WLAN Antennen vermessen - 2021
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Hallo,
die ESP8266 und ESP32 Bastler brauchen manchmal einen etwas besseren Empfang. Da bietet sich eine externe Antenne an.
Das Angebot ist reichhaltig, aber unübersichtlich und volatil.
Habe mir einige gekauft und vermessen. Hier ein kleiner Auszug der Ergebnisse.
Vorweg- Gemessen habe ich das Stehwellenverhältnis, SWR oder VSWR ganannt. Das kann man im 2.4GHz Bereich heute mit erschwinglichen Geräten messen. Dieser Wert sagte etwas darüber aus, wie gut der Energieaustausch zwischen Elektronik (z.B. ESP) und der Antenne erfolgt. Für einen guten Austausch ist eine Abstimmung des Wellenwiderstands erforderlich.
EIn gutes SWR ist eine notwendige Voraussetzung. Wenn es am Energieaustausch schon klemmt, dann braucht man mit der Antenne gar nicht weiter machen.
Der ideale Wert ist 1. Dann wird die Energie vollständig ausgetauscht. Bei einem Wert von 2 werden noch 89%, bei 3 75% und bei 6 noch etwa die Hälfte ausgetauscht. - Den Antennengewinn kann ich leider nicht messen. Ich gehe davonaus, daß die Angaben der ali und ebay Händler meist übertrieben sind. Das ist aber für unsere Anwendungen auch gar nicht so wichtig und meist auch gar nicht gewünscht. Die Antenne kann die Energie natürlich nicht vermehren, sondern lediglich bündeln. Ganz grob ausgedrückt wird aus einer idealen kugelförmigen Abstrahlung eher die Form eines plattgedrückten Torus (Donut, Schwimmring). Je höher der Antennengewinn umso genauer muß man also die Abstrahlebene ausrichten.
- Die untersuchten Antennen werden als Dual Band Antennen beworben. Über die Fähigkeiten im 5GHz Bereich kann ich allerdings nichts sagen. Mein derzeitiges Meßgerät gibt das nicht her. Für unsere ESPs ist das auch nciht weiter wichtig.
Billigantenne - einfacher Dipol
Einen einfachen Dipol kann man sich aus einer Koaxialleitung selbst bauen (Anleitung). Man kann sie aber auch günstig bei aliexpress erwerben. Ich habe dort einen Zehlerbundle der Bestellnummer 4001057264138 für ca. 2.70 EUR erworben. Da ist ein kurzes Stück miesen Koaxkabels mit IPX Stecker dabei. Kann man so bei manchen ESP Varianten direkt einsetzen.
Die Antenne ist brauchbar. Man kann damit gute Werte erhalten. Aber anfgrund der kleinen Gesamtmasse fehlt etwas "Gegengwicht" und das Ergebnis ist stark von der Umgebung abhängig. Man muß also etwas bei der Befestigung experimentieren.
Und das dünne Drähtchen, also der Mittelleiter, welcher die eigentliche Antenne darstellt, verbiegt sich leicht.
Wenn alles gut geht, haben Antennen solcher Bauform ca. 2dBi Gewinn.PCB Antenne
Die Antenne ist kompakt und aufgrund ihrer Bauform auch mal in eine AP-Dose zu integrieren. Für 2.70EUR habe ich von dieser Bauart nur 2 Stück bekommen, ali 1005001508059306.
Die Bauart ist mechanisch robuster, elektrisch leidet aber auch sie unter den geringen Kufperflächen als "Gegengewicht". Auch ihre Eigenschaften sind sehr stark von der Umgebung abhängig
hier mal ein paar Messungen.
Mit etwas Geduld kann bei entsprechender Umgebung der Antenne auch mal 1.2 sehen.
Längere Antenne
Wer Platz hat, der kann für ca. 2.50 die ali 32957651139 kaufen (sehe gerade, daß dort die Portokosten mittlerweile unangemessen sind, man bekommt diese Antennen wohl auch anderswo).
Diese Antenne ist deutlich weniger von ihrer Umgebung abhängig und hat ordentliche Messwerte
Viel Erfolg beim Basteln mit den ESPs!
- Gemessen habe ich das Stehwellenverhältnis, SWR oder VSWR ganannt. Das kann man im 2.4GHz Bereich heute mit erschwinglichen Geräten messen. Dieser Wert sagte etwas darüber aus, wie gut der Energieaustausch zwischen Elektronik (z.B. ESP) und der Antenne erfolgt. Für einen guten Austausch ist eine Abstimmung des Wellenwiderstands erforderlich.
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@klassisch Super!
Kennt Eugen den Test? -
@Homoran Diesen speziellen habe gerade erst heute morgen durchgeführt. Habe Eugen aber schon lange auf das verwendete Messgerät hingewiesen und er wollte sich auch so eines anschaffen.
Das Übel mit den Chinaantennen ist die Volatilität. In einem Jahr kann der Markt wieder ganz anders aussehen oder auch Schund in der gleichen Plastikhülle stecken.
Das ist der Vorteil deseinfachen Dipols und der PCB. Da sieht man, was man bekommt. -
Noch 2 Antennen:
"2.4GHz WiFi antenna 5dBi Aerial", ali 32959645279 DLENP Store, 2.07 EUR das Stück
Und das steckt drin:
Dann noch eine, die schick aussieht, viel verkauft wird, aber doch einen deutlichen Proximity-Effekt gezeigt hat und mir nicht so gut gefällt. Ist auch ein Stück teurer.
Vielleicht ist sie tatsächlich dual band oder hat mehr gain. Die Beliebtheit muß ja einen Grund haben. Aber für 2.4GHz gefallen mir die anderen Antennen besser.2.4GHz wifi 5GHz 5.8Ghz real 8dBi, ali 32956024647 EOTH
3.36 EUR das Stück. Interessant ist die Bezeichnung "real 8dBi". Kann ich leider nicht nachprüfen.
Schick mit roten Ralleystreifen und Fen Shui Dagon Gate oder so.
Macht die HF nicht besser, das Teil aber teurer.
ausgeprägter proximity effekt. Auf dem Tisch liegend nicht so gut
"freistehend" etwas besser, aber nicht überragend
Für Anwendungen im 2.4GHz Bereich ist das aus meiner Sicht nicht die beste Alternative. Wie gesagt, über 5GHz und "real 8dBi" gain kann ich nichts sagen. Vielleicht hat diese Antenne dort Stärken.
Wer noch ein paar Zahlen zur Bedeutung des VSWR benötigt: https://bos-antennen.de/technische-infos/einfluss-von-swr-und-antennengewinn-auf-die-reichweite/
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@klassisch Bei diesen ganzen schönen Messungen muss man als Anwender aber immer im Hinterkopf haben, dass mehr Leistung nicht nur Vorteile bringt.
Wenn das Aufrüsten in der ganzen Nachbarschaft immer weitergeht ist irgendwann das Grundrauschen im 2,4GHz Bereich so hoch, dass gar nichts mehr läuft.
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@homoran Ja, selbstverständlich. Schon die overall Ökonomie gebietet den Start mit unmodifizierten ESPs. Wenn das funktioniert, ist das auch gut genug.
Wenn man sich dann allerdings den 90dBm nähert und auch mit möglichen Lageoptimierungen nicht weiter kommt, dann kann man mit einer Antenne was machen.
Und wahrscheinlich ist es besser, dem nahezu "verhungerten" ESP in der letzten Kellerecke eine Antenne zu spendieren statt einen zusätzlich AP zu installieren.
