Tråd: Rundstrålande mimo
Finns det rundstrålande mimo antenner speciellt dedikerade för enbart 2600mhz?
2 2020-04-16 16:17:04 Senaste redigerad av E Kafeman (2020-04-16 16:21:15)
Sv: Rundstrålande mimo
Det är en dubbel-fråga.
Fråga 1 är om det finns rundstrålande antenner användbara för MIMO.
Fråga 2 är om det finns antenner dedicerade för 2600 mhz.
Frågorna är enkla men det är lite komplicerade svar om man ska svara någorlunda korrekt
Det förenklade svaret är definitivt nej på bägge frågorna, med utgångspunkt från att jag tolkar frågan bokstavligt.
Det finns helt motsatt svar, om man omtolkar din fråga.
Först rätar vi några oklarheter:
m=milli M=Mega och Hz är förkortning av namnet på den som står som skapar av enheten och som hette Hertz så därav H som stor bokstav i Hz.
Det skiljer en faktor 100000000 mellan m och M men bägge används så det gäller att välja rätt. För de som räknar pengar på banken och avgör det om det ska finnas milli-kr eller Mega-kr på ditt bankkonto så är det bra om de håller isär sådan begrepp. 1 milli-kr är detsamma som 1 öre och 1 Mega-kr är 1000000 kr. Stor skillnad om det skulle bli ett skrivfel.
Gissar att du menar 2600 MHz.
Nästa problem är att en totalt rundstrålande antenner finns inte. En sådan antenn kallas för isotrop men är en praktisk omöjlighet, lite som att skapa ett ficklamps-batteri med bara en pol.
Det finns antenner som är rundstrålande i ett enskilt plan. Förmodar att du tänker dej horisontal-planet men naturligtvis kan de flesta antenner roteras för att ge det plan man önskar.
Kanske verkar det lite ord-polis men så är det inte utan det är viktigt att skilja på sådant om det ska gå att svara på frågan på korrekt sätt så att inte situationen inträffar där du tror att rundstrålande antenn är en sak och jag besvarar något annat.
Den allra enklast antenn-typen är en dipol som består av två spröt riktade från varandra.
En sådan antenn orienterad ståendes kallas rundstrålande i horisontalplanet.
Orienteras den vriden 90 grader, så att den ligger horisontell är den rundstrålande i ett vertikal-plan och skiljer också i polarisation relativt den stående antennen med 90 grader.
Två sådana antennerna kan kopplas för polarisations-diversitet genom att de är vridna 90 grader relativt varandra.
Bägge antennerna är fortfarande rundstrålande fast i olika riktningar/plan.
Man kan man vrida bägge antennerna så bägge lutar 45 grader fast fortfarande med 90 graders relativ skillnad mellan Antennerna och resp antenns rundstrålande plan blir då lutande fast åt olika håll.
Är du nöjd med att de bägge antennerna är rundstrålande om än inte i samma riktning/plan så är frågan besvarad, ja det finns sådana antenner.
Vill du däremot att antennerna ska ha samma riktverkan i samma plan, så går det också. men det kräver ytterligare lite komplicerad förklaring. för att beskriva en sådan antenn.
Skillnader i mottagen signal mellan antenner kallas för diversitet. Man vill ha hög diversitet vilket också hänger ihop med något som kallas antenn-isolation.
Isolation innebär att signalen som kopplar mellan dom egna antennerna är liten. Även om den ena antennen sänder ska så lite signal som möjligt nå den andra antennen.
Isolationen ska i dessa sammanhang gärna uppgå till 10 dB eller mer och det kan man få på flera olika sätt men tidsdiversitet, platsdiversitet liksom polarisations-diversitet är sådana faktorer.
Tidsdiversitet är att antennerna nås av liknande signal vid olika tidpunkter pga av begränsningen av hastigheten radio-vågor kan utbreda sej med .
Platsdiversitet kan åstadkommas genom att placera ena antennen 2-10 meter bakom den andra antennen. För att veta vad som är "bakom" måste man veta i vilken riktning basstationen finns så man har fortfarande ett riktningsberoende, även om bägge antennerna är rundstrålande i horisontalplanet och avståndet mellan antennerna bör vara minst 10 våglängder.
