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:

1. Наличие внешней/внутренней антенны.
2. Наличие нескольких внутренних антенн.
3. 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.

Делаем Wi-Fi антенну своими руками.

Технология беспроводной передачи данных Wi-Fi заполонила мир. Практически в каждом доме и каждой квартире есть устройства, поддерживающие работу с этим стандартом. Например, маршрутизаторы (роутеры) «раздающие» сигнал Wi-Fi по квартире или дому.

К сожалению, мощность данных устройств не всегда достаточна для того, чтобы обеспечить более-менее приемлемую силу сигнала во всех помещениях и комнатах квартир, а особенно домов. К примеру, используемый мною роутер TP-LINK находится в угловой комнате и обеспечивает для самых дальних от него комнат уровень сигнала практически на минимальном пределе. Оно и не удивительно-сигналу приходится пробиваться через четыре стенки.

Что делать в таких случаях, для того чтобы повысить уровень Wi-Fi сигнала роутера до приемлемых значений?? Правильно- изготовить своими руками антенну Wi-Fi диапазона.

В сети полно конструкций таких антенн. Более эффективны те антенны, которые можно подключить вместо штатных штыревых антенн роутеров.

Для меня такой вариант не подходит. Антенна моего роутера несьемная, лезть вовнутрь роутера для подпайки кабеля самодельной антенны не хочется-роутер еще на гарантии.

Поэтому находим иной вариант- антенна-насадка.

Эта антенна-насадка просто надевается на штатную штыревую антенну роутера (маршрутизатора). Никуда ничего не нужно подпаивать.

Антенна-насадка представляет собой шестиэлементный «волновой канал», имеет направленные свойства. Обеспечивает максимум усиления в направлении, совпадающем с продольной осью антенны. Кроме того, в некоторой степени задавливается (уменьшается) задний лепесток излучения. Антенна имеет пять директорных элементов и один рефлектор.

Эскиз антенны:

Для изготовления траверсы выбран стеклотекстолит толщиной 2 мм.

Штатная штыревая антенна моего роутера TP-LINK имеет в поперечном сечении неправильную геометрическую форму, в полном соответствии с извращенными вкусами современных дизайнеров-конструкторов))).

Изготовленная траверса выглядит так:

Излучающие элементы антенны-насадки изготовлены из медной проволоки в эмалевой изоляции диаметром 0,96 мм. Диаметр проволоки достаточно критичен и должен быть в пределах 0,8…0,95мм, в противном случае параметры антенны изменятся, и антенна-насадка будет настроена на частоты отличные от частот диапазона Wi-Fi.

Длины излучающих элементов также нужно выдерживать с точностью +/- 0,5 мм. Это же относится и к расстоянию между элементами.

Элементы антенны:

Для установки излучающих элементов в стеклотекстолитовой траверсе сверлятся отверствия диаметром чуть больше чем диаметр проволочных элементов. Проволочные элементы я зафиксировал небольшими капельками цианакрилатного клея.

Антенна-насадка в сборе выглядит так:

Вот так выглядит Wi-Fi антенна установленная на штатной антенне роутера:

Для достижения максимальной эффективности этой Wi-Fi антенны необходима небольшая настройка: Wi-Fi антенна должна быть размещена в точке где имеется максимальный ВЧ ток штатной штыревой антенны роутера.

Для этого нужно перемещать Wi-Fi антенну по высоте, начиная от верхнего кончика штатной антенны роутера. Проверку эффективности можно производить или каким-либо индикатором напряженности поля, или проверяя силу сигнала планшетом, смартфоном и т.п. в самых дальних от роутера помещениях.

В моем случае, наиболее эффективно изготовленная Wi-Fi антенна работает при установке её на 25 мм ниже верхнего кончика штатного штыря роутера. Данная антенна дала прибавку в одно деление по индикатору силы сигнала в тех помещениях, где сигнал был на самом минимуме.

Здравствуй, дорогой читатель! Сегодня расскажу вам, как я сделал мощную WiFi антенну своими руками. Руки у меня, конечно, золотые, только растут не из того места, но и это мне не помешало. Для начала давайте разберёмся в так называемом коэффициенте усиления антенны. Не переживайте! Я не буду использовать заумные фразы или оперировать какими-то сложными терминами, но с этим нужно разобраться.

Данная величина измеряется в изотропных децибелах и обозначаются как «дБи» или «dBi». Словосочетание можно не запоминать, но вот буковки стоит запомнить. На домашних роутерах обычно стоят маломощные антеннки в 2-4 dBi. Но как показывает практика, в загородных домах или больших офисных помещениях - этого показателя не хватает.

