En LoRa-antenne på 868 MHz må passe frekvensen, kontakten, kabelen og installasjonen. Høyere dBi gir ikke automatisk lengre rekkevidde: gevinsten kommer av at energien samles i bestemte retninger, kabelen tar sin del, og den samlede utstrålte effekten må holde seg innenfor reglene. God høyde og fri plassering slår ofte en større antenne bak metall.
Frekvens og antennelengde
En antenne er resonant innenfor et bestemt frekvensområde. En antenne merket 915 MHz kan ha samme kontakt og nesten samme form som en 868 MHz-antenne, men er ikke automatisk riktig for EU868. Dårlig tilpasning betyr at mindre energi sendes ut, mottaket blir svakere og radiosenderen kan bli belastet. Se etter produsentens data for frekvensområde og VSWR (stående bølge-forhold). En VSWR under omtrent 2:1 i hele 863-870 MHz er et vanlig minstekrav. Det tilsvarer at rundt 11 % av effekten reflekteres, et tap på om lag 0,5 dB.
En kvart bølgelengde i fri luft ved 868 MHz er omtrent 8,6 cm, og en halv bølgelengde er omtrent 17,3 cm. Den fysiske lengden kan likevel avvike på grunn av materialer, jordplan, spole og kapsling. Derfor kan du ikke vurdere en gummiantenne med linjal. En kretskortantenne eller en liten pisk er ofte tilpasset en bestemt jordflate og et bestemt kabinett.
Signalveien fra radio til luft
Hver overgang kan gi tap eller feil. En løs U.FL-kontakt, en skarp kabelbøy, fukt i en utendørskontakt eller en kjede av adaptere kan spise opp fordelen ved en dyr antenne. Fest kabelen mekanisk slik at den lille kortkontakten ikke tar strekk. U.FL-kontakter er typisk bare spesifisert for rundt 30 tilkoblinger, så løft dem rett opp med et egnet verktøy og ikke koble dem av og på unødvendig.
Velg antennetype etter installasjonen
| Antennetype | Typisk gevinst | Styrke | Begrensning | Passer til |
|---|---|---|---|---|
| Kort pisk direkte på SMA | Ca. 2-3 dBi | Kompakt og uten kabeltap | Nær elektronikk, hånd og metall | Utviklingskort og bærbare noder |
| Fleksibel intern antenne med pigtail | Ofte 0-2 dBi | Kan plasseres i plastkabinett | Krever riktig klaring og feste | Små innebygde noder |
| Magnetfotantenne | Ca. 2-5 dBi | Enkel å flytte og teste | Jordplan og underlag påvirker resultatet | Midlertidig bil- eller benktest |
| Utendørs glassfiberantenne | Ca. 5-8 dBi | Kan monteres høyt og fritt | Kabeltap, vær, lyn og mekanikk må planlegges | Fast gateway eller høyt plassert node |
En utendørs LoRa-antenne for 868 MHz gir verdi først og fremst fordi den kan plasseres høyt og fritt, ikke bare fordi gevinsttallet er større. Sammenlign alternativer i kategorien RF-, LoRa- og IoT-antenner.
SMA og RP-SMA: se på senterkontakten
SMA og RP-SMA (reverse polarity SMA) har like gjenger, men pinnen og hylsen i midten er byttet om. Hann og hunn følger vanligvis koblingsmutteren, mens senterkontakten skiller SMA fra RP-SMA. Nettbutikker blander dette ofte, fordi noen beskriver gjengene og andre pinnen. Slik kjenner du dem igjen:
- SMA hann: mutter med innvendige gjenger og en pinne i midten.
- SMA hunn: utvendige gjenger og en hylse i midten.
- RP-SMA hann: mutter med innvendige gjenger, men en hylse i midten.
- RP-SMA hunn: utvendige gjenger og en pinne i midten.
Mange LoRa-kort bruker vanlig SMA, mens mye WiFi-utstyr bruker RP-SMA. En feil kombinasjon kan skrus sammen uten at senterlederen får kontakt. Da kommer nesten ikke noe signal ut, og radioen sender mot en antenne den ikke ser. Sammenlign derfor produktbilder av senterkontakten på både radio og antenne.