Det finns flera möjliga nackdelar relativt polarisations-diversitet och en sådan är att om man har fri sikt till basstationen ger polarisations-diversitet högre grad av diversitet om också bastationens antenner har skilda polarisationer. orienterade på samma sätt
Plats-diversitet är till stor fördel i miljö som saknar direkt signal men att radiovågor reflekteras så att man ändå kan upprätta förbindelse, Man kallar signalen för att den har multiutbredning i rymden med massa sam- och mot-verkande interferenser pga reflexer medans direktsignalen är svag.
Antenner som då är fysiskt skilda minskar risken att bägge antennerna samtidigt hamnar i utsläckt område, där summan av signaler och reflexer blir noll och genom inbördes antenn-avståndet är även antenn-isolatonen god pga av sträckförlusten mellan antennerna.
Det ledar ofta till snabbare och tillförlitligare förbindelse än polarisations-diversitet när man inte har stadig direkt-sikt till basstationen än vad polarisations-diversitet kan ge. Detta är dessutom extra märkbart när man förflyttar sej fort genom ett miljö med multipath-utbredning, t.ex. om man befinner sej i bil som rör sej.
Effekterna av reflexer vid 2.6GHz är generellt tydligare inomhus än utomhus, liksom tydligare i stadsmiljö relativt plan mark eller sjö på landsbygden, utan metall-ytor som är större än en läskkapsyl i närheten.
Angående din fråga om antenner dedicerade för 2600 MHz:
Alla antenner designas för en center-frekvens så en dipol har som till en regel en total spröt-längd motsvarande 0,5 våglängder av den frekvens som den är avsedd att fungera bäst på.
Dipol som antenn är relativt bredbandig men också en antenn-typ som är förhållandevis lätt att designa för god effektivitet, där mesta av tillförda effekten från radio-vågor transporteras till radions mottagare utan större förluster. liksom motsvarande vid sändning.
Mer smalbandiga antenner finns men är normalt inget man aktivt strävar efter och ger oftast andra problem men dipolen kan byggas ut med reflektor och direktor så att den blir en Yagi och ju fler bandspecifika element ju högre gain ger antennen men till priset att effektiva bandbredden minskar.
Exempel på mycket smalbandiga antenner är de keramiska puckar som används för GPS. Där vill man ha smalbandighet för att inte GPS-mottagarens radio ska bli överlastad med signaler på andra frekvenser, främst från mobiltelefoni som ligger nära i frekvens.
Har man specifika störproblem som gör att man vill begränsa bandbredden så är det oftast effektivare att göra genom smalbandigt filter på antenn-sladd eller på radions PCB samt att antenner med riktverkan, såsom Yagi, även fungerar åt andra hållet, att man undertrycker oönskade signaler som ligger utanför antennen huvudriktning.
Det går lite emot din önskan att dels ha antenn med låg riktverkan men ändå selektiv i frekvens då det blir motsatta egenskaper ur antenn-synpunkt.
Verkar något svårsmält eller att jag missförstått din fråga, så är det bara att ifrågasätta/förtydliga.
Sv: Rundstrålande mimo
Jo svårsmält kan man lugnt säga.
Men jag är och har aldrig varit särskilt duktig på antenner och dess vågbreddning,det har funkat rätt så bra ändå.
Bor i storstad och har skymd sikt tack vare terräng mot varje önskvärd sändare.
Använder Poynting x-pol riktantenn och får inte riktigt dom värden jag vill ha.
Läste att man med förtjänst kunde använda rundstrålande istället.
Jag har iofs alltid varit negativt inställd mot dessa då de flesta här på forumet förespråkar riktantenner,men tror att jag ska pröva någon sådan bara för att se hur stor skillnaden är.
Varför jag frågade om det fanns särskilda för just 2600MHz
Sv: Rundstrålande mimo
Jo svårsmält kan man lugnt säga.
Men jag är och har aldrig varit särskilt duktig på antenner och dess vågbreddning,det har funkat rätt så bra ändå.
Bor i storstad och har skymd sikt tack vare terräng mot varje önskvärd sändare.
Använder Poynting x-pol riktantenn och får inte riktigt dom värden jag vill ha.
Läste att man med förtjänst kunde använda rundstrålande istället.
