MHz verschoof of dat het geheel niet werkte.
Een goede antenne voor de 2,4GHz komt op de tiende millimeter nauwkeurig en dat is toch best moeilijk te realiseren.

Zeker de meeste apparatuur die wij gebruiken wordt bij lange na niet volgens deze hoge standaards gemaakt. Mogelijkheden tot verbetering zullen er dan ook zeker zijn. Toch moet je daar ook geen wonderen van verwachten. Ook onze apparatuur maakt gebruik van de zeer veel gebruikte WiFi chipsets. In het ontwerp van die chips zit een enorme berg research. Eén van de belangrijke punten was dat het makkelijk moest zijn om vele miljoenen zenders/ontvanger te kunnen maken zonder dat alles tot op de tiende millimeter moet worden gemaakt. Met andere woorden massaproductie door vrijwel ongeschoolde mensen moet mogelijk zijn.
Zo zit er een antenne tuning circuit ingebouwd dat er voor zorgt dat de aanpassing tussen de antenne en de zender zo optimaal mogelijk is. Kleine afwijkingen in de lengte en positie van de antenne worden door dat circuit gecompenseerd.
Natuurlijk zal een optimale antenne zeker verbetering geven maar het is niet zo dat alles tot in de kleinste details optimaal moet zijn om goed te werken.

Het is een onjuistheid om te veronderstellen, dat een antenne het vermogen van een zender vergroot. De versterking, die een antenne levert wijzigt het afstraalpatroon, niet het zendvermogen. Om te vergelijken met een gloeilamp: een gloeilampje van 25 W blijft een gloeilampje van 25 W, ook als je er spiegels achter zet om op een bepaalde plaats meer lichtopbrengst te krijgen.

Dat klopt helemaal daarom heb ik in mijn reactie het woord "versterking" tussen aanhalingstekens geschreven.
Toch kan je wel van een soort versterking spreken. De veldsterkte voor de richtantenne wordt versterkt ten koste van die achter de antenne. Het zendvermogen wordt dus niet versterkt. Dat blijft hetzelfde!

 

[pa4tim]

Mooi, dan zijn we het dus eens

Mbt dat magisch snap ik wat je bedoelt. Als iemand me benadert ivm een antenne/zender probleem vraag ik altijd of ze al een keer bij volle maan 3x naakt rond het huis hebben gelopen na het offeren van een maagd. (hoeft niet vers, diepvries maagden lukt vaak ook nog)

Maar hoe meer je weet, hoe meer je die verschijnselen achteraf kan verklaren en dan is het niet zo magisch meer. Maar idd, ook al weet je hoe het zit, een goede antenne maken voor hoge frequenties is zeker niet makkelijk.

Laatst voor een vriend een 23cm antenne nagemeten, daar klopte maar weinig ondanks dat hij de maten echt heel precies had over genomen van een antenne die (gemeten en getest) goed was. Maar om het dan alsnog goed te krijgen is een heel ander verhaal. Alleen al omdat je elke beweging die je maakt al zo ongeveer terug ziet in het refectie coëfficiënt.

Op een veld dag gelachen. Ze kwamen niet uit de afregeling van een vertical.
Ze zaten met een paar man met een analysertje naast de antenne. Ik werd gevraagd te komen meten. Ze dachten dat het aan de analyser lag. Ik zei toen dat dat niet zo werkt. Ze zaten bij deze situatie zelfs in het reactieve veld. Dat geloofde ze niet. Zo beïnvloed je de antenne, je vormt dan zelf een deel van de antenne. Ik heb toen voor de gein een aantal man rondom de antenne gelegd op de radiale en zo de swr behoorlijk verbetert. Daarna de boel goed afgeregeld. Was wel lachen.


