Современный человек настолько привык к современным средствам информации и коммуникации, что оказаться отрезанным от интернета для некоторых уже смерти подобно. Причем интернет в сегодняшнем мире передается по телефонным сетям различной пропускной способности, по сетевому кабелю или по вай-фай соединению. При удаленных источниках вай-фай возникает необходимость усиления сигнала. Лучше всего для этих целей подойдет wifi антенна своими руками.
Приемников этого высокочастотного сигнала может быть достаточно много. Это телефон, планшет или можно использовать антенну для ноутбука.Человечество настолько уже отвыкло от проводных соединений, что не представляет себя привязанным к той или иной сети. Кроме этого практически все современные гаджеты имеют wifi-приемники. Поэтому такой вид связи обеспечивает определенную автономность пользователя. Главным недостатком таких приемников является небольшой радиус действия. На большом расстоянии сигнал затухает, и связь пропадает. Также, если на его пути появляется какое-либо препятствие, такое как например, дом он пропадает вообще. И это является главной проблемой такого высокочастотного соединения.
Что необходимо знать об усилении антенной сигнала
Наука которая исследует распространение высокочастотных электромагнитных сигналов называется электродинамикой. Это достаточно сложный раздел физики и многие студенты исследуя его стараются как можно быстрее с ним расстаться. Именно эта наука показывает как распространяется сигнал, и с помощью чего его можно усилить. Но для создания антенны собственными руками нет необходимости исследовать все премудрости этой науки, но определенные принципы использующиеся для приема и усиление сигнала необходимо знать и понимать.
Важным моментом понимания сути вопроса является частота передаваемого сигнала или его длина волны. Чем больше длина волны и соответственно более низкочастотный сигнал, тем большие препятствия она может огибать. Так радио волны длинноволнового и средневолнового диапазонов могут беспрепятственно преодолевать сотни километров. Для волн сантиметрового диапазона расстояние в десятки метров может стать непреодолимым особенно, если на пути встречается препятствие.
Как можно усилить мощность приема и передачи сигнала роутером
Для начала давайте разберемся в терминологии устройств, которые применяются для приема и передачи вай-фай сигнала. В обычной ситуации провайдер предоставляет интернет с помощью кабельного или оптоволоконного соединения. После него хозяин дома или квартиры ставит свой роутер, который принимает этот сигнал, а затем раздает с помощью wifi соединения. Также может использоваться маршрутизатор для раздачи сигнала по проводам, но современные устройства могут объединять обе эти функции в одном приборе. Но вот если необходимо передать интернет даже на небольшое расстояние от дома может возникнуть проблема. На расстоянии несколько десятков метров сигнал может теряться. И тогда требуется его усиление. Зачастую эту проблему может решить внешняя направленная антенна для роутера сделанная своими руками. Без большого труда такое устройство может усилить сигнал до 10 ДБ. Кроме этого существуют и отдельные приемники такого сигнала. Они имеют название-точка доступа. Если использовать антенну для такого устройства и на приеме и на передаче сигнала, то максимально сигнал можно передать на 10 км. При условии обеспечения прямой видимости обоих устройств.
Рефлектор важнейшая часть антенны для повышения ее мощности
Рефлектором называют заднюю часть приемной антенны. Основной задачей этого устройства является не только ограничение приема сигнала с тыльной стороны, но и усиление принятого сигнала с фронтальной стороны. Как это происходит? Сигнал проходя через антенну отражается от рефлектора и возвращается обратно. При этом важно, чтобы расстояние от рефлектора до излучателя было кратным четверти длины волны. В этом случае происходит интерференция волны на излучатели и она усиливается.
Важно не только правильно выбрать материал, из которого будет сделан рефлектор, но и его геометрические размеры. Материал должен иметь хорошую проводимость. Лучше всего для этих целей подойдет медь. Можно использовать фольгированный гетинакс или стеклотекстолит. Стеклотекстолит надежней, так как медная фольга на нем более качественно приклеена. Не рекомендуются различные металлические крышки и коробки с неровными краями, так как эффект будет отрицательным. В промышленном производстве используется медная сетка, но этот вариант более дорогой с финансовой точки зрения.
Использовании поляризации антенн для улучшения приема
Вопрос поляризации больше всего влияет на помехозащищенность wifi соединения. Таким образом возможен прием более слабого передатчика за счет выделения его сигнала из множества других. Этот вариант работает в местности, где одновременно могут работать несколько передатчиков и мешать друг другу. Выбирая соответствующую поляризацию возможно защитится от мешающих станций. При передачи на небольшие расстояния, например 2 километра, для вай фай на прямой видимости поляризация большого значения не имеет. Поэтому могут применять как вертикальную, так и горизонтальную поляризацию. Некоторые специалисты предпочитают использовать круговую поляризацию, но как правило, с ней проблем при настройке гораздо больше. Но один раз настроив дальше можно не не беспокоиться об уровне помехозащищенности данного высокочастотного соединения.
Какова дальность действия вай фай антенн
Зачастую дистанция является самым важным параметром, ради которого и городят сам огород. Поэтому вопрос: на какое расстояние можно передать wifi имеет первостепенное значение. На дальность действия играет несколько факторов. В первую очередь это зона прямой видимости. На пути между приемником и передатчиком не должно быть ни каких препятствий. Это расстояния можно увеличить, если поднять их на определенную высоту. Второй момент Это размер и количество излучателей. И последнее это направленность антенны. В дальнейшем мы рассмотрим два типа антенн и их основные особенности.
Но стоит понимать следующее, чем уже диаграмма направленности той или иной антенны, тем выше ее коэффициент усиления. Но при большом расстоянии и узкой диаграмме направленности любое раскачивание антенны ветром будет приводить к тому, что связь будет неуверенной. Поэтому стараются найти золотую середину между коэффициентом усиления и шириной диаграммы направленности. В реальности хорошим коэффициентом усиления будет цифра в районе 12 ДБ.
Основные виды самодельных wifi антенн
Как уже писалось выше основных видов всего два. И они классифицируются по форме диаграммы направленности. Существуют все направленные антенны, у которых диаграмма представляет собой почти классическую окружность в центре которой находится передатчик. И направленные антенны. Эта категория вмещает в себя массу различных подвидов. Которые разработаны под определенные цели. У каждого вида собственная диаграмма направленности обеспечивающая выполнение поставленной перед ней задачей.
Причем спорить о том, какая из антенн лучше абсолютно бессмысленно. Так как важно сделать именно такую антенну, которая будет удовлетворять потребностям своего создателя, так как такая конструкция представляет собой wifi-удлинитель между приемником и передатчиком. А от такого удлинителя ожидается, что он обеспечит надежную связь между двумя точками во времени и пространстве. Если такая связь работает на отличено, значит пользователь сделал правильный выбор. Теперь давайте рассмотрим основные виды антенн и определимся со сферой их применения.
Всенаправленные устройства обеспечивающие круглую диаграмму направленности
Всенаправленная антенна находится практически на каждом роутере и представляет собой штырь определенной длины. Как раз длина этого штыря очень важна, так как он должна содержать кратное количество четвертей длины волны вай-фай сигнала. Причем при правильном выборе этой длины максимальная напряженность электромагнитного поля будет находится как раз на конце этого штыря, что обеспечит передачу максимальной мощности в пространство находящееся рядом с этим штырем. Некоторые роутеры для увеличения мощности передачи используют два и даже три штыря. При этом диаграмма направленности меняет свою форму, но она также близка к окружности.
Сфера применения таких антенн находит больше в общественной плоскости. То есть, если необходимо обеспечить передачу вай-фай сигнала пользователям, которые могут находится в любой точке помещения с любой стороны. Или, например, на дачном участке если такой передатчик поставить на крыше дома, то на расстоянии сотни метров с любой стороны дома можно подключиться к интернету на любом гаджете, что достаточно удобно, и такая связь будет стабильной несмотря на перемещения по участку.
Устройства направленные в определенную сторону с высоким коэффициентом усиления
Вопрос о том как сделать антенну с высоким коэффициентом усиления всегда интересовал радиолюбителей. Так как всегда находилась область применения такого устройства. Например, в частном секторе необходимо передать интернет от одного дома к другому. Обстоятельства складываются так, что пробросить кабель не возможно, слишком большое расстояние и необходимо по пути следования ставить усилители. А вот передача по воздуху, особенно, если существует прямая видимость и расстояние меньше десяти километров возможно. На сегодняшний день существует достаточно много разработок самых разнообразных самодельных антенн. И пользователи сети не только хвастаются своими самоделками, но и с удовольствием делятся опытом по изготовлению и настройке таких устройств. Давайте рассмотрим что необходимо чтобы изготовить такое устройство своими руками.
Технология изготовления антенн своими руками
Вопрос как сделать самому устройство для передачи вай-фай сигнала на большие расстояния всегда интересовал пытливые умы. И в интернете можно найти достаточно много материала о том, как выполнить эту работу. Давайте рассмотрим преимущества самостоятельного изготовления такого устройства. Не стоит забывать что устройства выпускаемые нашей промышленностью являются достаточно дорогим удовольствием. И не всегда имеется возможность приобрести его. А вот сделать его своими руками из подручных средств обойдется в несколько раз дешевле. Также нельзя сбрасывать со счетов и творческий фактор. Человек изготавливая нужную ему вещь собственными руками, получает от этого не только материальное удовлетворение, но и моральное. А если при этом он снимет весь этот процесс на видео и поделится им с социальных сетях, то он сможет заработать себе определенную сумму денег и уважение окружающих, а это намного больше чем заказать в интернет магазине такое устройство и установить его у себя дома.
Изготовление излучателя основного элемента wifi-антенны
По своей сути излучатель является внешним адаптером приемника или передатчика, находящегося внутри того или иного гаджета. Такой излучатель является сердцем всей системы передачи данных и от того как он качественно и точно собран, будет зависеть и качество соединения гаджета с интернетом. Существуют два стандарта передачи информации по вай-фай соединению. Это частоты 2,4 и 5 ГГц. Соответственно подбирая излучатели под эти частоты необходимо точно изготовить все геометрические размеры. Стоит помнить, что излучатели на частоте 2,4 ГГц способны передавать информацию на более далекие расстояния, так как скорость их затухания меньше. А вот более высокочастотные излучатели 5 ГГц диапазона, хотя имеют и меньшую дальность действия способны передавать больший объем информации. Поэтому выбирая частоту передачи необходимо оценить особенности собственного канала передачи данных. Теперь давайте рассмотрим наиболее распространенные формы излучателей применяемые в самодельных антеннах.
