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Clevere WLAN-Antennen-Tricks für besseren Empfang

27.02.2017 | 13:02 Uhr |

Ein Manko von Drahtlosnetzwerken bleibt deren vergleichsweise geringe Reichweite. Ein externer WLAN-Adapter oder ein Eigenbau- Reflektor aus einer alten Schreibtischlampe verbessert den Empfang signifikant.

Wenn das WLAN-Signal trotz Anpassung des Routeraufstellortes nicht bis zum gewünschten Zielort reicht oder die Funkverbindung instabil ist, lässt sich die WLAN-Reichweite mit leistungsfähigeren Antennen ein Stück weit ausdehnen. Auch wenn Ihr Funknetzwerk weitere Gebäudeteile wie die Terrasse, den Garten oder eine Garage abdecken soll, ist eine WLAN-Antenne eine sinnvolle Erweiterung.

Der Einsatz einer besseren Antenne ist auf Seiten des Senders, also des Routers, oder beim Empfänger möglich. Gerade empfängerseitig beim PC oder Notebook, das an seinem Standort nicht mehr in das WLAN kommt, ist ein Antennen-Tuning interessant, weil die neue WLAN-Antenne explizit auf die Bedürfnisse des betreffenden Rechners zugeschnitten sein kann.

WLAN-Antennen-Tuning

Generelle Voraussetzung für den Einsatz einer alternativen Antenne ist aber, dass die Geräte mit einem RP-SMA-Schraubanschluss ausgestattet sind, sodass sich die vorhandene Antenne austauschen lässt. Bei WLAN-Adaptern in Desktop-Rechnern und Routern ist das häufig der Fall, Notebooks und andere mobile Geräte sind dagegen in der Regel mit einer integrierten Antenne ausgestattet, die sich nicht tauschen lässt.

Der Schraubanschluss ist ganz einfach am goldenen Stecker zu erkennen – wenn Sie nicht sicher sind, sehen Sie im Handbuch Ihres Routers oder WLAN-Adapters nach. Im Falle eines Notebooks können Sie sich mit einem WLAN-USB-Dongle behelfen, der mit einer RP-SMA-Antenne ausgestattet ist. Entsprechende Modelle erhalten Sie für 10 bis 15 Euro unter anderem von TP-Link , CSL-Computer sowie Incutex . Wenn Sie die vorhandene Antenne abschrauben, lässt sich das Notebook mit einem stärkeren Modell betreiben.

Im Internetversandhandel bekommen Sie zu Preisen zwischen 10 und 100 Euro eine gut sortierte Auswahl an WLAN-Antennen, die einen Leistungsgewinn von 3 bis 25 dBi (Dezibel isotrop) versprechen. Die werkseitig montierten Stummelantennen an Router und WLAN-Adaptern strahlen das Funksignal rundum im 360-Grad-Winkel ab. Sie erzielen damit zwar nur eine relativ geringe Reichweite, aber einen großen Radius, der theoretisch in alle Richtungen die gleiche Feldstärke aufweist und deshalb mit 0 dBi Leistungsgewinn angegeben ist.

Siehe auch: Routerstandort optimieren - so geht's

Die richtige Antennenwahl

Pimpen Sie Ihr Notebook mit einem WLAN-USBDongle mit herausgeführter Antenne, hier von CSL-Computer. Diese lässt sich abschrauben und durch ein leistungsfähigeres Modell ersetzen.
Vergrößern Pimpen Sie Ihr Notebook mit einem WLAN-USBDongle mit herausgeführter Antenne, hier von CSL-Computer. Diese lässt sich abschrauben und durch ein leistungsfähigeres Modell ersetzen.

Alternative Antennen können die Funkabdeckung in eine bestimmte Richtung lenken und das Signal dort verbessern, während es sich in den anderen Richtungen reduziert und damit verschlechtert. Diese Charakteristik wird als Leistungsgewinn in der Einheit dBi angegeben.

