Welcome to PHOENIX CONTACT

Transkript

1 Welcome to PHOENIX CONTACT Wireless in der Praxis Die Antenne - eine oft unterschätzte Baugruppe

2 Wireless in der Automation Automatische Sicherungsmechanismen gewährleisten bei Funkverbindungen, dass keine Information verloren geht. Der Anwender muss dem Funksignal lediglich zu ausreichender Signalstärke verhelfen weniger Datenpaketwiederholungen kurze Latenzzeit Erreichbar durch Auswahl geeigneter Antennen Sachgerechte Montage

3 Bestandteile eines Funksystems Antenne Funkteil Kabel / Adapter z.b. Ethernet, Seriell Wireless Wired

4 Antennen und Zubehör

5 Charakteristika einer Rundstrahlantenne Impedanz: 50 Ohm Gewinn: 3 dbi gegenüber dem idealen Kugelstrahler Öffnungswinkel horizontal: 360 Öffnungswinkel vertikal: 60 Antennendiagramm -3 db Öffnungswinkel horizontal vertikal

6 Charakteristika einer Richtantenne Impedanz: 50 Ohm Gewinn: 8 dbi gegenüber dem idealen Kugelstrahler Öffnungswinkel horizontal: 75 Öffnungswinkel vertikal: 70 Polarisationsart: linear vertikal oder zirkular Antennendiagramm db Öffnungswinkel horizontal vertikal

7 Warum zirkular polarisierte Antennen? Funkwellen sind polarisiert! α Signalstärke Die Polarisation der Funkwelle muss zur Antenne passen! Rundstrahlantennen senden eine linear polarisierte Funkwelle ab. Guter Empfang!

8 Warum zirkular polarisierte Antennen? Umgebung nimmt Einfluss auf die Polarisation! α Metallfläche Signalstärke Bei Reflektionen ändert sich die Polarisationsebene! Antennen können frei im Raum taumeln, z.b. auf einem Roboterwerkzeug. => Die Polarisation passt nicht mehr zur Empfangsantenne! => Starke Einbrüche in der Signalstärke möglich! Schlechter Empfang!

9 Warum zirkular polarisierte Antennen? Zirkular- und linear polarisierte Antennen im Vergleich! Zirkular polarisiert Linear polarisiert Signalstärke Signalstärke Zirkular => Immer guter Empfang!

10 Industrieumgebung Wireless-Technologie in der Praxis

11 Antennenmontage Schaltschrank Viel besser: Antenne außen montiert Ungünstig: Gerät mit Antenne im Schaltschrank

12 Antennenmontage Rundstrahlantennen Draufsicht auf eine Rundstrahlantenne: Negativer Einfluss eines Metallkörpers in der Nähe des Antennen-Strahlers Die Abstrahlcharakteristik wird verformt. Die Antenne arbeitet nicht mehr als Rundstrahlantenne.

13 Antennenmontage Rundstrahlantennen Strahler Halterung Optimale Installation einer Rundstrahlantenne Gut: Die Rundstrahlantenne kann rundherum abstrahlen (360 )

14 Antennenmontage Richtantennen Eine Metallfläche hinter einer Richtantenne ist nicht kritisch, da die Abstrahlrichtung nach vorne gerichtet ist Antennendiagramm

15 Antennenkabel Wellenwiderstand typisch 50 Ohm (Za) Minimaler Biegeradius typisch 5 mm...50 mm Einfügedämpfung ca. 0,5.1,5 2,4 GHz Einfügedämpfung nimmt mit der Frequenz zu ca. 1.2,5 5 GHz (WLAN a) Antennenkabel möglichst kurz halten! Antennenkabel nicht scharf knicken oder einklemmen!

16 Antennenkabel Ausbreitung der elektromagnetischen Welle Die elektromagentische Welle verträgt keine Stoßstellen! Za Zb Za Ptrans Pout < Pin Input power Transmitted Ausgangsleistung power Eingangsleistung Pin Ptrans Pout Pin Reflected Reflektierte power Leistung Prefl Za = Wellenwiderstand (typisch 50 Ohm)

17 Funkmodul mit integrierter Antenne Keine Antennenkabel Kein Abknicken Keine Kabeldämpfung integrierte Antenne, z.b. zirkular polarisiert

18 Wo müssen die Wireless Komponenten montiert werden um gute Ergebnisse zu erzielen??????

19 Simulation Eine Simulationssoftware macht die Funkwelle sichtbar Einfache Darstellung der Signalqualität: Grün: gut Gelb: ausreichend Rot: schwach Verschieben des Access Points

20 Simulation Der richtige Montageort in der Halle Einfügen weiterer Access Points zur Anpassung des Funkfelds an die Anforderungen

21 Richtcharakteristik Rundstrahlantenne Abstrahl-Charakteristik in einem Simulations- Tool: Rundstrahlantenne Sendeleistung, Antennenkabel und Antennentyp lassen sich so den Erfordernissen anpassen

22 Richtcharakteristik Richtantenne Abstrahl- Charakteristik einer Richtantenne

23 Fazit Performance eines Wireless Systems optimieren durch Ermittlung der ausreichenden Anzahl von Access Points schon in der Planungsphase Auswahl des richtigen Antennentyps Sachgerechte Montage der Antennen Kurze Antennenkabel (Dämpfung!) Gute Signalstärke = geringe Anzahl von Datenpaketwiederholungen kurze Latenzzeit So geben Sie einer verlässlichen Technologie den richtigen Rahmen um ihre optimale Leistungsfähigkeit auszuschöpfen!

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