Eigentlich wollte ich nur ins Internet. Zwischen meinem Zimmer und dem nächsten Access Point der Hochschule lagen aber rund 800 Meter Luftlinie – und eine gut 40 Zentimeter dicke Stahlbetonwand aus der Zeit, als das Gebäude noch zu einem Industriepark gehörte. Heute studieren da Leute drin. Aufgeben kam trotzdem nicht in Frage.
Die Ausgangslage: teure Flatrate oder Lötkolben?
2007 waren Internet-Flatrates für Studenten noch ein echter Kostenfaktor, mobiles Internet war langsam und teuer. Gleichzeitig hatte so ziemlich jede Hochschule ihr eigenes WLAN aufgebaut, mit einer Anbindung, von der man privat nur träumen konnte. Die Frage lag also nahe: Warum das Netz nur im Gebäude nutzen, wenn man als Student ohnehin einen Zugang hat?
Mein „Objekt der Begierde“ hing hinter genau dem Stück Wand, das ich auf meinem Foto damals dick eingekreist hatte. Dazwischen: Luft, Bäume und eben dieser Beton mit Stahlarmierung.
Erste Versuche: Helix und Yagi
Angefangen habe ich mit zwei Eigenbauten, einer Helix-Antenne und einer Yagi. Beide waren Selbstbau-Entwicklungen, und beide waren – vermutlich mangels passendem Werkzeug – keineswegs funktionstüchtig. Der Empfang war so bescheiden und instabil, dass es sich nicht lohnte, weiter in diese Richtung zu investieren. Von der Yagi gibt es übrigens keine Fotos mehr. Die habe ich aus Wut zertreten.
Warum Helix und Yagi so zickig sind
Beide Bauformen funktionieren grundsätzlich hervorragend, verzeihen aber kaum Fehler. Bei 2,4 GHz liegt die Wellenlänge bei etwa 12,5 cm. Schon ein paar Millimeter Abweichung bei Windungsabstand, Elementlänge oder Anpassung verschieben die Resonanz so weit, dass vom versprochenen Gewinn wenig übrig bleibt. Ohne Messgerät ist das ein Blindflug.
Der Durchbruch: die Bi-Quad
Irgendwann bin ich auf Bauanleitungen für Bi-Quad-Antennen gestoßen – und das war’s. Eine Bi-Quad besteht aus zwei Quadraten aus Kupferdraht, die wie eine liegende Acht vor einer Reflektorplatte sitzen. Sie ist simpel, ziemlich tolerant gegenüber Bastelungenauigkeiten und bringt allein schon um die 10 bis 11 dBi Gewinn.
Richtig spannend wird es, wenn du sie als Erreger in eine Satellitenschüssel setzt. Die Schüssel bündelt das Signal wie ein Hohlspiegel, und aus der kleinen Bi-Quad wird eine Richtantenne mit deutlich über 20 dBi. Genau das war meine Lösung: eine ausrangierte Sat-Schüssel mit Bi-Quad im Brennpunkt.
Was du für eine Bi-Quad brauchst
- ein Stück Kupferdraht (ca. 1,5–2,5 mm², z. B. aus einem Stück Installationskabel)
- eine Reflektorplatte aus Kupfer- oder Weißblech, etwa 11–12 cm im Quadrat
- ein kurzes Stück Kupferrohr oder einen Abstandshalter für die Montage
- eine N- oder RP-SMA-Buchse und ein möglichst kurzes, dämpfungsarmes Kabel
- Lötkolben, Zange, Lineal – mehr nicht
Die Kantenlänge jedes Quadrats liegt bei etwa einer Viertel-Wellenlänge, also rund 30 bis 31 mm. Der Abstand zum Reflektor beträgt grob 15 mm. Wer es genau wissen will, findet im Netz zahlreiche Rechner und Maßzeichnungen. Die Teile habe ich damals zum großen Teil aus der Abfalltonne des Labors gefischt, und ein Lötkolbenset gab’s alle paar Monate beim Discounter.
Das Ergebnis: schnell und stabil
Mit der Schüssel lief es dann endlich: stabiles und vor allem schnelles Internet, dank der 150-MBit-Anbindung der Hochschule ans Netz. Das musste natürlich sofort mit Messwerten belegt werden. So ganz glauben wollte ich den Speedtests trotzdem nicht – die Testprogramme sind auch nicht immer das, was sie vorgeben. Echte Downloads und Uploads haben es dann aber bestätigt.