Bei alternativen WLAN-Rundstrahlantennen verteilt sich der Leistungsgewinn auf eine große Fläche. Damit leuchten Sie zum Beispiel eine Etage ideal aus, insbesondere wenn der Router zentral steht. WLAN-Richtantennen bündeln das Funksignal in einem schmalen Winkel, in dem die Reichweite bedeutend ansteigen kann. Zwar beschränkt sich der mit WLAN versorgte Bereich dadurch auf einen schmalen Korridor, dieser zeichnet sich aber durch eine hohe Signalstärke aus. Die Faustregel lautet: Je höher der Antennengewinn ausfällt, desto enger ist der Korridor der Funkwellen. Eine Richtantenne am Rechner ist daher ideal, wenn Ihr Computer in einer Ecke weit entfernt vom Router steht. WLAN-Sektorantennen kombinieren die Vorteile von Rundstrahl-und Richtantennen. Ihr Funkkorridor ist größer als bei einer Richtungsantenne, jedoch schmaler als bei einem Rundstrahler. Ideal ist eine Sektorantenne, wenn Sie den Router nicht in der Mitte, sondern in einer Ecke der Wohnung oder des Büros positioniert haben und die übrigen Räume gut versorgen wollen.

Starke Antennen mit viel Leistungsgewinn schränken nicht nur den Strahlungswinkel ein, sie verstärken außerdem die störenden Funkreflexionen innerhalb der Wohnräume und liegen unter Umständen sogar in einer Richtung über den zugelassenen Grenzwerten von 100 mW (2,4-GHz-WLAN) beziehungsweise 500 mW (5-GHz-WLAN).

Auf die Frequenzbänder achten

Mit Zusatzantennen lässt sich das WLAN-Signal des Routers verstärken. Die meisten Router bieten entsprechende Anschlussmöglichkeiten per SMA-Buchse.
Vergrößern Mit Zusatzantennen lässt sich das WLAN-Signal des Routers verstärken. Die meisten Router bieten entsprechende Anschlussmöglichkeiten per SMA-Buchse.
© TP-Link

Eine alternative Antenne muss das Frequenzband unterstützen, in dem Ihr WLAN arbeitet. Ermitteln Sie im ersten Schritt anhand des Bedienmenüs Ihres Routers, ob Ihr Funknetzwerk das 2,4-oder das 5-GHz-Frequenzband benutzt – oder eventuell beide. Entscheiden Sie sich anschließend für eine WLAN-Antenne, die zu den verwendeten Frequenzbändern passt. Single-Band-Antennen unterstützen nur ein einzelnes Frequenzband, Dual-Band-Modelle versorgen beide Bänder.

WLAN-Antennen werden über ein Koaxialkabel mit dem Router oder dem Netzwerkadapter verbunden. Je kürzer das Kabel ist, desto besser, weil das Antennenkabel das Signal dämpft. Manche Router besitzen herstellerspezifische Steckverbindungen – prüfen Sie vor dem Kauf, ob der Anschluss an der Antenne zum Router passt.

Teile für den Umbau einer Schreibtischlampe: Neben dem Gelenkfuß (links) ist ein USB-Kabel (Mitte), ein Reflektor (rechts oben) und ein WLAN-Adapter mit einer simplen Halterung (rechts unten) erforderlich.
Vergrößern Teile für den Umbau einer Schreibtischlampe: Neben dem Gelenkfuß (links) ist ein USB-Kabel (Mitte), ein Reflektor (rechts oben) und ein WLAN-Adapter mit einer simplen Halterung (rechts unten) erforderlich.
© David Wolski

Eigene Antennen: Nicht immer besser

Bei der Verwendung fertiger oder selbstgebauter Richtantennen kann es aber auch eine Reihe praktischer Probleme geben: Bei Geräten, die nach den Standards 802.11n und 802.11ac funken, bringen sie oft kaum Verbesserung. Denn diese Standards nutzen Mimo (Multiple Input Multiple Output) und damit mehrere Antennen gleichzeitig. Die Firmware ist auf die vorhandenen Standardantennen des WLAN-Geräts abgestimmt, anhand derer das beste Signal kombiniert wird.

