Hallo, ich beschäftige mich derzeit mit Antennentests. Ein Gebiet, in das ich mich nun eingelesen habe ist Antennen Diversity. Mich würde interessiern wieviel Gewinn sich durch den Einsatz der verschiedenen Diversity Arten erzielen lässt. Da ich nicht direkt aus der Antennentechnik komme, kenn ich keine gute Literatur über diese Problematik. Im Netz finde ich gerade über den theoretischen Gewinn wenig bis gar nichts. Könnt ihr mir da ein Buch nennen oder Seiten wo ich etwas darüber finde? Viele Grüße und vielen Dank Christopher
Der Gewinn steigt nicht, denn Gewinn hat jede Einzelantenne für sich selbst. Nur dass bei diversity Betrieb die Chance gross ist, dass immer eine Antenne genug Signal "sieht". Bei diversity Betrieb wird ja zwischen den Einzelantennen hin und her geschaltet, d.h. der Empfänger "sieht" immer nur eine Antenne. Der Gewinn von zwei oder mehr Antnennen steigt nur, wenn sie als gestockte Anordnung zusammengeschaltet werden. Dann Ändert sich aber auch das Abstrahldiagramm ( die Richtcharakteristik ).
Demnach was ich bisher gelesen habe stimmt das nicht ganz. Bei Phase Diversity werden wohl alle Antennen gleichzeitig verwendet. Da wird der Gewinn mit
angegeben, wobei N die Anzahl der Antennnen ist.
Es sollte aber beachtet werden, dass der Abstand der Antennen größer als der Kohärenzabstand sein muss....
Stimmt was Christoph sagt, bei Phase Diversity werden alle Antennen gleichzeitig genutzt: steigert den Gewinn, aber vor allem lassen sich Störungen durch Mehrwegeempfang stark mindern. Diese Technik wird im Automotivebereich seit Jahren eingesetzt: alle besseren Autoradios nutzen das. Vielleicht findest du Infos bei den einschlägigen Chiplieferanten für solche Empfänger, z.B. SiLabs oder NXP. Letztere haben seit Jahren einen Phasediv-Chip namens Dirana, aktuell ist die Version 3.
Tja, hier müsste man also unterscheiden zwischen Antennengewinn und soetwas wie Systemgewinn. (?)
Hi, Stefan, > Tja, hier müsste man also unterscheiden zwischen Antennengewinn und > soetwas wie Systemgewinn. (?) Wenn mehrere Dipole zusammen geschaltet werden zu einer Gruppenantenne, dann steigt der Gewinn. Das beginnt schon, wenn Du zwei Yagi stockst und die beiden Dipole mit jeweils einer angepassten symmetrischen Leitung zum Knotenpunkt führst. Oder wenn Du deren Dipole über Symmetrierglieder auf 50 Ohm bringst und die Signale mit einem Power Splitter addierst. Die Spitze sind dann Antennengruppen vom Wullenwever-Typ wie in Augsburg-Gablingen, größer als ein Fußballstadion, mit so um 36 gleichzeitigen Antennenkeulen mit jeweils hohem Gewinn. Die Herausforderung ist das Großsignalverhalten der Antennenverstärker und der Antennenmatrizen, denn in Gablingen befindet sich nicht nur ein Kurzwellempfänger, sondern vermutlich mehr als hundert, die zugleich an jede beliebige Antennenkeule geschaltet werden können. Nur dann lohnt sich der Aufwand einer Wullenwever-Antenne gegenüber einer drehbaren Richtantenne. Von Systemgewinn würde ich bei Antennendiversity eher nicht sprechen. Wohl aber eine Zunahme der Verfügbarkeit des gewünschten Funkdienstes, wenn eine der Diversity-Antennen das Empfangsloch der anderen abdeckt. Aber das ist Definitionsfrage. Ciao Wolfgang Horn
>Von Systemgewinn würde ich bei Antennendiversity eher nicht sprechen. >Wohl aber eine Zunahme der Verfügbarkeit des gewünschten Funkdienstes, >wenn eine der Diversity-Antennen das Empfangsloch der anderen abdeckt. >Aber das ist Definitionsfrage. Hallo! Ja, genau so. Das hatte ich weiter oben im Prinzip ja schon gesagt. Daher kann man bei Diversity nach meiner Vorstellung nicht von Gewinn reden. Selbst wenn ich 20 Antennen mit Diversity-Logik versehe ist der Gewinn immer nur so hoch wie der einer einzelnen Antenne.
Wolfgang Horn schrieb: > Wenn mehrere Dipole zusammen geschaltet werden zu einer Gruppenantenne, > dann steigt der Gewinn. Klar, dass durch eine größere Antennenfläche mehr Energie aus dem Feld entnommen werden kann. Das hat aber nichts mit Diversity zu tun, bei dem durch Aufstellung der Antennen in genügendem Abstand erreicht wird, dass Störungen z.B. durch Fading nicht korreliert sind und man entsprechend höhere Chancen auf ein sauberes Signal hat.