Поэтому мы сегодня будем делать самодельную антенну от 10 до 20 dBi. Больше и мощнее делать нет смысла. Всё дело в том, что с увеличением мощности усиления пучок сигнала становится более направленным и узким. А радиус покрытия становится ниже. Взгляните на картинку выше. То есть ловить такой сигнал можно, но куда сложнее, так как пучок становится слишком узким.

Такие антенны ещё называют направленные. Их можно конструировать, если нужно объединить, например два загородных дома в одну сеть путём моста. При этом если они находятся на расстоянии до 10 км.

Теперь давайте разберёмся с частотой. Современные роутеры имеют два диапазона: 2.4 ГГц и 5 ГГц - это частота передачи данных. Понятно дело, что последний диапазон имеет большую скорость, но и имеет один минус. Как вы, наверное, помните из физики 7 класса, чем выше частота волны – тем быстрее она затухает. То есть радиус покрытия у 5 ГГц явно ниже.

После долгих раздумий самым лучшим вариантом именно для домашнего использования выбор пал на квадратную антенну. Она имеет такую форму, что коэффициент усиления можно довести до 20 дБи. И даже при такой мощности пучок сигнала не будет таким узким. Для дома она будет выступать как всенаправленная антенна с большим радиусом.

Во второй главе я расскажу, как сделать мощную Wi-Fi антенну-пушку для роутера своими руками. Панельная антенна будет значительно усиливать сигнал адаптера, но в более узком направлении. Об её дальнейшем использовании я также расскажу в самом конце.

Инструкция для усиления вай-фай дома

1. Нам нужно сделать крепление, на котором будет восседать наша антеннка. У меня остался старая упаковка от CD-дисков. Возьмите и отрежьте примерно чуть выше середины сердцевину. После этого нужно круглым надфилем сделать маленькие ямки. Таким образом, чтобы получилось 4 выемки в виде ровного креста.

1. Теперь нужно взять кусок медного провода с диаметров от 2-4 мм и сделать из него резонатор. Он как раз и будет выступать основным рассеивателем луча радиоволн. Теперь с помощью плоскогубцев нужно ровно сделать 2 квадрата с длинной ребра в 29-31 мм. Самое главное – посмотрите, чтобы между углами соприкосновения квадратов – было свободное место.

1. И так теперь нам понадобится коаксиальный кабель. Сердцевину мы припаиваем к одному углу, а оплётку припаиваем к другому концу.

1. Промазываем клеем дно коробочки и приклеиваем туда диск. Он будет служить как отражатель пучка радиоволны. Можно, конечно, приклеить фольгу, но диск более эстетично выглядит. Теперь аккуратно проталкиваем провод в отверстие и также приклеиваем квадраты к полукруглым пазам, которые мы сделали ранее.

1. Сверху также завариваем клеем для надёжности конструкции.

1. Заклеиваем и заднюю часть, чтобы провод не вырвало. Можно приклеить один провод, всё заливать клеем – не нужно.

1. Теперь надо просто подключить разъём коаксиального кабеля к SMA порту, к которому как раз и прикручиваются антенны. Там все просто, центральную жилу припаиваем к центру SMA, а оплётку к внешней части.

1. Для тех, кто любит паять, можно вскрыть маршрутизатор и напрямую припаять нашу антенну к плате. Но нужно понимать, что это достаточно небезопасно для роутера, и если вы в этом не разбираетесь – то лезть не стоит. Плюс можно повредить саму плату при отсутствии нужного паяльника.

1. В конце у вас должно получится, что-то вроде такого, как у меня «самоделкина». Выглядит не очень, но пробивает стены при частоте 2.4 ГГц – на ура! Для большого загородного дома вполне сойдет. При правильной установке будет отлично ловить даже не улице.

Направленная антенна на большое расстояние

Сразу скажу эта антенна более мощная, но и как я говорил из-за мощности пучок становится более направленным и узким. Поэтому его стоит использовать для соединения между собой несколько сетей по воздуху. Даже можно использовать как повторитель. Вайфай пушка сможет бить на расстояние до 10 км.

Делается она достаточно просто и все материалы можно купить в любом радиомагазине. Всё же она по использованию – большое наружная или внешняя, для отправки сигнала на большое расстояние. Но вы сами решаете, как её использовать. Для постройки моста нужно сделать вторую, которая будет также выступать как приемник.

Вот схема по которой мы будем делать нашу антенну. Сразу скажу, что нужно делать максимально точно как можете, по чертежу. Если будут сильные отклонения от размеров и расстояний между пластинами – то связь будет хуже. Также ещё один момент – все размеры предназначены для раздачи 2.4 ГГц волны.

