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Paul Tresselt
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Internet:
www.Tresselt.de
Bau von Antennen für das Wireless LAN im 2,4-GHz-Band
Unterrichtseinheit für einen Wahlpflichtkurs Technik ab Klasse 8 oder für eine Projektwoche
Der Trend geht zum Zweit-PC. In vielen Familien steht heute der alte Computer im Kinderzimmer,
weil sich das Familienoberhaupt eine Multimediamaschine mit DVD-Player und –Brenner ange-
schafft hat. Die Lehrer gehen davon aus, dass die Schüler für ihre Hausaufgaben das Internet als
Informationsquelle nutzen. Und wenn dann noch ein anderes Familienmitglied ein Spielefreak ist
und mit anderen Fans seine Sessions abhalten will, sind schon 3 Interessenten für einen gleich-
zeitigen Internetzugriff gefunden.
Die elegante Lösung ist das drahtlose Netz (WLAN =
Wireless Local Area Network).
Im Zuge der
sich rasant verbreitenden DSL-Anbindung ist es ohne Weiteres möglich, dass mehrere Surfer die
technische Kapazität der Leitung besser ausnutzen.
Auf die technischen Grundlagen, Vorteile und Nachteile möchte ich an dieser Stelle nicht eingehen, weil
sie in dem Artikel „Antennen
für das Wireless LAN im 2,4GHz-Band
hinreichend beschrieben sind.
Das nachfolgende Unterrichtsprojekt ist höchst aktuell und innovativ. Es wendet sich an die Schülerin-
nen und Schüler des 8.- 13. Schuljahres aller Schulformen, die technisch interessiert sind und im häusli-
chen Bereich ein drahtloses Netz einrichten wollen oder eingerichtet haben. Der Bau einer Hochleis-
tungsantenne ermöglicht ihnen durch die Richtwirkung dieser Antenne die Abschirmung gegenüber Ha-
ckern, die im Normalfall über „Hotspots“ in solche Netze eindringen können.
Im Unterricht werden die vielfältigen Informationen, die global im Internet vorhanden sind, selektiert und
ausgewertet. Mit Hilfe der Informationen aus amerikanischen, französischen, finnischen und Schweizer
Webseiten wird eine schülergerechte Bauanleitung für eine Antenne mit guter Leistung erstellt, die nicht
zu schwierig ist und die Konstruktionsfreude erhält.
Anschließend bauen die Schülerinnen und Schüler diese Antenne, wobei sie das Grundmodell dreifach
variieren können.
Der Aufbau der Unterrichtseinheit ist so konzipiert, dass sowohl Vierzehnjährige wie auch Erwachsene
ein Ergebnis erhalten, das sich durch ansprechendes Design und hohe Funktionssicherheit, gepaart mit
abgestuftem Hintergrundwissen auszeichnet.
Der Zeitaufwand ist variabel; er bewegt sich je nach Anspruchsniveau und Altersstufe zwischen 6 und 24
Unterrichtsstunden, so dass das Thema hervorragend für einen Workshop oder eine Projektwoche ge-
eignet ist.
1. Motivationsphase:
Ganz erstaunt war ich, als ich bei der Ideensammlung zu einer Projektwoche meine Schülerinnen und
Schüler im 9. Schuljahr fragte, wer einen Computer zu Hause hätte. Dass sich alle meldeten, hatte ich
beinahe erwartet, aber dass auf die Frage: „Welche Familie hat 2 PCs?“, mehr als ¾ der Klasse wieder-
um die Hand erhoben, verblüffte mich doch.
Vernetzt hatten einige ihre Systeme auch schon und die gemeinsame Internetnutzung interessierte alle.
Gespannt lauschten sie meinen Ausführungen über einen „war drive“, wie Hacker eine Fahrt auf der
Suche nach „hot spots“ bezeichnen, um in fremde Netze einzudringen.
Unter „war driving“ versteht man das Umherfahren in Städten und auf dem Land, um drahtlose Netze
auszuspionieren. Man benötigt dazu ein Fahrzeug, einen Laptop oder ein Notebook mit einer drahtlosen
Netzwerkkarte und einer beweglichen Antenne. Da drahtlose Netze eine Abstrahlung auch außerhalb
von Gebäuden haben, ist jemand von außen in der Lage, die Signale zu empfangen und sich mögli-
cherweise in dieses Netz einzuloggen. um kostenlos im Internet zu surfen und ggfs. Daten auszuspionie-
ren oder auch auf dessen Adresse Käufe im Internet zu tätigen.
