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5-2020

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Antennen Vereinfachung

Antennen Vereinfachung der MIMO-Antenneninstallation Dieser Beitrag setzt bei den MIMO-Grundlagen an und geht dann etwas näher auf die FlexMIMO-Antenne von Laird Connectivity ein. Quelle: Simplifying MIMO Antenna Installations with the FlexMIMO Antenna Laird Connectivity 2019 übersetzt und gekürzt von FS Was genau ist eine MIMO Antenne? MIMO (Mehrfacheingang, Mehrfachausgang) bedeutet im Grunde zwei oder mehr Antennen in einer einzigen physikalischen Struktur. Mit mehreren Antennen statt mit nur einer kann man unter bestimmten Bedingungen einen höheren Datendurchsatz, eine größere Reichweite und eine allgemeine Leistungsverbesserung erreichen. Einfach gesagt: Zwei Antennen empfangen die gleichen Funkwellen und damit helfen sie dem angebundenen Empfangssystem, die Informationen besser zu rekonstruieren, da zwei Empfangsmöglichkeiten eine höhere Qualität versprechen als nur eine. Für die meisten, wenn nicht alle Geräte, die eingebettete MIMO-Antennen nutzen oder sogar erfordern, sind sowohl Gerätevolumen als auch Antennenplatzierung kritisch. Bezüglich Volumen benötigt man Platz in einem Gerät für mehrere Antennen. Auch die Antennenplatzierung kann eine Herausforderung sein; wenn die Antennen nicht richtig installiert sind, kann die Konnektivität beeinträchtigt werden. Zur Einzelantennen- Installation Die Antenneninstallation ist meist eine schwierige Sache. Wenn die Platzierung nicht genau in der Hauptkeule des Empfangssignals oder auf den Empfänger ausgerichtet erfolgt, wird die Konnektivität nachteilig beeinflusst. Mehrere Antennen müssen den richtigen Abstand voneinander (mindestens 1/4 der Wellenlänge) haben. Dies wird besonders kompliziert, wenn man versucht, mehrere Antennen in einem kleinen Raum unterzubringen. Ein 90°-Winkel ist typisch für ein 2x2-MIMOAntennenarray; das bedeutet, dass jede Antenne in eine um 90° unterschiedliche Raumrichtung zeigt. Oft ist ein 2x2-Antennearray nicht genug. Um die Leistung um eine Stufe zu steigern, kann man ein 4x4-MIMO-Antennenarray verwenden. Der Einbau von vier Antennen in ein Gerät ist natürlich eine noch größere Herausforderung als die Standardlösung 2x2 MIMO. Aber die Alternative, sie außerhalb des Geräts zu platzieren, macht sie anfällig für Schäden während des Gebrauchs. Sie müssten robuster ausgeführt werden. Als Korrelation der Antennenmuster definiert man, einfach ausgedrückt, die Menge von Ähnlichkeiten (oder Unähnlichkeiten) zwischen zwei (2D- oder 3D)-Strahlungsdiagrammen im Raum. Um den größten Vorteil aus einem 2x2- oder 4x4-Anten- Bild 1: 2x2-Antennenarray Bild 2: 4x4-Antennenarraybei einer 0°-Konfiguration Bild 3: 4x4-Antennenarraybei einer 180°-Konfiguration 24 hf-praxis 5/2020

Antennen nenarray zu schöpfen, müssen die Antennen ein gewisses Maß an Unähnlichkeit haben. Unähnliche Antennenmuster sorgen in Antennen-Diversity-Systemen für die Steigerung der Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eine der Antennen das Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt korrekt empfängt. Man kann diese Unterschiede schaffen durch Trennung und Orientierung der Antennen. Vorteil bezüglich der Störunempfindlichkeit und Redundanz gibt. Beide Antenne erhalten im Empfangsfall die gleichen Funkwellen auch bezüglich Polarisation. Starke als auch schwache Signale werden gleichartig empfangen. Wenn jedoch jeweils die Antennen unterschiedlich starke Anteile am Funksignal empfangen, wie das bei verschiedener Polarisation der Fall ist, erhöhen sich die Chancen für ein besseres Gesamtergebnis, insbesondere in punkto Zuverlässigkeit der Verbindung. Die FlexMIMO-Antenne setzt auf zwei Antennenfelder pro Gerät (was insgesamt vier Antennen ergibt) und erreicht damit eine stark reduzierte gesamte Stellfläche. Mit zwei Flex- MIMO-Antennenarrays, strategisch in einem einzigen zusammengefasst, wird der wenigste Platz beansprucht, während immer noch der flexible Formfaktor und der hohe Antennenwirkungsgrad existieren. Hierbei sind die Spielarten nach Bild 2 und 3 möglich. ◄ Die FlexMIMO- Antenne Schauen wir uns nun das Laird-Produkt genauer an: Die FlexMIMO-Antenne von Connectivity ermöglicht auf viele Arten einen einfacheren Installationsprozess, bei gleichzeitiger Verbesserung der Leistung gegenüber anderen MIMO-Antennen. Bei anderen MIMO-Antennen müssen Anwender mindestens zwei separate Antennen in ihrem Gerät installieren. Die Laird Connectivity Flex- MIMO unterscheidet sich hier dadurch, dass es sich um eine Einheit mit zwei integrierten Bandantennen speziell für 802.11a/b/ g/n- sowie 802.11ac- WLAN-Module handelt, die MIMO- oder WiFi- Diversity verwenden. Orientierung der Antennen und Abstand zwischen diesen beiden Antennen sind bereits für ideales MIMO optimiert. Damit verbessert die FlexMIMO deutlich Größe, Kosten und technische Anforderungen durch eine bereits optimiert 2x2-MIMO-Antenne (zwei Sende-/zwei Empfangsantennen). Wi c h t i g d a b e i : E i n 90-Grad-Winkel ist typisch für ein 2x2-MIMOAntennenarray (Bild 1). Denn lässt man jede Antenne mit gleicher Polarisation arbeiten, sind sich die Signale zu ähnlich, sodass es keinen wesentlichen + + ! Erweitert im MIWEKO`s Portfolio stellen wir Ihnen den Hersteller Focusimple vor: !"#$%&'()*+ *&,+ %-./0*/+ 1./-,*/+ .+ 3*'+ 4*5 6&*-+ 3*/+ 7!58+ 9!5+ $,3+ :&0/";*))*,0.6*)+ 6&%+

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