Двойной биквадрат наиболее распространенная форма излучателя
Устройство построенное по такой схеме может обеспечить сверхдальняя прием вай-фай сигнала на расстоянии прямой видимости. Коэффициент усиления такой антенны может превышать 12 Дб. Как изготовить такой излучатель? Чаще всего его изготавливают из медной одножильной проволоки. Если рассчитывать излучать на частоту 2,4 ГГц, то толщина такой жилы должна составлять 1,8 мм в диаметре. А это как раз толщина провода сечением 2,5 квадрата. Предварительно очистив провод от изоляции необходимо его качественно выровнять. Затем начинаем выгибать из нее восьмерку, которая состоит из двух прямоугольных квадратов. Причем внутреннее расстояние между гранями этих квадратов должно составлять 29мм а внешнее 30,5. Очень удобно изгибы делать с помощью утконосов. Далее две ближайшие точки на разных сторонах этой восьмерки залуживаем оловом, так как это места пайки будущего кабеля соединения антенны.
Алюминиевые банки самый дешевый излучатель для вай-фай антенны
Конечно, антенна построенная по такому принципу не является самой дальнобойной, но тем не менее от 4 до 6 Дб усиления она обеспечит. Изготовить ее достаточно просто. Необходимо подобрать качественный материал, желательно алюминий, так как жестяная банка со временем проржавеет и ее качества, как антенны, ухудшаться. Но перед тем как начать изготовление необходимо вычислить два размера. Это размер, где будет прорезаться банка и в нее вставляться излучатель, он составляет четверть длины волны от дна банки. И длину самой банки она должна составлять три четверти или пять четвертых длины волны. В этом случае сигнал на краю банки будет максимальным. Если в разрез банки вставить 3g модем, то это будет самый простой передатчик направленного действия. При этом даже нет необходимости заботится о подключении такой антенны к гаджету, так как модем уже имеет usb разъем. Единственное о чем важно побеспокоиться так это о том как качественно сделать разрез в банке, чтобы не повредить сам модем.
Мощная антенна из листовой жести
Иногда такую антенну еще называют FA-20. Она достаточно громоздкая, но может обеспечить уверенный прием сигнала на расстоянии до нескольких километров. Эту самодельную антенну дальнего действия лучше всего изготовить из тонкого медного листа. Но так как это удовольствие достаточно дорогое вполне подойдет и листовая жесть. Необходимо вырезать квадраты размером по 54 мм, их в нашем случае понадобиться восемь штук. С помощью полосы шириной в 6 мм из этой же жести соединяем эти квадраты в единую схему. Спаивать лучше всего паяльником мощностью 100вт. Рефлектор изготавливаем из этой же жести в виде короба размером 450*180*20. Излучатель крепим к коробу на стойках с зазором 20мм. Остается только кабелем подключить готовую антенну к роутеру. Давайте рассмотрим как это сделать.
Подключение антенны к роутеру
Для этого потребуется не так уж и много инструментов и материалов. В первую очередь стоит обратить внимание на качество кабеля. Если расстояние до точки подключения не велико, то качество кабеля может не сыграть существенной роли. Но если это расстояние будет исчисляться метрами или десятками метров, то лучше всего использовать качественный высокочастотный кабель применяемый в спутниковом телевидении. Не менее важно правильно подобрать разъем который будет находиться на конце кабеля. Он должен быть ответной частью разъема, который выходит из роутера для подключения антенны. Также немало важно качественно разделать кабель и запаять разъем.
Тесты антенны, сделанной собственными руками
Конец работы лучше ее начала, написано в одной мудрой книге. Поэтому после окончания сборки антенны проверить качество ее работы. Такие тесты всегда проводились, когда выпускалась новая продукция. Поэтому важно проверить, как антенна направлена и какой диаграммой направленности она обладает. Также немало важно вычислить дальность, на которой можно осуществить уверенный прием например на ноуте. После этого можно подвести итог проделанной работе и получить моральное удовлетворение от ее результата.
Плюсы и минусы самодельного устройства
При изготовлении наружной антенны важно оценить все за и против проделанной работы. А еще лучше это сделать еще на этапе планирования работ. Что можно отнести к минусам самодельной вай-фай антенны? Заводское изготовление всегда будет иметь более презентабельный вид. Надежность изготовления в заводских условиях тоже можно считать лучшей. Но давайте взвесим и плюсы такого изготовления. Это в первую очередь стоимость изделия. Заводские антенны будут в разы дороже. А если брать 4g антенны то разница в стоимости будет еще выше. Нельзя не учитывать и временной фактор. Некоторые виды антенн рассмотренные в этой статье можно изготовить в течение пятнадцати минут. А заказ антенны в интернет магазине и ее доставка может длиться неделями в зависимости от места расположения покупателя. Нельзя также не учитывать и творческий фактор, а также удовлетворение, которые получает человек видя результат собственного труда.
Самодельная wi-fi антенна изготовленная умелыми рукам может показывать гораздо лучшие результаты при тестировании чем устройства сделанные на конвейере. Так как человек при выполнении творческой работы, вкладывает в ее свою душу и стараться выполнить ее как можно качественнее. Поэтому, если есть определенные технические способности, то доставьте себе удовольствие и и изготовьте такую антенну для себя самостоятельно.
WiFi антенна — отличное решение для каждого, кто пробовал организовать у себя дома или на работе беспроводную раздачу интернета, но сталкивался с такой проблемой, что сигнала роутера не хватает, чтобы без проблем пользоваться им в какой-нибудь отдаленной комнате. Однако в этом виноват вовсе не ваш роутер, а антенна — встроенная или внешняя, которая входила в комплектацию. Одно из наиболее действенных решений усиления беспроводного сигнала — направленная внешняя антенна wifi. Они бывают нескольких типов и видов, которые используются в зависимости от ваших потребностей. И как раз в этом многообразии мы сейчас и будем разбираться.
Внешняя пассивная антенна для WiFi роутера
Прежде всего надо отметить, что пассивная антенна для wifi роутера, то есть которая не имеет своего собственного питания от электросети, не усиливает сигнал, а лишь направляет его спектр для более уверенного приема. Мощность этого «усиления», которую еще называют коэффициентом направленного действия, измеряют в децибеллах (dBi). Небольшими внешними антеннами уже снабжаются многие модели маршрутизаторов и адаптеров, однако их мощность не превышает 3-5 dBi, что не позволит значительно улучшить дальность действия беспроводного сигнала.
Поэтому для этого используют внешние wifi антенны. У них есть два типа разделения — для наружного или внутреннего использования, а также всенаправленные и узконаправленные.
Наружное и внутреннее использование антенны
- Наружные антенны — это те, которые предназначены для работы на улице. Они защищены от воздействия осадков и солнечного света и специальные крепления для установки на стене здания. Они понадобятся, если вы хотите создать уверенную зону приема во дворе или для связи между соседними домами.
- Внутренние антенны — для использования в помещении. Например, если ваш роутер установлен в отдаленном или закрытом место, то такую антенну можно соединить кабелем с антенным разъемом роутера и вывести в центр комнаты.
Направленная wifi антенна
Это самый используемый тип. Антенна, направляющая wifi сигнал в определенную сторону, например, из дома на приусадебный участок, или на балкон соседнего дома, если речь идет о внешней направленной беспроводной антенне. Дальность их действия может составлять от одного до нескольких км. Главное, чтобы источник приема находился в прямой видимости.
Внутренние направленные wifi антенны для роутера будут полезны, если он, например, висит на стене. Чтобы излучение не шло стену, можно подключить ее к роутеру и направить в сторону вашего рабочего стола, на котором стоит ноутбук. Или наоборот, направить антенну в перегородку, чтобы сигнал более уверенно через нее проходил, обеспечивая стабильную связь в соседней комнате. Очень удачная конструкция такой антенны — панельный прямоугольник, излучающий радиосигнал в одном направлении.
Обратите внимание, что подключение ее к маршрутизатору происходит не по USB, а вместо прикрепленной антенны, которой комплектовался роутер. Соответственно, если она была несъемная, то поставить вместо нее другую не получится.
Есть также компактные модели, которые подойдут как для комнатного использования, так и для крепления снаружи.
Всенаправленная wifi антенна отличается тем, что равномерно распределяет сигнал вокруг себя. Недостаток в том, что сигнал может искажаться излучениями других электронных приборов, находящихся в квартире, или внешними радиоволнами, если она установлена на улице. Выглядят такие антенны в виде вертикального штыря. Внешние могут устанавливаться на крыше дома или на вертикальном шесте, вкопанном в землю. Внутренние — на столе или полке, по возможности ближе к предполагаемому центру зоны желаемого приема.
Внешняя wifi антенна для роутера точно так же крепится на место штатной к тому же самому разъему.
Еще один интересный тип внутренних всенаправленных wifi антенн — для крепления на потолке. Они внешне напоминают светильник. Ее особенность в том, что прямо под антенной располагается мертвая зона и вешать ее нужно именно в том месте, где сигнал не нужен, а уверенный прием начнется только на небольшом от нее расстоянии.
Установка WiFi антенны
При монтаже любого типа антенн, необходимо учитывать, откуда идет источник сигнала. В условиях современной городской застройки он может очень сильно терять в эффективности как из-за плотности домов, так и из-за материалов, из которых они сделаны. Привожу таблицы, из которой можно приблизительно понять, насколько ухудшает работу точки доступа тот или иной материал. Самым главным параметром здесь будет «Эффективное расстояние» (ЭР). Рассчитывать его надо следующим образом. Например, в характеристиках роутера указано, что он работает на 400 метров. подразумевается, что при прямой видимости. Вас же от него отделяет межкомнатная стенка, у которой ЭР равно 15%. Рассчитываем: 400 м умножаем на 15% и получаем 60 метров. То есть через стену 15-20 см роутер будет «стрелять» всего на 60 метров. При этом, если присоединить к нему антенну в 15-20 децибел, то эта потеря нейтрализуется.
Самодельная wifi антенна своими руками
Сделать вайфай антенну направленного действия можно и своими руками. Посмотрите ролик о том, как сделать самодельную конструкцию из обычной пивной банки.
