ACT S3D-System Handbuch Seite 35

3. Größere Auswirkungen der Antennenpolarisation.
Richtwirkungen von Antennen wirken stärker. Unabhängig von der Frequenz ist Antennenpolarisation eine
physikalische Tatsache. Jede Antenne hat eine Polarisation und damit eine Richtwirkung. Im Ergebnis gibt
es dabei Positionen zwischen Sender- und Empfängerantenne, die optimalen Empfang (max. Reichweite)
ergibt und Positionen zwischen den beiden Antenne, die KEINEN Empfang ermöglicht. Da unser Modell
sich bewegt, ergeben sich ständige
Lageveränderungen zwischen den beiden Antennen. Dieser Richtwirkungs-Effekt wird größer mit steigender
Frequenz. Daher ist die Ausrichtung der Antennen zueinander bei 2,4 GHz eminent wichtig und nur mit
mind. 2 Antennen und Diversity-Technik lässt sich immer erreichen, dass eine der beiden Empfänger-
Antennen optimal Ausrichtung zur Senderantenne hat.
4. Größere Auswirkungen von sog. Signalschwund bei sich bewegenden Funkzielen
Signalschwund ergibt sich prinzipiell bei sich bewegenden Funkzielen. Die Auswirkungen sind die selben wie
bei den Richtwirkungen ->, ständig schwankende Signalstärke am Empfängerantenneneingang. Schwund ist
abhängig vom Untergrund, also Bodenbeschaffenheit in Verbindung mit Richtungen usw., und wirkt erdnah,
also bis zu ca. 1000m Höhe. Leider ist Schwund nicht linear und tritt auch nicht immer gleich stark auf.
Deshalb gilt auch hier, mindestens zwei Empfängerantennen und Diversity-Technik sind notwendig, um die
Wirkungen zu reduzieren. Je höher die Frequenz, desto größer die Wirkungen von "Schwund".
Die Punkte 2-4 reduzieren letztlich immer die Reichweite, die sich aus Grundsatz 1 ergibt. Diese Physik lässt
sich leider nicht umgehen, daher ist es zur Erzielung einer optimalen, sicheren Reichweite notwendig, alle
möglichen Gegenmaßnahmen zu treffen.
Fresnelzone
Es gibt die sog. Fresnelzone, das ist ein
gedachtes Elypsoid
Funkwellenausbreitung, benannt nach dem
französischen Physiker Fresnel.
Durchmesser der Fresnelzone ist bei höheren
Frequenzen kleiner, die Auswirkungen von
Sichthindernissen daher im Verhältnis größer
(lichtähnliche Ausbreitung). Die Fresnelzone
sagt im Prinzip aus, dass auch Gegenstände
innerhalb der Fresnelzone, gar nicht
unbedingt in der direkten Sichtverbindung,
sondern in gewissen Abständen daneben,
schon Signaldämpfungen bis hin
Signalauslöschungen bewirken können
(Reflektive Auslöschung). Wegen
schlechten Materialdurchdringung bei 2,4
GHz sind hier die Auswirkungen größer als
bei 35MHz.
Wichtig zur Erhöhung der nutzbaren
Reichweite sind daher, weit auseinander
liegende Antennen (Sender und Empfänger)
zu installieren. Dies minimiert die räumlichen
Auswirkungen von Hindernissen in
Sichtlinie. Am Sender z.B. durch das SW3D-
Hirschkäfer-Prinzip, an den Empfängern
durch weit auseinander liegend montierte
Antennen.
Das S3D-System berücksichtigt konzeptionell diese physikalischen Voraussetzungen:
Die 2 Antennen am Sender und beim Empfänger sorgen beim S3D-System dafür, dass negative
physikalische Effekte so weit als technisch möglich minimiert werden und die Anwendung von 2,4GHz–
Systemen im Modell für den Kunden so einfach und problemlos wie möglich wird.