Anspruchsvoll ist die Abstimmung der Impedanz (des frequenzabhängigen Scheinwiderstands) zwischen Sendeeinheit, Kabel und Empfänger. Nur wenn diese übereinstimmen, findet eine Signalübertragung ohne Verluste statt. Starke Antennen mit viel Strahlungsgewinn schränken nicht nur den Strahlungswinkel ein, sie verstärken zudem die störenden Reflexionen innerhalb einer Wohnung und liegen eventuell sogar in einer Richtung über den zugelassenen Grenzwerten von 100mW (2,4 GHz-WLAN) beziehungsweise 500 mW (5 GHz).

WLAN-Repeater: Mehr Reichweite für den Router

Einfache Halterung für den WLAN-Adapter: In die röhrenförmige Fassung des Lampenschirms wird ein Holzkeil mit daran befestigtem Kabel eingeklemmt.
Vergrößern Einfache Halterung für den WLAN-Adapter: In die röhrenförmige Fassung des Lampenschirms wird ein Holzkeil mit daran befestigtem Kabel eingeklemmt.
© David Wolski

Statt Antenne: USB-Adapter mit Reflektor

Wer sich nicht die Mühe machen will, sich mit den Feinheiten des Hochfrequenzfunks zu befassen, wird mit eigenen Antennen selten eine signifikante Verbesserung erreichen, die den Aufwand rechtfertigt. Erfolgversprechender ist es, für eine höhere Empfangsempfindlichkeit bei den WLAN-Clients zu sorgen. Denn viele Probleme im WLAN sind von den Herstellern hausgemacht: Die interne WLAN-Antenne eines Notebooks kann keine optimale Leistung liefern, denn sie lässt sich nicht justieren, und ein metallisches Gehäuse schirmt zusätzlich ab. Schon ein externer WLAN-USB-Adapter bringt bessere Leistung. Noch besser: Verbinden Sie den Adapter über ein USB-Anschlusskabel, denn so können Sie das WLAN-Modul nach Bedarf unabhängig ausrichten. Da es sich dabei einfach um eine Verlängerung des USB-Anschlusses mit einem standardkonformen USB-Kabel handelt, spielt hier die Impedanz und Dämpfung keine Rolle.

Einen Schritt weiter geht ein Selbstbauprojekt, das den Adapter mit einem Reflektor kombiniert. Als Reflektor eignet sich ein parabolförmiges Küchensieb oder eine Schüssel, in dessen Fokuspunkt der USB-Adapter mit seiner Antenne angebracht wird. Die Reflektorschüssel oder das Sieb muss aus Metall oder aus einem Metallgewebe sein, wobei bei die Zwischenräume im Gewebe nicht größer als ein Zehntel der Wellenlänge sein dürfen, also 12 mm bei 2,4 GHz-WLAN und 5 mm bei 5 GHz. Achten Sie darauf, dass der Adapter in der Brennweite (f) der Parabolschüssel liegt. Diese errechnen Sie aus dem Innendurchmesser (D) der Schüssel und deren Tiefe (c) mit dieser Formel:

f = D²/16c  

Die resultierende Brennweite f ist der Abstand, den die WLAN-Antenne zur Mitte des Bodens der Schüssel (Scheitelpunkt) haben muss. Als Halterung des USB-Steckers und den daran aufgesteckten Adapter eignet sich einfach zu bearbeitendes Material, etwa ein Stück Weichholz, das auf die passende Länge gestutzt wird und dann mit Heißkleber oder starkem, doppelseitigem Klebeband in das Zentrum des Parabolreflektors geklebt wird.