1. Из листа меди нарезаем ровные круги, а в центре просверливаем дырку для шпильки. Также нам понадобятся гайки по размеру шпильки.

1. Точно линейкой начните прикручивать диски. Постарайтесь сделать максимально приближённо к схеме. Начните прикручивать с маленьких дисков. На последних двух надо будет сделать дырочки как на картинке ниже.

1. Теперь нам понадобится любая старая антенна из-под роутера. Можете использовать и рабочую. Снимаем с неё верхний колпачок и отрезаем основную часть. Также снимаем резиновую часть, под которой будет металлический купол. Его аккуратно обрезаем, а под ним вы увидите проводок, который нам и нужен.

1. Помните те дырочки, который мы делали? – вот проводок нужно запихнуть в них под прямым углом и припаять к пластинам, как на картинке снизу.

1. Далее антенну можно прикрутить к роутеру. Но если вы будете использовать пушку как мост, то в этом случае её нужно устанавливать на крышу или на улицу. Тогда можно вместо этой антенны припаять коаксиальный кабель. И для этого случая нам понадобится вторая пара дырок, о которых мы почему-то забыли.

1. Мне пришлось немного расширить дырку просверлив более толстым сверлом. Далее я просто вставил её в отверстие, но припаял не к первому диску, а ко второму, в котором тоже должна быть вторая дырочка. Теперь провод надо будет чем-то закрепить, можно примотать изолентой или ещё чем-то. Тут у вас есть пространство для размышления.

1. Ставим её на крышу. Если таки образом будете ловить вторую сеть из другого дома, чтобы брать оттуда интернет и сетевые ресурсы, то антенну надо будет чётко повернуть ровно в сторону, где будет стоять аналогичная антенна. А мост можно сделать за счёт двух роутеров.

Как показала практика, такая антеннка достаточно мощная для загородного использования и может пробивать до 10 километров дальности на прямую. Только надо учитывать ещё и препятствия, которые будут гасить сигнал. Поэтому её нужно устанавливать как можно выше. Также не забываем о грозах и молниях, поэтому помимо неё надо установить громоотвод.

Чисто теоретически к такому аппарату дальнего действия можно присобачить телевизор и использовать её для поимки каналов. Если пойти глубже, то ею можно усилить приём любого сигнала для телефона, ноутбука и т.д.

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

Что такое WiFi антенна с высоким коэффициентом усиления? Как усилить сигнал WiFi ? Такие приёмы, как выбор центральной позиции WiFi роутера , установки ретранслятора, помогают, так или иначе, но одна идея остается особенно жизнестойкой - замена обычной антенны на антенну с высоким коэффициентом усиления.

Нет необходимости навязывать эту идею как нечто новое, да и придумывать колесо, давайте в месте попробуем разобраться как работает WiFi антенна своими руками из банки. А что это такое WiFi антенна с высоким коэффициентом усиления? Когда мы говорим о радио антеннах и употребляем слово «усиление» то подразумеваем направленное усиление антенны. Направленное усиление антенны, это способность антенны передавать усиленный сигнал WiFi (приём/передача) в заданном направлении.

Суть дела в том, что направленные WiFi антенны, как правило, имеют большую дальность действия и лучший прием, так как они излучают большую часть энергии в одном направлении — стремятся передать и принять сигнал в одном направлении и поэтому для безупречной работы, а также и при установке, все направленные антенны нужно обязательно хорошо выравнивать.

На рисунке выше показан процент излучения обычной антенны по сравнению с направленной антенной (предположим, что антенны расположены в центре диаграммы). Обычная WiFi антенна излучает радиоволны поровну во всех направлениях, тогда как WiFi антенна направленного действия работает в заданном направлении, предусмотренным дизайном самой антенны. Но практически, никакая WiFi антенна не сможет излучать идеально в одном направлении, равно как и вo всех направлениях.

WiFi антенна своими руками

Название происходит от словосочетания «CAN+ANTENNA» (банка+антенна). CANTENNA это открытый цилиндрический волновод (волновод это полая металлическая трубка используемая для передачи высокочастотных радиоволн), который сконструирован из доступных материалов - консервной банки или металлической трубки. Размер (диаметр и длинна) многих жестяных банок поддерживает волновое распространение на частотах порядка 2 ГГц.

Благодаря простому дизайну, легкой сборки и работой на частоте максимально приближенной к 2.4 GHz (частота WiFi сетей) практика изготовления антенны из жестяной банки своими руками получила широкое распространение. CANTENNA это направленная антенна изготовленная своими руками, которая будет полезна на коротких или средних дистанциях, хотя в некоторых случаях удавалось добиться увеличения предела досягаемости беспроводного соединения до 6-7км.