Hallo, die Frage, ob Diversity einen Gewinn bringt, lässt sich so pauschal garnicht beantworten. Wenn man "saubere" Ausbreitungsbedingungen hat (quasi Weltraum), kann man die Antennen auch gleich fix koppeln, wie oben beschrieben (festes Beamforming). Diversity hat aber nur bei unklaren Ausbreitungsbedingungen (meist verbunden mit wechselnder Mehrwegeausbreitung) aufwandssinnvolle Vorteile. Daher erstmal die Fragen: Wie sieht die Ausbreitungsumgebung aus? Welche Antennen nutzt der Sender? Welche Anordnung/geometrische Ausprägung hat der Empfänger? Welche Art von Modulation wird genutzt? Welcher Aufwand ist gerechtfertigt? Welchse Diversity ist gemeint? (Antennenumschaltung, mehrere Empfänger, MIMO, ...) Ohne diese Dinge ist die Frage nach dem Sinn/Gewinn eher nebensächlich. Jedes Verfahren hat für seinen Einsatzzweck Vorteile. Gruss
Jain, Funker, > Klar, dass durch eine größere Antennenfläche mehr Energie aus dem Feld > entnommen werden kann. > > Das hat aber nichts mit Diversity zu tun, bei dem durch Aufstellung der > Antennen in genügendem Abstand erreicht wird Der entscheidende Unterschied zwischen einer Gruppenantenne aus zwei Empfangsantennen und Diversity zwischen zwei Empfangsantennen ist der Unterschied zwischen Summierung der Antennenspannnungen und Umschaltung auf die Antenne mit dem höheren Signal/Rauschverhältnis. Denn bei der Summierung kann es tragischerweise auch zur ungewollten Subtraktion infolge einer Phasendifferenz von Pi kommen. Ciao Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb: > Denn bei der Summierung kann es tragischerweise auch zur ungewollten > Subtraktion infolge einer Phasendifferenz von Pi kommen. Bei Phase-Diversity addiert man nicht einfach blind die Signale zweier Antennen: man baut adaptiv einen Laufzeitausgleich ein. Letztendlich wirkt das wie eine flexible Richtantenne. Gelöst wird das in digitalen Signalprozessoren, wie z.B. dem NXP Dirana. Ist seit ca 10 Jahren Stand der Technik. Im Mobilfunk (UMTS) geht man sogar noch einen Schritt weiter, da lassen sich die beim Mehrwegeempfang verzögert eintreffenden Signalanteile mit nur einer Antenne (mehr passt in ein Handy nicht rein) sogar noch auseinanderhalten, individuell verzögern und zu einem optimierten Signal addieren. Das geht z.B. mit einem Rake-Receiver.
Hi, Holler, wenn Du schon widersprechen willst, dann bitte keine Verschlimmbesserung. > Bei Phase-Diversity addiert man nicht einfach blind die Signale zweier > Antennen: man baut adaptiv einen Laufzeitausgleich ein. Letztendlich > wirkt das wie eine flexible Richtantenne. Gelöst wird das in digitalen > Signalprozessoren, wie z.B. dem NXP Dirana. Ist seit ca 10 Jahren Stand > der Technik. Dann befrage Deine Quelle dazu noch mal: 1. http://de.wikipedia.org/wiki/Antennendiversit%C3%A4t 2. Im selben Artikel: "Einen Schritt weiter als Diversität geht das Prinzip der Smart Antennas. Hierbei wird ein Array von vier oder mehr Antennen eingesetzt. Die Signale der Einzelelemente werden über einstellbare Phasenschieber kombiniert. Hierdurch entsteht eine Richtwirkung, die elektrisch eingestellt werden kann." 3. http://de.wikipedia.org/wiki/Gruppenantenne#Gruppenantennen 4. http://de.wikipedia.org/wiki/Phased_Array_Antenne wikipedia ist in Antennenfragen keine besonders ansehnliche Koryphäe, aber leicht erreichbar. In Sachen Gruppenantennen ist der Rothammel besser, mein Klassiker ist J.D. Kraus. > Im Mobilfunk (UMTS) geht man sogar noch einen Schritt weiter, da lassen > sich die beim Mehrwegeempfang verzögert eintreffenden Signalanteile mit > nur einer Antenne (mehr passt in ein Handy nicht rein) sogar noch > auseinanderhalten, individuell verzögern und zu einem optimierten Signal > addieren. Das geht z.B. mit einem Rake-Receiver. Entscheidend dafür ist ein Modulationsverfahren wie OFDM, das den Funkkanal unterteilt in zahlreiche Unterkanäle mit einer eher lange Bitdauer. Ciao Wolfgang Horn