Jag har iofs alltid varit negativt inställd mot dessa då de flesta här på forumet förespråkar riktantenner,men tror att jag ska pröva någon sådan bara för att se hur stor skillnaden är.
Varför jag frågade om det fanns särskilda för just 2600MHz
5 2020-04-19 00:34:02 Senaste redigerad av E Kafeman (2020-04-19 01:03:10)
Sv: Rundstrålande mimo
Förstår lite bättre nu vad du frågar efter. Om du bor i miljö med bara reflexer får man leta efter ideal antenn-plats vilket kan handla om centimeter om det alls går att finna. Den antennen du redan har är en hygglig antenn och lättmonterad men kan ha svårt att ge MIMO-effekt i svårt reflekterad miljö.
Lite förvånande att du är hänvisad till 2600MHz som är dåligt val pga sin höga frekvens i miljö utan direkt signal och som då oftast ger mer bekymmer än lägre frekvenser och lättare dämpas av olika hinder. 2600MHz är även mer väderkänsligt, i synnerhet om det är träd i vägen och om multipath-utbredningen är svår kan den vid dessa frekvenser påverkas av reflexer i passerande bilar och då finns ingen stabil punkt ur reflex-synpunkt att placera antennerna på.
Vill man göra enkelt experiment utan att det kostar så mycket och man har tillgång till hustak i plåt, stuprännor plåtventilation eller en bakplåt som kan placeras på taket så kan man enkelt göra lite utvärdering. Köp t.ex. två antenner med magnetfötter och sätt så långt som möjligt från varandra på en bakplåt. Det ger främst MIMO genom "spatial diversity". Sök på begreppet om du vill lära dej mer. Bakplåt är i minsta laget vad gäller inbördes antenn-avstånd men duger för utvärdering.
Förslag på antenn: https://www.aliexpress.com/item/33041940061.html
Det är WIFI-antenn, 2400-2500 MHz men är inte odugliga vid 2600MHz. Det är så kallade kolinjära antenner som ger viss riktverkan i höjdled => koncentrerar riktverkan mot horisonten, rundstrålande horisontalt.
Det är rundstrålande antenner så om de placeras på fönsterbräda av metall plockar de även upp störningar inifrån huset. men kan ändå vara användbart för utvärdering om man tar sdant med i beräkningen och undviker att sätta en WIFI-sändare i närheten t.ex.. Det i är i vart fall ingen större kostnad för antennerna för att göra lite enkla experiment.
Det finns mej veterligt inga dyra special-lösningar som har möjlighet att fungera bättre utan dessa antenner är helt ok för ändamålet. Inte ens frekvensfelet vad gäller antennens center-frekvens bekymrar mej. Det är kines-antenner med vida toleranser så det kan hända att antennen redan har centerfrekvens 2600 MHz.
Antennens näromgivning påverkar centerfrekvens, ju friare placering, ju högre centerfrekvens är det normala.
Eventuellt behövs adaptrar mot din router.
Fördel med magnetfot är att det blir enklare att söka olika placeringar. men hålmonterad antenn fungerar också.
Alternativt finns dipol-antenn som har liknande strålningsdiagram och är lätt att tillverka själv om man har mätverktygen.
En fördelen, eller ibland nackdel, med dipol-antenn är att den inte behöver jordplan. Generellt dubbelt så lång som monopol-antenn.
Stor plåt ger på flera sätt ökad stabilitet i prestandan. Mindre plåt och antenn-egenskaperna kan lättare börja påverkas av småsaker som att kabel flyttas och MIMO-resultat försämras. Kan vara så att helt separata plåtar för de bägge antennerna fungerar bättre men sådant beror också mycket på hur stora ytor du har att kunna experimentera på.
Ovan rekommenderade antenn är kines-antenn av okänd kvalitet. Jag testar och mäter på många antenner men just denna antenn har för mej okänd kvalitet och funktion. Med tanke på priset på antennen så är det inte nödvändigtvis någon exklusiv lågförlust antenn-kabel. 10 cm lågförlust kabel av bättre sort kostar ungefär som hela denna antennen.
Det är fortfarande troligen duglig antenn att göra utvärdering med men om man gör en permanent lösning vill man kanske byta kabel, och använda så kort kabel som möjligt för minsta förluster, om signalnivån är en kritisk faktor.
