WLAN-Antennen mit einfachen Mitteln selbstgebaut und die Verbindungsqualität verbessert

Um die Stabilität von WLAN-Verbindungen zu erhöhen, ist oft eine leistungsfähigere Antenne angebracht, wobei der Selbstbau ganz einfach ist. Die fermeldetechnischen Bestimmungen des jeweiligen Landes sind dabei allerdings zu beachten, da selbstgebaute Antennen einen Antennengewinn erzielen können, der zur Überschreitung der zulässigen, abgestrahlten Sendeleistungen führen kann.

WLAN (Kanal 1 -13: 2,412 - 2,472 GHz) liegt teilweise im 13-cm-Amateurfunkband (2,3 - 2,45 GHz) in der Nähe von 2,455 GHz, wo sich übrigens die Frequenz für Mikrowellenherde auf dem WLAN-Kanal 9 oder 10 befindet.

Lizensierte Funkamateure dürfen  Antennen selbst bauen und im Amateurfunk verwenden. Allerdings liegt die Bandbreite von WLAN bei etwa 20 MHz und ist damit derzeit zu breit für zugelassene Amateurfunk-Anwendungen in Deutschland.

Doppelbiquad als "Heißkleber-Konstruktion". Mit ihr gelingen stabile Verbinungen über mehr als 30m Luftlinie im Freien zu einem Router mit Stummelantenne, wobei diese Doppelbiquad-Antenne im Innenbereich auf einem Fensterbrett steht.

Welchen WLAN-Kanal soll ich wählen? Natürlich einen ungestörten. Viele wissen nicht, dass sich die benachbarten WLAN-Kanäle gegenseitig teilweise überlappen, was die Übertragungsqualität und damit die Übertragungsgeschwindigkeit herabsetzt. Deshalb sollte man nur die Kanäle 1, 6 und 13 nutzen. Man beachte also, welche Kanäle die Nachbarn nutzen. Die Kanäle 9 und 10 sollten ebenfalls gemieden werden, denn diese liegen ausgerechnet auf der Frequenz der Mikrowellenherde, von denen einige lecken und WLAN stören können. Dem Router sollte man eine feste Frequenz zuweisen. Ist dies nicht der Fall und es tritt eine Störung ein, sucht sich der Router automatisch eine neue Frequenz, was die Ursache für längere Verbindungsabbrüche sein kann. Weiterhin gibt es drahtlose Videoübrtragungssysteme, die von 2,4 bis 2,4835 GHz  genau auf den WLAN-Frequenzen arbeiten und deshalb WLAN natürlich erheblich stören können.  Störungen von Funkamateuren sind so gut wie ausgeschlossen, da dieser Bereich nur von sehr wenigen Spezialisten für Richtfunk und Satelliten-Verbindungen genutzt wird.

Welches Werkzeug und welche Materialen brauche ich?

Materialien: Abisolierter Elektroinstallationsdraht, Heißkleber, RG58-CU-Kabel (oft altes Netzwerk-Koaxkabel, mit Kupferabschirmung, kein Alu), Stecker SMA reverse (nicht SMA, sondern "SMA reverse"), Heißkleberstange, Elektroniklötzinn (möglichst Blei-Zinn-Legierung), als Reflektorflächen Leiterplattenbasismaterial, Alu-Blech oder dicke Alufolie auf Pappe, alte CDs.

Werkzeuge: Ausrüstung für das Löten von Elektronik (Lötkolben, Seitenschneider u.s.w.), Blechschere zum Schneiden des Leiterplattenbasismaterial aus Glasfaser-Epoxid, Alu-Blech oder Alufolie und Karton, Bohrmaschine.