Und das alles mit einer Bi-Quad? Nicht ganz. Ich hatte zwischendurch auch eine 4-Quad (zwei Bi-Quads nebeneinander) gebaut, die kaum jemand kennt, obwohl sie beim Empfang und beim Senden einen ordentlichen Vorteil bringt. Für die dicke Stahlbetonwand hat aber auch die nicht gereicht. Für unterwegs und für normale Gebäude ist so ein Teil trotzdem Gold wert. Gegen die Wand half nur die Schüssel.
Ausrichtung ist alles
Je stärker die Bündelung, desto genauer musst du zielen. Bei einer Sat-Schüssel mit Bi-Quad reichen ein paar Grad Abweichung, und das Signal bricht ein. Richte grob nach Sicht aus und optimiere dann in kleinen Schritten mit einer Software, die dir die Signalstärke live anzeigt.
Ist das überhaupt erlaubt?
Ein Punkt, der in vielen Bauanleitungen untergeht: WLAN im 2,4-GHz-Band darf in Deutschland mit höchstens 100 mW EIRP abgestrahlt werden. EIRP heißt, dass Sendeleistung und Antennengewinn zusammengerechnet werden. Eine Sat-Schüssel mit 20+ dBi an einem normalen WLAN-Stick liegt da schnell drüber. Empfangen ist kein Problem – senden mit zu viel Leistung schon. Wer so etwas baut, muss die Sendeleistung des Funkmoduls entsprechend herunterregeln.
Nur mit eigenem Zugang
Ins Hochschul-WLAN kommst du mit so einer Antenne nur, wenn du dort auch zugangsberechtigt bist. Fremde Netze ohne Erlaubnis zu nutzen ist nicht in Ordnung und kann rechtliche Folgen haben. Die Antenne verlängert nur die Reichweite, nicht deine Berechtigung.
Was ist daraus geworden?
Aus heutiger Sicht wirkt das Projekt fast nostalgisch. Studenten haben mit eduroam inzwischen an praktisch jeder Hochschule in Deutschland und an vielen Orten weltweit Zugang, und Mobilfunk-Datenvolumen ist so günstig geworden, dass kaum noch jemand auf die Idee kommt, sich per Richtfunk ins Campusnetz zu hangeln.
Das Prinzip ist aber lebendiger denn je:
- Richtfunkstrecken über Hunderte Meter oder mehrere Kilometer baut man heute mit fertigen Geräten, die Antenne und Funkmodul in einem Gehäuse vereinen. Die laufen meist im 5-GHz-Band, wo im Außenbereich mehr Sendeleistung erlaubt ist als bei 2,4 GHz.
- Freifunk-Communitys verbinden bis heute mit genau solchen Richtfunkstrecken Häuser, Vereine und ganze Stadtteile. Damals hatte mich ein Freifunk-Projekt mit einer 6,5 km langen Strecke schwer beeindruckt – da war ich mit meinen 800 Metern noch nicht einmal bei 20 Prozent.
- Bi-Quads sind unter Funkamateuren und Bastlern immer noch beliebt, weil man mit wenig Material ein messbar gutes Ergebnis bekommt.
Häufige Fragen
Wie weit kommt man mit einer Bi-Quad-Antenne?
Allein mit Reflektor sind bei freier Sicht einige Hundert Meter realistisch. Als Erreger in einer Sat-Schüssel und mit einer passenden Gegenstelle sind mehrere Kilometer möglich. Hindernisse wie Bäume, Häuser oder Stahlbeton kosten aber enorm viel Reichweite.
Funktioniert eine Bi-Quad auch für 5 GHz?
Ja, die Maße schrumpfen dann aber auf etwa die Hälfte, und die Toleranzen werden entsprechend kleiner. Für 5 GHz greifen die meisten heute zu fertigen Richtfunkgeräten.
Welche Sat-Schüssel eignet sich?
Fast jede Offset-Schüssel funktioniert. Die Bi-Quad kommt an die Stelle des LNB, also in den Brennpunkt. Größere Schüsseln bündeln stärker, müssen dann aber auch genauer ausgerichtet werden.
Mein Fazit
Die Bi-Quad war für mich der Beweis, dass man mit einem Lötkolben, etwas Kupferdraht und einer ausrangierten Sat-Schüssel Dinge schafft, an denen gekaufte Technik scheitert. Heute würde ich für so eine Strecke fertige Richtfunkgeräte nehmen und die Leistungsgrenzen im Blick behalten. Als Bastelprojekt, um Funktechnik wirklich zu verstehen, ist die Bi-Quad aber immer noch unschlagbar.
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