Antennen: Verstärker oder "nur" Verlängerung

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xardas

Erfahrener Benutzer
#1
Moin Moin liebe FPV´ler,

bevor ihr das hier lest solltet ihr euch vielleicht Popcorn holen und zurücklehnen, damit ihr euch an meinen, durch extremer Unwissenheit gestellten Fragen belustigen könnt :cool:

ich habe jetzt schon fleißig gelesen, habe aber noch ein paar Grundlegende Fragen:

1. Antennen verstärken das Signal nicht, sondern richten es nur konzentrierter aus und bewirken somit eine größere Reichweite, richtig?

2. Braucht man für z.B. einen 2,4GHz Sender "nur" eine 2,4GHz Antenne oder gibt es dort noch weitere speziellen Anforderungen?

3. Sendet die Antenne mit der gleichen Leistung wie der Sendung? Also wenn ich einen 2,4Ghz Sender mit 5mw an eine Antenne anschließe sendet sie dann 5mw? Und wenn ich dann auf 2,4Ghz 10mw erhöhe, geht die Antenne da mit? Oder "knallt die irgendwann durch"

Vielen Dank für eure Antworten,

gruß,

Xardas
 

Neodym80

FPV süchtig
#2
Hi,

Zu 1.) ja sehe ich genau so
Zu 2.) mehr brauchst du nicht ausser eine Spannungsquelle und ein Videosignal ( aber ich denke das meintest du nicht :)
und 3.) also die Leistung des Senders ist der Antenne egal, sag ich mal, zumindest in unseren Leistungsbereichen, wie sich das bei riessigen 500W Sendern verhält, keine Ahnung, der Grossse Antennen Guru bin ich jetzt aber auch nicht, also alle Angaben ohne Gewähr :)
 

xardas

Erfahrener Benutzer
#3
ok, danke! Noch eine Frage:
Was bedeuten die "db" bei einer Antenne?

db = Dezibel, also die "Lautstärke" mit der die Antenne das Singnal in eine Reichtung "brüllt"?
 

andorn

Erfahrener Benutzer
#5
db: Besser die Verstärkung bzw. die Dämpfung des Signals durch die Antenne. Richtung hängt dann von der Bauform der Antenne ab.
 

kritzelkratzel

Erfahrener Benutzer
#6
1. Antennen verstärken das Signal nicht, sondern richten es nur konzentrierter aus und bewirken somit eine größere Reichweite, richtig?
2. Braucht man für z.B. einen 2,4GHz Sender "nur" eine 2,4GHz Antenne oder gibt es dort noch weitere speziellen Anforderungen?
3. Sendet die Antenne mit der gleichen Leistung wie der Sendung? Also wenn ich einen 2,4Ghz Sender mit 5mw an eine Antenne anschließe sendet sie dann 5mw? Und wenn ich dann auf 2,4Ghz 10mw erhöhe, geht die Antenne da mit? Oder "knallt die irgendwann durch"
Hier muss ich echt meinen Senf nochmal dazugeben, weil Antennen ein nicht unerheblicher Teil meiner beruflichen Tätigkeit sind:

Zu 1) Prinzipiell richtig. Eine übliche passive Antenne kann die abgestrahlte Energie nicht verstärken. Sie bringt nur das zur Abstrahlung, was sie aufgenommen hat, wenn man von elektrischen und dielektrischen Verlusten einmal absieht. Sie kann jedoch dafür sorgen, dass die abgestrahlte Leistungsdichte (gemessen in Watt/m²) in gewissen Raumrichtungen maximiert wird. Es gibt aber auch sog. omnidirektionale Antennen, welche versuchen, in möglichst allen Raumrichtungen eine gleiches Maß an Energie abzustrahlen oder einzufangen. Diese Omni-Antennen sind z.B. Dipole oder Monopole, wobei auch diese z.B. entlang ihrer Rotationsachse eine sog. "Nullstelle" haben und somit nicht wirklich omnidirektional arbeiten. Der Begriff Nullstelle steht für eine Raumrichtung (z.B. gemessen in Kugelkoordinaten theta und phi), in die keine oder nur sehr wenig Energie abgestrahlt wird oder empfangen wird.

Für FPV auf langen Übertragungsstrecken werden aber Antennen gebraucht, die eine hohe Richtwirkung (einen hohen Gewinn) haben, um den Videolink aufrecht erhalten zu können. Der Preis den man dafür bezahlt ist die Notwendigkeit des Nachführens/Ausrichtens der Antenne zum Flugzeug. Das passiert bei den üblichen Antennentrackern auf mechanischem Wege.

