2-2016

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SRD Bild 3: Funkdienste im 868/915-MHz-Bereich Funktion, insbesondere auf das Richtdiagramm. Short-Range-Transceiver liefern HF-Ausgangsleistungen in der Größenordnung von 1 mW (0 dBm) bis 100 mW (20 dBm). Die in Vorzugsrichtung abgestrahlte Leistung (effektive Strahlungsleistung bzw. Equivalent Isotropic Radiated Power, EIRP) erhält man durch Multiplikation mit dem Gewinn der Antenne. Beträgt der Sender-Output z.B. 3 dBm und der Gewinn 7 dBm, so folgt eine EIRP von 10 dBm (10 mW). Nur wenige externe Bauteile genügen, um die Antenne an den Transceiver anzupassen, egal, ob Loop, Viertelwellen-Monopol oder Halbwellen-Dipol. Die beim Empfänger ankommende Leistung ist nicht nur von der Ausgangsleistung des Senders abhängig, sondern auch von Gewinn (Richtcharakteristik) und Ausrichtung der Antennen zueinander. Zur Stromversorgung Bei den Batterien und Akkus wurden in den letzten Jahrzehnten und Jahren Fortschritte erzielt, die sich in einer höheren Energiedichte und einer längeren Lebensdauer wiederspiegeln. Aktuell gibt es daher vielfältige Möglichkeiten zur Versorgung eines Kurzstrecken- Funksystems. Sie müssen nicht zwangsläufig eine Batterie nutzen, sondern können sich auch eines Busses (USB) bedienen. Bewährt haben sich wiederaufladbare Zellen (1,2 V), kleine Alkalinezellen (1,5 V) und Lithiumbatterien (3 V). Li+ Batterien bieten besonders viele Vorteile, s. Kasten. Zu beachten ist eine ungefähre Verdopplung des Innenwiderstands bei Abfall der Spannung auf 2,8 V. Relativ neu ist die Energieernte. Bereits 2010 hat die ehemalige Firma Jennic eine Technik demonstriert, bei der nur 100 µJ an Energieernte von einem elektromechanischen Schalter ausreichen, um mehrere Funktelegramme in einem System zu übertragen. Verbraucht wird für 7 ms das Energieäquivalent von 7 mA bei 2 V entsprechend 100 µJ. Damit führte Jennic als erster Anbieter von drahtlosen µCs vor, dass ZigBee-Kommunikation mit einem so niedrigen Energieangebot möglich ist. Die Batterielebensdauer stellt immer noch das Hauptproblem dar, besonders beim relativ stromintensiven Sender. Man sollte daher unbedingt auf den Wirkungsgrad der Senderendstufe schauen. Aber auch das gewählte Übertragungsprotokoll hat großen Einfluss auf die Energiebilanz. Darüberhinaus sollte die Batterielebensdauer unter weiteren Gesichtspunkten, wie Startup-Zeit, Mikrocontroller-Strombedarf, Verhältnis von Senden und Empfangen, Modulationsart oder Strombedarf im Standby/Sleep-Modus, betrachtet werden. Nicht zu vergessen ist die Selbstentladung. Sie hängt sehr von der Grundtechnologie der Batterie ab. Die Reichweite Hohe Datenraten verkürzen zwar die Sendezeit und sparen so Strom, schränken aber auch die Reichweite ein. • Absorptionsfläche (Wirkfläche) • Richtfaktor und Gewinn • Öffnungswinkel • Polarisation • Bandbreite (z.B. für SWR 2) Für Kurzstrecken-Funksysteme mit ihren hohen und sehr hohen Frequenzen gilt die quasioptische Reichweite. Es gibt im Freien eine direkte Welle, die sich fast wie Licht ausbreitet. Im Gegensatz zu Licht werden jedoch auch Gegenden kurz hinter dem Horizont noch erreicht, wenn die abgestrahlte Leistung ausreichend ist. Ungefähr 1 km Reichweite ist praktisch das Maximum. Bei vielen Anwendungen genügen jedoch bereits etwa 10 m. Die typische Reichweite hängt von einigen Faktoren ab, besonders von Frequenz, Sender-Ausgangsleistung, Antennengewinn und Empfängerempfindlichkeit. Auf den Gigahertz-Frequenzen haben im Inneren von Gebäuden reflektierende und dämpfende Objekte einen großen Einfluss Wichtige Antennenkennwerte • Impedanz (Fußpunktwiderstand) • Nebenkeulendämpfung • Vorwärts/Rückwärts-Verhältnis • Wirkungsgrad • Abmessungen 14 hf-praxis 2/<strong>2016</strong>
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