Forum: HF, Funk und Felder LoRaWAN (868 MHz) und GPS in einer Antenne selber bauen


von Max W. (crackerlino)


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Hallo liebes Mikrocontroller.net-Forum,

ich habe gerade angefangen mich mit Antennen zu beschäftigen und frage 
mich, ob man eine LoRaWAN-Antenne (selber) bauen könnte, die noch gut 
genug für GPS ist. Wie schwierig ist es denn, eine solche 
Multibandantenne selbst zu bauen für ein 
"Outdoor"-Mikrocontroller-Projekt? Das ganze soll am Ende eine einzige 
Antenne darstellen, die ggf. zwischen GPS und LoRaWAN-Modul wechselt.


Liebe Grüße

Max W.

von Kurt (sommerwin)


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2 getrennte Antennen über eine Weiche zusammen schalten und dann zum 
Gerät. Ich versteh das hoffentlich jetzt so, dass der Empfänger nur 
einen Antenneneingang hat.

von Max W. (crackerlino)


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Kurt schrieb:
> 2 getrennte Antennen über eine Weiche zusammen schalten und dann zum
> Gerät. Ich versteh das hoffentlich jetzt so, dass der Empfänger nur
> einen Antenneneingang hat.

Hi Kurt,

der Empfänger sollte idealer Weise nur einen Antenneneingang für eine 
Antenne haben, soweit dies gut machbar ist.

Liebe Grüße

Max W.

von Helmut -. (dc3yc)


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Nimm für deinen GPS-RX eine Keramikantenne, wie sie bei den NEOs dabei 
ist. Die kann auch im Gerätegehäuse sein. Dann hast du nur noch eine 
externe Lorawan-Antenne.
Die Möglichkeit, eine Antenne für beide Bänder zu bauen, sehe ich nicht.

p.s. wie würdest du das mit der Sende-Empfangsumschaltung machen wollen?

: Bearbeitet durch User
von CA (Gast)


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Helmut -. schrieb:
> Die Möglichkeit, eine Antenne für beide Bänder zu bauen, sehe ich nicht.

Die gibt es sehrwohl und eine Sendeempfangsumschaltung bräuchte es auch 
nicht unbedingt. Der Frequenzabstand ist groß genug um mit einer 
Frequenzweiche auf eine gemeinsame Antenne zu arbeiten.

Das haben die fest eingebauten Mobiltelefone schon vor über 20 Jahren so 
gemacht. Kombiantennen für D-Netz und FM-Rundfunk habe ich sogar noch 
hier rumliegen, die dazugehörigen Frequenzweichen müsste ich auch noch 
haben.

Allerdings setzt das voraus, daß der Erbauer sich mit der Materie 
auskennt und das sehe ich hier nicht.

von Max W. (crackerlino)


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CA schrieb:
> Helmut -. schrieb:
>> Die Möglichkeit, eine Antenne für beide Bänder zu bauen, sehe ich nicht.
>
> Die gibt es sehrwohl und eine Sendeempfangsumschaltung bräuchte es auch
> nicht unbedingt. Der Frequenzabstand ist groß genug um mit einer
> Frequenzweiche auf eine gemeinsame Antenne zu arbeiten.
>
> Das haben die fest eingebauten Mobiltelefone schon vor über 20 Jahren so
> gemacht. Kombiantennen für D-Netz und FM-Rundfunk habe ich sogar noch
> hier rumliegen, die dazugehörigen Frequenzweichen müsste ich auch noch
> haben.
>
> Allerdings setzt das voraus, daß der Erbauer sich mit der Materie
> auskennt und das sehe ich hier nicht.

Ich wollte es mit einer Frequenzweiche probieren. Und weil ich halt 
nicht so viel Ahnung habe wollte ich auch nachfragen, ob es denn möglich 
wäre und mich in den Bereich reinlesen. Leider war ich etwas überfragt, 
wo man da am besten starten würde.

von Helmut -. (dc3yc)


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CA schrieb:
> Die gibt es sehrwohl und eine Sendeempfangsumschaltung bräuchte es auch
> nicht unbedingt. Der Frequenzabstand ist groß genug um mit einer
> Frequenzweiche auf eine gemeinsame Antenne zu arbeiten.
>
> Das haben die fest eingebauten Mobiltelefone schon vor über 20 Jahren so
> gemacht. Kombiantennen für D-Netz und FM-Rundfunk habe ich sogar noch
> hier rumliegen, die dazugehörigen Frequenzweichen müsste ich auch noch
> haben.