Finns stark signalnivå är vinsten med lägra kabelförluster mindre viktigt.
Sv: Rundstrålande mimo
En cent är en hundradels euro och en ettöring är en hundradels krona, inte en millikrona utan snarare en centikrona.
Använder man två antenner så kan man utnyttja olika slags diversitet. Om routern i kundänden tycker att dataströmmarna till respektive antenn är tillräckligt separerbara så kan kundänden föreslå övergång till mimo från diversitet. Om bassidan håller med så sker det. Platsdiversitet är en sak, man kan öka diversiteten med polarisationsåtskillnad för att lättare komma över till mimo som innebär två separata datakanaler.
Man kan inte framtvinga mimo utan bara optimera diversiteten för att möjliggöra övergång till mimoprotokoll. Har man två platsåtskilda rundstrålande antenner har man redan gjort en del för att åtminstone optimera diversitet. Detta märktes tydlgt med vertikala antenner på biltaket för Net1 450 CDMA 450 eftersom utrustningen medgav att man följde länkhadtigheteb i realtid. Även för 4G 800 blir det bättre mer två vertikala antenner väl åtskilda åt.
Utöver platsdiversitet kan man uppnå polarisationsdiversitet om man har en rundstrålande horisontellt polariserad antenn - tror jag. Sådana finns som ringformade haloantenner. Vill man ha det för 2600 får man nog bygga själv,
Maximalt gain med colinjär vertikal antenn och eventuellt stackad horisontellt monterad halo. Endast för ingenjörsutbildadecradioamatörer
LTE testare på 4G 2600, 1800, 900, 800 med Fritzbox AVM 6890, AVM6840, AVM6842, AVM 6820 och AVM 7590/7490/7390 samt diverse mifis från ZTE och Netgear. Några huaweimodem på hyllan.
Sv: Rundstrålande mimo
Här en fyrstackad halo (horisontell polarisering) för amatörradiobandet 430 MHz. Samma princip för 2600 MHz men mycket mindre. Ju mer man stackar, desto svårare blir fasanpassningen. Detta går nog inte att bygga utan mätinstrument och motsvarande kunskap
http://kr1st.org/70cmstack.htm
De vertikala kolinjära antennerna är enklare- men fortfarande komplicerade nog ur måttsynpunkt.
Det var en rundstrålande mimoantenn som efterfrågades. Sätt fyra halos på en stång och en kolinjär vertikal antenn i toppen så har man vad som i bästa fall kan fungera som en rundstrålande mimoantenn.
Å andra sidan kan man inte förutsätta att radiovågorna till en antenn i skuggat läge kommer via reflexer från alla håll. Det kan finnas huvudriktningar. Jag skulle testa med att sätta polariserade antenner vridna +-45 grader vitt åtskilda på en horisontell stång som kan roteras kring mittpunkten. Sedan roterar man och läser av SINR varvet runt. Bästa signalstyrka är inte det viktigaste utan bäst SINR.
LTE testare på 4G 2600, 1800, 900, 800 med Fritzbox AVM 6890, AVM6840, AVM6842, AVM 6820 och AVM 7590/7490/7390 samt diverse mifis från ZTE och Netgear. Några huaweimodem på hyllan.
8 2020-04-21 09:04:37 Senaste redigerad av E Kafeman (2020-04-21 09:06:00)
Sv: Rundstrålande mimo
Korrekt, jag blir ingen bankkamrer med 1000 ören per krona.
Korrekt att att jag om än medvetet hänvisar till spatial diversitet fast det kanske borde varit space diversitet men
undviker helst att gå in på diskussionen om rums-diversitet, det finns visserligen som en del av standarden i LTE men inte riktigt i förväntat format (subcarrier MRC/EGC alt MISO enligt Alamouti) och blir då snabbt lite komplicerat.
Förstår att du reagera på MIMO i sammanhanget multipath, SIMO är lite mer rätt, fast inte heller det är helt rätt om man går in på djupet pga typen av modulering som OFDMA representerar där vanliga tidsplanet inte finns (med diverse undantag typ TDS-OFDM). Tids och rums-diversitet är betydligt mer rättframt som begrepp för t.ex. TDMA.