Не могу сказать точно, это правда или ложь — думаю, доля разума есть. По аналогии с этим народным примером, сделать антенну направленного действия можно также из всенаправленной. Для этого достаточно прикрепить за ней отражающий экран, например, из того же листа фольги. Ниже привожу несколько занятных вариантов как сделать антенну своими руками, которые можно взять на вооружение.
Вариант с консервной банкой в качестве отражателя 
На сегодня все. О способах усиления сигнала 3G модема можете почитать в другой статье на блоге.
Касались ранее конструкций Wi-Fi антенны направленного действия. Биквадратные, баночные самодельные раритеты. Люди с завидным постоянством ищут шанс получить конструкцию получше. Упоминалось: вместо традиционной проволоки лучше взять провод ПВ1 аналогичного сечения, уберегающий установленную антенну от непогоды. Плата с двухсторонним фольгированием, которую часто рекомендуют использовать рефлектором, не очень хорошо переносит непогоду, не защищена ничем, снабдить конструкцию специальным корпусом проблематично. Возрастет ветровая нагрузка на изделие. Сегодняшний обзор посвящен методам улучшения конструкции. Вай фай антенна своими руками для любой непогоды!
Важно! Попробуйте для защиты использовать термоусадочную пленку. Оденьте рефлектор «шубой», подуйте феном. Скоро текстолит плотно обтянется полимерной пленкой.
Биквадратные антенны Wi-Fi
Вайфай антенна, построенная по биквадратной схеме, сформирована заземленным рефлектором, излучателя вида восьмерки с прямыми (90 градусов) углами. Получается нечто, напоминающее ультрамодные очки с тонкой перемычкой посередине. Нижняя половина сажается на землю, верхняя - на сигнальную жилу кабеля РК – 50.
Правда, антенна для Вай фай будет размерами поменьше. Сторона квадрата по средней линии медной жилы излучателя равна 30,5 мм. Итак, восьмерка отстоит от рефлектора на 1,5 (половина длины стороны квадрата) см и параллельна пластине. В нашем случае плата гетинакса плоха тем, что сложно достать. Рефлектор - просто пластина проводящего электрический ток металла. Сгодятся жесть, сталь, алюминий. Учитывая размер излучателя, можно изготовить рефлектор Вай фай антенны, воспользовавшись лазерным компакт диском (DVD) 5,25 дюйма.
Биквадрат Харченко
Внутренний отражающий слой алюминия создан, чтобы лазерный луч не терял энергию на поверхности. Кроме того в центре имеется дырочка под N-коннектор. Осталось вскрыть защитную пластиковую оболочку, посадить отражающий слой на экран кабеля РК – 50. Обратите внимание: если N-коннектор не будет отстоять с излучателем на 1,5 см от рефлектора, условия приема ухудшатся. Необходимо добиться указанного положения, подкладывая тонкие металлические шайбы или по месту.
Напоминаем: биквадратная восьмерка гнется от середины поворотом на 90 градусов. В точку вернутся оба конца кабеля ПВ1 1х2,5. Толщина проволоки составляет 1,6 мм диаметром, между центрами жилы сторона квадрата равняется 30,5 мм. Концы сажаются на экран коннектора, объединяются с рефлектором (компакт-диск), серединная часть послужит целям снятия сигнала. Диаграмма направленности устройства резко сужается, снабжена одним главным лепестком, который направим на источник сигнала. Если дело происходит в комнате, придется экспериментально найти отраженный луч, располагаемый практически в любом направлении.
Рефлектор защитит от соседских помех, усилит мощность. Блокирует эффект многолучевости, мало полезного приносящего аппаратуре. Самодельная антенна Вай фай принимает только из узкого сектора. Благодаря этому, соединим сетью дома, стоящие напротив, что было бы невозможно с поставляемой в комплекте точки доступа.
Обратите внимание: в иных случаях входного разъема на корпусе для подключения антенны может и не быть. Такие точки доступа снабжены встроенными контурами из металла, ведущими прием радиоволн. Традиционно выглядят замысловатыми плоскими фигурами с внутренней стороны корпуса. Придется антенну встроенную отпаять.
Рядом может стоять конденсатор, емкость служит целям компенсации коэффициента сжатия контура. Встроенная антенна невелика, бессильна образовать полноценное устройство приема радиоволн. Дефект нейтрализуется подстроечным конденсатором.
Элемент не нужен, потому что полноразмерная антенна для Вай фай роутера не нуждается в компенсации. Цепи включения самоделки рвите выше конденсатора. Выполняя монтаж, нельзя пользоваться типичным паяльником на 100 Вт. Сожжет электронные компоненты платы. Потребуется маленький паяльник , снабженный жалом-иглой, мощностью 25 Вт.
Вес компакт диска маленький, ветровая нагрузка невысокая, в противовес громоздкой конструкции и никого снизу не убьет падающей платой гетинакса. Рекомендуется избегать размещать изделия на солнце, но в нашем случае записанная информация не играет великой роли. При желании N-коннектор загерметизируйте, продлив срок службы паяного соединения. Используется специальный гель-компаунд, применяемый при монтаже печатных плат . Подобные выпускает компания Аллюр (Санкт-Петербург). Пару слов объяснят, как сделать Вай фай антенну своими руками мощнее.
Биквадратные антенны Вай фай – не предел, убежим от соседей
Пролог: 2 недели, никак не мог найти в чем причина, потом перевернул антены в вертикальную и получил 20 мбит на 5 км, вместо горизонтальных 4.
Вампиреныш, участник форума Локальные сети Украины (орфография скопирована).
Прежде чем купить Вай фай антенну, подумайте: теория показывает, что излучатели, расположенные рядами, диаграмму направленности сужают, в направлении перпендикулярном линии, вдоль которой выстроить элементы. В переводе на русский означает: если наши с другом дома разделены 100 метрами, ширина сектора обзора антенны для реализации канала связи Вай фай едва превышает 15 градусов. Полезная мощность будет направлена на окно товарища (причинит вред только обитателям квартиры!). Чтобы реализовать схему, используйте двойную биквадратную антенну. Можно увеличить скорость, если на ДР подарить такую же другу!
Как сделать Вай фай антенну, чтобы не мешала соседям. Защититься от непрошеных гостей можно, изменив канал, поляризацию. Найдено три способа защиты канала конфигурацией антенны:
- Выбор частоты.
- Выбор направления (сужение диаграммы направленности).
- Выбор поляризации.
Обычно, когда имеется Вай фай, предоставляемый провайдером, величины задает поставщик связи, клиенту остается подчиниться, но если имеется собственное оборудование, расклад получается иной. Можем поставить антенну на вертикальную поляризацию, если у соседей используется горизонтальная. Наше оборудование перестанет видеть друг друга. Можно сделать в одностороннем порядке или договориться. Антенны понадобятся наподобие биквадратной, комплектные отставьте.
На горизонтальной поляризации работает телевидение, на вертикальной - связь. Просто традиция, штырь рации удобно держать перпендикулярно земле, когда говоришь. В этом контексте выгодно использовать вертикальную поляризацию, обычно стоит в роутерах. Предлагаем простое правило:
- Расположите с другом напротив антенны на окнах одинаково. Обеспечивается пространственная совместимость, являющаяся подвидом электромагнитной. Выпущены микроволновки, телефоны, гора оборудования частоты 2,4 ГГц, создающая помехи. Располагайте антенны одинаково, вертикально, горизонтально, наклонив. Экспериментально ищите положение, при котором скорость наибольшая.
Обещанная новинка: конструкция из четырех квадратов, выстроенных рядком. Диаграмма направленности станет узкой в направлении перпендикулярном строю. Медная проволока или одножильный провод сечения 2,5 мм 2 длиной 50 см. Рекомендуем взять с запасом. Если стандартная биквадратная Вай фай антенна для ноутбука представляет собой синфазную решетку двух рамок, в нашем случае рамок четыре.
Рамка для двойной биквадратной антенны
При движении волны ток в соседних квадратах направлен противоположно по контуру. За счет этого эффект от воздействия поля складывается. Теперь надо получить четыре синфазных квадрата. Находим середину проволоки, делаем изгиб на 90 градусов. Вымеряем 30 мм, делаем изгибы с каждой стороны в противоположную сторону. Отступаем в два раза больше, опять гнем в первом направлении. Получится большая буква W. Еще 30 мм – загибаем края книзу под 90 градусов. Готова одна половина.
Вторую делаем по образу и подобию, чтобы концы вернулись в точку начального изгиба. Обратите внимание, не зря рекомендуем пользоваться проводом с оболочкой полихлорвиниловой – два имеющихся в фигуре перекрестия изолированы взаимно.
Излишек проволоки обрезаем, чтобы концы не доставали до первого изгиба два-три миллиметра. Вай фай антенна для компьютера требует рефлектора, сойдет добрый кусок фольгированного текстолита или стандартная ровная жесть. Используем N-коннектор для соединения.
Излучатель отстоит от рефлектора на 1,5 см по площади. Концы сажаем на землю, середину – на сигнальную жилу (кабель для Вай фай антенны РК – 50). Чтобы укрепить края фигуры, используйте керамическую или пластиковую трубку. Для фиксации, электрической изоляции применяйте клей, герметик. Уличному варианту рекомендуется подыскать пластиковый корпус . Расстояние между самодельной антенной и приемником берите поменьше.
Следующая встреча обсудит Вай фай радиоприемник.
Материал будет построен на ответах на три вопроса, вынесенные в подзаголовки, однако на этот раз хотелось бы начать с ответа на финальный вопрос -
Что получилось?
К тому времени, как дописывался этот текст, две представленные на фотографии антенны уже несколько дней работали в конечных точках примерно двухсотметрового линка "из окна в окно". Вот как это выглядит с одной стороны – точка доступа с антенной закреплены над окном в офисе, вид снизу:
А теперь об этом по-порядку.
Зачем?
Есть множество ситуаций, когда показано применение внешних антенн. Под внешней в данном случае я имею ввиду антенну, подключаемую взамен штатной из комплекта устройства. Наиболее типичные ситуации применения специальных антенн сводятся к трём наиболее характерным случаям:
- Для увеличения зоны покрытия точки доступа беспроводной сети. В таком случае обычно ненаправленная (всенаправленная) штатная антенна заменяется на так же ненаправленную, но более эффективную.
- Для улучшения эффективности зоны покрытия, совмещённой с удобством размещения беспроводной точки доступа и антенны. Обычная ситуация, если необходимо обеспечить уверенный сигнал в ограниченном, но сравнительно большом помещении , а точку доступа с антенной наиболее удобно разместить на одной из стен или в углу. Для этого случая подойдёт антенна с секторной диаграммой направленности (широконаправленная). Кроме того, направленные антенны могут пригодиться для решения задачи уменьшения взаимного влияния близко расположенных беспроводных сетей.