Применение антенны

CANTENNA широко применяется для ведения Wi-Fi wardriving и системными администраторами для выполнения тестов и оценки защищенности сетей Wi-Fi

При использовании направленных антенн удаётся избежать или уменьшить помехи от других сетей, а также повысить WiFi безопасность за счет того, что сигнал антенны проходит сфокусированным пучком в узком направлении. Кроме того, CANTENNA широко применяется для ведения WiFiwardriving и системными администраторами для выполнения тестов и оценки защищенности сетей WiFi.

В основном, CANTENNA используется для усиления и поиска WiFi сигнала, при условиях наличия прямой видимости. При помощи антенны изготовленной из банки Вы сможете легко создать WiFi сеть с соседями проживающими в доме напротив и свободно обмениваться файлами, играть в игры или же совместно пользоваться интернетом. Вы сможете легко подключится к WiFi сетям общего пользования в вашем районе.

CАNТЕNNА это очень простой и недорогой вариант WiFi антенны по сравнению с коммерческими WiFi ретрансляторами, но так же хорош, а некоторые утверждают, что даже и лучше. Благодаря всем этим преимуществам CANTENNA получила широкое распространение по всему миру.

Конструкция антенны

Конструкция антенны относительно несложная и изначально дешёвая. Дизайн и процесс изготовления настолько прост, что CANTENNA может быть изготовлена своими руками практически из подручных материалов - банок или трубы подходящего диаметра.

При желании Вы сможете легко модифицировать CANTENNA и превратить её в FUNNEL ANTENNA (Антенна Воронка).

Для изготовления антенны Вам не потребуется каких-нибудь специальных инструментов или навыков. Необходимые детали и общий подход к построению описаны далее.

Банка

Старайтесь не использовать банки с ребристыми стенками, так как они могут вызвать внутренние отражение и рассеивание радиоволн. Не используйте банку из под PRINGLES - она слишком узкая и в ней мало металла. В нашем практическом примере, хорошим вариантом послужит банка из под растительного масла.

Старайтесь не использовать банки с ребристыми стенками

Это банка с гладкими стенками и имеет 83мм в диаметре и 210 мм по длине, что отлично подходит для наших целей! Если ваша банка имеет хорошую пластиковую крышку - не выбрасывайте её. Крышка может пригодится, если мы будем используем нашу антенну на улице, но при одном условии, что пластик хорошо пропускает радио волны.

RF соединитель N-типа

RF (радиочастотный) соединитель N-типа с фиксирующей гайкой (диаметр 12-16 мм) и отрезок медного или латунного провода длинной 40 мм и диаметром 2 мм - наш будущий активный элемент.

Кабель и разъемы

Также нам потребуется кабель длинной 0.5-2м соответствующий гнезду WiFi карты или WiFi адаптера на одном конце и N-типа (муж) на другом, для подключения с антенной.

MMCX - тип разъёма для подключения WiFi карты

MMCX - тип разъёма для подключения WiFi карты

RP-SMA - тип разъёма для USB адаптера

RP-SMA - тип разъёма для USB адаптера

Инструменты

Стандартный набор инструментов:

• Консервный нож
• Линейка
• Плоскогубцы
• Напильник
• Паяльник
• Дрель с набором сверл для металла
• Тиски
• Разводной ключ
• Молоток

Теории антенн

Жестяные банки различных диаметров, длины и материалов представлены в широком ассортименте на просторах нашей страны. Очевидно, что банки c различными размерами покажут нам различные волновые характеристики и создадут различную силу направленного усиления. Оптимальные длину и диаметр для определенной частоты можно высчитать используя математически функции которые мы рассмотрим ниже.

Оптимальные длину и диаметр для определенной частоты можно высчитать, используя математически функции

RF (радиочастотные) соединители можно купить в магазине радиотоваров или на рынке. N-Тип разъемы самые популярные на частоте WiFi (2.4GHz) с ними тоже не должно возникнуть никаких проблем - обратитесь в любой онлайн магазин радиотоваров за справкой. Активный элемент это часть антенны которая фактически излучает волны. На тех частотах, что мы будем использовать нашу антенну, идеальная толщина провода должна быть около 2mm в диаметре (допустимо небольшие отступления от размера). Для сборки активного элемента можно использовать отрезок обычного медного провода от высоковольтного трехфазного кабеля. Отрезок кабеля (RP-SMA кабель) для нашей антенны вам продадут в магазине радиотоваров или на рынке. В соответствии с основными законами о теории антенн, высчитано, что длина активного элемента для работы в частоте 2.4GHz должна быть приблизительно 30mm, а длина волны для 2.4GHz равна 124 мм.