Een stuk coax wat alleen gestript wordt is nog geen dipool, maar met zo'n sleeve erover of voorzien van een goede comon mode choke kun je er wel een dipool van maken. Of dat zin heeft ? Ik heb mijn antenne niet er uit gesloopt, die schanier top was gebroken bij de schanierpuntjes en het zichtbare deel was hier niks meer dan een draadje. Maar mogelijk zit er nog zo'n sleeve in het andere deel.

Versterking of gain van een antenne is rzoals gezegd elatief. Het is tov een "referentie". Een isotrope rondstraler is de 0 dB norm, maar soms wordt ook een dipool als 0 dB norm gebruikt en die heeft zelf weer gain tov een isotroop. Dus x dB zegt niks, x dB tov referentie, bv een dipool wel.
Het vermogen is ook niet uniform. De TX maakt vermogen en je probeert daarvan zoveel mogelijk uit te zenden. Een goede antenne en transmissielijn kan dus meer vermogen uitzenden dan een slechte. Echter nooit meer dan de TX maakt. Wel kan er een aanzienlijk verlies zijn tussen TX en antenne, of van antenne tov omgeving. Daarbij kun je gain hebben tov de ene tot de andere antenne maar van TX tot antenne heb je verlies. Als ik 10 dB in de kabel verlies is dat weg. Maar het leuke is dat dat zelfs goed kan uitpakken.
Sommige antennes zenden onbedoeld meer via de kabel dan de antenne zelf.
En zo zijn er nog veel meer valkuilen.

Kortom, de kans op verbetering is klein als je maar wat doet.

Fred.
Ik heb voor de liefhebber eooit en stukje geschreven over antennes in jip en Janneke taal. http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2010/11/antennebasis.pdf

 

[Martin7182]

Je mag richtantennes gebruiken. Er is wel één "probleem" met een richtantenne op een zender. Er zijn twee dingen die niet te sterk mogen zijn. Het eerste is het zendvermogen. Als je de 2,4GHz band zonder vergunning wilt gebruiken mag het continu uitgezonden vermogen niet meer dan 10mW (0,01Watt) zijn.

Daarom zei ik ook "even afgezien van of het wettelijk mag". Ik dacht dat de gemiddelde besturing op 2.4GHz veel meer vermogen uitzendt, maar goed da's slechts een detail.

Je zal met deze hobby methodes geen "versterking" van 6dB halen, je zal al blij moeten zijn met 3dB denk ik. De veldsterkte zal dus ook niet te hoog worden. Al eerder schreef ik dat een verdubbeling van de afstand niet haalbaar zal zijn. Je zal al heel blij moeten zijn met de helft meer en zelfs dat zal niet makkelijk blijken te zijn.

Ehm, waarin is een hobby methode slechter dan een andere methode? Ik geloof er eigenlijk niets van en ben blij met m'n 9dB wifi richtantenne die nu wél tegen de magnetronoven lekstraling van 500mW kan opboxen. Ik mag de wet dan overtreden, zolang ik nog steeds een orde lager zit dan storing om en rond het huis is er eigenlijk niets aan de hand. Deze antenne was eigenlijk bedoeld voor FPV, maar hij reikt veel en veel te ver (spotter). En voor in de keuken is hij uitermate geschikt

Martin

 

[Ernst Grundmann]

Een winst van 9dB is wel erg veel en daarom niet erg waarschijnlijk. Hoewel, als je eerst een antenne met een slechte afstraling had zou het kunnen dat je met die richtantenne een verbetering van 9dB hebt. Dat is dus ten opzichte van die slechte antenne! Een richtantenne van 9dB bestaat niet! Lees de uitleg van pa4tim maar eens door, hij legt heel goed uit hoe dat in elkaar zit.

Het toegestane maximale continu zendvermogen van alle WiFi apparatuur is 10mW. Onze zenders worden ook tot die WiFi apparatuur gerekend. Maar omdat veel apparatuur, ook onze zenders, niet constant uitzenden maar steeds in korte bursts mag het zendvermogen van die bursts 100mW zijn. "Gemiddeld" kom je dan toch op ongeveer die 10mW continu uit.
Let op, die 100mW is echt het maximum. Ook al zou je de bursts nog meer verkorten zodat je zelfs ver onder het gemiddelde van 10mW komt.