Zu 2) Es kommt darauf an, für welchen Frequenzbereich eine Antenne ausgelegt ist. Die einfachen 2.4GHz und 5.8GHz Antennen sind eigentlich nur für ihren speziellen Frequenzbereich gemacht. Wenn du eine 2,4er-Antenne an einen 5,8-er Sender hängst, machst du den Sender mit Sicherheit nach einer Weile kaputt, weil die von ihm erzeugte HF-Leistung von der Antenne nicht aufgenommen werden kann und von ihrem Antenneneingang direkt zum Sender zurückreflektiert wird, wo die HF-Endstufe dann den Geist aufgibt. Wenn hingegen am Empfänger eine falsche Antenne montiert wird, passiert technisch gesehen nichts. Der Empfänger bekommt kein richtiges Signal, weil die Antenne es nicht empfangen kann. Der Empfänger kann aber auch nicht kaputt gehen dadurch.

Zu 3) Wenn die Antenne im Frequenzbereich für den sie ausgelegt ist zu deinem Sender passt, dann wird sie die Leistung aufnehmen und zur Abstrahlung bringen, welche du ihr zuführst. Es werdem jedoch immer hier und da ein paar Verluste auftreten, z.B. am Ausgang des Senders auf den SMA-Stecker, oder wenn zwischen Sender und Empfänger noch ein HF-Kabel hängt. Solche Sachen "klauen" dir hier und da etwas von der eingespeisten Sendeleistung.

Antennen können auch durchknallen, so etwas habe ich auch schon einmal gesehen. Jedoch passiert das erst bei wesentlich höheren Sendeleistungen (z.B. bei bei Sendeleistungen im Kilowatt-Bereich, wenn wir die 2.4/5.8 GHz-Frequenzen einmal betrachten). Das wird bei dir also nie das Problem sein. Übrigens, vor dem "Durchknallen" hat der Gott der Elektrodynamik das "Warmwerden" gesetzt, d.h. wenn deine Antenne einfach zu heiß wird, dann hast du ggf. ein Problem. Bei den mir bekannten Sendermodulen von Airwave (ich glaube die gehen bis 500mW) meine ich aber, dass du dir mit den üblichen FPV-Antennen keine Gedanken machen musst.

Gruß,
KK
 

Onkel Dirk

Neuer Benutzer
#8
Hallo zusammen,
wenn wir schon bei den schönen Thema sind, frag ich gleich mal Unwissenheit weiter. :rolleyes:
Was wäre denn jetzt wenn ich einen Antennenverstärker z.b. diesen hier:

http://www.google.de/imgres?sa=X&bi...239&start=0&ndsp=46&ved=1t:429,r:11,s:0,i:115

zwischen Sender und Antennte verbauen würde? Bringt dann meine 3db Antenne (mit einem 20db Verstärker)
eine Leistung von 23db?
Oder eher eine Leistung von 0 db weil mir dann der Sender kaputt geht ! :confused:
Was macht bzw. wie funktioniert denn ein Verstärker genau? Der o.g. bekommt ja nicht einmal externen Strom!
Anders gefragt, was benötigt man an Leistung für eine Reichweite von ca 1,5km-2km?
Fragen über Fragen! ! ! :D
LG
Onkel
 

VikiN

Flying Wing Freak
#9
Der von Dir verlinkte verstärker ist für dvb-t 30-950 mhz ( für fpv verwenden wir 5, 8 ghz oder 2, 4 ghz )
ausserdem hat der nicht sma/rp-sma anschlüsse, sondern wie vei Ferseh/Satelkitenempfängern üblich "F-Stecker"

Der bringt dir also gar nichts
Selbst für den eigentlichen zweck - verstärken des signals von 30-950mhz ist der nicht optimal,
da der auch störungen verstärkt
 
#10
das Thema Antennen Booster für 2G4 RC haben wir im RealistenForum schon mal ausführlich und erfolgreich mit Bauanleitung erörtert...obwohl die Antenne trotzdem dabei nicht "durchknallt" da muss man schon ein Mikrowellenherd Magnetron hernehmen..
sinnvoll kann für 2G4 Video aber der Einsatz eines Sattechnik Kabel Inline Verstärkers sein, der in die RX Antenne am Boden eingeschleift wird. Muss nur noch mit +12v separat versorgt werden
http://dl4xav.sysve.de/rx.sat/sat.amp.html

