WLAN
Bandpass- und Kanalfilter

Wozu Filtern?

WLAN Einrichtungen werden oft auf Hochhäusern oder Türmen aufgebaut, auf denen auch andere Funkdienste in unmittelbarer Nähe installiert sind. Also andere Betreiber wie Mobiltelefon (GSM), Behördenfunk oder Rundfunkzubringer.

Ja, und? Stören die? Die sind doch auf einer anderen Frequenz.

Ja, die stören. Die Ursache dafür liegt im Design eines Empfängers, jeden Empfängers, grundsätzlich. Ein Empfänger (wie er auch im WLAN-Accesspoint verwendet wird) enthält eine Regelschaltung die die Verstärkung (Empfindlichkeit) des Empfängers herunterregelt, wenn starke Signale vorhanden sind. Dies dient dazu den Empfangspegel in einen Bereich zu bringen, in dem der Empfangsverstärker im linearen Bereich arbeitet. Würde diese Regelung nicht einsetzen so würde ein starkes Signal im nicht-linearen Bereich verstärkt, das führt zu teilweise enormen Verzerrungen des Signales, ein Dekodieren ist nicht mehr möglich.

Desweiteren ist der Eingangsbereich des WLAN-Empfängers recht breitbandig ausgelegt, d.h. es werden auch Signale zum Regelkreis geführt, die weitab von der eigentlichen Nutzfrequenz liegen. Dies lässt sich nur mit sehr viel Aufwand verhindern - nämlich eben durch Filter. Und hier liegt das Problem: Gute Filter sind aufwendig und groß. Auch der WLAN-Empfänger hat natürlich ein Filter im Eingang, aber eben nur ein einfaches und kleines. Der Aufwand liegt im Aufbau und Abgleich der Filter, die Größe ist durch die Physik bestimmt und lässt sich nicht reduzieren. Daher werden üblicherweise nur geringe Filtermaßnahmen am Empfängereingang getroffen. Das ist auch ok, solange keine anderen starken Sender in der Nähe sind, und das ist bei den meisten WLAN-Installation wohl der Fall.

Ok, was bringt also so ein Filter?

Ein Filter wie hier angeboten dämpft alle Signale ausserhalb des Nutzbereiches um ein sehr starkes Maß. Die Dämpfung liegt üblicherweise bei -50dB, weiter weg von der Nutzfrequenz ist sie noch stärker, bis -110dB! Dadurch gelangen Signale ausserhalb des Nutzbereiches nicht mehr zum Regelkreis, der Empfänger wird nicht heruntergeregelt und behält die volle Empfindlichkeit. Andererseits hat so ein Filter eine gewisse Einfügedämpfung, d.h. auch das Nutzsignal wird um 0.2-0.5 dB reduziert, das ist leider unvermeidbar und sollte in der Leistungsberechnung berücksichtigt werden. Dem gegenüber steht widerum eine leichte Verbesserung des Empfanges alleine durch die Tatsache daß das Rauschen durch das Filter reduziert wird... das SNR wird besser.

Und welche Filter gibt es?

WiMo bietet zwei Typen von Filtern an: Bandfilter und Kanalfilter.

Bandpassfilter 2.4GHz

Bandpassfilter für den gesamten 2.4GHz Bereich, also für alle Kanäle. Geeignet für den Einsatz bei Störungen durch benachbarte Sender ausserhalb des WLAN-Frequenzbereiches 2400-2485MHz.

Verfügbar sind 4, 6 und 8-polige Filter. Die Polzahl eines Filters bestimmt die Flankensteilheit an den Bandgrenzen, also wie schnell benachbarte Frequenzen wie stark gedämpft werden. Je größer die Polzahl desto steilere Flanken hat das Filter. Alle Anschlüsse: N-Buchse.

  BPF-FB-4P BPF-FB-6P BPF-FB-8P-W  
   
Polzahl 4 6 8  
Mittenfrequenz 2441,5 2441,5 2441,5 MHz
Bandbreite 83 83 83 MHz
SWR <1:1.3 <1:1.3 <1:1.3  
Reflektionsdämpfung >18 >18 >18 dB
3dB Bandbreite ≈ ± 54 ≈ ± 43 ≈ ± 42 MHz
30dB Bandbreite ≈ +125/-145 ≈ ± 70 ≈ +57/-59 MHz
50dB Bandbreite ≈ +205/-270 ≈ +95/-98 ≈ +69/-74 MHz
Max. Belastbarkeit 200 200 200 Watt
Impedanz 50 50 50 Ω
Temperaturdrift ≈ 40kHz/1°C ≈ 40kHz/1°C ≈ 50kHz/1°C  
Maße 63x82x57 70x120x57 165x146x63 mm
Gewicht 364 635 1900 g
Wetterfest Nein Nein Ja  
Anschlüsse N-Buchsen N-Buchsen N-Buchsen  
Bestell Nr. 18880.04 18880.06 18880.08W  
Preis 243.08 (236.00) EUR 389.34 (378.00) EUR 513.97 (499.00) EUR  
  Warenkorb Warenkorb Warenkorb  
         
Messung SWR & Anpassung Diagramm Anpassung Bandpassfilter 4pol Diagramm Anpassung Bandpassfilter 6pol Diagramm Anpassung Bandpassfilter 8pol  
Messung Durchlasskurve Diagramm Bandpassfilter 4pol Diagramm Bandpassfilter 6pol Diagramm Bandpassfilter 8pol  

Das BPF-FB-8P-W (Art. 18880.08W) ist für Außeneinsatz geeignet, in massivem Alugehäuse mit Mastschelle für 25mm - 50mm Mastdurchmesser.