- Для создания беспроводного моста на большем расстоянии. Для этого случая предназначены узконаправленные антенны. "Дальнобойность" напрямую зависит от того, насколько узкий пучок радиоволн обеспечивает конструкция антенны.
Упомянутый выше случай беспроводного моста примерно на двести метров более похож на третий вариант, однако ввиду "несерьёзности" расстояния вполне сгодятся направленные антенны с довольно широкой диаграммой направленности.
Тут стоит отметить один факт – цены на отдельные Wi-Fi антенны сравнимы с ценами на сами беспроводные устройства. И если в нише узконаправленных антенн с коэффициентом усиления более 18dBi это ещё хоть как-то оправдано (самостоятельное изготовление таких антенн требует некоторого опыта, тщательных расчётов и высокой точности исполнения), то при меньших требованиях частенько бывает вполне резонно попробовать свои силы с антенностроении.
Выбор конструкции антенн упрощался тем, что не нужно было заботиться о защите антенны от воздействия внешней среды (напомню, установить беспроводной мост необходимо было из окна в окно). Так же антенны должны были получиться достаточно лёгкими и не требовать дополнительного крепления, кроме штатного антенного гнезда беспроводных точек доступа. Опираясь на несколько лет опыта изготовления антенн разных конструкций , я пришёл к выводу, что здесь как нельзя лучше подойдёт простая и проверенная хорошо известная схема "двойной квадрат" (biquad antenna), она же зигзаг, она же антенна Харченко.
Начну, пожалуй, с упоминания того факта, что на самом деле в интернете можно найти огромное количество материалов по самостоятельному изготовлению антенн для Wi-Fi, в том числе и выбранного типа biquad; для примера могу порекомендовать начать изучение вопроса с этой странички. Однако большинство представленных материалов, объясняя как, уделяют мало внимания почему. На этом и постараюсь сосредоточиться. И как всегда, объяснять почему удобнее на конкретном примере.
Итак, первое почему – почему квадрат, а не, например, шестиугольник, или вообще круг? Ответ очень прост. Круг был бы немного эффективнее, но квадрат мне показался технологичнее в изготовлении. Если же понадобится заметно больший коэффициент усиления, лучше посмотреть в сторону антенн других типов, например спиральной или секторной панельной.
Второе – откуда взялись размеры? Из длины волны в вакууме, конечно. В расчёте конструкции длина волны участвует несколько раз: периметр каждого квадрата близок к длине волны (добиваемся, чтобы резонансная частота излучающего элемента была приближена к частоте выбранного канала Wi-Fi диапазона), расстояние от плоскости антенны до отражателя – у меня восьмая часть длины волны (расчёт исключительно с точки зрения распространения электромагнитного излучения показывает, что надо делать четверть, тогда разница в пути прямой и отражённой волн составит половину длины волны, что с учётом изменения фазы от отражения даст сложение амплитуд прямой и отражённой волн в направлении, перпендикулярном плоскости отражателя, но на самом деле есть и другие факторы, вроде согласования и КНД, поэтому на практике можно принять, что расстояние от излучающего элемента до отражателя должно быть где-то в диапазоне от 1/4 до 1/8 длины волны, из технологических соображений конкретно этой переделки я взял минимум), и наконец, размеры отражателя – сравнимы с длиной волны (меньше – хуже, много больше – неоправданно).
В таблице ниже представлены опорные частоты и длины волн тринадцати актуальных для нас (принятых в Европе) каналов Wi-Fi диапазона 2,4 ГГц.
| Номер канала | Частота, МГц | Длина волны, мм |
| 1 | 2412 | 124,3 |
| 2 | 2417 | 124,0 |
| 3 | 2422 | 123,8 |
| 4 | 2427 | 123,5 |
| 5 | 2432 | 123,3 |
| 6 | 2437 | 123,0 |
| 7 | 2442 | 122,8 |
| 8 | 2447 | 122,5 |
| 9 | 2452 | 122,3 |
| 10 | 2457 | 122,0 |
| 11 | 2462 | 121,8 |
| 12 | 2467 | 121,5 |
| 13 | 2472 | 121,3 |
Определившись с каналом (за некоторыми исключениями, во многих случаях достаточно будет ориентироваться на середину диапазона, антенна вполне удовлетворительно будет работать и на краях), можно приступать к изготовлению. Вот, собственно, те самые подручные материалы, из которых скоро возникнет новая антенна: штатная антенна, кусок медного провода и банка шпрот.
Вообще-то, банка для правильного отражателя маловата, но бить рекорды дальности мне и не требовалось. Зато конструкция получится компактнее, и бортики банки послужат защитой излучающему элементу от случайного механического повреждения. И бонус в виде шпрот. :)
Задействованные инструменты и материалы:
Для начала посмотрим на "внутренности" штатной антенны, кое-что от неё ещё пригодится.
Заготовка для излучающего элемента – кусок проволоки, равный двум длинам волн выбранного канала Wi-Fi, с разметкой для сгибания.
Согнутая рамка концами припаяна к металлической трубке, извлечённой из штатной антенны. Трубочку я немного подпилил, чтобы изгиб в центре её не касался. Угол в середине рамки залужён, туда позже будет подпаяна центральная жила.
Припаиваем получившуюся конструкцию к отражателю.
Для удобства установки по высоте на трубку надет 15-миллиметровый кусочек внешней изоляции, оставшейся от очистки медного провода.
Осталось только укоротить до нужной длины кабель в обрезке штатной антенны, подпаять куда нужно центральную жилу и оплётку, и зафиксировать обрезок бывшей антенны на отражателе. Для фиксации удобно воспользоваться клеящим пистолетом. И пора приступать к испытаниям.
Разве что можно антенну ещё покрасить. Как она выгладит после окрашивания, можно ещё раз посмотреть на снимке вначале статьи.
В испытаниях участвовали две Wi-Fi точки доступа D-Link DWL-2100AP. На одной стороне всё время была подключена антенна, показанная вверху на первом в статье снимке (кстати, в банке из-под тушёнки:)), на другой стороне подключались для теста штатная антенна из комплекта точки доступа и конструкция, описанная выше. Их-то и сравним, показания снимались с помощью AP Manager by ACOWA (отдельная благодарность автору программы). Расстояние – около 85 метров.
С антенной из комплекта.
Со свежеизготовленной антенной "двойной квадрат".
Как говорится, комментарии излишни, 8-10dBi разницы будут совсем не лишние.
Привет всем! Хочу поведать вам о судьбе роутера за 500 рублей.
Был неприятно огорчен поведением своего дешевенького TP-LINK TL-WR740N. Две деревянные стены глушили сигнал довольно сильно, а если добавить 20 метров воздуха и еще одну деревянную стену , то подключиться к сети уже было невозможно.
Я, конечно, немного прогадал при покупке этого роутера, не купив 741-ю серию. Там хотя бы можно спокойно заменить антенну… Но было поздно, поэтому перешел к действиям.
В первую очередь начал с софта. Прошился на dd-wrt и попробовал поиграться с настройками мощности сигнала Wi-Fi. Положительных результатов это не принесло, скорее даже наоборот.
Тут я окончательно решил приобрести новый роутер. Но не покупать же новый, пока жив старый? Принял решение попробовать припаять к нему биквадратную антенну Харченко. Принялся за дело, и из всякого хлама быстренько скрутил два квадрата, приделал их к банке от дисков, в качестве рефлектора подошел CD диск из той же банки.
Размер рефлектора не очень важен, а вот чем точнее сделаны квадраты, тем лучше. Расстояния между средними точками проволоки в таком квадрате должны быть равны 31 миллиметру.
Затем я разобрал роутер, снял стандартную антенну и припаял вместо нее коаксиальный кабель для подключения новой.
Все собрал, перекрестился и пошел включать
Много времени на настройку антенны не тратил. Просто направил ее примерно в сторону компьютера. Очевидно, попал. Мощность сигнала заметно подросла.
Почти сразу возникла проблема - несмотря на хороший пинг и скорость скачивания качество соединения было плохим - многие сайты не открывались, компьютер не хотел показывать видео и даже играть музыку из сети. Укоротив провод между антенной и роутером до нескольких сантиметров и убрав разъем удалось избавиться от этой проблемы, так как все потери были именно в кабеле.
Любой беспроводной маршрутизатор, точка доступа или просто беспроводной адаптер имеет в комплекте антенну. Причем она может быть как съемной, так и стационарной. В то же время в розничной сети предлагается достаточно большое количество альтернативных антенн для Wi-Fi-устройств. Возникает естественный вопрос: зачем нужны еще какие-то антенны (причем, как правило, отнюдь не дешевые), если в комплекте любого Wi-Fi-устройства и так имеется антенна? Ответ, казалось бы, очевиден: чем длиннее антенна, тем лучше. Достаточно вспомнить тюнингованные автомобили с затонированными стеклами, которые оснащены не одной, а сразу несколькими длинными антеннами-удочками. Однако… не спешите с выводами. Присмотритесь повнимательнее, кто ездит на этих шестерках с затонированными стеклами, и вы неминуемо начнете сомневаться, что размер что-то значит. Как говорил барон Мюнхгаузен, «серьезное выражение лица - это еще не признак ума. Улыбайтесь, господа, улыбайтесь».
Парадокс заключается в том, что далеко не все антенны, даже если их стоимость зашкаливает за 100 долл., чем-то отличаются от тех, что поставляются в комплекте.
В данной статье мы постараемся разобраться, зачем вообще нужны антенны, какие существуют Wi-Fi-антенны и что означают их технические характеристики , а также сделаем обзор Wi-Fi-антенн, которые можно купить в российских магазинах.
Зачем нужны антенны
Для того чтобы ответить на этот простой вопрос, необязательно быть специалистом в области радиотехники. Каждый знает, что без антенны не сможет работать ни радиоприемник, ни телевизор. Точно так же без антенны не будет работать беспроводная точка доступа, которая в данном случае выступает одновременно и в роли приемника, и в роли передатчика. Антенна - это и излучатель радиоволн, и их приемник. Конфигурация антенны определяет зону покрытия беспроводной точки доступа, то есть ту зону, где точка доступа излучает сигнал, который способны принять другие клиенты беспроводной сети. Подчеркиваем: зона покрытия беспроводной точки доступа определяется именно конструкцией, а не размерами антенны, следовательно, принцип «чем длиннее, тем лучше» в данном случае неприменим.
