WLAN-Richtfunk mit Hausmitteln

Worauf es beim Selbstbau einer leistungsfähigen Richtantenne ankommt

Wer hätte gedacht, dass sich ausgerechnet ein Klobürstenständer als ausgezeichnete WLAN-Antenne entpuppt? Die Devise heißt: große Reichweite für wenig Geld – und eine halbe Stunde Arbeit.

Eine ordentliche Antenne macht den WLAN-Router auf einen Schlag erheblich leistungsfähiger. Die Standard-Stummelantennen befinden sich am unteren Ende der Leistungsskala und stoßen schnell an ihre Grenzen, wenn es darum geht, die eigene Wohnung besser abzudecken, den Nachbarn mit DSL zu versorgen oder beim Wardriving möglichst viele Funknetze zu erfassen.

Befindet sich der Access Point drei Zimmer weiter oder gar im Haus auf der anderen Straßenseite, muss eine Richtantenne her. Wer für eine Verbindung zum nächsten Bekannten mit DSL-Anschluss am anderen Ende der Dorfstraße oder zum Freifunk-Knoten im übernächsten Häuserblock sogar noch weitere Funkstrecken überbrücken muss, dürfte in der Regel sogar zwei Richtantennen benötigen.

Der größte Störfaktor in der Stadt sind ohnehin die WLAN-Router der Nachbarschaft. In einem Block aus Mehrfamilienhäusern tummeln sich gerne zehn oder gar zwanzig Funknetze, die ihren Senf dazugeben. Gegenseitige Störungen sind programmiert und die erzielbaren Reichweiten und die Verbindungsstabilität reduzieren sich drastisch.

Man kann durchaus nur eine von zwei Antennen an der Basisstation ersetzen, um beispielsweise die WLAN-Abdeckung am hinteren Ende des Gartens zu verbessern. Für den Nahbereich bleibt der zweite Stummel montiert. Alle aktuellen WLAN-Module nutzen automatisch die für jeden Client am besten geeignete Antenne (Antenna Diversity). Deshalb lohnt sich auch bei Modellen mit nur einer externen Antenne ein Blick ins Gehäuse. In der Regel ist auf dem WLAN-Modul nämlich eine winzige Buchse für die zweite Antenne bestückt. Dieser Steckertyp heißt je nach Hersteller U.FL oder Ipex. Mit einem kurzen Adapterkabel (Pigtail) lässt sich der Anschluss durch einen Lüftungsschlitz leicht nach außen führen. An einigen WLAN-Notebook-Karten und USB-Stöpseln findet sich ebenfalls ein Antennenstecker, ein Blick ins Datenblatt verrät, von welchem Typ – zumeist SMA oder RPSMA.

Die einfach nachzubauende Dosenantenne mit den hier angegebenen Maßen eignet sich für Basisstationen und Clients, die nach den Standards IEEE 802.11b und 802.11g bei 2,4 GHz funken. 802.11a nutzt dagegen das 5-GHz-Band, für das andere Maße gelten. Den für die Umrechnung nötigen Hintergrund liefert der Artikel Funkdosen-Theorie in c't 25/07 auf Seite 220. Ganz aktuelle Funkstationen gemäß dem Entwurf zum Standard 802.11n tummeln sich zwar ebenfalls im 2,4-GHz-Band. Doch sie nutzen von sich aus mehrere Verfahren, um ihre Antennen für optimale Reichweite und Geschwindigkeit zu kombinieren. Das funktioniert jedoch nur, wenn die Antennen die vom WLAN-Chipsatz erwartete Charakteristik haben.

Verboten: Sendeverstärker

Eine Richtantenne nützt dem Betreiber vor allem, weil sie die Empfangsqualität erhöht: Sie verstärkt nicht nur das aus der Hauptrichtung eingehende Signal, sondern dämpft alle Funknetze gleichermaßen, die nicht in Hauptrichtung liegen. Ein großer Teil der Störer wird damit einfach ausgeblendet.

	Die Richtcharakteristik der Dosenantenne in räumlicher Darstellung zeigt eine rotationssymmetrische Keule mit rund 8 dBi Gewinn in Hauptrichtung und eine starke Dämpfung nach hinten.

Als Sendeverstärker darf man Richtantennen hierzulande im Frequenzbereich des WLAN-Standards IEEE 802.11b/g (2,4 GHz) nicht einsetzen. Denn die Bundesnetzagentur schreibt vor, dass in diesem Bereich die abgestrahlte Leistung 100 mW (Equivalent Isotropic Radiated Power, EIRP) nicht überschreiten darf. Das heißt, eine Richtantenne darf in keiner Richtung stärker strahlen als eine nicht richtende Antenne mit kugelförmiger Charakteristik, in die 100 mW eingespeist werden.

Übliche WLAN-Module geben jedoch nur zwischen 30 und 50 mW ab, wovon noch der Verlust in den Kabeln bis zur Dosenantenne abgeht. Die richtet nach unseren Messungen dann wieder so gut, dass aus den 50 mW am WLAN-Modul insgesamt mehr als die erlaubten 160 mW die Dose verlassen. Wer die Sendeleistung an der Basisstation auf die Hälfte herunterregelt, bleibt aber auf der sicheren Seite. Andernfalls könnten Störungen den Nachbarn veranlassen, sich bei der Bundesnetzagentur zu beschweren, die dann einen Messtrupp losschickt und eventuell eine Ordnungswidrigkeit bemängelt. Die Sendeleistung lässt sich zwar auch durch ein längeres Antennenkabel reduzieren, doch das beeinträchtigt auch die Empfangsleistung.

Umgekehrt ist eine gerichtet sendende Antenne aber ein freundlicher Akt gegenüber den Nachbarn, weil sie die Störungen reduziert.

source: www.heise.de

Kommentar: Der Artikel geht ab hier sehr in die Tiefe und sollte dann direkt von Heise.de gelesen werden.