Kanalfilter 2.4GHz

Kanalfilter begrenzen den Durchlassbereich auf genau einen WLAN-Kanal mit ca. 22MHz Bandbreite. Eingesetzt werden diese Filter an Standorten an denen weitere WLAN-Sender oder andere Sender im 2.4GHz Bereich betrieben werden. WiMo bietet standardmässig Filter für die Kanäle 1, 7 und 13 an, also die drei überlappungsfreien Kanäle die in Europa genutzt werden können. Filter für alle anderen Kanäle sind auf Anfrage verfügbar.

  BPF-CH-6P BPF-CH-8P  
   
Polzahl 6 8  
Mittenfrequenz Kanalmitte Kanalmitte  
Bandbreite 22 22 MHz
SWR <1:1.3 <1:1.3  
Reflektionsdämpfung >18 >18 dB
3dB Bandbreite ≈ ± 11 ≈ ± 11 MHz
30dB Bandbreite ≈ ± 24 ≈ ± 14 MHz
50dB Bandbreite ≈ +34/-37 ≈ ±16 MHz
Kanalisolation 34 80 dB
Max. Belastbarkeit 200 200 Watt
Impedanz 50 50 Ω
Temperaturdrift ≈ 40kHz/1°C ≈ 50kHz/1°C  
Maße 70x120x57 140x95x63 mm
Gewicht 635 1000 g
Wetterfest Nein Nein  
Anschlüsse N-Buchsen N-Buchsen  
Bestell Nr. 18882.06.?? 18882.08.??  
Preis 409.94 (398.00) EUR 409.94 (398.00) EUR  
Filter für Kanal 1 Warenkorb Warenkorb  
Filter für Kanal 7 Warenkorb Warenkorb  
Filter für Kanal 13 Warenkorb Warenkorb  
       
Messung SWR & Anpassung Diagramm SWR  
Messung Durchlasskurve  

WLAN-Filter - Häufige Fragen (FAQ)

 

F: Braucht man so ein Filter auf beiden Seiten der Strecke?

A: Nicht unbedingt. Vornehmlich soll das Filter an dem Standort eingesetzt werden, an dem sich auch andere Sender befinden. Die Gegenseite ist i.d.R. weit genug weg um ohne Filter auszukommen.

F: Braucht das Filter Strom?

A: Nein. So ein Filter ist ein passives Bauteil ohne Stromanschluß.

F: Was ist besser, ein Bandfilter oder ein Kanalfilter?

A: Diese Frage kann man nicht so einfach beantworten, beide Filtertypen haben ihre Vor- und Nachteile.

Ein Bandfilter hat den Vorteil das man auch später noch einen beliebigen Kanal innerhalb des WLAN-Bandes auswählen kann. Der Nachteil eines Bandfilters ist, daß nur Signale ausserhalb des WLAN-Bandes gefiltert werden.

Ein Kanalfilter hat den Vorteil das es wesentlich schärfer filtert, eben auch Signale im WLAN-Band auf anderen Kanälen. Der Nachteil ist das man mit dem Filter dann auf diesen einen Kanal festgelegt ist, für den das Filter abgeglichen wurde.

F: Was bedeutet die Polzahl (4-polig, 6-polig usw.) bei den Filtern?

A: Grob vereinfacht kann man sich ein Filter als eine Reihe von mehreren Filterstufen vorstellen. Jede Filterstufe engt das Frequenzband weiter ein, oft nur an einer Seite. Die Polzahl entspricht vereinfacht der Anzahl der Filterstufen.

Je mehr Stufen ein Filter hat, desto steiler werden die Flanken, d.h. desto höher ist die Dämpfung unerwünschter Signale ausserhalb der Filterbandbreite. Allerdings ist damit auch ein Nachteil verbunden: je mehr Stufen so ein Filter hat desto ungleichmässiger wird die Dämpfung im Durchlassbereich (man spricht hier auch von Welligkeit eines Filters). Ausserdem sind Filter um so schwieriger abzugleichen je mehr Stufen es hat. .

F: Wieso sind die WLAN-Filter so teuer?

A: Das hat zwei Gründe: die geforderte Präzison der Fertigung und der Abgleich.
Die Filter sind aus einem Stück gefräst und müssen sehr präzise gearbeitet werden um genau den geforderten Frequenzbereich einzuhalten. Das setzt einen genauen Entwurf und teure CNC Maschinen voraus.
Desweiteren wird jedes Filter manuell an einem Messplatz (Netzwerkanalysator) abgeglichen. Das wird i.d.R. von einer qualifizierten Fachkraft vorgenommen und dauert ziemlich lange. Und qualifizierte Arbeitszeit ist mit das Teuerste was Sie kaufen können....

F: Kann ich das Filter zurückgeben, wenn es uns nichts nützt?

A: Gelegentlich ist nicht genau vorhersagbar ob ein Filter wirklich eine Abhilfe bei Störungen bringt, man kann es nur ausprobieren. Das führt natürlich zu der Frage der Rückgabemöglichkeit.

Wir sind in der Regel sehr kulant wenn es um Rücknahmen geht. Bei diesen Filtern ist aber zu beachten das unsachgemässe Behandlung sehr schnell dazu führt, daß das Filter verstimmt wird. Bei einer Rückgabe müssen wir das Filter durchmessen, dafür berechnen wir grundsätzlich 25,00 €. Stellen wir bei der Überprüfung fest daß das Filter neu abgeglichen werden muß, so berechnen wir für den Neuabgleich 250,00 €