Fast som vanligt så finns det undantag i massor, det är få absoluta sanningar.
Numera skriver jag ofta MIMO oavsett i publika forum eftersom andra förkortningar ofta är obekanta och missförstås än mer.
M i MIMO står då för mer än en signalväg där det är krav på viss skillnad mellan signalerna som lämnar två antenner eller tas emot av två andra antenner, vilket börjar med antenn-isolation. Isolationen är fundamentet för att möjliggöra skillnad mellan två signalvägar för att utvinna någon form av radiomässig fördel. Vanligaste fördelen som söks är bandbredd alternativt SNR/BERR. Det är två egenskaper som äter på varandra. Man kan öka den ena på bekostnad av den andra men bägge står sej slätt utan grundläggande antenn-funktion som inte låter sej mätas i protokolls-beroende måttenheter. varken i mjuk eller hårdvara.
Se gärna fig1 på denna länk: https://www.analogictips.com/signal-cha … diversity/
Halo-designen är mest något som radio-amatörer roar sej med. Det är egentligen inget annat än en rundviken dipol.
Den är inte svårare att bygga även i stackat utförande än en dipol men impedansen är annorlunda vilket man får ta med i beräkningen när man ska sammankoppla och anpassa mot t.ex. 50 Ohm.
För fasningen gäller att det i grunden ska vara samma totala kabellängd till varje enskild antenn+fritt antal hela våglängder ledare. Detta kan fördelas och kopplas på olika smarta sätt för att t.ex. spara kabel.
Strålningsdiagrammet är liknande som för en dipol, användbara bandbredden är betydligt smalare och effektiviteten något lägre pga av lägre strålningsresistans. En fördel med Halo-designen är att den är mindre utstickande från antenn-bom och därmed mekanisk mer tålig för vindlast och annat vilket gjort den populär som FM-antenn.
Exempel: https://uk.eetgroup.com/i/20604-Maximum … le-antenna
Enkelheten i vad en kolinjär antenn syftar till inses sällan varför nätets nästan alla amatördesigner är skeva i designen. Gör inget när verifiering av prestanda mer bygger på tyckande än mätande och de flesta designer ger någon form av funktion.
Lite som de som bygger sina egna högtalarlådor. Deras senaste alster är inte sällan med stolthet beskrivet som det bästa världen skådat.
Kolinjär antenn rätt designad är vanligen inget annat än en lat metod att stacka halvvågs dipoler i stället för att dra kabel till varje del-element.
Se fig1 på denna länk som tydliggör sambandet: http://rfoptimisation.blogspot.com/2011 … eters.html
Rätt designad ska en kolinjär antenn fördela effekten lika över samtliga del-antenner trots att den endast matas från ett ställe och samtliga antenner ska normalt arbeta i samma fasläge även om annat förekommer då man medvetet vill kunna tilta loben. för att styra detta har man en fördröjnngsledning mellan varje del-antenn. Den delen ska helst inte bidra till strålloben då den stör men av praktiska skäl så låter man det ofta bero.
Annars, för att minska utstrålningen designar man ofta fördröjningsledningen som två näragående motriktade ledningar så att evt utstrålning från ena ledaren släcks ut med ett fält i motsatt riktning från den andra ledningen.
I denna länk använder man bandkabel för att skapa de bägge motgående ledningarna: http://www.creative-science.org.uk/3D_2 … inear.html
Det finns flera olika antenn-typer, egentligen av skilda principer, men som ändå alla kallas kolinjära. I princip alla antenn-typer som är repeterat uppradat på en linje kan kallas kolinjära.
Huvudsakligen dock en rad av olika dipoler, horisontala såväl som vertikala och med olika stackningsavstånd.
En simpel kolinjär antenn i sammanhanget är den variant som byggs av koaxialkabel. Den är väldigt enkel att bygga men har en del nackdelar om den görs allt för enkel.
Se denna läk där man försöker gör en lite bättre antenn: http://wireless.gumph.org/content/3/11/ … tenna.html
Notera mässingsröret i länken som agerar kvartsvågs-sleeve för att minska reflektionsförluster i botten på antennen och hur man försöker göra korrekt matchning i toppen av antennen med en justerbar hylsa för att antennströmmen ska fördela sej jämnare över hela antenn-längden som exempel på förbättringar.
