Welche Antenne für den D5 Solar Repeater?

Im Thread zur Sammelbestellung habe ich herausgelesen, dass viele eine andere Antenne montieren.

Damit ich diesen Thread nicht zuspamme, habe ich einen sep. erstellt.

Somit die Frage an die Spezialisten:

Welche Antenne würdet ihr empfehlen, für eine “normale” Verwendung?
Mit normal meine ich, einfach eine bessere als die welche mit dabei ist.

Vielen Dank für euren Input.

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Ich habe wirklich etliche Antennen ausprobiert und lande immer wieder bei den Gizont Antennen. Habe viel Geld ausgegeben, aber eigentlich nie etwas besseres gefunden. Ich messe die Antennen imer zuerst mit dem Nano VNA einfach um mal zu sehen ob die für die richtige Frequenz gemacht sind, dannach zählen für mich aber die Field-Tests, also wie die in der wirklichen Welt funktionieren.

Oft hört man auch “Height is everything”, und das kann ich aus meiner Erfahrung so bestätigen: der Standort von einem Repeater ist tausend mal wichtiger als die Antenne.

Das sind einfach nur meine Erfahrungen, bin gespannt auf andere Meinungen.

Auf meinen Repeatern habe ich diese im Einsatz:

Auf all meinen Companion Nodes habe ich diese im Einsatz:

Wenn ich was kompakteres brauche habe ich mit denen gut Erfahrungen gemacht:

Wenn es unbedingt N-Type sein muss, dann diese hier:

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Ich bring mich hier mal mit meiner eher LoRaWan-lastigen Erfahrung ein …

Verwendet für die LoRaWan-Gateway:
Product information “SMA Antenna for iC880A-SPI, WSA01-iM880B and Lite Gateway”
Description: SMA Antenna for iC880A-SPI, WSA01-iM880B and Lite Gateway.
Specification: Frequency range: 824-896 MHz, Impedance: 50 Ω, Gain: 2 dBi, Polarization: linear, vertical, RF power handling: 50 W.

Nachfolgeprodukt (nicht getestet):
Product information “SMA Antenna for iM891A-XL, iU891A (recommended)”
SMA Antenna for iM891A-XL and iU891A
Specification: Frequency range: 824-896 MHz, Impedance: 50 Ω, Gain: -2.3 dBi, Omni-directional pattern.


Für mobile Geräte habe ich gute Erfahrung mit dieser Antenne gemacht:
TI.08.A 868MHz 0dBi Terminal Antenna SMA(M) TI.08.A.0111
0dBi 868MHz ISM Band Terminal Antenna
35% Efficiency in Free Space
Straight SMA(M) Connector
Dimensions: L:168mm Ø12mm

aus Erfahrung messe ich auch alle Antennen aus und habe leider 2/3 aller gelieferten auf den Müll geworfen.

happy MC, urs

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Antenne ist nicht gleich Antenne und eine Übersicht zu haben ist fast wie in einem runden Raum eine Ecke zu finden. :distorted_face:

Was Kriterien sein könnten: Da ist einerseits die ‘Mechanik’, z.B. Anschluss (SMA oder N), fester oder elastischer Strahler, Konstruktion und Verarbeitung (Umwelteinflüsse). Achte beim Kauf auf eine robuste Konstruktion. Da bist du für flexible Antennen mit SMA-Anschluss mit Gizont-Antennen nicht schlecht bedient. Suchst du feste Antennen mit N-Anschluss, dann schaue dich nach Ziisor-Antennen um.

Achte darauf, dass du Typen mit exakter Frequenzangabe ‘868 MHz’ wählst.

Schliesse die Antenne möglichst direkt am Transceiver an. Verbaue KEIN Anschlusskabel - das schnappt dir Energie weg!

Antennen strahlen entsprechend ihrer Konstruktion unterschiedlich ab. Darüber gibt es viel Literatur und oft sehr gute Beiträge (in der Regel von Funkamateuren) im Internet. Damit kannst du dich später befassen!

