Gefeliciteerd! U Heeft een antenne bouw project met succes afgesloten!
Maar nu is de vraag natuurlijk: Wat ‘doet’ de antenne. Functioneert hij zoals verwacht mag worden? Daar is op twee manieren achter te komen.

• Mét meetinstrumenten.

• Zónder meetinstrumenten.

 Zelfbouw Wifi antennes testen - Zónder meetinstrumenten

Meetinstrumenten voor antennes zijn niet in ieders bezit; de elite van radio zendamateurs natuurlijk daargelaten ;-) Heeft U geen apparatuur, of kent U niemand van wie apparatuur te lenen is, dan is de volgende methode bruikbaar.

Bij deze methode gebruiken we de Radio LAN apparatuur om de antenne te beoordelen. De test zal een goed idee geven, of de antenne functioneert … of niet. Voor een meer gedetailleerd beeld is gebruik van meetapparatuur helaas noodzakelijk.

Nodig zijn een Access Point als RF Signaal generator en aan Wifi client als meetontvanger. De te meten antenne kan aangesloten worden op het Access Point (als zend-antenne) of op de client (als ontvangst-antenne). De eigenschappen van de antenne zijn reciproque – zowel bij het zenden als ontvangen zullen de eigenschappen gelijk zijn. Voor het doel van de test is het dus onbelangrijk of de antenne op het Access Point of op de Wifi Client aangesloten wordt.

Het aansluiten van de antenne dient met een zo kort mogelijk stuk coaxkabel te gebeuren, dat bovendien geschikt is voor deze frequentie. Hiermee wordt de invloed van de coax kabel op de meting zo veel mogelijk voorkomen. Zorg voor een deugdelijke verbinding, met de juiste pluggen. Niets is zo frustrerend als een slechte (kabel)verbinding.

Figuur: Senao NL-2511CD plus Ext 2 PCMCIA kaart en te testen biloop antenne

Voor een goede meting is het van belang om enige afstand tussen de Client en het AP aan te houden. Tien tot twintig meter is voldoende. De meting kan het best buiten gebeuren. Een open grasveld is ideaal, maar niet eenvoudig te realiseren. Eventueel kan een AP ‘van de buren’ waarvan de locatie bekend is gebruikt worden.

In deze beschrijving ga k er van uit, dat de te meten antenne met de client verbonden is. Het Access Point maakt gebruik van zijn eigen (standaard) antenne.

Bij deze meetmethode zijn er wederom twee mogelijkheden.

• Maak gebruik van de Signal Strength indicatie van de bij de kaart geleverde utility software, of

• ....en dat is gemakkelijker, maak gebruik van een programma als Network Stumbler of Kismet.

(Screenshot met dank aan Bigred)

Indien je kiest voor de utility software, maak dan een verbinding met het Access Point die als signaal generator dienst doet. Bij Netstumbler is dat niet nodig. Kies hier simpel het juiste AP uit de lijst en dubbelklik hierop. Hoe hoger de groene balk, hoe groter de signaal sterkte.

Test 1 - Signaal sterkte met en zonder antenne

De titel zegt het al helemaal. Meet de signaal sterkte mét en zónder aangesloten antenne. Er moet een duidelijk verschil waarneembaar zijn. Is dat er niet, probeer dan de antennes van het Access Point en de client beter op elkaar uit te richten. Controleer de kabel verbinding, of probeer de antenne aan te sluiten op de andere antenne aansluiting (indien er twee beschikbaar zijn).
Ook kan het nodig zijn meer, of juist minder afstand tussen het AP en de client te nemen.

Test 2 - Richteffect en Voor/ Achter verhouding

Richtantennes hebben een effect als een zaklantaarn op licht. De meeste energie wordt gebundeld aan de voorzijde van de antenne. Aan de zij- en achter-kant is veel minder signaal. Draai de antenne om de verticale as. Er moet duidelijk richteffect merkbaar zijn. Let er op, dat je de antenne niet met (delen van) je lichaam afschermt tijdens de meting.

Omni's (rondstralende antennes) hebben geen richt-effect. Bij het ronddraaien moet er dus weinig of geen variatie zijn in de signaalsterkte. Wel is het mogelijk om de antenne te neigen richting het AP. Wordt het signaal sterker, dan heeft de antenne een 'uptilt'. Wordt het signaal sterker als de antenne van het af gekanteld wordt, dan heeft de antenne een 'downtilt'.