-2-
Bei Hackern ist inzwischen daraus ein Volkssport geworden, zumal sie mit Entschlüsselungsprogram-
men und GPS-Systemen ausgerüstet sind, die den Standort bestimmen können und diesen in Hotspot-
Listen im Internet veröffentlichen.
Solche Listen sind heute für fast alle Städte in Europa abrufbar. Schauen Sie selbst einmal im Internet
bei folgenden Adressen nach:
http://mobileaccess.de/wlan/
http://www.wardrive.net
http://www.wardriving-forum.de/wiki/
Das Wardriving-Forum betont zwar ausdrücklich, dass Wardriver keine Hacker sind, weil es beim
Wardriving lediglich um das Scannen und Kartographieren geht, aber es ist immerhin nicht auszuschlie-
ßen, dass viele diesen Sport zu unlauteren Zwecken betreiben.
2. Informationsphase
Der/die Kursleiter(in) könnte an dieser Stelle induktiv oder deduktiv vorgehen. Im deduktiven Verfahren
würde man fertige Modelle vorführen, ihre Funktion erklären und aufgrund der Fragen zu den techni-
schen Grundlagen kommen. Anhand der Modelle würde man mit Hilfe von OHP-Folien das Hinter-
grundwissen und die Daten für die Bauanleitung erarbeiten.
Ich schlage aber den induktiven Weg vor, weil ich ihn für spannender und lernintensiver halte. Die Schü-
lerinnen und Schüler lernen die notwendigen Begriffe durch die Internetrecherche und können so mit
deutlich größerem Vorwissen zur Gestaltung des Unterrichts beitragen. Das erleichtert nicht nur dem /
der Kursleiter(in) die Arbeit, sondern fördert auch den individuellen Lernprozess mit Hilfe des Mediums
Internet.
Zunächst bekommen die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe, im Internet Informationen über das W-
LAN zu beschaffen. Dazu gibt ihnen der/die Kursleiter(in) den Hinweis, mittels einer Suchmaschine (z.B.
GOOGLE) nach folgenden Begriffen
auf deutschen Webseiten
zu suchen:
WLAN
Drahtlose Vernetzung
Drahtlose Computernetze
Sie sollen sich die interessantesten Webseiten oder Bilder dazu ausdrucken und diese abspeichern bzw.
als Lesezeichen oder Favoriten sichern. Darüber hinaus können auch andere Suchbegriffe eingegeben
werden, wie z. B.
WARDRIVE
Die mitgebrachten Informationen zur 2. Unterrichtsstunde sind sehr unterschiedlich. Genau das ist aber
erwünscht. Einige haben nämlich weitergesurft und sind über viele Links zu interessanten Aspekten ge-
kommen, andere bei nichtssagenden Bildern hängen geblieben. Die Schülerausdrucke werden an die
Wandtafel geheftet und besprochen. Dabei stellt sich heraus, dass viele die gleichen Webseiten besucht
haben. Übereinstimmend ist
www.unawave.de/vernetzung.html
und
www.wirelessforum.ch
von den meisten besucht worden. Die
dort auftauchenden Begriffe wie W-LAN – Funk-LAN – Netzwerkkarten – Bluetooth – Infrarot – Power
Net brauchen gar nicht mehr geklärt werden, weil die Schülerinnen und Schüler längst zu Hause im
Selbstlernverfahren im Internet alles begriffen haben.
Natürlich konnte sich keiner verkneifen, unter dem Begriff „wardrive“ nachzuschauen. Das war auch
durch die Motivation beabsichtigt. Auf diese Weise ist das Interesse nämlich auf das Ziel der Unter-
richtseinheit gelenkt worden: den Bau einer Antenne zur Absicherung eines Funknetzes. Die Hinter-
grundinformationen, die die Schülerinnen und Schüler nach dieser Hausaufgabe mitbringen, sind schon
beachtlich.