Multipath-utbredning och hur man ska fånga bästa signal är inte helt lätt vid dessa relativt höga frekvenser. För att visualisera hur fälten ser ut som man ska "fånga" genom att placera en dipol i optimalt fält är denna video intressant: https://www.youtube.com/watch?v=aqqEYz38ens
Denna typ av fält är kaotiska i sin utbredning även från stund till annan när folk bilar och träd rör sej i närheten. och påverkas kraftigt så fort maskinen i videon rör sej men visualiseringen är ungefär korrekt som en ögonblicksbild för aktuell antenn och polarisering. Annan polarisering kan ge påtagligt annan bild.
Bästa antenn-positionen positionen är i det största "molnet" med god signalstyrka förutsatt att man har samma polarisation som antennen som gjorde mappningen ovan. Ju större moln, ju större chans att det är ett stabilt område även när saker flytts i närheten.
Molnen tenderar bli större nära större metall-föremål och ofta nära kanter på större sådana ytor. Kanter av större hus-plåttak är därför intressanta men i nödfall duger kanten på en bakplåt, som jag nämnde ovan. Antennens lämpligaste polarisering ges därför till stor del av bakplåten men samtidigt är det viktigt att antennernas inbördes placering är sådan att de ger hög inbördes isolation, vilket är det som möjliggör diversitet oavsett i vilken form den är. Utan god isolation går det inte heller skapa multipla data-kanaler. enligt något protokoll.
De moln som syns i videon, dess grad av kaositet är frekvensberoende och miljöberoende. Om utomhus så bör det trots allt finnas huvudstråk för inkommande reflexer och det finns ingen maskin eller fyra väggar nära antennen för inkommande signaler att studsa mot vilket minskar närfälts-reflexer som ofta ger störst lokal utsläckning av signal-nivåer.
Den ambitiöse gör som på videon, kartlägger hela sitt hustak genom att plotta RSSI för varje kubikcentimeter upp till två meters höjd över taket.
Det kallas att man gör en heat-map viket är rätt vanligt när man t.ex. ska planera för mobil eller WIFI-nät inomhus i kontorsmiljö.
Ofta använder man då två separata mottagare eller VNA som är kopplad till varsin dipol, i ett dipol-kryss. Då mäter man två polarisationer samtidigt och kan från dessa även beräkna andra polarisations-vinklar och graden av förekomst av cirkulär polarisation i någon riktning.
Är man intresserad att lära sej grunderna att knåpa ihop antenn av egen design och kunna mäta dess egenskaper med VNA har det aldrig varit så billigt som nu för ett hyggligt fungerande instrument. En VNA mäter två-port frekvensberoende resistans/reaktans vilket också kan uttryckas som impedans och vektor (därav VektorNätverksAnalysator).
Länk till VNA: https://www.aliexpress.com/item/4000793261910.html
Det är inget instrument att använda yrkesmässigt, det kostar bara en hundradel av ett sådant och får betraktas därefter, men är fullt dugligt för den som ur amatörsynpunkt vill designa egna antenner eller bara kontrollmäta befintliga antenner hur väl de är avstämda till förväntad centerfrekvens. Givetvis går det mäta även gain och effektivitet samt är ett utmärkt redskap om man vill designa/justera RF-filter.
Mjukvarusupporten är god och det är öppen mjukvara som tillåter andra att utveckla egna versioner och de ansvariga för utvecklingen av instrumentets hård och mjukvara svara på frågor i flera forum bl.a https://www.eevblog.com
Jag är inte alls engagerad så det är inte reklam och jag sitter normal med lite dyrare verktyg.
Ska jag göra reklam så har jag ett samarbete med en annan firma, som producerar instrument i lågkostnadsklassen för yrkesmässigt bruk. Denna har jag just nu framför mej: https://coppermountaintech.com/vna/plan … -analyzer/
Dock bara på lån, utvecklar mätalgoritmer för CMT's räkning, men jag gillar den hårt då den är tyst och sval jämfört med mina andra i sammanhanget antika kolosser med fläktar som låter som jetplan och producerar värme som en villapanna.