Основная проблема большинства штатных антенн, то есть антенн, которые поставляются в комплекте с беспроводными точками доступа, заключается в том, что они имеют недостаточно большую зону покрытия. К примеру, если в пределах комнаты (офиса) одна точка доступа в состоянии обеспечить надежную работу беспроводных клиентов, то на устойчивую связь с клиентом, находящимся за стенкой, рассчитывать не приходится. А уж через две стены сможет «пробить» далеко не каждая точка доступа.
Казалось бы, проблема легко разрешима - достаточно приобрести точку доступа с большей мощностью передатчика. Однако не все так просто. Дело в том, что мощность передачи Wi-Fi-устройств строго регламентирована. В частности, в частотном диапазоне от 2400 до 2483,5 МГц (частотный диапазон Wi-Fi-устройств) для создания радиосетей на безлицензионной основе допускается использовать передатчики с мощностью излучения, эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ) (смысл данного термина мы поясним далее), - не больше 100 мВт. В случае превышения данного показателя требуется получение в Министерстве связи лицензии на создание и эксплуатацию ведомственной радиосети передачи данных. Соответственно точек доступа и беспроводных адаптеров с мощностью передачи более 100 мВт, что эквивалентно 20 dBm (о том, как связаны эти единицы между собой, мы тоже расскажем чуть позже), просто-напросто нет в продаже.
Итак, все точки доступа и беспроводные адаптеры имеют одинаковую мощность передатчика, а следовательно, единственный способ увеличить зону покрытия беспроводной сети - вместо традиционных штатных использовать специальные антенны.
Увеличение зоны покрытия беспроводной сети - это лишь одна из функций антенн для Wi-Fi-устройств. Другое, не менее важное их свойство заключается в том, что они позволяют изменить форму зоны покрытия, обеспечивая таким образом повышение безопасности беспроводной сети. Штатные антенны излучают сигнал равномерно во все стороны (в горизонтальной плоскости), и если точку доступа с такой антенной расположить у стены в комнате, то сигнал будет распространяться не только по вашей квартире, но и за стенку к соседу. Это, конечно же, позволит ему не только быстро обнаружить вашу беспроводную сеть, но и предпринять попытки атаки на нее. Причем если в домашних условиях у вашего соседа вряд ли окажется своя беспроводная сеть или хотя бы ноутбук с беспроводным адаптером, то в офисном здании , где на одном этаже размещается несколько офисов разных компаний, такая ситуация вполне реальна. А потому под соседями мы будем подразумевать соседей не только по квартире, но и по офису.
Дабы не вводить их в искушение и обезопасить свою беспроводную сеть от вторжения извне, можно использовать специальные направленные антенны, которые излучают сигнал преимущественно в одном направлении. Это позволит и увеличить дальность распространения сигнала в этом направлении, и ослабить или блокировать распространение сигнала в других направлениях. В данном случае разница между обычной антенной, излучающей равномерно по всем направлениям, и направленной антенной примерно такая же, как между лампочкой и фонариком. Представьте себе лампочку, освещающую комнату. Свет от нее распространяется приблизительно равномерно по всем направлениям, отчего в комнате становится светло. Однако ту же самую лампочку можно поставить в фонарь или просто установить позади нее зеркальный отражатель. В этом случае мы получим направленное распространение света. Такой луч не будет освещать все помещение, зато способен передать свет на значительно большее расстояние. Именно по такому принципу работают и внешние антенны.
Характеристики антенн
Одной из важнейших характеристик антенн является коэффициент усиления. Часто название этого параметра приводит к ошибочному предположению, что антенны способны усиливать сигнал. На самом деле это не так - если мощность передатчика, к примеру, составляет 50 мВт, то какую бы антенну мы ни поставили, мощность передаваемого сигнала будет такой же. Дело в том, что все антенны подобного рода представляют собой пассивные устройства и брать энергию для усиления передаваемого сигнала им попросту неоткуда. Но что же тогда означает коэффициент усиления? Для того чтобы ответить на этот вопрос, прежде ознакомимся с такими важными понятиями, как идеальный изотропный излучатель и диаграмма направленности антенны.
Изотропный излучатель
Антенны излучают энергию в виде электромагнитных волн во всех направлениях. Однако эффективность передачи сигнала для различных направлений может быть неодинакова и характеризуется диаграммой направленности.
Для оценки эффективности передачи сигнала по различным направлениям введено понятие изотропного излучателя, или изотропной антенны.
Изотропный излучатель - это идеальный точечный источник электромагнитных волн, излучающий равномерно по всем направлениям. Если мысленно представить себе сферу с центром, совпадающим с изотропным излучателем, то плотность излучаемой изотропным источником энергии будет одинакова в любой точке такой сферы. Поэтому говорят, что изотропный излучатель образует равномерное по плотности энергии поле сферической формы. В природе изотропных излучателей не существует. Каждая передающая антенна, даже самая простая, излучает энергию неравномерно - в каком-то направлении ее излучение максимально. Изотропный же излучатель рассматривается исключительно в качестве некоторого эталонного излучателя, с которым удобно сравнивать все остальные антенны.
Диаграмма направленности антенны
Направленные свойства антенн принято определять зависимостью напряженности излучаемого антенной поля от направления. Графическое представление этой зависимости называется диаграммой направленности антенны. Трехмерная диаграмма направленности изображается как поверхность, описываемая исходящим из начала координат радиус-вектором, длина которого в том или ином направлении пропорциональна энергии, излучаемой антенной в данном направлении. Кроме трехмерных диаграмм, часто рассматривают и двумерные, которые строятся для горизонтальной и вертикальной плоскостей.
При этом диаграмма направленности имеет вид замкнутой линии в полярной системе координат, построенной таким образом, чтобы расстояние от антенны (центр диаграммы) до любой точки диаграммы направленности было прямо пропорционально энергии, излучаемой антенной в данном направлении.
Для изотропной антенны, излучающей энергию одинаково по всем направлениям, диаграмма направленности представляет собой сферу, центр которой совпадает с положением изотропного излучателя, а горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности изотропного излучателя имеют форму окружности.
Для направленных антенн на диаграмме направленности можно выделить так называемые лепестки, то есть направления преимущественного излучения. Направление максимального излучения антенн называется главным направлением; соответствующий ему лепесток - главным; остальные лепестки - боковыми, а лепесток излучения в сторону, обратную главному направлению, называется задним лепестком диаграммы направленности антенны. Направления, в которых антенна не принимает и не излучает, называются нулями диаграммы направленности.
Диаграмму направленности также принято характеризовать шириной, под которой понимают угол, внутри которого коэффициент усиления уменьшается по отношению к максимальному не более чем на 3 дБ. Практически всегда коэффициент усиления и ширина диаграммы взаимосвязаны: чем больше усиление, тем у же диаграмма, и наоборот.
Коэффициент усиления антенны
Итак, после того как мы получили представление о таких важных понятиях, как идеальный изотропный точечный излучатель и диаграмма направленности антенны, можно сформулировать понятие коэффициента усиления антенны.
Коэффициент усиления антенны определяет, насколько децибел плотность потока энергии, излучаемого антенной в определенном направлении, больше плотности потока энергии, который был бы зафиксирован в случае использования изотропной антенны. Коэффициент усиления антенны измеряется в так называемых изотропных децибелах (дБи или dBi).
Напомним, что в физике мощность принято измерять в ваттах (Вт). Однако в теории связи для измерения мощности сигнала чаще используют децибелы (дБ). Данная единица измерения является логарифмической и может использоваться лишь для сравнения одноименных физических величин. К примеру, если сравниваются два значения A и B одной и той же физической величины , то отношение A/B показывает, во сколько раз одна величина больше другой. Если же рассмотреть десятичный логарифм того же самого отношения, то мы получим сравнение этих величин, выраженное в белах (Б), а выражение 10lg(A/B) определяет сравнение этих величин в децибелах (дБ). Например, если говорят, что одна величина больше другой на 20 дБ, то это означает, что она больше другой в 100 раз.
Децибелы используются не только для сравнения величин, но и для выражения абсолютных значений. Для этого в качестве величины, с которой производится сравнение, принимается некоторое эталонное значение. Например, чтобы выразить абсолютное значение мощности сигнала в децибелах, за эталон принимается мощность в 1 мВт и уровень мощности сравнивается в децибелах с мощностью в 1 мВт. Данная единица измерения получила название децибел на милливатт (дБм) и показывает, на сколько децибел мощность измеряемого сигнала больше мощности в 1 мВт.
Так, если коэффициент усиления антенны в заданном направлении составляет 5 dBi, то это означает, что в этом направлении мощность излучения на 5 дБ (в 3,16 раза) больше, чем мощность излучения идеальной изотропной антенны. Естественно, увеличение мощности сигнала в одном направлении влечет за собой уменьшение мощности в других направлениях.
Конечно, когда говорят, что коэффициент усиления антенны составляет 10 dBi, то имеется в виду направление, в котором достигается максимальная мощность излучения (главный лепесток диаграммы направленности).
Зная коэффициент усиления антенны и мощность передатчика, нетрудно рассчитать мощность сигнала в направлении главного лепестка диаграммы направленности. Так, при использовании беспроводной точкой доступа с мощностью передатчика 20 dBm (100 мВт) и направленной антенны с коэффициентом усиления 10 dBi мощность сигнала в направлении максимального усиления составит 20 dBm + 10 dBi = 30 dBm (1000 мВт), то есть в 10 раз больше, чем в случае применения изотропной антенны.
Типы антенн для Wi-Fi-устройств
В плане использования все антенны для Wi-Fi-устройств можно условно разделить на два больших класса: антенны для наружного (outdoor) и для внутреннего применения (indoor). Отличаются эти антенны прежде всего своими габаритами и коэффициентом усиления. Естественно, антенны для наружного использования больше по размерам и предусматривают форму крепления либо к стене дома, либо к вертикальному столбу. Высокий коэффициент усиления в таких антеннах достигается за счет малой ширины диаграммы направленности (главного лепестка). Внешние антенны применяются, как правило, для связи двух беспроводных сетей, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Две такие антенны устанавливаются в зоне прямой видимости, и в данном случае важно, чтобы каждая из них находилась в зоне главного лепестка диаграммы направленности другой антенны.