3. Focussierungsphase
Das Thema wird nunmehr automatisch auf den Bau von Antennen zugeschnitten, weil bei den Links für
den Bau von Antennen folgende Adressen angegeben werden:
www.wavesurf.at/wlan/pages/bastelecke_F.htm
-3-
www.saunalahti.fi/elepal/antennit.htm
http://home.t-online.de/home/enigma1/Quad/
Deshalb geht die Gruppe in den Computerraum und besucht gemeinsam die erste Seite
www.wavesurf.at
von Bernhard Sayer aus Österreich, der eine sehr verständliche Bastelseite mit Erklä-
rung der Fachbegriffe aufgebaut hat. Diese merken sich alle sofort zum Nachschlagen und blättern sie
zur Ergänzung des Hintergrundwissens einmal durch. In gleicher Weise sollen sie alle interessanten
Links als Lesezeichen oder Favoriten sichern.
Da der auf dieser Seite vorhandene Link
www.saunalahti.fi/elepal/antennit.htm
sehr ergiebig ist, wird
diese finnische Seite in englischer Sprache als weiterer Schritt empfohlen. Die dort vorhandene Linkliste
ist eine wahre Fundgrube für Antennenbastler. Sie wird später noch genutzt, wenn Einzelheiten zu der
Bauanleitung ergänzt werden müssen. Beim Surfen der Schülerinnen und Schüler wird deutlich, dass
die englischen, französischen oder amerikanischen Webseiten keine Schwierigkeiten machen, weil die
Grundbegriffe bereits erfasst sind und sehr viele Bilder das Verständnis erleichtern. Hier wird spielerisch
ein fachsprachlicher Fremdwortschatz gewonnen.
Nach Durchsicht der deutschen Seite
http://home.t-online.de/home/enigma1/Quad/,
die schon eine aus-
führliche Bauanleitung enthält, sind genügend Informationen vorhanden, um die eigene Bauanleitung in
Angriff zu nehmen. Ebenso vorbildlich zur Informationsbeschaffung und als Materialquelle ist die Web-
seite von Friedrich Rappl unter
http://home.tiscali.de/frappl/wlan/index.html,
dessen Bauanleitung aber
miserabel ist. Dafür ist sein e-shop für den Bezug von Steckern, Kabeln und fertigen Bausätzen zu emp-
fehlen.
4. Planungsphase
Wegen der überwältigenden Fülle der Informationen im Internet ist es erforderlich, das Wesentliche her-
auszukristallisieren, es zu ordnen und dann zu nutzen. Das ist Aufgabe dieser Phase.
Die Schülerinnen und Schüler werden aufgefordert, aus ihren favorisierten Webseiten alle Texte und
Bilder auszudrucken, die für den Selbstbau der Antenne benötigt werden. Diese werden an die Wand
geheftet, so dass dort eine Sammlung aus Fragmenten zur Theorie, praktischen Hinweisen und konkre-
ten Basteltipps entsteht.
Bei der nachfolgenden kritischen Betrachtung fällt auf, dass viele Beschreibungen ähnlich sind, weil die
Autoren voneinander abgeschrieben haben. Die meisten Artikel gehen auf Altmeister
Trevor Marshall
zurück, der schon früh viele Beiträge zur Antennentechnik verfasst hat. Es sind auch fehlerhafte Informa-
tionen darunter. Erstaunlicherweise finden die Schülerinnen und Schüler diese relativ schnell heraus,
weil sie die vorhandenen Texte miteinander vergleichen und diskutieren können.
Anschließend einigt man sich auf den Bau eines bestimmten Modells. Aus Kostengründen und wegen
der Formschönheit wird von den Schülerinnen und Schülern meist die Bi-Quad-Antenne mit der CD aus-
gewählt, obwohl die Leistung dieser Antenne nicht ganz so hoch ist wie die der anderen. Deshalb wird
im Folgenden die Baubeschreibung darauf ausgerichtet, wobei den Teilnehmerinnen und Teilnehmern
die Wahl des Reflektors offen gelassen wird.
Nach Entfernung der Duplikate und Sortierung der Blätter werden die Arbeitsschritte festgelegt und eine
Bauanleitung erstellt, die von der Materialaufstellung bis zur Fertigstellung alle Einzelschritte möglichst
genau darstellen soll, damit ein Nachbau auch für den Laien leicht möglich ist. Wenn die Ausrüstung der
Schule es erlaubt, kann das individuell oder gruppenteilig am Rechner geschehen, andernfalls macht
das Verfassen der Texte und die Illustration mit ausgeschnittenen Bildern auch Spaß.
Bauanleitung für eine WLAN-Bi-Quad-Antenne
-4-
1.
2.
3.