Guten Flug
 
Zuletzt bearbeitet:
#11
Super das sind schon mal gute Informationen!
Leider nicht das was ich erhofft habe, aber man kann eben nicht alles haben.
Ich bin kurz davor mir das Fatshark Attitude-System zu holen.
Habe gelesen das man mit Richtantennen die bestemögliche Reichweite erziehlt.
Das einzige Problem bei der headtracking Funktion muss ich ja meinen Kopf und somit auch die Antenne
vom Modell wegdrehen und verliere dann ggf. den Funkkontakt da sich die Antenne an der brille befindet.
Gibt es da nichts fertig zu kaufen ?
Eine Reichweite von 1,5km wäre halt echt super! so mein Empfinden.
Für Vorschläge und Ratschläge bin ich jederzeit zu haben.
Ich werde mich im o.g. RealistenForum mal durchlesen ob ich was passendes finde.
Danke für die Antworten, habe wieder ein bisschen dazu gelernt.
Kommt eigentlich jemand aus dem Raum Speyer ?
LG
Dirk
 

VikiN

Flying Wing Freak
#12
du musst ja nicht gleich ne 12 turn helix als richtantenne verwenden
ne 4/6 turn reicht für den anfang - 1,5km wären eh schon ausser sichtweite ( ausser du hast nen 3m e-segler oder so... )
 

kritzelkratzel

Erfahrener Benutzer
#13
Hallo zusammen,
wenn wir schon bei den schönen Thema sind, frag ich gleich mal Unwissenheit weiter. :rolleyes:
Was wäre denn jetzt wenn ich einen Antennenverstärker
zwischen Sender und Antennte verbauen würde? Bringt dann meine 3db Antenne (mit einem 20db Verstärker)
eine Leistung von 23db?
Oder eher eine Leistung von 0 db weil mir dann der Sender kaputt geht ! :confused:
Was macht bzw. wie funktioniert denn ein Verstärker genau? Der o.g. bekommt ja nicht einmal externen Strom!
Anders gefragt, was benötigt man an Leistung für eine Reichweite von ca 1,5km-2km?
Fragen über Fragen! ! ! :D
LG
Onkel
Ist ja eigentlich schon alles gesagt, aber noch ein Wort zu deinem Vorschlag: Der Verstärker, den du dir vorstellst, ist ein Low Noise Amplifier (LNA), der nur sehr, sehr geringe absolute Leistungspegel an seinem Eingang überhaupt verkraften kann. So geringe Leistungspegel, wie die Sat-TV-Signale eben haben, wenn sie aus 36000km den Weg vom Satelliten zu deiner SAT-Schüssel gefunden haben.

Wenn du mit 25mW = 14dBm Sendeleistung deines AV-Senders auf den LNA raufgehst, wird er sofort in Sättigung getrieben und übersteuert. Vielleicht geht er auch kaputt und in folge dessen auch dein Sender kaputt. Was du bräuchtest ist ein HPA (High Power Amplifier), der aber schnell dein Setup an den Rand der Illegalität treibt. Ich führe das hier lieber nicht weiter aus, sonst gibt's von den Mods was auf die Finger.

Etwas anderes wäre es, einen LNA auf der Empfänger-Seite zu betreiben:
http://fpv-community.de/showthread.php?16729-LNA-statt-Antennentracker
Aber PeteR, der es wohl schon mal ausprobiert hat, war nicht begeistert vom Ergebnis.
 
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Wowbagger

Erfahrener Benutzer
#14
Etwas anderes wäre es, einen LNA auf der Empfänger-Seite zu betreiben:
http://fpv-community.de/showthread.php?16729-LNA-statt-Antennentracker
Aber PeteR, der es wohl schon mal ausprobiert hat, war nicht begeistert vom Ergebnis.
Das finde ich prinzipiell interessant.
PeteR schreibt in diesem Thread aber auch, dass er es nur mit 2,4 ausprobiert hat und dort nicht viel brachte. "Nicht viel brachte" in Bezug auf mehr Reichweite oder bessere Qualität im Nahbereich oder beides?
Gleichzeitig steht da aber auch "Sinnvoll als Trackerersatz an der SPW", d.h. man könnte dabei evtl. eine Verbesserung bei einer SPW bekommen?