Антенны для внутреннего использования меньше по размерам и обладают более низким коэффициентом усиления. Такие антенны либо устанавливаются на столе, либо крепятся к стене или непосредственно к точке доступа.
К самой точке доступа антенны могут подсоединяться либо напрямую, либо с помощью кабеля. При этом для подсоединения антенны или кабеля к точке доступа предназначен специальный миниатюрный SMA-разъем. На точках доступа применяется разъем типа Male, а на самой антенне или антенном кабеле - разъем типа Female.
Для соединения антенны наружного применения с кабелем могут использоваться и другие типы высокочастотных разъемов - чаще всего это разъем N-типа.
Штыревая антенна
Все точки доступа стандарта 802.11b/g комплектуются штатными миниатюрными штыревыми антеннами, которые могут быть как съемными, так и стационарными. Штыревая антенна представляет собой самый простой вариант антенны. Ее часто называют также несимметричным вибратором.
Если штыревую антенну расположить вертикально, то в горизонтальной плоскости она будет излучать энергию во все стороны равномерно, поэтому в горизонтальной плоскости такая антенна является всенаправленной и, естественно, говорить о преимущественном излучении в определенном направлении не приходится. В то же время в вертикальной плоскости такая антенна излучает неравномерно. В частности, излучение вдоль оси антенны вообще отсутствует. Именно поэтому даже в случае простейшей штыревой антенны можно выделить направления, соответствующие максимальному усилению. Для штыревых антенн максимальное усиление достигается в плоскости, перпендикулярной антенне и проходящей через ее середину.
Если разобрать штатную штыревую антенну, то в большинстве случаев окажется, что длина ее активной части составляет всего 31 мм. Естественно, такая длина выбрана неслучайно. Дело в том, что частотный диапазон для Wi-Fi-устройств составляет от 2400 до 2473 МГц. Соответственно длина волны излучения варьируется от 12,12 до 12,49 см, а четверть длины волны приблизительно равна 31 мм. То есть в большинстве случаев длина штыревой антенны выбирается равной четверти длины волны излучения.
Трехмерная диаграмма направленности, а также горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности такой антенны показаны на рис. 1.
Отметим, что в силу изотропного характера излучения штыревой антенны, в горизонтальной плоскости точку доступа с такой антенной оптимально устанавливать в центре офиса или квартиры, чтобы максимально охватить беспроводной сетью все пространство квартиры или офиса.
Штыревая антенна c перпендикулярным рефлектором
Конструкцию штыревой антенны можно несколько улучшить, использовав перпендикулярный к антенне рефлектор - металлическую поверхность (экран), выполняющую функцию идеальной заземляющей поверхности. Подобные антенны не производятся промышленностью (во всяком случае, в продаже их нет), однако такую антенну несложно изготовить самостоятельно.
Трехмерная диаграмма направленности, а также горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности штыревой четвертьволновой антенны с перпендикулярным отражателем показаны на рис. 2.
Для длины антенны 1/4 l в случае идеального бесконечного рефлектора коэффициент максимального усиления равен 5,18 dBi, в то время как для той же самой антенны без рефлектора коэффициент максимального усиления составляет только 1,73 dBi.
Как и в случае обычной штыревой антенны, штыревую антенну с перпендикулярным рефлектором наиболее целесообразно устанавливать в центре помещения (квартиры или офиса).
Штыревая антенна с параллельным рефлектором
Еще один способ модифицирования штыревой антенны заключается в том, чтобы использовать не перпендикулярный, а параллельный антенне рефлектор. В этом случае существенно меняется ее диаграмма направленности и в горизонтальной плоскости такая антенна перестает быть изотропной.
Вид диаграммы направленности в горизонтальной плоскости (в плоскости, перпендикулярной антенне) зависит и от размеров самой антенны, и от расстояния между антенной и отражателем.
На рис. 3 показана трехмерная диаграмма направленности, а также горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности штыревой четвертьволновой антенны с параллельным отражателем при расстоянии между антенной и отражателем 1/4 l (31 мм).
Для длины антенны 1/4 l в случае идеального бесконечного рефлектора, расположенного на расстоянии 1/4 l от антенны, коэффициент максимального усиления составляет 7,17 dBi. Такую антенну целесообразно располагать возле стены.
Примеры антенн
Конечно же, описанные нами штыревые антенны хотя и являются наиболее распространенными для Wi-Fi-устройств, но не предоставляют всего разнообразия возможных конструкций Wi-Fi-антенн. В Интернете можно найти не один специализированный ресурс, посвященный самодельным антеннам для частотного диапазона 2,4 ГГц. Это и разнообразные варианты антенн, выполненных из консервных банок , и антенны типа симметричного полуволнового вибратора с рефлектором, и антенны с биквадратным четвертьволновым излучателем и рефлектором, и спиральные антенны, и разнообразные Yagi-антенны и пр. Конечно же, описание всех имеющихся антенн потребовало бы не отдельной статьи, а целой книги. Мы же преследуем несколько иную цель, поэтому далее рассмотрим те Wi-Fi-антенны, которые можно купить в российских магазинах.
TP-Link TL-ANT2406A
Миниатюрная направленная антенна TL-ANT2406A компании TP-Link предназначена для внутреннего использования. Антенна имеет удобную подставку , допускающую крепление на стене, установку на столе или крепление к панели корпуса ПК с помощью магнитов, расположенных в ее днище.
Для соединения антенны с точкой доступа используется 50-омный кабель длиной 1 м, снабженный разъемом SMA.
Согласно технической документации , антенна TL-ANT2406A имеет коэффициент усиления 6 dBi.
Производитель классифицирует данную антенну как вариант Yagi-антенны, что нам показалось несколько странным. Yagi-антенна, или антенна Яги, или антенна Уда-Яги (название образовано от имен двух японских изобретателей - Hidetsugu Yagi и Shintaro Uda), или антенна типа «волновой канал», - это направленная антенна в виде ряда параллельных линейных электрических вибраторов длиной, близкой к половине длины волны излучения (приема), расположенных в одной плоскости вдоль линии, совпадающей с направлением максимального излучения (приема). И если пользоваться именно этим определением Yagi-антенны, то конструкция TL-ANT2406A никак ему не соответствует. Вообще, классифицировать антенну TL-ANT2406A оказалось довольно сложно. В качестве излучающего (приемного) элемента в ней используется прямоугольная металлическая плоскость размером 48x52 мм, в которой сделаны небольшие надрезы (рис. 4), а сама излучающая плоскость находится на расстоянии 4 мм от прямоугольного экрана-рефлектора, размеры которого совпадают с размерами излучателя. Центральная жила коаксиального кабеля соединена с излучателем, а оплетка кабеля - с экраном.
Рис. 4. Схема антенны TL-ANT2406A
Розничная цена такой антенны составляет 1100 руб.
TP-Link TL-ANT2409A
Миниатюрная направленная антенна TP-Link TL-ANT2409A, как следует из надписи на упаковке, предназначена для наружного использования, что показалось нам довольно странным, ведь по своим габаритам она больше подходит для внутреннего применения. Да и заявленный коэффициент усиления, равный 9 dBi, соответствует скорее антеннам внутреннего использования.
Корпус антенны предусматривает ее монтаж на стене или на горизонтальном столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты.
Для соединения антенны с точкой доступа используется 50-омный кабель, снабженный разъемом SMA. Длина этого кабеля всего 1 м, что для наружных антенн опять-таки может оказаться недостаточным.
Остается добавить, что производитель классифицирует эту антенну как разновидность Yagi-антенн. Вообще, создается впечатление, что любую направленную антенну компания TP-Link считает вариантом Yagi-антенны. Впрочем, производителю виднее.
Внутренняя конструкция антенны довольно простая. Над квадратным заземленным экраном размером 90x90 мм на высоте 7 мм расположен излучающий элемент в виде металлического прямоугольника размером 44x54 мм. Соединение излучающего элемента с коаксиальным кабелем реализовано с обратной стороны экрана, причем для согласования фидера с антенной используется металлизированная полоска определенной конфигурации. Схема антенны TL-ANT2409A показана на рис. 5.
Рис. 5. Схема антенны TL-ANT2409A
Розничная цена данной антенны составляет 1490 руб.
TP-Link TL-ANT2414A
Направленная антенна TP-Link TL-ANT2414A также предназначена для наружного использования. Однако габариты данной антенны позволяют устанавливать ее и внутри помещения. Корпус антенны предусматривает ее монтаж на стене или на горизонтальном столбе, для чего в комплекте имеются специальные монтажные скобы и хомуты.
Для соединения антенны с точкой доступа используется 50-омный кабель длиной 1 м, снабженный разъемом SMA. Как мы уже отмечали, для наружных антенн длины кабеля в 1 м может оказаться недостаточно.
Согласно технической документации, антенна TL-ANT2414A имеет коэффициент усиления 14 dBi. Производитель классифицирует ее как вариант Yagi-антенны. Впрочем, не будем углубляться в тонкости терминологии, а лучше посмотрим, как устроена эта антенна.
Над металлическим заземленным квадратным экраном (металлизированный текстолит) размером 210x210 мм в два ряда расположены восемь излучающих элементов, представляющих собой металлические прямоугольники размером 30x58 мм. Расстояние между излучающими элементами и экраном составляет 7 мм. Подводка фидера к излучающим элементам производится с обратной стороны экрана.
Схема антенны TP-Link TL-ANT2414A приведена на рис. 6.
Рис. 6. Схема антенны TL-ANT2414A
Как видите, в конструкции данной антенны нет ничего сложного, и ее нетрудно изготовить самостоятельно. Остается лишь удивляться ее стоимости - розничная цена этой антенны составляет 3150 руб.
D-Link ANT24-0700
Антенна D-Link ANT24-0700 - это вариант штыревой антенны для использования внутри помещений. Как и любая штыревая антенна, ANT24-0700 является всенаправленной (изотропной) в горизонтальной плоскости, однако от штатных штыревых антенн, которыми комплектуется большинство точек доступа, ее отличает высокий коэффициент усиления, равный 7 dBi.
Антенна
D-Link ANT24-0700
Данная антенна имеет удобную подставку, которая допускает установку антенны на горизонтальную поверхность, крепление на стену, а также крепление к корпусу ПК с помощью встроенных магнитов. При креплении подставки антенны на стену предусмотрена возможность изменения угла наклона антенны. К точке доступа антенна подсоединяется с использованием 50-омного кабеля длиной 1,5 м с разъемами SMA. Кроме того, возможно непосредственное соединение антенны с точкой доступа (без использования кабеля).