Baubeschreibungen für WLAN-Quad-Antennen: Die Abmessungen der Quads sind folgenden Veröffentlichungen zu entnehmen:

- http://www.tresselt.de/wlan.htm
- http://www.vallstedt-networks.de/
- http://martybugs.net/wireless/biquad/double.cgi
- http://www.larsen-b.com/Article/201.html
- http://www.dl2jas.com/antennen/biquad/biquad.html
- http://www.cnet.de/praxis/woche ... o_loesen.htm (Maße, Steckermontage)

Meine mechanische Vorgensweise: Der abisolierte Draht wird vom dem Biegen in eine Bohrmaschine gespannt, während das andere Ende in einen Schraubstock geklemmt wird. Mit langsamer Drehzahl wird der Draht so lange verdreht, bis er kerzengerade geworden ist und an Steifigkeit gewonnen hat. Danach kann er gebogen werden.

Als Abstandshalter zwischen dem Reflektor (Kupfer, Alu, alte CD) verwende ich kurze Stücke aus Heißkleber, die ich ebenfalls mit Heißkleber befestige. Der Draht und das Koaxkabel werden ebenfalls mit Heißkleber fixiert. Eine Heißklebepistole spart viel Arbeit.

Der Reflektor kann aus verschiedenen elektrisch leitenden Materialien bestehen. Ich gebe Leiterplatten-Basismaterial den Vorzug. Ist es aus Glasfaserexpoxid, kann es mit der Blechschere bearbeitet werden. Pertinax kann zersägt oder gebrochen werden. Es kann ein paar db mehr Gewinn bringen, wenn man die Abschirmung des Koaxkabels mit dem Reflektor leitend verbindet. Aluminiumblech oder Aluminiumfolie lässt sich auch einsetzen. Leider kann Alu nicht ohne weiteres gelötet werden. Mit einem Trick lässt sich Aluminium trotzdem löten. Wie das geht, habe ich unter Löten von Aluminium mit Elektronik-Lötzinn beschrieben und dort ein Video vorgestellt. Alte CDs lassen sich ohne mechanische Arbeiten als Reflektor verwenden. Wer kein Werkzeug für mechanische Arbeiten hat, kann auch dicken Karton mit Alufolie bekleben. Die Abmessungen des Reflektors sind nicht kritisch. Sie sollten auf jeden Fall etwas größer als das Drahtgebilde sein.

Biquad-WLAN-Antenne. Die Abstandshalter von 16 mm Länge bestehen aus einem Stück Heißkleberstange.

Die Rückseite der Biquad für WLAN. Die Antenne ist auf den Router ausgerichtet.

Der 16 mm große Abstand zwischen Reflektor und Draht  sollte genau eingehalten werden. Dies gilt auch für die Abmessungen des gebogenen Drahtes. Wer etwas ungenau arbeitet, hat zwar immer noch eine Antenne mit mehr Gewinn als den der mitgelieferten Stummelantennen, allerdings liegt die Resonanzfrequenz dann nicht genau auf der gewünschten Frequenz.

Doppelbiquad für WLAN auf einem Alublech, welches auf die Kante eines Holzbrettes geschraubt wurde. Nach meiner Erfahrung hat die Doppelbiquad-Antenne das beste Aufwand/Nutzen-Verhältnis. Der Abstand zwischen den sich kreuzenden Drähten ist unkritische und beträgt wenige mm.

Dreifachbiquad für mehr Gewinn und schärfere Richtwirkung. Dafür ist sie allerdings schon etwas unhandlich.

Montage des Steckers: Es ist nicht ganz einfach den SMA-reverse-Stecker an das Koaxkabel anzulöten. Der Innenleiter des Koaxkabels ist zu verzinnen und wird dann in den Mittenkontakt des SMA-Reverse-Steckers gesteckt. Ohne Lötzinn zuzugeben, wird dann diese dünne Röhrchen mit dem Innenleiter durch erhitzen verlötet. Dabei darf kein Lötzinn auf die Außenseite des Röhrchen gelangen, da sonst das Röhrchen nicht mehr in die Zentral-Bohrung des Steckers passt. Die Abschirmung des Koaxkabels wird mit dem Stecker verpresst. Dies geht zur Not mit einer Flachzange.