 

[Martin7182]

Ok, correctie het is 9dBi, ik reken standaard t.o.v. de isotrope straler. Waarom zou je een andere referentie willen

Martin

 

[Corrien]

In de brochure 'vergunningsvrije toepassingen' van Agentschap Telecom vind je in tabel 2 de gegevens van breedband datasystemen, waaronder onze radiobesturingszenders zijn gerubriceerd. Het maximale vermogen (dus niet het gemiddelde) mag 100 mW e.i.r.p. zijn met een spectrale dichtheid van 10 mW/1 MHz voor dsss systemen en 100 mW/100 kHz voor fhss systemen (de zogenaamde frequentie hoppers). Hybride systemen, zoals o.a. het Futaba Fasst systeem, moeten voldoen aan de normen van fhss.

http://www.agentschaptelecom.nl/sites/default/files/brochure-vergunningsvrije-radiotoepassingen.pdf

Het gemiddelde afgestraalde vermogen, wat Ernst al opgeeft, mag volgens de Europese normen inderdaad slechts 10 mW zijn. Uit ETSI 300.328 V1.8.1 de norm voor onze frequentie hoppers:

4.3.1.5.2 Limit
The maximum Medium Utilisation factor for non-adaptive Frequency Hopping equipment shall be 10 %.

Tja, en als je dan zo'n beetje weet wat wel en niet mag vraag je je natuurlijk ook af wat de overheid doet aan illegaal gebruik:

Agentschap Telecom gaat 'hoogvermogen' wifi-routers niet actief aanpakken - Computer - Nieuws - Tweakers

 

[Martin7182]

Bedankt voor de toelichting, maar ik snap het nog niet helemaal:

2.4Ghz vind ik niet bij modelbesturing en bij Breedband datasystemen (o.a. WiFi en Bluetooth), tabel 2 staat:

2400 - 2483,5 MHz
100 mW e.i.r.p.

100 mW e.i.r.p. en 100 mW/100 kHz e.i.r.p. dichtheid is van toepassing wanneer gebruik wordt gemaakt van frequency-
hoppingmodulatie, 10 mW/MHz e.i.r.p. dichtheid is van toepassing wanneer gebruik wordt gemaakt van andere soorten
modulatie.

Daar staat niets over duty cycle. En met 10 mW/MHz dichtheid kun je toch ook boven de 10 mW uitkomen als je bandbreedte meer dan 1MHz is? B.v. mijn wifi router heeft een kanaal-bandbreedte van 20MHz, dan mag ik toch 100mW e.i.r.p. uitstralen? (want 20 x 10mW is minder dan 100mW)

Martin

 

[Rhelie]

Je kunt ook dit gebruiken..
WiFi Speed Spray

Wel even goed de kleine lettertjes lezen

 

[denkisnaa]

Om de range van de V262 te vergroten kan je ook een Turnigy 9x gebruiken, met de standaard tgy module is deze te binden met de V262, op YT staan genoeg filmpjes hoe dat moet.
Heb ik ook gedaan, nu kan je ook gelijk expo instellen en een trottle curve waardoor het een stuk beter vliegen is als met de standaard rc zender die erbij zit, de range weet ik niet maar ik vloog de V262 tot ik hem niet meer kon zien zonder problemen, hij is niet zo groot dus was natuurlijk niet heel ver.

 

[Ernst Grundmann]

Wat Jan schrijft klopt natuurlijk helemaal, het is geen echt gemiddelde, daarom heb ik het ook tussen haakjes gezet. Hoe die vork nu precies in de steel zit weet ik niet. Daarom kan ik dus ook niet precies uitleggen hoe het dus zit met die verdeling van het vermogen over de band.