Высота антенны (включая основание) составляет 326 мм, а диаметр ее мачты - 9 мм.
К сожалению, антенна D-Link ANT24-0700 (как и все штыревые антенны) является неразборной. То есть разобрать ее, конечно, можно, но только один раз и навсегда. А потому ознакомиться с внутренней конструкцией антенны, то есть узнать длину самого вибратора, мы не смогли. Единственное, что известно об этой антенне из технической документации, кроме коэффициента усиления, - это ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости, которая составляет 24°. Ну а ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, как и для любой штыревой антенны, равна 360°.
Средняя розничная цена этой антенны составляет порядка 800 руб.
D-Link DWL-R60AT
Направленная антенна D-Link DWL-R60AT предназначена для внутреннего использования. Она относится к разряду миниатюрных панельных антенн - ее габариты составляют всего 80x85x12,8 мм. Антенна предусматривает непосредственное (без использования кабеля) подключение к точке доступа с помощью разъема SMA.
Согласно технической документации, антенна D-Link DWL-R60AT имеет коэффициент усиления 6 dBi. Кроме того, известно, что ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости составляет у нее 90°, а ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости - 60°.
Внутренне устройство этой антенны достаточно простое и мало чем отличается от устройства антенны TP-Link TL-ANT2409A. Над металлическим заземленным квадратным экраном размером 70x70 мм на высоте 4,5 мм расположен излучающий элемент, представляющий собой металлический прямоугольник размером 49x52 мм. Подводка фидера к излучающим элементам производится с обратной стороны экрана.
Схема антенны D-Link DWL-R60AT приведена на рис. 7.
Рис. 7. Схема антенны D-Link DWL-R60AT
Как видите, конструкция данной антенны чрезвычайно проста, и при желании ее можно легко изготовить самостоятельно. Но если такого желания нет, то эту антенну можно купить всего за 410 руб.
D-Link ANT24-1800
Панельная антенна D-Link ANT24-1800предназначена для использования вне помещений. Основное ее назначение - обеспечить беспроводное соединение между двумя удаленными друг от друга стационарными точками доступа. Согласно паспортным данным, эта антенна обеспечивает связь на расстоянии до 8 км при скорости соединения 1 Мбит/с и на расстоянии до 3 км при скорости соединения 11 Мбит/с.
Ее размеры составляют 360x360x16 мм. В комплекте с антенной поставляются монтажные скобы, которые позволяют закрепить ее на вертикальной стене или на столбе (рис. 8).
Рис. 8. Монтажные скобы для антенны
D-Link ANT24-1800
Корпус антенны сделан водонепроницаемым - все швы обработаны герметиком.
Согласно паспортным данным, коэффициент усиления данной антенны составляет 18 dBi. Столь высокое значение достигается за счет узкой диаграммы направленности антенны - ее ширина в вертикальной и горизонтальной плоскостях составляет всего 15°.
Для подключения кабеля к антенне используется разъем N-типа («мама»). Кроме того, в комплекте прилагается кабель длиной 0,5 м с разъемами N-типа и SMA. Естественно, что длины этого кабеля недостаточно для подключения антенны к точке доступа, поэтому в комплекте также входит переходник с разъемами N-типа («мама»-«папа») для подсоединения кабеля-удлинителя, который в комплекте не поставляется (рис. 9).
Рис. 9. Переходник с разъемами N-типа
(«мама»-«папа»)
К сожалению, вскрыть данную антенну, не повредив ее герметичности, было невозможно. Однако несложно догадаться, что по своей конструкции она будет напоминать антенну TL-ANT2414A. Различия могут быть разве что в количестве и размерах прямоугольных излучателей.
В заключение добавим, что розничная цена антенны D-Link ANT24-1800 колеблется от 3400 до 4400 руб.
Заключение
Итак, после рассмотрения нескольких моделей антенн можно констатировать, что все направленные антенны устроены примерно одинаково и очень просто. Если антенна относится к панельному типу , то ее конструкция включает экран и излучатель, выполненный в форме прямоугольника и установленный на некотором расстоянии от экрана. Различия между антеннами заключаются лишь в размерах излучателя и экрана, а также в расстоянии между ними. В антеннах, предназначенных для использования внутри помещений, имеется один излучатель, а антенны, предназначенные для применения вне помещений, могут содержать несколько излучателей.
Отметим также, что стоимость всех антенн явно завышена - не очень понятно, почему за два куска жести нужно платить такие деньги.
Беспроводные технологии Wi-Fi сегодня присутствуют повсеместно. Этот стандарт радиосвязи предусматривает передачу сигнала на частоте 2,4 ГГц. В практических целях используется для коммутации интерактивного соединения между точкой доступа и устройством абонента. Качество передаваемого сигнала напрямую зависит от встроенного или внешнего ретранслятора. Расширить возможности роутера можно, если знать, как изготавливается антенна вай-фай своими руками. Далее рассмотрим несколько способов и пошаговых к ним инструкций.
Усилитель из упаковки для CD-дисков
Сделать его довольно просто из подручных материалов при соблюдении главного правила: расстояние от медных элементов до отражательной поверхности диска должно быть строго 15 миллиметров.
Процедура состоит из нескольких этапов:
- Берется обычная пластиковая упаковка на 25 дисков.
- Фиксирующий выступ необходимо обрезать на расстоянии 16-18 мм.
- При помощи надфиля на пластиковом шпинделе делаются шлицевые гнезда для фиксации двойного ромба.
- Биквадрат (ромб) изготавливается из медной проволоки диаметром 2,5 миллиметра.
- На этой стадии необходимо быть внимательным, поскольку она самая важная. Берут 300 мм медного кабеля , поверхность защищают, сгибают из проволоки ромб. Дистанцию между центрами соблюдают строго в пределах 30 мм. Если вся процедура проведена правильно, в итоге получится двойная геометрическая фигура.
- Затем концы провода запаиваются, и готовится место под крепление коаксиального кабеля.
Антенна для вай-фай роутера: сборка и проверка
На следующем этапе потребуется полученный биквадрат прикрепить на шпиндель, соблюдая расстоянии по вертикали 16 мм во всех точках. При помощи паяльника фиксируются концы провода. Используя силиконовый клей, крепят стандартный CD-диск на дно коробки. Посредством того же клеящего состава фиксируют двойной ромб на шпинделе.
Затем антенна вай-фай своими руками подключается к маршрутизатору (роутеру). Ниже на фото представлена схема того, как это сделать. Опытные умельцы могут отпаять штатную антенну и прикрепит новый усилитель , однако, здесь нужно быть очень внимательным, поскольку тонкие проводники могут отклеиться от платы под воздействием высокой температуры . Более простой способ - установить новое приспособление при помощи Полученный результат, невзирая на простоту процесса, вас приятно порадует.
Усилитель из жестяных банок
Такая антенна вай-фай своими руками не сложнее в изготовлении, чем предыдущий вариант. Приспособление позволит усилить сигнал, который в квартире ослабляют перегородки и мебель. Рассматриваемая конструкция отличается простотой и дешевизной.
Для изготовления устройства потребуются следующие элементы:
- гардеробный тремпель;
- пара литровых банок из-под пива или безалкогольных напитков;
- обычный паяльник и припой;
- провод (50 Ом);
- разъем соединительный.
Тремпель можно заменить металлопластиковой трубкой, которая используется как внутри помещения, так и на улице, поскольку мало подвержена атмосферному воздействию.
Пошаговая инструкция
В дальнейшем, усилитель для антенны изготавливается с соблюдением таких шагов:
- В днище банок проделываются отверстия, после чего они надеваются на нижнюю часть тремпеля либо трубу.
- Прорези в банках делаются таким образом, чтобы избежать чрезмерного натяга или соскальзывания детали. Труба закольцовывается и оснащается подходящим фиксатором.
- Подобная антенна для вай-фай роутера, расположенная на тремпеле, требует зачистки места припайки, после чего концы провода припаиваются к банкам по одному. Другой край кабеля фиксируется с разъемом, используемым для соединения с точкой доступа.
- Если в качестве основы используется металлопластиковая труба , обе банки припаиваются к основному проводу. Между ними можно оборудовать переходник и зафиксировать фидер на одной из банок. Антенным экраном будет выступать металлическая фольга, находящаяся в полости трубки. Для того чтобы припаять оплетку к фольге, необходимо аккуратно сделать надрез и удалить защитную пленку . Место крепления следует зафиксировать и заизолировать.
из листовой жести
Для изготовления этой конструкции потребуется жестяной лист размером 222 на 490 миллиметров. Его необходимо согнуть в виде корыта. Затем по периметру керном проделывается восемь отверстий на одинаковом удалении. По краям они должны быть диаметром 8*2, а в середине 8*8 мм. Эти гнезда будут служить местами для вибраторов. Данные элементы проще всего изготовить из луженой пищевой жести, после чего припаять их в подготовленные гнезда.
Усилитель для антенны из жести требует максимальной точности при соблюдении размеров. Не забывайте также проделать отверстия под стойки. Диаметр их зависит от толщины и особенностей материала, используемого в качестве держателя. Со стороны вибраторов соединительные стыки желательно залить лаком или воском во избежание попадания влаги. Коннектор для подсоединения можно использовать любой (BNC, N, F). Последний элемент проще всего заизолировать. С роутером самодельная вай-фай антенна соединяется вторым концом провода с соответствующим разъемом.
При монтаже желательно добиваться прямой видимости передающего и приемного усилителя. Следует учитывать, что лиственные деревья глушат сигнал. Соединительный кабель должен быть максимально коротким. Если этого не удается сделать, не стоит использовать PCI-карты.
Как правило, достаточно будет применить обычный белый кабель в плотной изоляции (RG-6U), поскольку более дорогие варианты имеют такой же эффект. При большой загрязненности эфира и насыщенности WI-FI зоны, допустимо менять поляризацию усилителя, если соединение выполнено между двумя идентичными точками. Выше было рассмотрено несколько способов, как сделать вай-фай антенну своими руками? Отзывы потребителей свидетельствуют, что подобное устройство имеет практически такой же эффект, как и заводское приспособление, при этом стоимость его на порядок ниже.