Was aber zählt, sind deine eigenen Erfahrungen ‘im Feld’. Dabei hilft: Stell dir einfach vor, deine Antenne sei eine kleine Glühlampe die rundum strahlt. Suche also einen Standort für deinen Repeater, damit das Licht der Glühlampe von möglichst weit gesehen werden kann. Dann hast du schon vieles richtig gemacht.

LG, Paul

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Der Artikel bei Aliexpress für die Repeater Antenne ist leider ausverkauft für 868 Mhz (20 oder 40cm).

Wäre dieser alternative Artikel von Gizont auch bei den Repeatern zu empfehlen?

Vielen Dank

Ja das passt ebenfalls, ist ja auch vom offiziellen Gizont Store auf Aliexpress :+1:

Vielen Dank für die Info.

Ich habe gesehen, dass diese Antenne bei bastelgarage.ch auch von Gizont ist und genau gleich aussieht. Ist diese auch zu empfehlen? Ich hätte nämlich schon so eine zu Hause :grinning_face: .

Mir fehlt als Neueinsteiger in MC/LoRa einfach die Erfahrung auf was genau zu achten ist.

Sind alle flexiblen Gizont 868 Mhz Antennen zu empfehlen?

Vielen Dank

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Was ich bisher beurteilen konnte - ja. Wohlgemerkt sind dies aber mehr Bauchgefühl etc als gemessene Resultate. Hab noch kein NanoVNA

Erste Praxistests mit folgende zwei Antennen

868MHz LoRa Meshtastic Antenne Flexibel 20cm - Bastelgarage Elektronik Online Shop

868MHz LoRa Meshtastic Antenne Flexibel 40cm - Bastelgarage Elektronik Online Shop

Ob diese von Gizont sind kann ich nicht sagen, Bastelgarage.ch gibt als Hersteller purecrea an.

In den ersten Praxistests schien die erzielbare Reichweite der 20 cm langen Ausführung deutlich grösser als die der 40 cm Ausführung, dies an einem Companion T-Deck plus sowie einem Repeater RAK4631. Am NanoVNA-F hatte die 20 cm bei 869 MHz ein VSWR von ca. 1.3 und die 40 cm Ausführung von ca. 2.5. Bei den nächsten Messung stelle ich die Messdiagramme hier rein.

Hat jemand Erfahrungen mit der “Umgebung” der Antenne, insbesondere dem Gehäuse Transceivers falls die Antenne direkt an eine Antennen-Buchse an dem Gehäuse geschraubt wird ? Die meisten Gehäuse scheinen aus Kunststoff ( wohl meist ohne Gehäuse-Schirm ). Hat jemand mal einen Transceiver in ein Metall-Gehäuse gepackt mit Antenne daran ?

Soviel ich knapp verstehe, spielt die Umgebung einer Antenne weniger eine Rolle falls das Funktionsprinzip der Antenne ein Mittengespeister Dipol ist, der bringt dann sein eigenes Gegengewicht und funktioniert dann auch mit Kunststoffgehäuse bzw. ohne Radiale wie z.B. bei einer 1/4 Lambda Groundplane.

Aus Gwunder habe ich mal zwei Stummel-Antennen aufgeschnitten, das war dann eher ein verkürzter 1/4 Lambda Strahler, irgend ein Gegengewicht konnte ich nicht erkennen. So eine Antenne kann einigermassen funktionieren falls am Einspeisepunkt ein passendes Gegengewicht hängt, was bei Kunstoffgehäuse dann vermutlich der äussere Leiter des Koaxkabels ist, plus Teile des Transceiver, Stromversorgung etc., Wirkungsgrad und VSWR quasi dem Zufall überlassen. Die Funkamateure können das sicher besser erklären.

Leider scheinen die Hersteller und Anbieter von Antennen wenig Transparenz bzgl. Wirk- bzw. Funktionsprinzip zu zeigen.

Ich werde die nächsten Versuche am Repeater mit folgenden Antennen machen, wird jedoch dauern bis ich Zeit dazu finde:

Am Companion bin ich derzeit mit der 868MHz LoRa Meshtastic Antenne Flexibel 20cm - Bastelgarage Elektronik Online Shop recht zufrieden.