Test 3 - Polarisatie

Richt en Omni's hebben een polarisatie. Deze polarisatie is gedefinieerd als de richting van het electrisch veld, ten opzichte van de horizon. De meest gebruikelijke vormen zijn Horizontale en verticale polarisatie. Een standaard dipool die verticaal opgesteld staat, heeft een verticaal gepolariseerd signaal. Een antenne met verticale polarisatie werkt goed samen met een andere verticaal gepolariseerde antenne. Bij gebruik in combinatie met een horizontaal gepolariseerde antenne, treedt een grote demping op; de zogenaamde cross-polarisation rejection. Draai de antenne om de horizontale as, waarbij de voorzijde van de antenne op de antenne van het AP gericht moet blijven. Een omni moet met de zijkant naar het AP blijven wijzen. Er moet een duidelijk minimum en maximum waar te nemen zijn.

Een aparte vorm van polarisatie heeft de Helical of Helix antenne. Deze heeft circulaire polarisatie. Bij deze antenne moet de signaalsterkte juist gelijk blijven, als de antenne om de horizontale as gedraaid wordt.

Conclusie

Doorstaat de antenne alle 3 de tests, in elke willekeurige volgorde, dan is met zekerheid te zeggen dat de antenne redelijk functioneert. Dat wil zeggen, dat de antenne zich gedraagt zoals verwacht mag worden. Of de versterking ook aan de verwachting voldoet, kan alleen maar bepaald worden door de antenne te vergelijken met een antenne met vergelijkbare versterking. De maximum signaal sterkte moet hierbij ongeveer gelijk zijn.

Signaal sterkte in dBm of %

Zoals hierboven te zien, geeft het ene programma de signaalsterkte in % aan (0-86% in dit geval), een lineaire schaal en het andere (Netstumbler) in dBm, een logaritmische schaal. In theorie kun je de absolute versterking van een antenne in dBi bepalen door de signaal sterkte in dBm van twee antennes te vergelijken. Heeft een dipool antenne (2dBi versterking) een signaal sterkte van -60dBm, en de te meten antenne een -50dBm, dan is de versterking van de antenne 2dBi + (-50dBm - -60dBm) = 12dBi. Helaas is de weergave van de signaalsterkte in dBm gewoon afhankelijk van de manier van presenteren in Netstumbler. De aangegeven signaalsterkte in Netstumbler is niet per definitie een juiste weergave van de signaalsterkte in dBm. In het geval van deze kaart is het niet eens een logaritmisch signaal, maar gewoon lineair. De absolute versterking van de antenne laat zich dus niet bepalen. Relatieve versterking (ten opzichte van een vergelijkbare antenne) natuurlijk wél!

Ook is de aangegeven signaalsterkte in absolute zin afhankelijk van de Wifi kaart. Eigenlijk is het dus niet mogelijk om een zinnige vergelijking te maken tussen de aangegeven signaalsterkte van twee verschillende Wifi clients.

Zelfbouw Wifi antennes testen - Mét meetinstrumenten

Hét basisinstrument bij de amateur-antennebouw is de SWR meter. Met een SWR meter is het mogelijk om te bepalen of een antenne goed op de werkfrequentie afgestemd is - in samenwerking met een RF Generator. Een zelfbouw uitvoering, speciaal voor gebruik met Wifi apparatuur is hier te vinden.

De versterking van een antenne is te meten met een antenna-range. Een versimpelde antenna-range, met procedure om de eigenschappen van een antenne in grote lijnen te bepalen met simpele zelfbouw meetinstrumenten, is te vinden op mijn Practical Wifi antenna measurements pagina.

Ook Wireless Nederland organiseert jaarlijks een antenne meet dag - met een wat beperkter meting. Van de antennes wordt alleen de maximum versterking gemeten.

Links

http://www.wirelessnederland.nl Wireless Nederland – Oneindige bron van kennis op het gebied van Wifi

Disclaimer I will not be responsible for damage to equipment, your ego, personal injury or worse that may result from the use of this material and material found on any links on my pages. You are responsible to make sure that your use any of my designs is legal in your country.

PE2ER Homebrew projects page

Copyright: Erwin Gijzen Version: Oct-2005