De flesta av dagens Wlan-system kommunicerar på 2,4 Ghz, som också är ett amatörband, så därför kan radioamatörer helt lagligt experimentera med hembyggda eller modifierade apparater så länge de inte sänder med högre uteffekt än tillåtet. Tillämpliga EU-direktiv och standarder måste också följas.
Det finns flera orsaker till att de medlevererade antennerna inte fungerar så bra. Dels är det att de oftast sitter osymmetriskt monterade på apparaten, vilket ger en osymmetrisk strålning, ungefär som med en amatörradioantenn på ena bakstolpen på bilen. En annan orsak är att de sitter mycket nära det jordplan som finns i apparaten vilket gör att man får ett strålningsdiagram ungefär som med en NVIS-antenn, dvs nästan rakt upp. En militär NVIS-antenn kan ju t.ex byggas med en antenntråd som göms i sanden på en sandstrand varvid den strålar praktiskt taget rakt upp.
Nedanstående bild av den Wlan-enhet som testats:
Det syns tydligt att antennen sitter bredvid, och mycket nära ovanför det jordplan som finns i apparaten. Detta ger ett starkt distorderat strålningsdiagram, huvudsakligen framåt, mot höger i bild, och huvudsakligen uppåt medan mottagaren kan finnas i vilken riktning som helst men ofta i samma nivå eller nedanför om accesspunkten placeras på en vägg.
För att få ett strålningsdiagram som är bättre optimerat i vertikalplanet bör antennen finnas minst en våglängd ovanför jordplanet. Det tacksamma med de höga frekvenserna runt 2,4 GHz är att våglängden är kort, bara ca 12 cm. En antenn bör därför sitta minst 12 men gärna upp mot 24 cm, eller mer, ovanför jordplanet.
Under en kort tid kunde jag disponera en prototyp till en mycket avancerad SDR-baserad mätenhet som även kommer att finnas i byggsats. Med den är det lätt att göra antennmätningar även på höga frekvenser och jag gjorde därför ett antal experiment på olika antenner. Ett ännu omonterat kretskort till MP-0401 visas nedan och den kraftfulla signalprocessorn är den med den vita lappen diagonalt. Apparaten har en grafisk flerfunktionsdisplay i färg där man lätt kan se hur antennens egenskaper förändras med olika omgivning och förutsättningar.
Eftersom höjden över jordplanet är viktig gjordes först en mätning på accesspunkten av fabrikat TP-Link. Den verifierade misstanken om ett osymmetriskt strålningsdiagram där det skiljer ca 8,5 dB i riktning snett bakåt och det mesta strålar uppåt, som ett upp-och-nervänt paraply. Strålningen i samma höjd som apparaten är ca 5,4 dB lägre än om man har datorn med mottagaren ca 2 meter ovanför basstationen på två meters avstånd.
Sen gjordes ett praktiskt försök med bas-antennen monterad två våglängder ovan jord. Det framkom att det, precis som när det gäller större antenner i fält, blir betydligt bättre av att ha fuktig jord och antennen fritt monterad.
En referensantenn monterades enligt nedan och mätningarna visade att antennen har ett strålningsdiagram ungefär som en liggande "munk", eller som en innerslang till ett bildäck, vilket är betydligt bättre än från början.
För att slippa inverkan av annat gjordes de första mätningarna utomhus. Jämförande mätningar visar dock att så länge höjden är minst två våglängder och jorden är våt spelar inte storleken på jordplanet så stor roll bara det är större än två våglängder i diameter. Andra saker i närheten spelar inte heller så stor roll så länge de inte befinner sig inom en halvmeter, ca 4 våglängder.
Därför provades följande arrangemang, vilket antagligen har större möjlighet att godkännas av "Skönhetsrådet":
Strålningen på samma höjd, i horisontalplanet, är här ca 0,8 dB lägre beroende på det mindre, men lika fuktiga, jordplanet men det är ändå praktiskt taget rundstrålande, och symmetriskt i vertikalplanet, och alltså betydligt bättre än än originalmontaget med antennen bakom apparaten.
Från samma tillverkare fick jag också möjlighet att låna en antenn med en aktiv avstämmare, ungefär som en AT-enhet, ADTU (Active Disk Tuning Unit) som gör att antennen även kan användas på 5 GHz-bandet med lika bra prestanda.
Antennen blir lite klumpigare och man ser tydligt ADTU-enheten under antennen som optimerar antennen ytterligare.
Naturligtvis går det att göra antenn-"masten" snyggare men det fanns inte tid för det just nu utan det var mest för att se vilken betydelse antennens höjd över jord och jordplanets beskaffenhet hade när ett lämpligt mätinstrument fanns tillgängligt. Mer försök kommer att göras senare när det finns seriebyggda exemplar att tillgå.
Resultatet blev ett Wlan som går betydligt bättre, med mindre bit-fel och med betydligt större räckvidd än tidigare. Det kan nu med lätthet används även i trädgården utan problem. Kostnaden var blygsam, om man bortser från att mätinstrumentet idag kostar ca 12000 kronor men antagligen landar i trakten kring 5000 kr när det släpps som byggsats senare i sommar.
Läs mer om NVIS-antenner här.