Gruss, DarkBalduin

Danke @Bullit für den Hinweise, die Links sollten nun funktionieren.

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Deine Links funktionieren nicht. Aber ich gehe davon aus dass du die Gizont Antennen (die die unten am Anschluss dicker sind) meinst.

Habe davon auch beide. Die 20cm werkelt seit Ewigkeiten auf einem Lilygo Supreme und macht da einen guten Job. Zu meiner Schande muss ich aber gestehen, dass das Ding noch auf Meshtastic läuft bis ich das Meshcore-Netz hier ausgebaut habe. Bin aber super zufrieden damit und hab über Aliexpress direkt neue geordert.

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Hallo Bullit

Die Links von DarkBalduin funktionieren bei mir alle.

L.G.

Ja, mittlerweile bei mir auch nachdem er diese angepasst hatte wie er selber schrieb :blush:

Bastelgarage ist der Marketing name, dahinter steht aber die purecrea GmbH. Wenn da Hersteller “purecrea” steht, dann heisst das in etwa “von Bastelgarage selber aus China bestellt”. :wink:

Das sind schon die Gizont Antenne, die sind 100% identisch.

Bastelgarage gibt oben rechts als Hersteller purecrea und bei den Technischen Daten die Marke GIZONT an: 868MHz LoRa Meshtastic Antenne Flexibel 20cm - Bastelgarage Elektronik Online Shop. So ein Exemplar habe ich von Bastelgarage erhalten und die geht gut, am NanoVNA-F hatte die 20 cm bei 869 MHz ein VSWR von ca. 1.3 was sogar die Technischen Daten < 1.5 erfüllt.

In der Wildbahn wird der Gewinn solcher Antennen von GIZONT mit 10 dB angegeben:

Nb-iot Soft Antenne 915/900/840/868/902-928 MHz UAV-Meterlesemodul Omnidirektionale High-Gain-Flexantenne SMA Soft Whip - AliExpress 509

Ich bin kein Antennen-Guru aber 10 dB finde ich mehr als sportlich und ob es sich in jedem Fall um Original-Ware handelt bezweifle ich.

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Diese Antenne funktioniert auch gut: RAK Antenne 868 MHz mit RP SMA auf SMA Adapter - Bastelgarage Elektronik Online Shop

ABER: Ich empfehle, sie mechanisch etwas zu modifizieren. Ein Schrumpfschlauch mit Heisskleber im unteren Bereich macht sie dauerhaft wetterfest.

Die Anpassung (VSWR) ist ebenfalls gut. Vor ein paar Wochen habe ich einen ganzen Haufen Antenne geprüft, die meisten sind “irgendwo” resonant… wir hätten’s aber gerne in der Region von 869 MHz.

Der im Link erwähnte Kandidat ist die “Nummer 5” ganz rechts aussen im Bild.

Die Rückflussdämpfung vs. Frequenz ist im Trace Nr. 5, also der orangen Kurve dargestellt.

Die Traces sind entsprechend der Reihenfolge im Bild numeriert (von links nach rechts)

Man sieht gut, dass viele andere Antennentypen nur wenig mit dem 869 MHz Band gemeinsam haben.

L.G. Christoph

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Was mich weiterhin beschäftigt ist, dass kaum einer auf die Anwendung bzw. “Einbau-Situation” eingeht.

Meine Beobachtung ist: Am VNA machen die Antennen das Eine ( z.B. bzgl. VSWR ), in der Anwendung bzw. Einbau-Situation oft etwas gänzlich Anderes, abhängig von

Wirkprinzip der Antenne

  • λ/4‑Monopol, sucht sich irgendwo im Nahfeld die Ergänzung zum Dipol
  • Base‑Loaded Monopol (unten verlängernde Spule)
  • Center‑Loaded Monopol
  • Helix‑Antenne
  • λ/2‑Dipol (endgespeist, z. B. Sleeve‑Dipole)

Umgebung der Antenne im Nahfeld

  • SMA-Buchse ( oder N-Buchse ) im Metallgehäuse
    • Platzierung der Buchse zu Metallgehäuse als Gegengewicht aka Groundplane
  • SMA-Buchse ( oder N-Buchse ) im Kunststoffgehäuse
    • Entfernung elektrisch leitender Teile des Transceivers inkl. Stromversorgung zur Antenne, als Gegengewicht aka Groundplane
  • Antenne entfernt vom Gehäuse ( mit dem Transceiver drin )

Hat da Einer den Durchblick ?