Blick auf die Rückseite einer WLAN-Karte in die SMA-Reverse-Buchse, aus dem in der Mitte ein Pin herausragt, weshalb die Bezeichnung "reverse" Verwendung findet.

Der SMA-Reverse-Stecker einer WLAN-Stummel-Antenne. In der Mitte ist die Bohrung zu sehen, die sich bei der Montage nicht mit Lötzinn vollsaugen darf.

Einzelteile des SMA-Reverse-Steckers: In der Mitte die winzige Hülse, die mit der Seele des Koaxkabels verlötet wird. Rechts die Hülse, die mit dem Mantel des Koaxkabels zu verpressen ist.

Die Einzeilteile des SMA-Reverse-Steckers im Größenvergleich zu einem Streichholz.

Absolute Notlösung, wenn kein SMA-reverse-Stecker vorhanden ist. Der Wackelkontkakt ist natürlich vorprogrammiert.

Das Koaxkabel: Dafür hat sich RG58-CU bewährt. Beim Kauf achte man darauf, dass die Abschirmung (Mantel) aus Kupfer-Geflecht besteht, denn Abschirmungen aus Alumininiumfolie lassen sich nicht löten. RG58 hat leider eine sehr hohe Dämpfung auf den WLAN-Frequenzen. Sie beträgt 1 dB/Meter. Es gibt noche eine dämpfungsarme Ausführung mit 0.6 dB/Meter Dämpfung. Deshalb sollte das Kabel in jedem Fall so kurz wie nötig sein. Ein Meter sind in der Praxis meistens ausreichend.

Behelfsantenne für eine WLAN-SD-Card mit einer Büroklammer: Für mein PDA, mit dem ich Web-Radio über WLAN empfange, habe ich mir eine SD-Card besorgt, in der eine kleine WLAN-Karte nebst Antenne steckt. Diese Antenne ist wahrscheinlich als fraktale Antenne mäanderförmig im Vorderteil der SD-Karte untergebracht.

Behelsantenne für WLAN-SD-Card mit kapazitiver "Büroklammer-Einspeisung".

"Büroklammer-Einspeisung".

Um den Empfang zu verbessern, habe ich einfach eine Büroklammer befestigt und eine 20 cm lange Prüfschnur daran geknipst. Die Bürklammer sorgt nur für eine kapazitive Verkopplung. Mit Sicherheit ist das keine optimale Lösung, aber es funktioniert.

Die Verbindungsqualität mit reflektierenden Metallflächen verbessern: Mit Alufolie und allem was aus Metall ist, lassen sich reflektierende Oberflächen so anordnen, dass ein Empfangsverbesserung in ein bestimmte Richtung erzielt werden kann oder Störungen aus bestimmten Richtungen ausgeblendet werden können. Auch hier lohnen sich ein paar Experimente, die zudem ganz lehreich sind, um ein Gefühl für das Verhalten elektromagnetischer Wellen zu bekommen.

Die Leiterplatte in Verbindung mit dem Bodenblech brachte bei mir eine Verbesserung von etwa 3 dB. Dabei ist diese Lösung völlig legal, denn dem funktechnischen Laien kann nicht zum Vorwurf gemacht werden, wenn er seinen Blechschrott zufällig in der Nähe der Antenne lagert.

Die Alufolie brachte hier ebenfalls ein Empfangsverbesserung für die an der linken Seite des Notebook steckenden WLAN-PCMCIA-Karte. Der Router war links vom Notebook in etwa 20 m Entfernung aufgestellt. Dank Alufolie war die Verbindung zu ihm einwandfrei.

Manchmal tut es auch ein einfacher Pizza-Karton, der mit Aluminium-Folie beschichtet ist:

Der Film zeigt, wie ein einfacher Reflektor aus Alufolie und Karton die Reichweite seines WLAN-Routers erhöht.

Fazit: Es bedeutet oft keinen großen Aufwand, eine Antenne oder einen Reflektor für WLAN zu basteln. In Youtube sind eine unglaubliche Menge an Anregungen zu finden.