Ist eine Rundstrahlantenne ein Muss für ein Handy?

Ich habe irgendwo gelesen (kann mich aber leider nicht erinnern, wo), dass Handys eine Rundstrahlantenne benötigen.

Wenn ja, aus welchen Gründen? Warum kann eine normale Richtantenne nicht (effizient) eingesetzt werden?

Es gibt keine Antennen, die wirklich omnidirektional sind, ohne große Komplikationen, insbesondere für ein Mobiltelefon. Wenn Sie jedoch darüber nachdenken, möchten Sie in der Lage sein, Ihr Mobilteil in der Hand zu halten und sich in jede Richtung zu drehen, um nach Norden, Süden, Osten oder Westen zu blicken und zu erwarten, dass es funktioniert. Eine Richtantenne besiegt das Ziel, in jede Richtung schauen zu können und trotzdem zu arbeiten.

Sie könnten argumentieren, dass es "nicht erforderlich" ist, flach auf dem Boden zu liegen (während Sie telefonieren), und Sie sollten daher nicht erwarten, dass dies in alle Richtungen funktioniert. Der Empfang und die Übertragung von Radiowellen sind jedoch recht komplex (und etwas unvorhersehbar) und können die "normalen" Erwartungen verbessern oder verschlechtern. So sieht ein Dipolfeld aus:

Sie können sehen, dass es sich in alle Richtungen horizontal gleich erstreckt, aber in vertikaler Richtung kein Feld gibt (Empfangen oder Senden).

Das Design des "Systems" sieht auch unterschiedliche Frequenzen für einen bestimmten Handapparat vor, und manchmal, wenn der Empfang bei einer Frequenz schlecht sein kann, kann die Verlagerung auf eine benachbarte Frequenz eine signifikante Verbesserung bewirken. Das Gleiche gilt für die Übermittlung.

Dies ist teilweise nicht mehr ganz richtig. Mit zunehmendem Bandbreitenbedarf und wenn wir uns der theoretischen Grenze von omnidirektionalen Picojoules / Bit nähern, wird es definitiv notwendig sein, wieder auf Richtantennen zurückzugreifen, um die Bandbreite in Mobiltelefonen zu erhöhen. Die Art und Weise, wie dies in der nächsten Generation von Funkgeräten (und ich glaube, der aktuellen Generation von Qualcomm 2x2 LTE-Funkgeräten) gelöst wird, besteht darin, dass sie eine Phased-Array-Antenne mit den beiden Sende- und Empfangsantennen verwenden. g-sensordaten werden verwendet, um das phasengesteuerte Array kurzfristig in die richtige Richtung zu lenken, und die Empfangsantennenabstimmung wird verwendet, um das phasengesteuerte Array langfristig zu sperren. Bis 2020 werden Phased Arrays und möglicherweise auch fokussierte Arrays in Mobiltelefonen alltäglich und notwendig sein, um Datenraten der nächsten Generation zu erzielen.

Nachtrag: Diese Methode der Verwendung mehrerer Antennen als phasengesteuertes Array wird als Beamforming bezeichnet.

Eine Rundstrahlantenne ist einfach eine Annehmlichkeit. Wenn Sie bereit sind, die Richtung des nächsten / stärksten Zellstandorts zu lokalisieren und eine Richtantenne darauf zu richten, funktioniert dies einwandfrei. Ich habe genau das gemacht. Wie Andy sagt, ist dies für typische Benutzer im Allgemeinen nicht akzeptabel.

In Nischenfällen kann es äußerst nützlich sein, und diese beweisen den "nicht notwendigen, aber netten" Aspekt von Rundstrahlantennen.

In meinem Fall werden wir von einem GSM-System bedient, und in der Vergangenheit war die Abdeckung um mein Haus schlecht, da wir uns im Verhältnis zum lokalen Zellenstandort in einem Hügelschatten befinden und auf mehreren Pfaden zu starken Reflexionen neigen, was zu instabilen Bereichen mit hohem Pegel führt und niedriges Signal über Entfernungen von Fuß und Sekunden. Ein Telefon kann an einem Tag fast perfekt funktionieren und am nächsten Tag fast unbrauchbar sein. Dies wurde nun behoben (vermutlich zusätzliche Mobilfunk-Seite), aber vorher habe ich im Rahmen meines Anrufplans erweiterte kostenlose Mobilfunk-Gebührenanrufe getätigt. Ich hatte Zugriff auf eine andere Website, aber die Reichweite war zu hoch. Also habe ich eine UHF-Satellitenschüssel (ca. 1 m) auf der Zellenseite aufgestellt und das Telefon einfach auf den LNA-Tragarm gelegt, wobei der LNA entfernt und das Telefon auf Lautsprecherbetrieb geschaltet wurde. Keine elektrische (verkabelte) Verbindung zwischen Telefon und Schüssel. Hat einen Zauber gewirkt. [Auf meiner Veranda neben einem alten Sessel aufstellen. Kaffee, Papiere, Handy, Satellitenschüssel - los.

Bonus ohne Bezug: Echte Geschichte! Zu Versuchszwecken versilberte ich die Schale mit aluminisierter Mylarfolie. Es ist eine gute Solarheizung. Meine Frau war besorgt, dass das Gericht unbeaufsichtigt Dinge in Brand setzen könnte. Ich wies auf die unwahrscheinlichen Umstände hin, die erforderlich sind, um Sonne, Schale und ein Ziel wie konfiguriert auszurichten. Eines Abends ließ ich die Schüssel auf einem Hocker neben dem Sessel stehen und am nächsten Morgen um 10 Uhr morgens verschworen sich Sonne und Schüsselwinkel und die Position des Stuhls, um den Stuhl anzuzünden !!!. Es hätte sich auf das Haus ausbreiten können :-(. Aber nicht., Eine Lektion oder ein paar gelernt.

Versuchen Sie dies nicht zu Hause, wenn Sie noch eine haben möchten. Das Gestell des Stuhls besteht aus massivem Kiefernholz. ("Bild in neuem Tab öffnen" gibt auf diesem und vielen anderen Bildern ein viel größeres Bild.)

Der Hauptgrund für eine Rundstrahlantenne ist, dass sich die relative Position der festen Basisstation und des Mobilteils ständig ändern kann, während sich der Benutzer bewegt. Es ist nicht nur so, dass Sie in der Lage sein möchten, beim Sprechen herumzudrehen, es ist auch so, dass die feste Basisstation auf einer Straße in Meile 5 hinter Ihnen und die Basisstation während 16 km direkt an Ihrer Seite ist die gleiche Straße hinauf.

Alle Arten von Mobilkommunikationssystemen werden aus praktischen Gründen mit Omni ausgestattet sein. Bei zwei festen Sockeln ist es wesentlich einfacher, eine Yagi- oder Reflektor-Richtschale auf maximales Signal abzustimmen und festzuschrauben.

Aber eigentlich niemals mit einer mobilen Anwendung, es sei denn, Sie sind bereit, die Wanderung, das Fahrrad, das Auto oder das Boot anzuhalten und jedes Mal, wenn Sie sprechen möchten, eine Richtung neu einzustellen.