....... Daar staat niets over duty cycle. En met 10 mW/MHz dichtheid kun je toch ook boven de 10 mW uitkomen als je bandbreedte meer dan 1MHz is? B.v. mijn wifi router heeft een kanaal-bandbreedte van 20MHz, dan mag ik toch 100mW e.i.r.p. uitstralen? (want 20 x 10mW is minder dan 100mW).

Zo zit het dus niet precies in elkaar maar hoe die verdeling dan wel precies is weet ik dus niet. Jouw WiFi router is een "frequentie hooper" die 20 kanalen van het beschikbare spectrum gebruikt om over heen en weer te hoppen. Per kanaal is de bandbreedte 1MHz dus zo kom je aan die 20MHz. In totaal zijn er 81 kanalen voor breedband datacommunicatie beschikbaar wat in theorie een bandbreedte van 81MHz is. Geen enkele router of modelbesturingszender die ik ken gebruikt die hele band tegelijk. Meestal worden er maar 20 gebruikt. Bij sommige WiFi apparatuur kan je "handmatig" kiezen welk blok van 20 kanalen er wordt gebruikt. Dit moet je dan via dipswitches of via de instelsoftware doen. Anderen, ook onze zenders, doen dat automatisch. Daarvoor wordt er eerst "gekeken" naar de band en wordt het stukje met de minste vreemde of andere signalen gebruikt.

Je berekening klopt niet want 20 x 10mW is duidelijk meer dan 100mW namelijk 200mW! En zoals ik al schreef is het absolute maximum 100mW ook al zou het "gemiddelde" lager uitkomen door het over nog meer kanalen te verdelen of de duty-cycle te verkleinen.
Maar als ik dit zo schrijf besef ik me dat dit ook niet juist is geformuleerd. Misschien kan iemand met een zendmachtiging, of in ieder geval meer kennis van dit gebeuren, eens uitleggen hoe die verdeling nu precies in elkaar steekt?

 

[Martin7182]

Zo had ik er nog niet naar gekeken. Mijn router (IEEE_802.11g) doet aan OFDM met een kanaalbreedte van 20MHz, zie IEEE 802.11g-2003 - Wikipedia, the free encyclopedia. Bij mijn weten is OFDM geen frequency hopping, maar ik ken eigenlijk geen definitie van FH. Maar stel dat OFDM wel onder FH valt, dan wordt de max. vermogensdichtheid dus 100mW/100kHz e.i.r.p.

20 x 10mW is inderdaad juist meer dan 100mW. Wat ik hiermee alleen bedoelde is dat als je 10mW/MHz mag uitstralen met een maximum van 100mW, je met 20MHz kanaalbreedte zonder hopping dus 100mW e.i.r.p. mag uitstralen en niet 200mW.

Martin

 

[Corrien]

Als je wil weten waaraan onze apparatuur moet voldoen (en als je van lezen houdt ) moet je de desbetreffende ETSI norm opzoeken. Voor onze zenders geldt EN 300 328, waarvan V1.7.1 volgens mij momenteel nog geldig is en waarvan V1.8.1 per april 2014 de definitieve versie is. In hoofdstuk 4 vind je de eisen, waaraan onze apparatuur moet voldoen.

ETSI - List of Harmonized Standards

Power spectral density wordt beschreven bij dsss systemen en in hoofdstuk 5.3.3 kun je lezen hoe dit wordt gemeten. Uit de meetmethode begrijp ik, dat men per MHz segment een x aantal metingen doet, de gevonden waarden sommeert en zo per MHz aan een getalwaarde komt. Het hoogst gemeten MHz segment wordt vervolgens als maximale waarde voor de spectrale dichtheid aangehouden. Dit moet dan minder of gelijk zijn aan 10 mW e.i.r.p.

Voor fhss systemen wordt de spectrale dichtheid niet opgegeven en gemeten (of ik heb te vluchtig gelezen), maar vind je wel eisen voor o.a. duty cycle, dwell time en frequency gap.

Zo, die zijn voorlopig een paar dagen aan het lezen.....