Små kort bruker ofte U.FL, IPEX MHF1 eller kompatible mikrokontakter. Den mindre IPEX MHF4 passer ikke i en U.FL-kontakt. En pigtail overfører signalet til en SMA-kontakt i kabinettveggen og må være laget for riktig mikrokontakt og frekvens. Ikke press en nesten lik kontakt på plass. Ved permanent montering bør gjennomføringskontakten festes i kabinettet før pigtailen kobles til kortet.
Kabeltap per meter
Koaksialkabel taper mer jo tynnere og lengre den er, og tapet øker med frekvensen. Tabellen viser omtrentlige verdier rundt 868-900 MHz for vanlige kabeltyper. Bruk alltid databladet for den konkrete kabelen. Hver kontakt og adapter kommer i tillegg, ofte med et par tideler dB per overgang.
| Kabeltype | Diameter | Ca. tap per meter | Ca. tap på 5 m | Typisk bruk |
|---|---|---|---|---|
| RG174 / RG316 | Ca. 2,5 mm | 0,8-1,0 dB | 4-5 dB | Korte pigtails inne i kabinettet |
| RG58 | Ca. 5 mm | 0,5-0,6 dB | 2,5-3 dB | Korte skjøter og benkoppsett |
| LMR-195 eller tilsvarende | Ca. 5 mm | Ca. 0,35 dB | Ca. 1,7 dB | Kort nedføring fra antenne |
| LMR-240 eller tilsvarende | Ca. 6 mm | Ca. 0,25 dB | Ca. 1,2 dB | Middels lang nedføring |
| LMR-400 eller tilsvarende | Ca. 10 mm | Ca. 0,13 dB | Ca. 0,7 dB | Lang nedføring til mast eller tak |
Hvert tap på 3 dB halverer effekten. Fem meter tynn kabel kan dermed ta mer enn halvparten av signalet, både når du sender og når du tar imot. Ofte er det bedre å flytte radioen eller gatewayen opp til antennen og føre strøm eller nettverk fram, i stedet for å trekke lang antennekabel.
EIRP og lovlige grenser
The Things Network oppsummerer budsjettet som EIRP = sendeeffekt i dBm + antennegevinst i dBi − kabel- og kontakttap i dB. Norske grenser oppgis som e.r.p., som er omtrent 2,15 dB lavere enn EIRP fordi referansen er en halvbølgedipol i stedet for en isotrop antenne. I praksis gjelder to grenser for LoRa:
- 868,0-868,6 MHz (de faste LoRaWAN-kanalene): 25 mW e.r.p., det vil si 14 dBm ERP eller omtrent 16 dBm EIRP, og høyst 1 % sendetid.
- 869,4-869,65 MHz (Meshtastic EU_868 og LoRaWAN-nedlink): 500 mW e.r.p., det vil si 27 dBm ERP eller omtrent 29 dBm EIRP, og høyst 10 % sendetid.
To regneeksempler viser hvorfor gevinst ikke er gratis. En LoRaWAN-node som sender med 14 dBm gjennom 1 dB kabeltap til en 8 dBi-antenne, gir 21 dBm EIRP. Det er omtrent 5 dB over grensen, så sendeeffekten må ned til rundt 9 dBm. En Meshtastic-node med 22 dBm, samme kabel og samme antenne gir 29 dBm EIRP, rett på grensen. Med kortere kabel eller høyere gevinst må effekten reduseres. Firmwaren vet normalt ikke hvilken antenne du har montert, så dette ansvaret er ditt.
Høy antennegevinst klemmer dessuten strålingsmønsteret sammen i vertikal retning. Det kan være nyttig over flatt terreng, men dårlig når noder står både høyt og lavt, eller når gatewayen står i en dal. Husk også at 3 dB mer gevinst ikke dobler rekkevidden. I fri sikt trengs omtrent 6 dB for å doble avstanden.
Plassering som faktisk forbedrer linken
- Start med en korrekt 868 MHz-antenne. Koble til antennen før senderen får strøm; enkelte radioer kan skades uten last.
- Monter loddrett og fritt. Hold avstand til metallskap, armerte vegger, batterier og digitale støykilder. Begge ender av linken bør ha samme polarisering.
- Prioriter høyde og fri sikt. Flytt antennen én meter opp før du kjøper mer gevinst.
