http://www.stall.biz/project/externe-fl ... -loesungen
Update: 18.11.2015: Ist ein Ringkern notwendig? siehe unten.
Warum überhaupt eine externe Antenne ?
Als Funkamateuer hat man vielleicht ein anderes Verhältnis zur Hochfrequenz. Aber jeder Anfänger lernt als Erstes, daß die Antenne der beste Hochfrequenzverstärker ist. Die Antenne ist einfach das A und O einer Sende- und Empfangsanlage, man kann diesen Satz nicht genug betonen!
Die Homematic ist auch eine Sende- und Empfangsanlage , die auf 868Mhz arbeitet. Deshalb ist auch hier die Notwendigkeit einer guten Antenne die Vorrausetzung für einen stabilen und störsicheren Sende- und Empfangsbetrieb. Allerdings wenn man in die geöffneten HM-Funkmodule reinschaut und den dort als Antenne fungierenden Drahtstummel sieht, dann weiß man sofort, welches Verbesserungspotential mit einer "richtigen" externen Antenne möglich ist.
Natürlich lohnt eine externe Antenne nur dann, wenn man Verbindungsprobleme innerhalb des Homematic-Netzes hat. Haben die Module mehr oder weniger Sichtverbindung, dann muß man sich um eine Verbesserung der Antenne sicher nicht kümmern. Aber beispielsweise in einem typischen 1 1/2-stöckigen Haus mit Keller , Erdgeschoss und Obergeschoss habe wir im ungünstigen Fall zwei Betondecken zwischen den HM-Kommunikationspartnern. Das kann schon zuviel sein, um einen störsicheren und zuverlässigen Betrieb sicher zu stellen.
Auf dieser Webseite wurden schon entsprechende Bauvorschläge veröffentlicht, wie man an der CCU1 , der CCU2 oder am Konfigurationsadapter einen Anschluss für eine externe Antenne herstellt und wie man sich im Selbstbau eine externe sog. Groundplane Antenne herstellt.
http://www.stall.biz/project/externe-cc ... rmeldungen
http://www.stall.biz/project/externe-an ... m-funknetz
http://www.stall.biz/project/externe-an ... ns-adapter
Warum eine Flachantenne ?
Die bisher sehr erfolgreich verwendete Antenne ist eine sog. Groundplane Antenne, die zwar klein ist aber doch aufgrund der räumlichen Antennenform nicht hinter dem Schrank oder der Kommode unsichtbar versteckt werden kann. Deshalb kam der Wunsch nach einer flachen Antenne auf, die einfacher an einem geeigneten Ort platziert werden kann. Bei den sehr guten Funkeigenschaften der Groundplane habe ich versucht , auch bei der Flachantenne bei dem Konzept zu bleiben. Man könnte nämlich statt der vier räumlichen Radials auch nur zwei Radials verwenden , die in einer Ebene (Flachantenne) liegen. Die Berechnungen zeigen, daß dies sehr gut möglich ist und trotzdem nahezu eine Rundstrahlcharakteristik erreichbar ist (siehe folgendes Bild).
> Vertikalstrahlerlänge 79,8mm
> 2 Radials (45°) mit 82,0 mm Länge
Das Konzept und der Selbstbau
Die praktische Umsetzung sollte auch mit wenig Bastelerfahrung möglich sein. Deshalb wurde eine Platine als Strahler konzipiert, an die einfach die Radials aufgelötet werden. Das folgende Bild sagt mehr, als viele Worte:
Als Anschluss verwendet man typisches dünnes und biegsames 50-Ohm WLAN-Antennenkabel mit den gebräuchlichen SMA-Steckern. Aber Achtung : SMA Stecker gibt es als Male und Female und mit Innenverbindung auch als Male- und Female-Ausgführung. Es gibt also insgesamt 4 verschiedene Typen von SMA Steckern/Buchsen !! Also genau hinschauen, sonst kauft man die falschen Anschlüsse. Weitere Fragen zum Anschluß der Antenne beantworten sicher die o.a. Artikel bzw. Links.
Zum Anschluß der Antenne muß man natürlich das jeweilige Gerät öffnen und verliert dementsprechend u.U. die Garantie. Man sollte deshalb schon mit dem Lötkolben umgehen können und etwas von Elektronik verstehen. In verschiedenen Artikeln hierzu (siehe o.a. Links) wird Schritt für Schritt das Vorgehen erklärt, so daß eigentlich jeder "Eingriff" erfolgreich sein sollte
Bisher habe ich immer einen Ringkern zwischen CCU-Antennenanschluss und Lötanschluss auf dem CCU-Board verwendet. Dies ist zweifelsohne der richtige Weg, wenn man nicht sicher ist, inwieweit die Platine beim "Abstrahlen" ungewollt mitspielt. Deshalb habe ich zu diesem Thema verschiedene Versuche mit und ohne Ringkern unternommen.
Das Ergebnis ist eindeutig:
Bei einer externen Antenne für die Homematic-Module ist ein Ringkern nicht notwendig bzw. ein Ringkern bringt keine meßtechnisch wahrnehmbaren Vorteile!
Vergleich mit anderen Antennen
Natürlich entsteht immer die Hauptfrage: Was bringt eigentlich die externe Antenne gegenüber der eingebauten Antenne? Allgemein kann man die Frage nur in einem idealen Versuchsumfeld (Freiraum) messen und beantworten. Aber ideal nützt dem Einzelne gar nichts , weil jeder die Frage möglichst ähnlich seinem individuellen HM-Umfeld beantwortet haben möchte. Deshalb habe ich mit meiner eigen wahrscheinlich typischen HM-Installation verschiedene Antennen gemessen. Als Meßwerkzeug wurde auf der CCU die Systemerweiterung "devconfig" installiert. Damit kann man die Sende- und Empfangsfeldstärken der einzelnen Funkmodule abfragen. Mehr dazu im Homematic-Forum: Stichworte rssi und devconfig.
http://homematic-forum.de/forum/viewtop ... ig#p233643
Gemessen habe ich vier verschiedene Antennen :
> die Original CCU2-Antenne
> meine "alte" Groundplane mit 4 Radials
> die "neue" Flachantenne aus diesem Beitrag
> eine käufliche 868Mhz-Stabantenne aus China
Gemessen wurde an einem sehr ungünstigen Aufstellort im Keller und an einem günstigen Aufstellort im Erdgeschoss meines typischen 1 1/2 stöckigen Einfamilienhauses. Gemessen wurde mit 30 verschiedenen HM-Modulen , die naturgemäß im ganzen Haus verteilt sind. Die gemessenen Werte sind die Mittelwerte aus den Signalstärken der 30 Module.
Hier die Ergebnisse:
Bei dem günstigen Aufstellort der Antennen im Erdgeschoss ist der Unterschied der verschiedenen Antennenformen nicht so groß. Aber immerhin sind zwischen CCU-Antenne und den anderen Antennen so um die 3dB Unterschied auzumachen, was einer doppelten Empfangsleistung entspricht.
Nicht jeder ist mit dem logarithmischen Maß Dezibel vertraut, deshalb im folgenden Bild die Unterschiede der Signalleistung als Faktoren:
Anmerkung:
Interessenten können dden Komplettbausatz für die Flachantenne in meinem Webshop erwerben. http://www.stall.biz/produkt/komplettba ... achantenne
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