Schwankungen des Empfangssignals
der
Der
zu
der
der
Tips
Für sicheren Betrieb einer 2,4GHz Fernsteuerung, auch jenseits 500m Entfernung, sind folgende Punkte zu
beachten:
•
Bei Entfernungen jenseits 500m soll direkte Sicht bestehen zwischen Sender- und Empfängerantenne
bestehen
auf Grund der
•
Jegliche Gegenstände, egal welches Material, zwischen den beiden Antennen, verringern die nutzbare
Reichweite
•
Größere Auswirkungen der Antennenpolarisation, Richtwirkungen müssen bei der Antennenverlegung
im Modell und der Antennenposition am Sender beachtet werden
•
Größere Auswirkungen von sog. Signalschwund bei sich bewegenden Funkzielen, der Effekt kann nur
durch Diversity-Empfang beseitigt werden (bei S3D automatisch vorhanden)
2,4GHz-Technik, was ist das?
Das Frequenzband 2,4GHz wird benutzt für modernste Funkanwendungen, es werden Daten jeder Art
übertragen. Die Hardware arbeitet mit höchst intelligenten Industrie-Chips, die für Wlan-, Blue-Tooth o.ä. mit
Spread Spectrum Technologie entwickelt wurden. Das 2,4GHz Frequenzband bietet 83,5 Kanäle mit jeweils
1 MHz Bandbreite
Alle (auch RC)2,4GHz-Systeme sind grundsätzlich so ausgelegt, dass sie Störungen auf der
Betriebsfrequenz "überspielen" können. Ein 2,4GHz-System ist ein "Frequenz-Kollisions-System" (s.u.), es
ist einfach klar, dass es Frequenz-Kollisionen geben wird, weil die anderen Nutzer und deren benutzte
Frequenzen nicht bekannt sind. Durch geeignete technische Strategien wird versucht, so wenig wie möglich
Kollisionen mit anderen Frequenznutzern zu haben und selbst bei eventuellen Frequenzkollisionen noch
Daten lesen zu können. Jedes 2,4GHz-System darf daher nur eine bestimmte, ganz kurze Zeit auf einer
bestimmten Frequenz verharren. Damit sind auch Störungen immer sehr kurz und das Gesamtsystem kann
arbeiten.
Durch die Übertragung von "Datenblöcken", deren Anfang und Ende im System bekannt ist, ist es möglich,
nach einer kurzen Unterbrechung den Datenstrom dort wieder aufzunehmen, wo ein Datenblock nicht
komplett übertragen wurde. Die Hochleistungs-Chips können (und müssen) auch aus Fragmenten von
Daten noch komplette Datenpakete zusammen setzen.
Bei Überlastung der vorhandenen Frequenzen, z.B. wenn (zu) viele Systeme im gesamten Empfangsbereich
eines Empfängers gleichzeitig in Betrieb sind, kann die Übertragung langsamer werden, die Daten kommen
dann etwas verzögert an.
Unterschiede RC-Systeme / Datenübertragung
Bei Modell-Fernsteuerungen kann das Funkziel (Modell) sehr weit vom Sender entfernt sein, die
Steuersignale kommen beim Empfänger sehr schwach an. Bei Datenübertragungen sind die beiden
kommunizierenden Systeme meist in der Nähe, die Signale sind sehr stark.
Das Funkziel "Modell" bewegt sich (schnell), ein Laptop nicht oder nur sehr langsam, andere Systeme sind
sogar mehrheitlich stationär.
Die Funk- bzw. Daten-Strecke vom Sender zum Empfänger muss IMMER und zu jedem Zeitpunkt sicher und
gleich schnell sein, die Strecke vom Sender zum Modell hat dabei absolute Priorität. Bei
Datenübertragungen, z.B. WLan, sind beide Datenstrecken gleich wichtig, Unterbrechungen des
Datenstroms sind unproblematisch, da Sender und Empfänger wissen, bis wann ungestörte Daten
übertragen wurden. Nach einer Unterbrechung sendet der Sender ab dem Zeitpunkt vor der Unterbrechung
die Daten weiter.
Da Millionen Nutzer das 2,4GHz-Band benutzen, kann es u.U. auch zu Überlastungen der Systeme
kommen. Wie sich eine Empfangssituation an einem bestimmten Tag an einem bestimmten Ort einstellt,
kann vorher nicht sicher eingeschätzt werden.
Es gibt also erhebliche Unterschiede, wenn Fernsteuerdaten übertragen werden sollen.