@Wolfgang Horn: ich glaube wir reden einander vorbei: bei Phase Diversity von dem ich spreche, gibts es mehrere Einzelantennen. Im Auto sind das aus Kostengründen meist nur zwei, in den Scheiben, Kunststoffanbauten oder wo auch immer verbaute Drähte, die über direkt an der Antennenstruktur verbauten, aktiven Anpassungen separat zwei HF-Frontends (pro Band) zugeführt werden. Erst auf der digitalen ZF-Ebene erfolgt die Zusammenführung mit Laufzeitausgleich so, dass sich ein optimales Signal ergibt. Der Laufzeitausgleich wird vom DSP je nach Empfangssituation optimiert. Wolfgang Horn schrieb: > Entscheidend dafür ist ein Modulationsverfahren wie OFDM, das den > Funkkanal unterteilt in zahlreiche Unterkanäle mit einer eher lange > Bitdauer. Nö, bei UMTS wird das so gemacht und das verwendet einen einzigen, breitbandigen Träger (W-CDMA). Aber es ist richtig, mit einer einfachen analogen Modulation geht das nicht: entscheiden ist die Autokorrelationseigenschaft des Codes, damit kann der Searcher die Pfade unterscheiden und einer Einzelentzerrung zuführen. Ist jetzt vielleicht schon etwas OT: Im Mobilfunk werwendet man übrigens auch Transmit Diversity: auf der Sendeseite kann das Signal von mehreren, räumlich etwas voneinander entfernten Antennen gleichzeitig abgestrahlt werden, die im Empfänger entsprechend wieder voneinander unterschieden und geeignet kombiniert werden. Funktioniert auch wieder nur mit digitaler Modulation/Codierung, Beispiel UMTS.
Hi, Holler, > ich glaube wir reden einander vorbei: Tja, das ist oft die Strafe für schlampige Definitionen. > bei Phase Diversity von dem ich spreche, gibts es mehrere > Einzelantennen....zwei HF-Frontends... digitalen ZF-Ebene.. Von den Signalwegen her ist das Diversity bis zum Ausgang der durch Demodulation gewonnenen Signale aus dem Tuner. Diese Signale sind bei unserem UKW-Radio die Frequenzmodulation, im US-Satellitenradio wären das Bitströme. Ich habe gerade von Prof. Dr. Reiter und seinem Team (in diesem Team aktiv, aber gerade nicht dabei: Prof. Dr. Hopf aus der Schule Prof. Flachenecker, Lindenmayer senior, schwerstes Name-Dropping ;-)) deren Vorschlag gehört, wie sie die Aussetzer im US-Satellitenradio mindern durch eine Kombination von Antennengruppe (Phased Array) und Antennendiversity: 1. Zwei oder sogar drei Antennen. 2. Amplitudenvergleich (hier schaue ich noch mal genauer hin, warum Amplituden- und kein Phasenvergleich. Vielleicht ist das der Trick, der erst in der Offenbarungsschrift verraten wird.) 3. Ist eines der Antennensignale stark genug, wird allein das ausgewählt und an den einen, einzelnen Tuner geführt. 4. Ist es schwächer, wird das Signal der anderen Antenne in der Phase gedreht und dann addiert. Prof. Reiter meinte, in den USA mit ihren zahlreichen, isolierten FM-Sendern sei der Wunsch nach einem gemeinsamen, satellitengestützten Verkehrsrundfunk sehr stark. Zumindest für die Trucker vorteilhaft. > dass sich ein optimales Signal ergibt. Der Laufzeitausgleich wird vom > DSP je nach Empfangssituation optimiert. Da lockt wieder die Haarspalterei, was noch Antennengruppe sei und was Diverstity. > Nö, bei UMTS wird das so gemacht und das verwendet einen einzigen, > breitbandigen Träger (W-CDMA). Ok., kann ich mir vorstellen bei einer Überlagerung zweier Signale, die unterschiedlich gedämpfte Ausbreitungswege genommen haben, wenn das schwächere, von einer Streuung verursachte Signal noch für sich korrelierbar ist. > Ist jetzt vielleicht schon etwas OT: > Im Mobilfunk werwendet man übrigens auch Transmit Diversity: auf der > Sendeseite kann das Signal von mehreren, räumlich etwas voneinander > entfernten Antennen gleichzeitig abgestrahlt werden. "MIMO" ist das Stichwort zur Suche. > Funktioniert auch wieder nur mit digitaler Modulation/Codierung, > Beispiel UMTS. Kein Einwand, dass dort funktioniert, was Netgear verkauft. Aber was begründet das Wörtchen "nur" in Deiner Aussage? Denn DVB-T moduliert mit OFDM und nutzt so nicht nur die direkte Welle, sondern auch die gestreute. Ciao Wolfgang Horn
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