WLAN-Antennen

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Die Antennen handelsüblicher WLAN - 802.11 Endgeräte lassen 30 bis 100 Meter Reichweite auf freier Fläche erwarten. Mit neuester Technik lassen sich sogar 80 Meter in geschlossenen Räumen erreichen.

Bessere WLAN-Hardware sollte den Anschluss einer externen Antenne erlauben. Mit externen Rundstrahlantennen lassen sich bei Sichtkontakt 100 bis 300 Meter im Freien überbrücken.

Leichtbauwände mindern die Reichweite durch Dämpfung der Signale, sind aber einzeln kein Hindernis; dagegen werden Stahl und Beton nicht durchdrungen, können im Außenbereich aber experimentell als Reflektorwand dienen, um Funklöcher "auszuspiegeln". Bäume, insbesondere dicht belaubte, sind ebenfalls Hindernisse für WLAN-Verbindungen.

WLAN nach 802.11b (maximal 11 Mbit/s brutto) oder 802.11g (maximal 54 Mbit/s brutto) arbeitet im 2,4-GHz ISM-Band (Wellenlänge von 12,5 cm). Damit werden alle Gegenstände ab einer Dicke von 12,5 cm zu echten Wellenbrechern. Je stärker die elektrische Leitfähigkeit des Materials, desto stärker der Effekt. Außerdem können leitende Gegenstände in der Nähe von Antennen deren Richtcharakteristik stark beeinflussen.

WLAN nach 802.11a (maximal 54 Mbit/s brutto) arbeitet im 5-GHz-Band, in dem ein größerer Frequenzbereich (455 MHz Bandbreite) zur Verfügung steht und damit 19 nicht überlappende Frequenzen (in Deutschland) nutzbar sind. Auch dieser Frequenzbereich ist in Deutschland lizenzfrei nutzbar. Im Normalbetrieb nach 802.11a sind 30 mW Sendeleistung erlaubt. Unter strengeren Auflagen (TPC, Transmit Power Control und DFS, Dynamic Frequency Selection) sind höhere Sendeleistungen bis 1000 mW gestattet. TPC und DFS sollen sicherstellen, dass Satellitenverbindungen und Radargeräte nicht gestört werden (World Radio Conference 2003). Dies und die höheren Kosten der Hardware auf Grund der höheren Frequenz bewirken, dass sich 802.11a noch nicht gegen 802.11b oder g durchgesetzt hat.

Mit speziellen Richtfunkantennen lassen sich bei Sichtkontakt mehrere Kilometer überbrücken. Hierbei werden teilweise Rekorde mit Verbindungen über mehrere hundert Kilometer aufgestellt, bei denen abgesehen von den Antennen keine anderen aktiven Verstärker eingesetzt werden. Allerdings funktioniert das nur zwischen hohen Bergen; auf dem Meer endet nach etwa 30 km durch die Erdkrümmung der Sichtkontakt.

Antennen bringen einen Sende- wie Empfangs-Gewinn (Antennengewinn, in dBi), indem sie elektromagnetische Wellen bündeln. Rechtlich darf die Sendeleistung aller Komponenten zusammengenommen in Deutschland 500 mW (27dBm) außerhalb von Gebäuden (4 W in Gebäuden) EIRP (bei 2,4 GHz) bzw. 1000 mW EIRP (bei 5,7 GHz mit TPC und DFS) nicht übersteigen. Es besteht keine Meldepflicht. Der Betreiber trägt die Verantwortung, dass seine Anlage die vorgeschriebenen Grenzwerte nicht überschreitet. Es dürfen in Deutschland uneingeschränkt auch selbstgebaute Antennen verwendet werden; hierfür ist keine Amateurfunklizenz notwendig, da die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP, früher Bundespost, BAPT) und heute Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen, die entsprechenden Frequenzbereiche in einer Allgemeinzuteilung lizenzfrei gestellt hat.

Berechnet wird die Sendeleistung (in dBm) eines WLAN-Gerätes aus:
+ Sendeleistung (dBm)
+ Gewinn Verstärker (dB) (falls vorhanden)
- Dämpfung Kabel (dB)
- Dämpfung Stecker (dB)
- Dämpfung Blitzschutz (dB)
+ Gewinn Antenne (dBi)
─────────────────────────────────────
= Gesamtsendeleistung

(siehe Antennenrechner hier: http://www.heise.de/netze/artikel/100565/2#Antennenrechner)

Berechnet wird lediglich der Sendeweg. Für den Empfangsweg wurden von Seiten des Gesetzgebers keine Beschränkungen erlassen.

Einige WLAN-Geräte beherrschen auch Antenna Diversity-Modes, bei denen die durch Interferenzen verursachten Fehler verringert werden, indem zwei Antennen gleichzeitig zum Empfang bzw. abwechselnd zum Senden verwendet werden. Die zwei Antennenanschlüsse können auch streng getrennt zum Senden und Empfangen genutzt werden. Das hat den Vorteil, zum Empfangen eine Antenne verwenden zu können, die die zulässige Sendeleistung überschreiten würde.

Zur Verbindung eines WLAN-Gerätes mit einer zugehörigen Antenne werden spezielle koaxiale Steckverbinder für Hochfrequenzanwendungen verwendet. Bei WLAN sind dies hauptsächlich die sonst selten verwendeten Steckverbinder RP-TNC und RP-SMA. Die FCC ordnete für WLAN die Verwendung von nicht-standardkonformen Antennensteckern an, um den (versehentlichen) Anschluss von nicht für WLAN zugelassenen Antennenanlagen durch den Endanwender zu verhindern (Vgl. FCC Part 15.203).

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