Hast du schon mal überschlagen, welche Trennschärfe die Weiche haben 
müsste? Ich gehe mal von 25mW Sendeleistung bei 868MHz aus. Und schau 
doch mal den Signalpegel eines GPS-Signals an. Eine solche Weiche wird 
der TO sicher nicht hinbekommen.

von Res (resmon)


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Da GPS annähernd die doppelte Frequenz von 868 MHz hat, dürfte es 
durchaus Ansätze für Dualband-Antennen geben, die funktionieren. 
Vielleicht guckst du dir ein Design von 2.4 / 5 GHz WLAN 
Dualband-Antennen ab.

von Max W. (crackerlino)


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Res schrieb:
> Da GPS annähernd die doppelte Frequenz von 868 MHz hat, dürfte es
> durchaus Ansätze für Dualband-Antennen geben, die funktionieren.
> Vielleicht guckst du dir ein Design von 2.4 / 5 GHz WLAN
> Dualband-Antennen ab.

Hi Res,

das war auch mein Ziel und daran hatte ich auch gedacht. Aber befürchte 
auch, dass das LoRaWAN-Signal auch beeinträchtigt wird.

von CA (Gast)


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Max W. schrieb:
> Ich wollte es mit einer Frequenzweiche probieren. Und weil ich halt
> nicht so viel Ahnung habe wollte ich auch nachfragen, ob es denn möglich
> wäre und mich in den Bereich reinlesen.

Dein Denkansatz ist völlig in Ordnung, nur leider liest man sich da 
nicht mal geradeso ein.
Zum Eigenbau gehört da ein gehöriges Maß an Wissen.

Schau dich mal auf dieser Seite um, eventuell ist da etwas für dich 
dabei: https://www.lertes.de/

von Max W. (crackerlino)


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CA schrieb:
> Max W. schrieb:
>> Ich wollte es mit einer Frequenzweiche probieren. Und weil ich halt
>> nicht so viel Ahnung habe wollte ich auch nachfragen, ob es denn möglich
>> wäre und mich in den Bereich reinlesen.
>
> Dein Denkansatz ist völlig in Ordnung, nur leider liest man sich da
> nicht mal geradeso ein.
> Zum Eigenbau gehört da ein gehöriges Maß an Wissen.
>
> Schau dich mal auf dieser Seite um, eventuell ist da etwas für dich
> dabei: https://www.lertes.de/

Ganz lieben Dank für den Link!

von CA (Gast)


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Helmut -. schrieb:
> Hast du schon mal überschlagen, welche Trennschärfe die Weiche haben
> müsste? Ich gehe mal von 25mW Sendeleistung bei 868MHz aus. Und schau
> doch mal den Signalpegel eines GPS-Signals an.

Die C/D-Netzautotelefone hatten ca. 8W Sendeleistung, die C-Netztelefone 
sogar 15W und wurden über eine Frequenzweiche D-Netz/FM-Rundfunk sowohl 
ans Autoradio, alsauch an die Dualband-Antenne angeschlossen.

Das hat dem Autoradio nicht im Geringsten geschadet, wenn das Telefon 
auf Sendung ging. Dagegen sind die 25mW eines LoRaWan geradezu 
lächerlich wenig.

Ich habe auf die Schnelle nurnoch ein von mir verbasteltes Gehäuse solch 
einer Weiche gefunden. Da sitzt jetzt ein SDR-Stick drin :-)

Die Weiche war schon ziemlich ausgeklügelt. Da saß dann zusätzlich noch 
ein Saugkreis für die Telefonfrequenz auf dem Abgang zum Radio. Leider 
habe ich nurnoch das Gehäuse.

Ich will damit nur zeigen, daß das Vorhaben des TO durchaus machbar ist, 
aber eben nicht gerademal aus dem Handgelenk.

Vielleicht findet sich ja jemand der sowas schonmal gemacht hat.

von Rainer W. (rawi)


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Max W. schrieb:
> ich habe gerade angefangen mich mit Antennen zu beschäftigen und frage
> mich, ob man eine LoRaWAN-Antenne (selber) bauen könnte, die noch gut
> genug für GPS ist.

Plane gleich ein geeignetes Filter ein, damit die Sendeleistung des 
LoRa-Senders nicht die Eingangsstufe des GPS-Empfängers zerschießt.

von CA (Gast)


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Rainer W. schrieb:
> Plane gleich ein geeignetes Filter ein, damit die Sendeleistung des
> LoRa-Senders nicht die Eingangsstufe des GPS-Empfängers zerschießt.

Falls du es noch nicht mitgekriegt hast, wir reden schon die ganze Zeit 
über eine Weiche!

von Thomas V. (tomv)


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Ich denke da eher an die unterschiedlichen Anforderungen an die 
Abstrahlwinkel der GPS- und LoRa-Antennen:

GPS möchte ziemlich senkrecht von oben empfangen, da dort die SATs 
stehen.
LoRa möchte eher Stationen am Boden erreichen, sollte also einen eher 
flachen Abstrahlwinkel haben.