Teileliste: Neben Kleinteilen wie Kabelbinder und Holzresten brauchen Sie:

  • USB-WLAN-Adapter (ca. 15 Euro)

  • Alte Schreibtischlampe mit Gelenkfuß (ca. 10 Euro oder vorrätig)

  • Metall-Nudelsieb, falls kein Lampenschirm vorhanden (ca. 5 Euro)

  • USB-Kabel, A-Stecker auf A-Buchse, 1,8 m (ca. 5 Euro)

Eigenbau-Antennen für Tüftler

Im Internet kursieren zahlreiche Anleitungen für verschiedene Selbstbau-Antennen. Der Funkamateur Bodo Woyde zeigt auf seiner Homepage einige Möglichkeiten für externe Eigenregie-Antennen. Etwas handwerkliches Geschick und eine gesunde Portion Kreativität sollte man allerdings mitbringen. So kann man beispielsweise eine WLAN-Hohlleiterantenne bauen, die aus einem kupfernen Regenwasserfallrohr (Durchmesser 85 mm) aus dem Baumarkt angefertigt wurde. Etwas einfacher ist die Verwendung einer handelsüblichen Konservendose. Mit Kupferdraht und einem länglichen Stück Styropor lässt sich außerdem eine Aufsteckantenne basteln, die das Signal der Standardantenne verstärken soll. Stefan Bregenzer funktioniert ein Küchensieb mit etwas Alufolie zur WLAN-Antenne um.

Bei der Verwendung selbst gebauter, aber auch fertiger Richtantennen gibt es bei WLAN-Routern eine Reihe praktischer Probleme, die sich vor allem aus dem Umstand ergeben, dass die Routerfirmware auf die vorhandenen Standardantennen des WLAN-Geräts abgestimmt ist, anhand derer das beste Signal kombiniert wird.

Schreibtischlampe als justierbare Halterung

Fertig montierte Halterung an der Schreibtischlampe: Der WLAN-Adapter ist per USB-Kabel mit dem Rechner verbunden und bleibt frei justierbar. Eine Modifikation der eigentlichen Antenne ist nicht nötig.
Vergrößern Fertig montierte Halterung an der Schreibtischlampe: Der WLAN-Adapter ist per USB-Kabel mit dem Rechner verbunden und bleibt frei justierbar. Eine Modifikation der eigentlichen Antenne ist nicht nötig.
© David Wolski

Eine ausgemusterte Schreibtischlampe mit Gelenkfuß ist die ideale Halterung für den USB-WLAN- Adapter mit Reflektor. Der gesamte Aufbau ist damit stabil, justierbar und sogar ansehnlich. Und wenn die Lampe über einen metallischen Lampenschirm verfügt, so kann dieser auch als Reflektor dienen. Die nötigen Arbeiten setzen aber Werkzeug und etwas Geschick voraus.

Entfernen Sie das Stromkabel und die Lampenfassung. Die Fassung ist bei vielen Schreibtischlampen in eine röhrenförmige Halterung am Ende des Lampenschirms geschraubt. Das leere Rohr eignet sich gut dazu, eine Halterung für den Stecker des USB-Kabels aufzunehmen. Sofern es kein ausreichend großes Loch auf der Rückseite gibt, sorgen Sie mit einem Winkelschleifer oder einem Metallbohrer für eine Öffnung, durch die der Stecker des USB-Kabels passt. Als Halterung kann ein zurechtgeschnittenes Stück Holz dienen, auf dem ein Kabelbinder den USB-Stecker befestigt. Das Stück Holz können Sie einfach in das Rohr klemmen. Zur Messung der Signalstärke auf einem Windows- PC eignet sich die Shareware Wireless- Mon 4.0 (auf Heft-DVD, Download unter www. passmark.com/products, 30 Tage Testzeit, dann 49 US-Dollar). Zusammen mit der Aufhängung an der Schreibtischlampe bringt der Aufbau bei optimaler Ausrichtung 15 bis 20 dBm und der Reflektor nochmal 5 dBm.

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