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5G Antennen - Technologie von FTS Hennig, die Lösung für die heutigen Mobilfunkprobleme

Die wichtigsten Aspekte der heutigen 5G-Mobilfunkantennen sind die Fähigkeit, höhere Datenraten, geringere Latenzzeiten, verbesserte Effizienz durch massive MIMO und Beamforming, sowie die Nutzung eines breiteren Frequenzspektrums zu unterstützen. Mit diesen Technologien werden vielfältige neue Anwendungen und Dienste, die von der 5G-Technologie erwartet werden, ermöglicht.

Charakteristik und Einteilung der 5G Mobilfunkantennen

Was muss eine 5G Antenne können?

  • 1. Frequenzspektrum: Bei LTE und 3G wurden oft Singleband Antennen verwendet. Für das 5G-Netz (5. Generation) werden ausschließlich Breitbandantennen mit einem sehr großen Frequenzbereich benötigt. (700 MHz bis 3800 MHz. Die Norm sind jedoch bis 6GHz.)
  • 2. Massive MIMO-Technologie: Eine vollständige 5G Antenne ist immer eine MIMO-Antenne aus 2, 4, 6 oder zukünftig sogar aus 8 einzelnen Strahlern. Alle 5G Geräte besitzen je nach Ausbaustufe auch diese Anzahl an Antennenanschlüssen, die auch für die vollständige Funktion auch bedient werden müssen.
  • 3. Höhere Datenraten und Geringere Latenz: Das Ziel des 5G Netzes sind High-Speed Internet mit geringen Latenz- bzw. Ping-Zeiten. Durch intelligente und optimierte Anordnungen der einzelnen 5G Strahler im Antennengehäuse werden Streaming und Echtzeit-Kommunikation möglich. Die 5G Antennenstrahler müssen stets separat für sich arbeiten.
  • 4. Beamforming: Mit Beamforming können gezielt Signalbündel auf einzelne Nutzer ausgerichtet werden. Damit wird an dieser Stelle die Signalqualität und Effizienz verbessert.

Für jede Anforderung die richtige 5G Antenne:

Mobilfunkantennen können nach verschiedenen Kriterien eingeteilt werden, die auf ihrer Konstruktion, Funktion, dem Einsatzort und den unterstützten Frequenzbändern basieren. Hier sind einige der gängigsten Einteilungen.

1. Nach dem Frequenzband

• Niedrigband-Antennen (Sub-1 GHz): Diese Antennen decken Frequenzbänder unter 1 GHz ab und bieten eine große Reichweite sowie eine gute Durchdringung von Gebäuden. Sie werden oft in ländlichen Gebieten eingesetzt, wo eine weite Abdeckung erforderlich ist.

• Mittelband-Antennen (1 GHz bis 6 GHz): Diese bieten einen guten Kompromiss zwischen Reichweite und Datenübertragungskapazität. Dieser Anforderung folgen die meisten heutigen 5G-Antennen.

• Hochband-Antennen (über 6 GHz, einschließlich Millimeterwellen): Die mmWave Antennen unterstützen die höchsten Datenraten in 5G-Netzwerken, haben jedoch eine kürzere Reichweite und erfordern eine dichtere Platzierung von Zellstandorten. Sie sind besonders in städtischen Gebieten oder für spezifische Anwendungen wie Stadien und Konferenzzentren verbreitet.

2. Nach der Bauform

• Omnidirektionale Antennen: Die omnidirektionalen Antennen, oder auch Rundstrahlantennen genannt, strahlen das Signal gleichmäßig in alle Richtungen ab und werden oft in ländlichen Gebieten oder bei Basisstationen eingesetzt, wo eine 360-Grad-Abdeckung benötigt wird.

• Richtantennen (Sektorantennen): Sie konzentrieren das Signal in eine bestimmte Richtung, um eine größere Reichweite und verbesserte Signalqualität in dieser Richtung zu erzielen. In Mobilfunknetzen sind Sektorantennen üblich, die eine Basisstation in mehrere Abdeckungsbereiche unterteilen.

• Stabantennen: Traditionelle Antennenform, die oft für den AM/FM-Radioempfang verwendet wird.

• Integrierte Antennen: Antennen, die in die Fahrzeugstruktur integriert sind, wie in Fenstern, Spiegeln oder dem Fahrzeugdach.

• Patch-Antennen: Oft für GPS und andere Anwendungen verwendet, können sie leicht an verschiedenen Stellen im Fahrzeug montiert werden.

• Microwave Antennen: Linear polarisierende Hornantennen oder zirkular polarisierte Hornantennen sind auf Grund des hohen Frequenzbereichs (bis 75GHz) sehr klein und manchmal gar nicht als Antenne erkennbar.

3. Nach der Technologie

• Passive Antennen: Traditionelle Antennentypen, die ohne aktive Komponenten auskommen und das Signal direkt abstrahlen oder empfangen.

• Aktive Antennen: Diese beinhalten Verstärker und andere elektronische Komponenten direkt in der Antennenstruktur, was besonders bei 5G-Netzwerken mit Massive MIMO und Beamforming-Technologien relevant ist. Dieses System entspricht dem klassischen Outdoor Router.

4. Nach dem Einsatzbereich

• Basisstationsantennen Große Antennen, die auf Mobilfunktürmen oder Dächern installiert sind, um die Verbindung zu mobilen Endgeräten herzustellen.

• Kleine Zellen (Small Cells): Kleinere Antennen, die in städtischen Gebieten oder an Orten mit hohem Datenaufkommen eingesetzt werden, um die Netzwerkkapazität und -abdeckung zu erhöhen.