Gruss,

DarkBalduin

Merci, Christoph, für den Vergleich!

Hallo DarkBalduin, werte Community.

Du sprichst ein wichtiges Thema an. Tatsächlich sind einige Hardwaredesigns (auch käufliche) in Bezug auf die Antennenmontage naja, ein wenig suboptimal gestaltet.

Bei Antennen gibt es nebst des VSWR (auch Rückflussdämpfung genannt) welches du angesprochen hast, noch weitere wichtige Parameter. Zuallererst natürlich die Resonanzfrequenz, welche sich möglichst nicht von der Betriebsfrequenz unterscheiden sollte, sowie den Antennenwirkungsgrad. Dieser ist letztendlich massgebend für den Anteil der eingespiesenen Energie, welche ins Freifeld abgestrahlt wird.

Das VSWR hat nur einen geringen Zusammenhang mit dem Wirkungsgrad, was ich anhand eines Beispiels erläutern kann: Ein Abschlusswiderstand (in unserem Fall 50 Ohm) hat über eine grosse Bandbreite ein gutes (tiefes) VSWR, aber einen schlechten Wirkungsgrad, Idealerweise wandelt er die komplette eingespiesene Leistung in Wärme um.

Eine Antenne mit einem guten Wirkungsgrad hat aber typischerweise auch ein tiefes VSWR, weil ja sonst die reflektierte Leistung nicht abgestrahlt werden kann.

Diese Werte werden tatsächlich stark durch das Nahfeld der Antenne beeinflusst. Man spricht z.B. bei Antennen von tragbaren Geräten auch von “Handempfindlichkeit”. Je nach Bauart der Antenne ist der Einfluss des Nahfeldes grösser oder kleiner. Bei elektrisch verkürzten Antennen (z.B. Wendelantennen) ist dieser Einfluss erheblich grösser als bei Antennen mit voller Länge (z.B. Dipolantenne, Groundplane, Quad-Antenne etc.).

Bei der, in meinem vorherigen Beitrag genannte Antenne handelt es sich um einen mittengespeisten Dipol, welcher innerhalb des Kunststoffstabs auf einer Leiterplatte realisiert ist. Diese Bauform benötigt kein “Gegengewicht” in Form einer Metallfläche oder in Form von resonanten Metallstäben (auch “Radials” genannt). Andere Bauformen, wie z.B. die kurzen mitgelieferten Stummelantennen der “RAK Starterkits” würden von einer solchen Massefläche profitieren.

In den zwei letzten Entwürfen für Repeater an einem exponierten Standort habe ich im Innern des Polycarbonatgehäuses einen Metallrahmen angebracht, welcher über eine kurze flexible Verbindung mit dem Aussenleiter der SMA Antennenbuchse verbunden ist:

Der Rahmen soll die Batterien sauber an ihrem Platz halten, sowie die Ableitung statischer Elektrizität in die Gehäusestruktur verbessern. Mal schauen, ob das etwas bringt :wink:

Und zum Schluss teile ich noch die Resultate eines Experiments, welches den Einfluss von jeglichem Material im Nahfeld der Antenne verdeutlicht. Ich habe hierzu die eingangs erwähnte Antenne einmal im Originalzustand und einmal mit einem übergezogenen Schrumpfschlauch gemessen:

Rechts im Bild die, im Bereich des Strahlers unmodifizierte Antenne, links der übergezogene Schrumpfschlauch.