Ich habe aktuell nur eine SPW in Betrieb und bis gut 800-900m bei idealen Bedingungen komme ich damit. Allerdings habe ich auch schon bei kürzeren Entfernungen (200m) oder über Kopf (150-200m) wegen der Topnull kurze Aussetzer. Da frage ich mich, ob so ein LNA in diesem Bereich etwas bringen würde.
 

kritzelkratzel

Erfahrener Benutzer
#15
Ich habe aktuell nur eine SPW in Betrieb und bis gut 800-900m bei idealen Bedingungen komme ich damit. Allerdings habe ich auch schon bei kürzeren Entfernungen (200m) oder über Kopf (150-200m) wegen der Topnull kurze Aussetzer. Da frage ich mich, ob so ein LNA in diesem Bereich etwas bringen würde.
Gegen die Nullstelle im Antennendiagramm wirst du nichts machen können. Allerdings ist in den Winkelbereichen um die Nullstelle herum eine Verbesserung zu erwarten.

Es gibt auch einen Nachteil: wenn der LNA läuft und du zu dicht mit deinem Sender rankommst, dann kann dein normaler Empfänger oder auch der LNA selbst in Sättigung getrieben werden, was die Empfangsqualität sicher beeinträchtigt. Aber diese ganze Ausrüstung ist ja am Boden, wo es sich anbietet, den LNA einfach bei Bedarf ein oder auszuschalten. Wenn ich mich recht entsinne hat dieser Chip von Hittite (vgl. meinen alten Beitrag) eine Bypass Pin, so dass man keine umständlichen mechanischen HF-Schalter oder PIN-Dioden Schalter bräuchte.


Edit: der obige LNA hat keinen Bypass, aber dieser hier hat einen:
http://www.hittite.com/products/view.html/view/HMC604LP3
 
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Wowbagger

Erfahrener Benutzer
#16
Klar, gegen die Topnull selber hilft das nicht, aber evtl. verkleinert sich der Bereich mit Störungen.

Nur: Per Schalter den LNA zu deaktivieren finde ich nicht so praktisch. Da müsste ich dann ja einen Schalter an der Groundstation im Flug bedienen. Gefällt mir nicht ganz so.
Aber probieren würde ich mal, ob überhaupt eine Sättigung auftritt, ich benutze nur 25mW. Nur: Wo kriege ich so einen Chip her? Bei dem Link muss ich gleich 10 bestellen. Zum Probieren ist mir das zu viel.
Und wenn man so einen Chip hat, setzt man den einfach zwischen Empfänger und Antenne und schließt Spannung an den Chip an. Das klingt nicht so kompliziert, bzw. es wäre vielleicht nicht schlecht, direkt an den Empfänger (Airwavemodul) statt des SMA-Anschlusses den Chip und daran dann den SMA. Oder spricht da was gegen?
 

kritzelkratzel

Erfahrener Benutzer
#17
Bei Digikey.de kann man die Chips bestellen, auch als Privatperson. Wenn man dann noch ein ein paar andere Sachen dazupackt (z.B. eine passende Breakout-Leiterplatte) und über ca. 65 € kommt, dann gibt es den Versand kostenlos, inklusive aller Zoll- und Steuerformalitäten. Ich habe bei Digikey schon mal bestellt und es an meine Firma schicken lassen, wegen UPS-Lieferung. Hat problemlos funktioniert.

Ich befürchte aber, dass so ein fliegender Aufbau mit in-der-Luft hängenden SMA-Steckern nicht so richtig pralle laufen wird. Eine kleine Leiterplatte wäre auf jeden Fall besser. Wenn ich nicht gerade mit meiner 3D-Kamera beschäftigt wäre, würde ich mich gleich hinsetzen und ein kleines Layout machen. Dagegen spricht, dass du die QFN-Packages mit dem Lötkolben wohl nicht mehr selbst auf eine Platine löten kannst und so einen SMD-Backofen brauchst.

In der Summe doch alles aufwändig. Wenn du es echt wissen willst, dann kaufst du dir am besten den LNA-5g8-1 als Fertigteil.
 

Wowbagger

Erfahrener Benutzer
#18
Ja, da hast Du Recht. Schon normales SMD-Löten ist nichts mehr für mich. Das kann ich kaum noch sehen.
Trotzdem vielen Dank für die Infos.
 
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Nicht offen für weitere Antworten.
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