Несколько месяцев назад передо мной и моими коллегами по работе встала задача, связать точку доступа из отдалённого дома и тачку на работе сеткой, да чтобы хорошо работало и пакеты не терялись. Последовав старой поговорке «На фиг медь!», было решено соединяться воздухом. Для чего была в складчину приобретена довольна дешёвая WiFi карточка. Но вот незадача, дом стоит не впритык, хоть и не километр, но всё равно не рядом, но в прямой видимости, где-то метров 150. Связь конечно была, но всё равно процент был маленький. Полезли в инет на сайт местного магазина, посмотрели цены на антенны… тут пришла жаба:) Со словами, «Да ну на фиг, я и сам так могу» я положил начало доооолгой, но занимательной и увлекательной работе:)
Был прошустрён инет на предмет схем антенн, на ходу изучались и вспоминались основы физики, длина волны, поляризация и т.д. Было изготовлено пара антенн, из подручных материалов, которыми оказались бабины из под болванок. Но по прошествии времени они нас перестали удовлетворять, поэтому углубляться в изготовление этих антенн не буду.
Решено было заняться по-взрослому и изготовить волновой канал, вернее сразу два, чтобы с обеих сторон било.
Нашли схему, думали над материалом, и не нашли ни чего лучшего, как использовать полимерные трубы:) Вот краткий фото отчёт с комментариями.
1) Была найдена схема 16-ть элементного волнового канала.
2) Купил трубу, разрезал
3) Нарезал элементы. Важно было сделать точь-в-точь со схемой, ибо своими силами длину волны мы бы не измерили.
Притащил из дома штангель, нарезал элементы, потом упорно стачивал лишние миллиметры и десятые их части
4)Размерили, и наделали дырок в трубках
Дальше кропотливо и не без усилия всовывал каждый элемент в дырки, выравнивал
Далее был куплен кабель коаксиальный на 50 Ом и коннекторы (самое затратное из всей поделки). Потом всё было обжато и антенна готова:)
(после того как фото была сделана, кабель был укорочен вдвое, дабы избежать потерь)
Кстати, да! Два волновых канала были сделаны за один рабочий день, и был это День Радио!
з.ы. проценты увеличились в два раза, пакеты не теряем, имеем стабильную связь…
до того как антенна была готова скорость была 24 мбита, после 48 мбита
UPD: схема волнового канала с размерами
UPD2:
материалы которые были задействованы:
Полипропиленовая труба
- медный провод
- коаксиальный кабель на 50 Ом
- коннекторы SMA
Решили сделать антенну для WiFi… Существует премного вариантов, пользователи сети ищут новые пути. Наверное, оттого что ситуаций жизненных мириады, каждой решение бессильна сеть выложить. Предлагаем сегодня рассмотреть пару-тройку методик улучшения приема/передачи. Рассматриваться будут нетипичные решения, процесс проектирования антенны Харченко описан неоднократно. Согласно замыслу конструктора, датированному 70-ми годами прошлого века, в модернизированном исполнении. Желаете самостоятельно сделать WiFi антенну? Лучше читайте обзор дальше! Приступим.
Увеличение коэффициента усиления антенны WiFi
При помощи пивных банок соберете антенну приема диапазона МВ (вездесущего Первого канала), отличный рефлектор произвольной частоты. Параболическая поверхность наделена одним интересным свойством:
Лучи, приходящие с любого направления, отражаются, собираются фокальной плоскостью. Если направить изделие на точку вещания, линии пересекутся в фокусе.
Интернет наводнили доработки заводских модемов, антенн с целью получения дополнительного усиления. Не заплатив ни гроша. Методики экономии рассмотрим. Большинство внешних антенн модемов WiFi всенаправленные. В заводском модеме антенн 2-3 (чаще внутри), могут делиться следующим образом:
- Наличие внешней/внутренней антенны.
- Наличие нескольких внутренних антенн.
- Наличие нескольких наружных антенн.
Понятно, большинство модемов идут в стандартном исполнении, непосвященные задают вопрос: что дает количество антенн? Ответ прост: более качественные прием, передачу. Связью принята вертикальная поляризация. Вектор вращается, сигнал пропадает вовсе. Дело исправит антенна с круговой поляризацией, будет принимать не хуже, в зависимость от направления электрического поля не впадет.
Самодельная антенна
Сегодня интересуют две поверхности:
- Параболоид вращения получается, если обыкновенный график Y = X 2 повращать вокруг оси симметрии (в данном случае – ординат). Лучи, приходящие со стороны вогнутой части станут собираться фокальной плоскостью. Используя принцип, работают спутниковые тарелки. Если взять готовую, произвольного радиуса, изготовить нечто подобное своими руками из бумаги, эпоксидной смолы, фольги, получится дельное устройство для усиления приема.
- В случае штыревых антенн можно использовать поверхность сгиба. Покупной лист тонкой стали подгоняют по лекалу – поговорим ниже. Метод широко обсуждается интернетом, вместо параболы используется полукруг, жесть берется пивной банки. Минус видим: две линии совпадают приблизительно в самом начале оси абсцисс. Точная фокусировка невозможна, падает коэффициент усиления.
Давайте посмотрим, почему антенна WiFi начинает лучше принимать, если огородить рефлектором. В ютубовском видео ValeraZik говорит: некоторые штыри, будучи прикрыты с одного бока ладонью, принимают лучше (любой канал), часть излучения отражается рукой. Неправда. Если брать мастера кунг-фу (путь преграждающего кулака), длань будет подобна стальной, десница прочих людей, равно как шуйца, неспособна ничего отразить.
Рука гасит излучение, приходящее с прочих направлений. Искусственные помехи, естественные источники. В результате качество сигнала неумолимо повышается. Иногда заметно невооруженным ухом, в случае длинных антенн может не играть роли.
Представим на примере человеческого слуха. Лор тихо говорит цифры, пытаемся расслышать, в другом конце комнаты постоянно болтают. Допустим, перегородкой отгородились от помехи, стеной изолятора звука, понятно, нужная информация станет восприниматься четче. Если руку заменить металлическим заземленным экраном, ситуация в корне изменится. Стена отражает лишние волны обратно, полезную информацию будет концентрировать в нужной точке. Разумеется, если огибающую фигуры выбрать правильную.
Использование параболической антенну приема-передачи WiFi
Случается, точки вещания, приема в прямой видимости, удалены значительно. Во-первых, пригодятся заводские, самодельные логопериодические антенны, волновые каналы, поступают и остроумно. WiFi на 5 ГГц совпадает частотой диапазона спутникового вещания С. Существует топик по адресу forumru.tele-satinfo.ru/index.php?topic=70121.0, показывается, как переделать конвертер с приема на передачу сигнала. Разумеется, эксперимент не для новичков, зато, получив удачный расклад, ловим вещание космоса, с Земли тем более примем.
Теперь вспомним, именно С диапазон меньше боится туманов, дождей, прочих прихотей природы. Нужно организовать двунаправленный канал. Про приемную часть много, подробно написано здесь cqham.ru/ao40_equip.htm. Предлагается подчинить целям ловли конвертеры MMDS (кабельное вещание в эфире, нет возможности проложить сеть под землей, по поверхности). Отличие с WiFi в диапазоне составляет 100 МГц, автор по указанной ссылке обсуждает, как правильно переделать конвертеры MMDS на WiFi. Если говорить подробнее, решается немного другая задача, для нашего случая решение годится (в обзоре автор пытается наладить связь на частоте WiFi с радиолюбительским спутником АО-40).
Обсуждается тема двунаправленного канала. На передачу используется спиральная антенна, конструирование которой (своими руками) обсуждалось разделом. Равно нюансы диаграммы направленности устройства. Из текста статьи видно: подходит целям приема заводская тарелка. Подойдет дополняющим функциональность уже стоящей (НТВ+). Обсуждали, как правильно приспособить оборудование WiFi. Кратко напомним, саму тарелку трогать нет необходимости, просто, исходя из законов оптики (угол падения равен углу отражения) прикиньте, в какой точке фокальной плоскости будет находиться WiFi модем, антенна.
Мини-антенна, снабженная рефлектором
Рой конвертеров облепил мультифид, добавьте туда приемник. Орбита проецируется на фокальную плоскость по одной дуге большого диаметра, точка расположения лучшего приема WiFi зависит от координат нахождения передатчика, относительно тарелки.
Понимаем, ссылки на форумы неспособны выступить надежным источником. Во-первых, читатели могут поискать Яндексом, как правильно проделать технологические операции, во-вторых, могут попросить администратора выложить тему. Тогда работу проделаем мы. Надеемся, читатели поняли, осознали возможность использования спутникового оборудования для наземной связи (MMDS).
Сделать экран из пивной банки для антенны WiFi
Иногда сделать антенну для WiFi своими руками не лучший вариант, проще переоборудовать имеющуюся. Рассмотрим, часто встречающийся случай ограничения области вещания точки доступа. Если прикрыть некоторые антенны WiFi рукой, улучшится качество приема, не будешь круглый год сидеть! Для желающих решить задачу в помощь приводим название программы – Inssider. Измеритель уровня сигнала, при помощи которого найдете лучшую антенну, создадите подходящий экран, наведете устройство по азимуту. Собственно, этим начинайте, потом конструируйте/покупайте.
ZikValera в видео демонстрирует сравнение антенн, заводских и собственной сборки. Желающих потратить 20 минут на созерцание, отправляем смотреть, прочим доводим: лучше себя показывает направленный биквадрат, ненаправленный «клевер» с разносторонней поляризацией. Можно оценить лучшую заводскую модель. Но речь не о том, чтобы сделать направленную WiFi антенну. Желаем показать, как простыми методами улучшить имеющиеся.
Как самому сделать антенну для WiFi, доработать для улучшения качества. Изготовьте из банки пивной экран, штырь поставьте в фокусе. Проще сделать, поленившись выписать из аналитической геометрии уравнение эллипса, антенну поместить в фокус фигуры. ZikValera пытался сделать на глаз оптически. Фокусом считал положение, при котором отражение антенны по максимуму «расплывается» по нутру банки. Авторы привели научный подход. Добавим, при визуальной оценке смотреть нужно издалека – чтобы лучи зрения были параллельны друг другу – так ведет себя фронт волны при реальном приеме. Так можно всенаправленную WiFi антенну сделать направленной, заодно поднять коэффициент усиления.
Любое допотопное оборудование умелым подходом обращается в нужное. Смешно видеть свалки, заваленные рамами пластиковых окон. Картина показывает неумение общества целиком использовать ресурсы.