Рисунок ниже даёт довольно хорошее объяснение размеров идеальной банки и внутреннего расположения активного элемента. Понятно, что мы создаём WiFi антенну не для спутниковой связи и небольшие отступления от идеальных размеров не окажут значительного действия. Однако, длина и расположение активного элемента это критические факторы которые могут напрямую повлиять на работоспособность антенны.

Схематическая работа антенны

При правильном размещении активного элемента, отраженная волна накладывается на волну которая естественно излучается от активного элемента в сторону открытого конца банки, тем самым совмещая излучаемую силу в одном направлении. Если бы активный элемент не был бы установлен на расстоянии от дна банки равном 1/4 длине радиоволны, то не было бы усиливающей интерференции и коэффициент усиления был бы очень слабый. И если бы длина банки была бы меньше, чем длина равная 3/4 радиоволны, то радиоволна не была бы точно направлена до момента выхода из волновода т.е. банки.

Схематическая работа антенны

На рисунке ниже показано, почему размещение активного элемента было настолько критическим. Основная цель с которой банка «надета» на активный элемент это направить радиоволны в одном направлении. На рисунке показано как активный элемент излучает радиоволны и как они расходятся. Волны изначально излученные с стороны закрытого конца банки отражаются, «ударившись» о дно.

Совершенствуем дизайн

Иногда, воронка может быть «надета» на открытом конце Cantenna для получения дополнительной усиления. Модификация даёт нам другой тип антенны, но очень похоже на Cantenna - известный как «цилиндрические рог» или просто «Воронка Антенна». Воронка не способствует усиление во время передачи, но увеличивает чувствительность антенны во время приёма. Это достигается путём сбора излучения с большей площади.

Воронка не способствует усиление во время передачи, но увеличивает чувствительность антенны во время приёма.

Подключение антенны к оборудованию

Если вы используете WiFi модем с внешней антенной и хотели бы использовать Cantenna, это не будет проблемой. Просто отсоедините «родную» антенну и используя соответствующей длинны кабель подключите Cantenna на другом конце. Вы можете подключится роутеру (маршрутизатору) таким же образом.

• D - внутренний диаметр банки
• L o - длина волны в открытом воздухе, равна 0.122 метра
• L c - нижняя граница затухания, МГц
• L u - верхняя граница затухания, МГц
• L g - длина волны в волноводе (в нашем случае - в банке)

L c = 1.706D

L u = 1.306D

L g = 1 / (sqr_rt{(1/L o ) 2 - (1/L c ) 2 })

Для использования с адаптерами стандарта 802.11b идеальны следующие параметры:

• Нижняя граница затухания должна быть меньше 2400 МГц
• Верхняя граница затухания должна быть больше 2480 МГц

Зависимость длин волн и частот от диаметра

• RF соединитель N-типа с затяжной гайкой (меньше отверстий сверлить придется);
• 40mm медного или латунного провода 2 мм диаметром;
• консервная банка из под растительного масла 83 мм в диаметре и 210 мм длиной.

1. Ножом для вскрытия консервных банок тщательно удалили верхнюю часть консервной банки. Опорожнили и помыли ее с мылом в теплой воде.
2. Линейкой измерили 62 мм - расстояние от дана консервной банки и отметили точкой. Нужно накренить отмеченную точку, что бы сверло не соскальзывало и отверстие получилось там, где нам нужно.
3. Сначала используем сверло меньшего диаметра и постепенно увеличиваем до 12-16 мм в зависимости от диаметра RF соединителя N-типа.
4. Диаметр отверстия должен точно соответствовать диаметру RF соединителя N-типа. При помощи напильники обработали неровные края.
5. Обработали отрезок медного провода напильником и перед пайкой слегка нагрели одну сторону - входящую в RF соединитель N-типа.
6. При помощи паяльника припаяли вывод к RF соединителю N-типа в вертикальном положении. В нашем случае, высота активного элемента должна ровняться 30.5 мм.
7. Зафиксировали RF соединитель N-типа на банке при помощи затяжной гайки самого соединителя.

Усиление данной Wi-Fi антенны изготовленной своими руками будет находится в пределах 10-14 dBi и лучевым покрытием равны 60 градусов. Если нам потребуется использовать антенну на улице - придется изготовить водонепроницаемый контейнер. Нам подойдет трубa из PVC - целиком вложим антенну в трубу из PVC и загерметизируем при помощи крышек и PVC клея. Необходимо помнить об отверстии для RF соединителя N-типа.