Absorption von Funkwellen

Funkwellen können feste Materialien durchdringen. Beim Durchdringen werden die Funksignale aber gedämpft. Ein Grund für diese Dämpfung ist die Absorption. Hier wird die Energie der Funkwelle an die durchdrungene Materie abgegeben. Dabei hängt der Grad der Absorption von verschiedenen Faktoren ab:

• Dicke, Wandstärke
• Beschaffenheit (Feuchtigkeit, Dichte, etc.)
• Material
• Durchdringungswinkel

Die Nachfolgende Tabelle gibt einige Schätzungen zum Dämpfungsverhalten verschiedener Materialien ab. Weitere Faktoren wie Feuchtigkeit, Dichte, Durchdringungswinkel können die Dämpfung weiter erhöhen (alle Werte sind Schätzungen und nicht als Absolutwert gültig).

Antennen

Eine Antenne ist eine technische Anordnung zur Abstrahlung und zum Empfang von elektromagnetischen Wellen. In der Funkkommunikation werden sie dazu verwendet die codierte und modulierte Information, z.B. ein Schaltsignal, drahtlos an einen Empfänger zu übertragen. Um die Funktionsweise einer Antenne zu verstehen, sind tiefgreifende physikalische und elektrotechnische Kenntnisse erforderlich. Antennen der SVS unterliegen ständiger Forschung und werden stetig optimiert. Die Großzahl unserer Produkte wird bereits mit Antennen ausgeliefert. Zur Optimierung der Reichweite oder für den Einsatz von Modulen kann es dennoch erforderlich sein, eine Antenne anzubringen. Die zwei wichtigsten Faktoren sind in diesem Fall die Anpassung und die Länge der Antenne. Wir empfehlen eine λ/4-Antenne mit einem Wellenwiderstand von 50Ω.

Bei einer Frequenz von 434 MHz beträgt ein Viertel der Wellenlänge λ/4 = 17,27cm. Häufig erreicht man bereits sehr gute Ergebnisse mit einem 17,27cm langem Stück Draht.

Eine Antenne kann auch übersteuert werden, sodass das Signal nicht mehr vom Empfänger interpretiert werden kann. Wir empfehlen einen Mindestabstand von 1m zwischen den einzelnen Komponenten des Funksystems.

Freiraumdämpfung

Wird ein Funksignal von einem Sender abgegeben breiten sich die elektromagnetischen Wellen Kugelförmig im Raum aus. Da sich die Energie der Welle mit steigendem Abstand zum Sender auf eine immer größer werdende Fläche verteilt, nimmt die Leistungsdichte ab. Man spricht von der sog. Freiraumdämpfung. Die Abnahme der Energie verhält sich hier umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung, d.h. je weiter die Funkwelle von Ihrer Quelle entfernt ist, desto langsamer nimmt die Energie der Funkwelle ab.

i Der Einfluss der Freiraumdämpfung kann nur durch einen geringeren Abstand zwischen Sender und Empfänger eingegrenzt werden.

Funkempfänger

Funkempfänger empfangen Signale kompatibler Funksender und werten die darin enthaltenen Informationen aus. Damit Funkempfänger kompatibel sind, müssen mehrere Faktoren übereinstimmen. Dazu zählen das Protokoll, die Frequenz und die Modulation. Unsere Funkempfänger sind nur zu Sendern der gleichen Funkserie kompatibel. Ein Funkempfänger kann sowohl ein sofort einsatzfähiges Gerät im Gehäuse, mit entsprechenden Anschlussklemmen für Ein- und Ausgänge sein oder auch ein Modul zum Einbau in Ihre Realisierung. Wir bieten mehrere Funkempfänger mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen an. Wichtige Eigenschaften zur Auswahl des richtigen Funkempfängers sind die Reichweite, die Versorgungsspannung und die Anzahl der benötigten Kanäle. Außerdem muss ermittelt werden, welche Funktion für die Anwendung benötigt werden. Zur Auswahl stehen der Tast-, der Toggle-, der Timer- und der Schaltbetrieb.

Mehr zu Funkempfängern

Interferenz von Funkwellen

Überlagern sich zwei oder mehrere Wellen, so kommt es zur Interferenz. Je nach Phasenverschiebung der Wellen können sie sich entweder verstärken oder auslöschen. Interferenz entsteht oftmals durch Reflexionen der Welle an verschiedenen Reflexionsflächen. Wird die Funkwelle an verschiedenen Orten reflektiert legt sie, auf dem Weg zum Empfänger, unterschiedliche Strecken zurück. Die unterschiedliche Länge dieser Strecken verursacht unterschiedliche Phasenwinkel, mit denen die Funkwellen ihr Ziel erreichen.

Der Einfluss von auslöschenden Interferenzen kann reduziert werden, indem man die Position der Komponenten verändert.

Reflexion von Funkwellen

Funkwellen können feste Materialien durchdringen. Verschiedene Materialien wirken allerdings reflektierend auf Funkwellen, sodass nur ein Teil der Welle das Material durchdringt und der andere Teil reflektiert wird. Die Reflexion tritt häufig bei metallischen Oberflächen und Materialien auf, wie beispielsweise Baustahl, metallische Türrahmen oder Metallschränke. Doch auch Metallfolien an der Wärmedämmung oder metallbedampfte Wärmeschutzgläser können einen negativen Einfluss auf die Funkwellen haben und reflektieren das Signal, wie Licht in einem Spiegel.

BNC-Anschluss anbringen

Um den BNC-Anschluss an das gewünschte Gerät anzubringen müssen zunächst (falls nicht schon geschehen) einige Vorbereitungen getroffen werden. Der Außenleiter bzw. der Mantel des Koax-Kabels muss auf einer Länge von ca. 1,5cm abisoliert und vom Koax-Kabel gelöst werden. Anschließend wird der Mantel verdrillt und verzinnt. Es ist darauf zu achten, dass keine Einzeldrähte vom Mantel abstehen. Der Innenleiter hat eine weitere Isolierung, die auf eine Länge von ca. 0,5cm entfernt werden muss. Sollte eine integrierte Antenne vorliegen, muss diese in jedem Fall zunächst ausgelötet werden. Der Anschluss mehrerer Antennen ohne entsprechende Anpassungsschaltung wirkt sich immer negativ auf die Funkkommunikation aus.

Ist das Koax-Kabel vorbereitet und ggf. die interne Antenne ausgelötet, kann der BNC-Anschluss in die Elektronik eingelötet werden. Dazu sind immer zwei Lötstellen erforderlich für den Innen- und für den Außenleiter. Die Abbildung zeigt einige Beispiele, welche Lötstellen verwendet werden können.