Arbeitsschritt
Material bereitlegen:
- 25cm Kupferdraht oder versilberter Kupfer-
draht, Ø 1,5mm(1,2...2,5mm)
- Einbau-Sicherungshalter für Feinsicherun
gen oder Einbau-Signallampe
- ca. 60cm Antennenkabel RG 58, 50 Ohm
- Antennenstecker SMA-RP-03
- Reflektorplatte (handelsübliche CD oder
Aluplatte oder kupferkaschierte Platte im
Maß von ca. 10x14cm
- Vierkant-Tischfuß, 10cm lang, 2 cm
-
Kabelbinder, 10cm
- evtl. Crimp-Zange für die Fixierung des
Antennensteckers (sonst löten)
Werkzeug bereitstellen:
- Bohrmaschine mit Bohrer Ø 9,5mm
- Metallsäge
- Reibahle
- Rundfeile, Schleifpapier, Stahlwolle
- Schieblehre, Lineal, Millimeterpapier
- Seitenschneider, Kombizange
- Lötkolben, Elektroniklot
- Heißklebepistole mit Klebepatronen
- Lötlack oder Lackspray
Kupferdraht zum Bi-Quad biegen:
Es kann gewöhnlicher Kupferdraht NYM-J
aus einer Stegleitung oder Feuchtraumleitung
3x1,5mm
2
verwendet werden. Versilberter
Draht ist geringfügig besser.
1. Kupferdraht strecken, abisolieren und ab-
schneiden; ein Stück von genau 244mm
Länge abschneiden.
2. Mitte markieren und exakt rechtwinklig
biegen.
3. Von jeder Hälfte die Mittelpunkte markie-
ren und wiederum exakt um 90° abknicken.
4. Von jedem Schenkel wiederum die Mitte
markieren und ebenfalls abwinkeln.
5. Das Endergebnis müssen zwei symmetri-
sche Vierecke mit einer Kantenlänge von
möglichst genau 30,5mm sein! Gemessen
von Drahtmitte zu Drahtmitte. Je exakter die
Quadrate, desto besser ist die Antenne!
Tipp: Biegevorrichtung überlegen! Optimal ist
ein Winkelblech mit 29mm Kantenlänge –
30mm Vierkantrohre sind im Baumarkt zu
finden.
Bi-Quad so ausrichten, dass es völlig glatt
auf einer Unterlage aufliegt.
Illustration
Kosten (ca. im Okt. 2005):
Antennenkabel RG 58, 50 Ohm
Einbausicherungshalter oder
Signallampenfassung (Conrad)
Kupferkaschierte oder Aluplatte
10x14 (Conrad)
Vierkant-Tischfuß (Baumarkt)
Antennenstecker SMA-RP-03
(E-shop Friedr. Rappel)
0,85
€/m
1,20
€
1,50
€
1,89
€
5,50
€
4.
-5-
5.
Bi-Quad an den Lötstellen verzinnen.
RG 58-Kabel an den Enden abisolieren und
verzinnen.
6.
RG 58-Kabel an Bi-Quad anlöten, anschlie-
ßend mit Lack zum Schutz vor Korrosion ein-
sprühen.
Besonders Silberdraht überzieht sich
schnell an der Luft mit einer Oxidationsschicht, die die
Leistung der Antenne herabsetzt. Es lässt sich auch
farbiger Lack verwenden.
7.
SMA RP-03 Stecker anlöten:
Hinweis: Das ist die wirklich schwierige Stelle
des gesamten Aufbaus. Der Stecker ist ziem-
lich teuer und sehr feinfühlig zu bearbeiten.
Schnell sind durch falsches Löten 5.-€ verlo-
ren. Deshalb ist die Hilfe des Lehrers oder
der Lehrerin bei dieser Arbeit unerlässlich.
Wer es sich nicht zutraut, sollte fertig konfek-
tionierte Kabel bei Rappel kaufen (Adresse
s.o.).
Arbeitsempfehlung:
1. Kabel nach Bild abisolieren,
2. Pin-Buchse auf Innenleiter stecken und
anlöten
3. Hülse auf Kabel schieben,
4. Kabel mit Pin-Buchse in Stecker stecken,
5. Hülse mit Crimpzange crimpen oder anlö-
ten (dann aber mit selbst vulkanisierendem
Isolierband umwickeln oder Schrumpf-
schlauch überziehen – der muss vorher über
das Kabel gezogen werden.).

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