Ich meine, das lässt sich nur schwer vereinen.

: Bearbeitet durch User
von CA (Gast)


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Thomas V. schrieb:
> Ich meine, das lässt sich nur schwer vereinen.

Nein, solche Antennen gibt es schon haufenweise für Mobilstationen wie 
Automobile:
https://www.ime.de/shop/Antennen-LTE-WLAN-LoRa/Panorama-GPSD-7-27-24-58-Fahrzeugantenne-LTE-WLAN-MIMO-GPS26dBi-2G-3G-4G-WLAN::183978.html

von Thomas V. (tomv)


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CA schrieb:
> Thomas V. schrieb:
>> Ich meine, das lässt sich nur schwer vereinen.
>
> Nein, solche Antennen gibt es schon haufenweise für Mobilstationen wie
> Automobile:
> 
https://www.ime.de/shop/Antennen-LTE-WLAN-LoRa/Panorama-GPSD-7-27-24-58-Fahrzeugantenne-LTE-WLAN-MIMO-GPS26dBi-2G-3G-4G-WLAN::183978.html

Das sind ja dann auch 6 Antennen mit einzeln herausgeführten 
Anschlüssen.
Da geht das wiederum.

von CA (Gast)


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Thomas V. schrieb:
> Das sind ja dann auch 6 Antennen mit einzeln herausgeführten
> Anschlüssen.

Das wäre sowieso die bessere Lösung für dieses Unterfangen.

Du hast nur eine Antenne (hardwareseitig), oder sagen wir besser, 
mehrere Antennen in einem Gehäuse, aber beide Frequenzen separat 
herausgeführt.

Ob es dabei zu einer Beeinflussung der GPS-Antenne durch das Signal des 
LoRa Senders kommt, müsste man ausprobieren. Der Frequenzabstand wäre 
groß genug, nur ob der Eingang des GPS-Empfängers selektiv genug ist, 
wäre auszuprobieren.

von Thomas V. (tomv)


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CA schrieb:
> Thomas V. schrieb:
>> Das sind ja dann auch 6 Antennen mit einzeln herausgeführten
>> Anschlüssen.
>
> Das wäre sowieso die bessere Lösung für dieses Unterfangen.

Das sehe ich auch so.
Jede Antenne kann somit für ihre Anwendung optimiert sein.

von Rainer W. (rawi)


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Thomas V. schrieb:
> GPS möchte ziemlich senkrecht von oben empfangen, da dort die SATs
> stehen.

Ganz schlechte Idee.

Wenn du nur Satelliten senkrecht über dir empfangen würdest, hättest du 
eine riesige HDOP und könntest selbst die Höhe wegen ungenauer Zeit nur 
schlecht bestimmen. Mit der horizontalen Position sähe es dann ganz übel 
aus.

Die GPS Satelliten bewegen sich gut verteilt über den ganzen Himmel und 
die Antenne sollte runter bis fast zum Horizont möglichst alle sehen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas V. (tomv)


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Deswegen hatte ich "ziemlich" geschrieben. Mir war nicht klar, dass ich 
den exakten Winkel angeben muss =;-)

Trotzdem bleibe ich dabei, dass GPS 
eher/ziemlich/etwa/ungefähr/pimaldaumen/suchdirwasaus von oben empfangen 
muss und LoRa eben aus der Waagerechten.

Jetzt kommt bestimmt der nächste mit Reflektionen u.s.w. ...

von Rainer W. (rawi)


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Thomas V. schrieb:
> Trotzdem bleibe ich dabei, dass GPS
> eher/ziemlich/etwa/ungefähr/pimaldaumen/suchdirwasaus von oben
> empfangen muss

Das kannst du halten, wie du möchtest. Der Betreiber geht bei den 
Performance Spezifikationen jedenfalls von einem Winkel von 5° überm 
Horizont aus.

Nachlesen darfst du selber
https://www.gps.gov/technical/ps/2020-SPS-performance-standard.pdf

von CA (Gast)


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Thomas V. schrieb:
> Jetzt kommt bestimmt der nächste mit Reflektionen u.s.w. ...

:-) Ich sehe es auch so wie du.

Die Strahlcharkteristiken der beiden Antennen sind dermaßen 
unterschiedlich, daß man sie kaum als Duobander in einem Konstrukt 
vereinen kann, zumindest nicht ohne Verrenkungen.
Da hier nach Eigenbau gefragt wurde, schließe ich eine Umsetzung aus.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die nächste Hürde: GPS sendet übrigens zirkular, um Reflexionen zu 
minimieren.

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