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Was man über Antennen wissen sollte
Für eine störungsfreie Funktion eines Funksystems ist eine korrekte Antennenauswahl bzw. Positionierung und Ausrichtung der Antennen essentiell.
Funksysteme: Diversity
Funksysteme: Diversity
Das HF-Signal, das von einem Sender abgestrahlt wird, breitet sich in Wellenform aus, ganz so wie bei einem Steinwurf ins Wasser eine Welle entsteht – mit „Bergen“ und „Tälern“. Das HF-Signal wird nun nicht gerichtet auf den Empfänger abgestrahlt, sondern kreisrund. Dadurch gelangt das Signal nicht nur auf direktem Weg (Sichtverbindung) zur Empfangsantenne, sondern auch über unterschiedliche Reflexionen an Wänden, Böden und Decken, was eine Überlagerung mehrerer Wellen an der Empfangsantenne zur Folge hat. Sind diese Wellen „in Phase“, d.h. deckungsgleich, so verstärkt sich das Signal und es kann ohne Störungen empfangen werden.
Überlagen sich die Wellen allerdings „gegenphasig“, d.h. dass eine positive Halbwelle mit einer negativen Halbwelle überlagert wird, so löscht sich das Signal aus – es entsteht ein DropOut. Solch ein DropOut hat also nichts mit einer maximalen Reichweite zu tun, denn selbst bei absolut geringem Abstand von nur wenigen Metern kann solch eine gegenphasige Überlagerung zu einem DropOut führen. Um solch ein DropOut zu vermeiden wird eine zweite Antenne eingesetzt. Steht die erste Antenne in einem DropOut-Punkt, so sollte die zweite Antenne ein vernünftiges Signal liefern können. Deshalb ist es wichtig, dass die zweite Antenne eines Diversity-Systems eine sinnvolle Alternative darstellt. Wenn die Diversity Antennen zu nahe beieinander stehen, dann läuft man Gefahr, dass beide Antennen in dem DropOut Punkt stehen.
Der minimale Abstand beträgt eine halbe Wellenlänge – im UHF Bereich also ca. 20 cm. Besser jedoch sollten die Antennen eine ganze Wellenlänge (ca. 40 cm) auseinander stehen. Darüber hinaus ist zu beachten, dass die zweite Antenne auch immer eine sinnvolle Alternative zur ersten darstellt. Wenn die erste Antenne beispielsweise 3 m vom Sender entfernt ist, die zweite jedoch 30 m, so ist das Signal der ersten Antennen stets weit aus stärker und ein Umschalten auf die zweite Antenne bliebe somit aus. Dasselbe würde geschehen, wenn die erste Antenne direkt am Empfänger montiert wäre, die zweite aber mit einem Kabel, das einige dB Dämpfung aufweist, abgesetzt wird. Eine dritte Möglichkeit wäre wenn eine Richtantenne mit einigen dB Gewinn zusammen mit einer Rundstrahlantenne genutzt werden würde. In allen Fällen wäre der Effekt von Diversity stark begrenzt und der Vorteil gegenüber einem Non-Diversity-System kaum mehr gewährleistet.
Unterschiedliche Diversity-Arten
Unterschiedliche Diversity-Arten
Auf dem Markt befinden sich verschiedene Diversity Systeme. Auf kleineren Bühnen ist deren theoretischer Unterschied in der Praxis selten nachzuvollziehen. Die Hauptsache ist, man nutzt Diversity-Empfänger. Der Unterschied von verschiedenen Diversity-Arten wird erst auf großen Bühnen oder bei festen Installationen mit mehreren Räumen wichtig.
Antennen-Switching Diversity
Hierbei stehen zwei Antennen zur Verfügung, deren Signal über einen Schalter zum Empfänger geleitet wird. Wird nun das Signal schlechter, so wird einfach zur anderen Antennen umgeschalten. Ist das zweite Signal noch schlechter, so wird wieder zur ersten Antennen umgeschalten. So arbeitet ein Antennen-Switching-System ohne richtige Referenz und basiert somit mehr auf einem Zufallsprinzip.
Audio-Switching – oder - True Diversity
Hier stehen zwei komplette (Non-Diversity-) Empfangseinheiten, und damit zwei einzelne Audio-Signale zur Verfügung. Ein Schaltprozessor kann nun entscheiden, welches der beiden Audio-Signale besser, d.h. weniger verrauscht ist, und leitet dieses an den Ausgang. Ein weiterer Vorteil gegenüber einem True-Diversity-System ist, dass das Schalten des Audiosignals unhörbar vorgenommen werden kann, wohingegen das Schalten des Antennen-Signals ein Knacksen verursachen kann.
MARCAD®-Diversity
Der Unterschied zwischen True-Diversity und dem Shure patentierten MARCAD-Diversity ist ein „Audio-Schalter“ mit integriertem „Mischer“. Normalerweise wird zwar von beiden Empfangseinheiten ein gutes Audio-Signal geliefert, doch im Fall der Fälle mischt das MARCAD-Diversity beide Signale zusammen. Wird also ein Signal schlechter, so wird allmählich dieses Signal ausgeblendet. So wird durch diesen „Mischer“ ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis gewonnen.
Predictive Diversity ist ein von Shure entwickeltes mikroprozessorgesteuertes Diversity das auf dem Prinzip eines Antennen-Switching-Diversitys beruht. Hier wird allerdings nicht zwischen den beiden Antennen geschalten, sondern in kürzester Zeit übergeblendet, so dass kein Schaltvorgang hörbar ist.
Die Antennen-Signale werden beide stetig überwacht. Steigt der Abstand zwischen Sender und Empfänger sinkt das Antennensignal ganz langsam. Wird aber ein DropOut-Punkt betreten, so fällt das Signal sehr rasch ab. Wird nun vom Mikroprozessor erkannt, dass ein rasanter Abfall des Signals besteht, so wird zur anderen Antenne übergeblendet.