Da der Schrumpfschlauch (Material Polyolefin) eine andere Dielektrizitätskonstante als Luft aufweist, verändert er die wirksame elektrische Länge der Antenne. In unserem Fall sinkt die Resonanzfrequenz:

Der schwarze Trace ist ohne Schrumpfschlauch, der pink Trace ist mit dem Schrumpfschlauch. Da die Resonanzfrequenz bereits im Originalzustand eher zu tief ist, würde der Überzug mit Schrumpfschlauch die Situation noch verschlechtern.

Nun kann man sich noch die Frage stellen warum man überhaupt auf die Idee kommen kann, einen Schrumpfschlauch über eine schöne Antenne und gut funktionierende Antenne zu ziehen…

Meine Überlegung war: Zusätzlicher Schutz gegen UV Strahlung. Da ich das Verhalten des vorhandenen Materials nicht kenne, dieses von Polyolefin hingegen schon, wäre dies eine Versicherung gegen vorzeitiges Verspröden und den damit zwangsläufig früher oder später eintretenden Bruch.

L.G. Christoph

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Hallo Christoph

Deine Erklärung bzgl. Zusammenhang VSWR und Wirkungsgrad mit Hilfe eines Abschlusswiderstandes 50 Ohm find ich top und zugänglich: Die Dummy-Load reflektiert möglichst wenig Leistung zurück zur Endstufe ( top VSWR gegen 1 ) und strahlt möglichst keine Leistung ab. Die Dummy-Load ist damit eine schlechtest mögliche Antenne.

Umkehrschluss: Ein guter tiefer VSWR ( gegen 1 ) garantiert noch lange keinen guten Wirkungsgrad einer Antenne.

Als Anwender und ich vermute da bin ich nicht der Einzige vermisse ich die Information seitens Antennen-Hersteller zum Wirkprinzip, in diesem ganzen Consumer-Umfeld ist das wohl auch Absicht. Über das Knie gebrochen, mit Bezug auf Deine Differenzierung gibt es Antennen welche vom Nahfeld mehr und solche welche weniger beeinflusst sind. Von dem Nahfeld ( z.B. Halterung der Antenne, leitende Teile jenseits Einspeisepunkt ) beeinflusste Antennen strahlen dann unerwartet irgendwohin …

Ev. bietet es dem Anwender ( inkl. meinerselbst :wink: ) eine Orientierung, wenn es uns gelingt ein paar für LoRa und MeshCore relevante 869 MHz Antennen jeweils zu klassieren in …. z.B. ( ich bin kein HAM ) : Wirkungsgrad, Strahlungswinkel ( Elevation )

  • abhängig von Umgebung, Gegengewicht, Nahfeld

  • wenig abhängig von Umgebung, Gegengewicht, Nahfeld

Sekundär erstaunt mich, dass SMA-Stecker für die Anwendung als Repeater outdoor geeignet sind, insbesondere wenn die Antenne direkt auf der SMA-Buchse am Repeater-Gehäuse steckt.

Ist sowas nicht gefühlt nach max. 12 Monaten durch Wind und Wetter Brei ?

Ich habe da mehr Vertrauen in N, oder dann halt doch vom Transceiver abgesetzte Antennen, oder die Antenne ist innerhalb des Kunststoff-Gehäuses und somit windgeschützt.

Grüsse aus Uzwil

DarkBalduin

Hallo Christoph

Danke für diesen lehrreichen und inspirierenden Beitrag! Was mich (natürlich) besonders beeindruckt und an frühere Zeiten (damals mit Säulenbohrmaschine, Säge und den passenden Feilen ausgerüstet) erinnert, ist der im Gehäuse verbaute Alu-Rahmen. Da ist doch auch eine passende Bodenplatte verbaut, glaube ich zu sehen?! Alleweil… nostalgische Gefühle und die Erinnerungen an den leichten Schmerz in der Handinnenfläche nach der ‘Feilerei’. Übrigens: Wunderschöne CNC-Arbeit! Bin gespannt, was du uns zu den Erfahrungen mit dem Metallrahmen schreiben wirst!
LG, Paul