Industrial Wireless Volle Signalstärke durch optimal positionierte Antennen

Durch Kenntnis weniger Grundlagen der Antennentechnik und entsprechender Planung lassen sich Optimierungspotenziale für eine Wireless-Anwendung ausschöpfen. Oft entscheiden schon Auswahl der geeigneten Antenne und ihre richtige Montage über das zuverlässige Funktionieren der Funkstrecke.

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Die Funktion und Zuverlässigkeit einer Funkstrecke wird wesentlich von der richtigen Planung und Umsetzung der Funkanwendung beeinflusst. Neben der Auswahl der geeigneten Funktechnik kommt es auf die verwendete Antenne an, deren Bedeutung für eine gute Funkverbindung hier erläutert wird.

Die über Elektronik und Leitung zur Antenne geführte elektromagnetische Welle geht von der Antenne auf die Umgebung über. Dabei ist die Funkwelle mit einem Lichtstrahl in einem Spiegelkabinett vergleichbar, denn sie unterliegt in der reflektiven metallischen Umgebung einer Industriehalle Effekten wie Reflexion oder Mehrwegeausbreitungen. Diese Einflüsse kann der Anwender durch entsprechende Antennentechnik unterbinden. Grundsätzlich wird hier zwischen Antennen mit einer Rundstrahl-Charakteristik (großes Bild) und Richtantennen unterschieden, die eine Vorzugsrichtung haben.

Jede Antenne strahlt die Funkwelle in einer bestimmten räumlichen Ausrichtung ab. Bei Rundstrahl-Antennen spricht man von linearer Polarisation (Bild 2). Ist die Antenne senkrecht angeordnet, handelt es sich ebenfalls um eine vertikale Polarisationsebene, die durch Reflexion der Funkwelle an einer metallischen Oberfläche geändert werden kann. Das hat zur Folge, dass die Funkwelle in beliebiger räumlicher Lage bei der Empfangsantenne der Gegenstation eintrifft, sodass nur ein Teil der Signalstärke an sie abgegeben wird. Die Antenne der Gegenstation empfängt also ein schwächeres Signal.

Bedeutung der Polarisations-Diversität

Der WLAN-Funkstandard sieht einen Antennen-Diversitäts-Algorithmus vor. Das bedeutet, dass das WLAN-Gerät beim Empfang eines jeden Datenpaketes zwischen zwei Antennen wählen kann. Dazu soll die eine Antenne horizontal, die andere vertikal angebracht sein. Auf diese Weise wird automatisch die Antenne genutzt, die der Polarisationsebene der auftreffenden Funkwelle am nächsten kommt, was zu einem geringeren Signalverlust führt. Als industrielle Lösung wird eine zirkular polarisierte Antenne eingesetzt, um den Effekt der gedrehten Polarisationsebene zu eliminieren.

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