Eigenbau Parabolantenne für einen UMTS USB-Stick

Problemstellung

Die Versorgung mit UMTS ist innerhalb von Gebäuden manchmal unzureichend.
Um die Signalstärke vor allem für HSPA zu verbessern benötigt man eine Antenne.
Der UMTS USB-Stick (Huawei E172, K3715) hat aber keinen Antennenanschluss!

Mann könnte jetzt irgendein Blech oder Ähnliches nehmen und hinter den Stick halten. Vielleicht funktioniert es ja sogar. Ich möchte jedenfalls nicht nur auf den Zufall setzen, sondern das bestmögliche Resultat dabei erreichen. Daher galt es für mich eine Parabolantenne zu entwickeln mit dem UMTS USB-Stick direkt als Strahler.

Achtung: Eine Richtantenne macht natürlich nur Sinn, wenn man diese in die richtige Richtung ausrichtet! Alle anderen Richtungen sind schlechter zu empfangen. Also vorher kundig machen, wo der UMTS-Sendemast des Mobilfunkanbieters steht.

In einem Gebäude mitten in der Stadt mit unendlich vielen Reflexionen macht eine Richtantenne selten Sinn und eine UMTS-Versorgung kann die beste Antenne nicht herbeizaubern!

Lösung

Parabolantenne
Parabolantenne für den UMTS USB-Stick. Der Reflektor besteht aus einem Aluminiumblech (Höhe 15cm).
Der UMTS USB-Stick lässt sich einfach im Brennpunkt einstecken.

Gesamtansicht
Gesamte Antenne mit Halterung.

So viel Aufwand wie es scheint habe ich nicht getrieben. Die Halterung, wie auch das Aluminiumblech, lag schon fix und fertig in der Bastelkiste.

Simulation mit NEC4.1

Beim Entwurf muss darauf geachtet werden, dass die Impedanz des Strahlers (hier UMTS USB-Stick) durch den Reflektor nicht beeinflusst wird.

Animation
Animation zur Verdeutlichung des Entwurfs der Antenne mit 4NEC2.
Bei jeder zweiten Umdrehung wird das vertikale Strahlungsprofil mit isotropem Antennengewinn angezeigt.

Optimierung der Parabolform
Optimierung der Parabolform.

Gewinn
Gewinn (dBi) in Abhängigkeit des Parameters P.

Impedanz
Impedanz des Strahlers (hier ein Dipol in der Simulation) in Abhängigkeit des Parameters P.

Parabolform
Gewählte Parabolform (P = 7) mit Gleichungen für Brennpunktabstand und Parabel.
Die Einheit für die Gleichung ist Meter. z.B. Y[0,1m] = 7 * 0,12 = 0,07 [m]

Ergebnis

Ich wohne auf dem Land und habe vom Fensterbrett aus fast Sichtverbindung zum UMTS-Sendemast, d.h. einige Bäume und eine niedrige Garage versperren die direkte Sicht auf den ca. 2 Km entfernten einzigen Sendemast meines Providers.

Signal ohne Signal ohne
So schlecht sieht's ohne Parabolantenne aus. Teilweise geht sogar nur GSM/EDGE.

Signal mit
Mit der Parabolantenne funktioniert es (bei mir zu Hause) ausgezeichnet.

Da kein exaktes Ziel des zusätzlichen Gewinnes gesteckt war, wurde dieses auch sicher erreicht. Ob sich der Aufwand für eine genaue Form lohnt, ist nicht sicher. Schaden tut es jedenfalls nicht. Ich bin zufrieden und wer möchte, kann sein Reflektor ja wie angegeben biegen. Viel Erfolg!


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