•Indoor-Antennen: Spezielle Antennen, die in Gebäuden für eine verbesserte Innenabdeckung sorgen, oft in Form von DAS (Distributed Antenna Systems) oder Repeater-Innenantennen

• Integrierte Antennen: Antennen, die in die Fahrzeugstruktur integriert sind, wie in Fenstern, Spiegeln oder dem Fahrzeugdach.

5. Nach den Montagestandorten

• 5G Mastantennen (Rundstrahlantennen und Richtantennen): Für 5G Mastantennen werden entsprechend stabile, robuste und witterungsbeständige bzw. wetterfeste 5G Antennen benötigt. Da meistens längere Anschlusskabel für die 5G Mastantennen benötigt werden, sind die Anschlüsse oft als N-female Anschluss ausgeführt. Mastantennen sind oft MIMO-Antennen (2x2 MIMO, 4x4 MIMO, 6x6 MIMO). Das bedeutet, dass auch 2, 4 oder 6 Einzelkabel vom Mast zum Router gelegt werden müssen.

• 5G Wandantennen Wandantennen können direkt an der Wand montiert werden. Mit Hilfe von Wandhaltern in verschiedenen Größen und Wandabständen, können viele 5G Antennen zu 5G Wandantennen werden.

• 5G Deckenantennen In Gebäuden dienen die 5G Deckenantennen zum Aussenden und Empfangen der Repeater Signale. Die 5G Deckenantennen werden unmittelbar an der Decke montiert. Das Kabel wird von oben, aus der Zwischendecke herangeführt. Damit ist die Deckenmontage eine elegante Montage.

• 5G Fahrzeugantennen: So unterschiedlich wie Fahrzeuge gebaut sind, so unterschiedlich sind die 5G Fahrzeugantennen. Aus den oben schon beschriebenen Anforderungen des 5G Netzes bestehen heute 5G Fahrzeugantennen aus einem System von mehreren MIMO 5G Antennenstrahlern, die oft mit WLAN-Strahlern und GPS/GNSS Strahlern kombiniert werden.

• 5G Fenster-bzw. Window Antennen: Die Fenster Antennen werden außen am Fenster angebracht. Typisch werden als Halterung Saugnäpfe verwendet. Mit den extrem dünnen Anschlusskabeln können dieses ohne zu Bohren ins Gebäude hineingelegt werden.

• 5G Innenantennen: Am Router angebracht bilden sie die einfachste Form von 5G Antennen. Sie können im Router integriert oder via Stabantenne am 5g Router angebracht sein.

• 5G Wohnmobil- und Caravan-Antennen | Roadsurfer Antenne: Diese 5G Antennen werden speziell für die großen Wohnmobile und Caravans entwickelt. Für diese 5G Fahrzeugantennen sind neben der notwendigen 5G Mobilfunkstrahler, WiFi und GNSS noch weitere Merkmale wichtig:

1. Farbe: Da viele Wohnmobile in weiß gefertigt werden, ist die Hauptfarbe der Roadsurfer Antenne weiß. Selbstverständlich werden auch schwarze Antennen angeboten.

2. Form: Für größtmögliche Anzahl von Strahlern werden die Antennen in große runde Gehäuse gepackt. Für die Kastenwagen, deren Dach als Wellenprofil ausgeprägt ist, werden die Antennen schmal gehalten. So passen die Antennen auf die verfügbare Montagefläche.

3. Gewindelänge: Je nach Ausprägung der Dämmung werden 5G Fahrzeugantennen mit kurzen (bei FTS Hennig 2,5cm) und langen (bei FTS Hennig 7cm) Gewinde benötigt.

4. Kabellänge: Um die Montage der 5G Wohnmobilantenne einfach zu gestallten und die Dämpfung minimal, werden die Antennen in 2 Standardlängen mit Dämpfungs-armen Kabel angeboten. Die 1m und 2m Längen sind bei den meisten Montagen richtig.

5. Stecker: Die besten 5G Fahrzeugantennen besitzen an den Anschlusskabeln gleich die richtigen Stecker für die Mobilfunkrouter. Im Vergleich dazu werden bei einigen Herstellern immer zwingend Adapter und /oder Kabelverlängerungen benötigt.

• 5G Klebeantennen: 5G Antennen können auch an den bevorzugten Stellen geklebt werden. Für 5G werden für die MIMO-Anwendung mehrere Klebeantennen benötigt. Die Antennen werden an Fensterscheiben, Stoßstangen oder Bumper oder an Gehäuse geklebt. Mit diesen 5G Klebeantennen kann eine platzsparende, bohrfreie und dezente Montage erreicht werden.

• 5G transparante Antennen Die Entwicklung schreitet nicht nur bei den Antennen voran, sondern auch in anderen Technologien. Für 5G wurden im Pilotprojekt transparente Antennen entwickelt. FTS Hennig ist nun bestrebt, die transparenten Antennen in Serie zu fertigen. Da für 5G viele Antennenstrahler benötigt werden, können diese dann fast unsichtbar und in großer Menge an Fensterscheiben im Haus oder Fahrzeug angebracht werden.

Fazit:

Zusammengefasst sind die wichtigsten Aspekte der heutigen 5G-Mobilfunkantennen ihre Fähigkeit, höhere Datenraten, geringere Latenzzeiten, verbesserte Effizienz durch massive MIMO und Beamforming, sowie die Nutzung eines breiteren Frequenzspektrums zu unterstützen. Diese Technologien ermöglichen die vielfältigen neuen Anwendungen und Dienste, die von der 5G-Technologie erwartet werden.

Entsprechend der vielfältigen Einsatzorte werden die unterschiedlichsten Bauformen von 5G Antennen benötigt. Eine große Auswahl von 5G Antennen finden Sie bei FTS Hennig.