- Minimer kabelen. Flytt heller radio eller gateway nær antennen og trekk Ethernet eller strøm videre.
- Mål RSSI, SNR og pakketap. Bruk mange realistiske pakker i begge retninger, ikke ett vellykket forsøk.
- Dokumenter sendeeffekt og antennebudsjett. Kontroller at EIRP holder seg innenfor grensen for delbåndet du bruker.
Fri sikt betyr mer enn at du ser den andre antennen. Radiosignalet trenger et ellipseformet område rundt siktlinjen, den såkalte Fresnel-sonen. Ved 868 MHz er radien midt på en strekning på 1 km omtrent 9 meter, og på 5 km rundt 20 meter. En vanlig tommelfingerregel er å holde minst 60 % av denne sonen fri for terreng, trær og bygninger. Derfor hjelper ekstra mastehøyde ofte mer enn en antenne med høyere gevinst.
Ved utendørs montering må du håndtere kabelinnføring, dryppsløyfe, UV-bestandighet og kondens. En høy mast kan kreve jording og overspenningsvern, og det bør prosjekteres av en elektroinstallatør eller annen kompetent person. Ikke trekk en antennekabel inn i bygget uten å vurdere lyn og potensialforskjeller.
Test med samme radiooppsett som i drift
RSSI sier noe om mottatt signalstyrke, mens SNR sammenligner signalet med støygulvet. LoRa kan dekode signaler under støynivået. Grensen er omtrent −7,5 dB SNR på SF7 og −20 dB på SF12. Marginen ned til grensen avgjør hvor robust forbindelsen blir når vær, vegetasjon og støy endres. Logg begge verdiene sammen med datarate, sendeeffekt, plassering og antenne.
En test må bruke samme region, modemprofil, pakkeintervall og kabinett som i drift. En hånd rundt en liten antenne kan endre resultatet. Sammenlign antenne A og B på samme sted og omtrent samtidig. Les om forskjellen på LoRa, LoRaWAN og Meshtastic før du tolker protokollens signaldata, og bruk gateway-guiden når antennen skal inngå i et LoRaWAN-nett. For Meshtastic viser startsettet med to noder en enkel felttest.
Vanlige spørsmål
Kan jeg bruke en 915 MHz-antenne i Norge?
Ikke anta det. Velg antenne og radio som er dokumentert for det europeiske 868 MHz-båndet, og konfigurer regionen riktig.
Gir 8 dBi alltid bedre rekkevidde enn 2 dBi?
Nei. Strålingsmønster, høydeforskjell, kabeltap, EIRP-grense og plassering kan gjøre en lavere gevinst bedre. Med høy gevinst må du ofte også senke sendeeffekten.
Hva er forskjellen på dBi og dBd?
dBi er gevinst sammenlignet med en tenkt isotrop antenne, dBd sammenlignet med en halvbølgedipol. Verdien i dBd er 2,15 lavere enn i dBi for samme antenne.
Kan jeg slå på LoRa-kortet uten antenne?
Det bør unngås. Følg produsentens advarsel; sending uten riktig last kan skade RF-trinnet.
Hva er viktigst: RSSI eller SNR?
Begge. RSSI viser mottatt nivå, SNR viser forholdet til støyen. Pakketap og stabilitet over tid er den endelige testen.
Hvor lang koaksialkabel kan jeg bruke?
Så kort som praktisk mulig. Regn ut tapet fra den konkrete kabelens datablad ved 868 MHz, og vurder å flytte gatewayen nærmere antennen.
Oppsummering
En god LoRa-antenne er laget for 868 MHz, har riktig kontakt, kort kabel og en plassering med fri sikt. Vurder antennegevinst sammen med strålingsmønster, tap og lovlig EIRP, og senk sendeeffekten når gevinsten krever det. Test hele installasjonen med RSSI, SNR og pakketap i virkelig terreng. Det gir mer pålitelig dekning enn å kjøpe det høyeste dBi-tallet.
Kilder og videre lesing
Gevinst, kabeltap og EIRP-beregning er kontrollert mot The Things Networks guider til EIRP og ERP, dB, dBm og dBi samt RSSI og SNR. Effekt og sendetid per delbånd følger fribruksforskriften. Norske grenser skal alltid kontrolleres mot gjeldende informasjon fra Nkom.
