Передающая антенна wifi – Wi-fi антенна дальнего действия своими руками

Содержание

Простая самодельная Wi-Fi антенна своими руками.

Всем привет! Сегодня я продолжу рассказ о самодельных антеннах, и на этот раз речь пойдет о Wi-Fi. Не сложная в изготовлении, всенаправленная Wi-Fi антенна, имеет усиление 6 дБ, с её помощью можно значительно усилить сигнал на ноутбуке, точке доступа и других Wi-Fi адаптерах. В сети можно найти множество вариантов конструкции и размеров данной коллинеарной антенны, и 3 из них мною были опробованы, но отличные результаты показал только вариант, описываемый в этой статье. Конечно, многие скажут, зачем заниматься ерундой и мастерить Wi-Fi антенну своими руками, когда можно купить готовую, на что я скажу, купить можно все, если есть деньги, но зачем их тратить, если можно сделать самому, причем иногда даже лучше чем в магазине, в этом я убеждался не раз.

Скажу сразу, что данная антенна относится к среднемощным, и поддерживать с её помощью длинные линки, не получится. Для этих целей необходимо использовать направленную антенну, варианты конструкций которой мы обязательно рассмотрим в будущем. Данная  же антенна отлично подойдёт для организации связи стандарта Wi-Fi 802.11 в пределах дома, двора, и даже между соседними домами. Такой самодельной антенной Wi-Fi антенной можно заменить стандартную антенну 2дБ входящую в комплект вашего роутера или точки доступа, и увеличить тем самым радиус покрытия более чем в 2 раза. Получится так называемый Wi-Fi усилитель.

Перейдем непосредственно к описанию самой конструкции. Фото наглядно проиллюстрируют весь процесс. Для изготовления антенны нам понадобится все та же монолитная медная проволока сечением 4 мм2, которую можно приобрести в любом электрическом магазине. Отрезок такой проволоки нужно изогнуть специальным образом, выдержав размеры, показанные на следующей схеме:

И припаять получившуюся конструкцию к коннектору N-типа, или к обычной маме BNC разъёма, их можно купить в любом радиомагазине. BNC найти проще, его используют для монтажа видеонаблюдения. BNC-маму нужно купить в комплекте с папой, к которому и будем подсоединять коаксиальный кабель 50 Ом, на фото представлен пример с BNC. Припаяв один конец проволоки к коннектору, нужно от его основания отмерить 61 мм и сделать кольцо, как показано на фото:

Накручивать кольцо, лучше всего с помощью шаблона в виде трубки нужного диаметра и плоскогубцев. Кольцо должно получиться диаметром 10 мм. Кольцо ни в коем случае не может быть замкнутым, оно должно переходить в продолжение проволоки.

От этого кольца отмеряем 91 мм и таким же образом делаем второе кольцо, его диаметр также должен составлять 10 мм. Далее, от второго кольца отмеряем 83 мм и обрезаем проволоку. В итоге должна получиться следующая конструкция:

Вот вариант исполнения для точки доступа, к антенне припаян маленький коннектор N с кабелем, во всех вариантах задействована только центральная жила, оплетка просто заворачивается назад и не имеет ни какого контакта:

На этом все. Как видите, изготовление антенны не составит большого труда, скажу только что размеры необходимо соблюдать обязательно, и конечное изделие должно выглядеть аккуратно, от этого в большей степени зависит работоспособность антенны. Как подсоединить такую или другую Wi-Fi антенну к ноутбуку или нетбуку, для усиления сигнала, я расскажу в ближайших статьях.

В заключении хочу поблагодарить некоторых подписчиков и просто читателей за присланные мне чертежи и рисунки с описанием различных самодельных антенн, некоторые из них действительно впечатляют!  Все присланные мне конструкции я обязательно проверю на практике и выложу на блоге в ближайшем будущем. Так что если у вас есть что предложить, обязательно присылайте на ящик [email protected] или отправьте письмо со страницы «Контакты», буду признателен.

bloganten.ru

Как передать wifi на большое расстояние: примеры сети

Итак, ранее мы рассказывали, как улучшить сигнал домашнего wifi роутера. Однако если требуется передать wifi на 500 метров, 1 или несколько километров — тут уж подручными средствами, нужна серьезная беспроводная сеть в профессиональной среде именуемая «точка-точка».

Передача wifi на большие расстояния: топология беспроводной сети и основные моменты

Существует два основных типа топологии беспроводной сети:

  • Точка – точка (PtP)
  • Точка – многоточка (PtMP)

  • На рисунке зеленым цветом изображен тип соединения точка-точка (PtP).
  • Голубым цветом обозначены соединения типа точка-многоточка (PtMP).

Мы более подробно разберем настройку PtP варианта и оборудования, которое используется в таком случае.

Рассмотрим два варианта настройки беспроводного соединения на большом расстоянии.

Вариант 1 — настройка беспроводного моста на расстояние 1 — 3 км

Вариант 2 — настройка беспроводного моста на расстояние 10 км и более

Зачем делить, а не объединить в общую тему? Все просто – тип, стоимость и интерфейсы оборудования отличаются существенно. Если расстояние, на которое вам нужно передать трафик до 1 км – нет смысла брать оборудование на 10 км и переплачивать за него.

Как поймать wifi на большом расстоянии: рекомендации перед началом работ

Перед настройкой Wi-Fi моста хочется обратить внимание на то, что между точкой «А» (где находится антенна передатчик) и точкой «Б» (где находится антенна приемник) обязательно должна быть прямая видимость! Кроме того, должны соблюдаться некие требования для зоны Френеля. Что такое зона Френеля?

Представим себе воображаемую прямую цилиндрическую трубу (на рисунке закрашено серым), в центрах отверстий которой с обеих сторон установлены антенна «А» и антенна «Б». Внутреннее пространство трубы — это и есть зона Френеля. Для хорошего сигнала и стабильного соединения в этой «трубе» не должно быть никаких сторонних объектов, таких как: дома, деревья, линии электропередач и прочие сооружения.

Радиус зоны Френеля (параметр R на картинке) зависит от расстояния между антеннами (параметр S+D на картинке) и радиочастоты на которой они работают (в основном используется оборудование 2,4 ГГц и 5 ГГц диапазонов). Чем больше расстояние, тем больше радиус. Рассчитывается зона Френеля по формуле:

  • R – Радиус зоны Френеля, м
  • S и D – Расстояние от антенн до наивысшей точки, препятствия, км
  • f – Частота, ГГц

Но не пугайтесь. Существует масса интернет ресурсов, где эти расчёты автоматизированы, стоит ввести в любом поисковике запрос — онлайн калькулятор зоны Френеля и вы попадете на страничку, где только нужно будет ввести расстояние между пунктами «А» и «Б», а также частоту, на которой работает оборудование, нажать кнопку расчёт и калькулятор выдаст вам готовый результат.

Много текста? Переходим к практике.

Как передать wifi на расстоянии 1 км?

Вариант 1: радиомост на 1 — 7 км.

Для постройки моста нам понадобятся две самые простые беспроводные точки доступа. Хорошим вариантом будет TP-Link TL-WA5110G. Чем она так примечательна? Мощность передатчика у данной модели точки доступа (далее ТД) составляет 26 dBm, которая в разы превышает мощность любой другой ТД для домашнего использования. Оборудование снято с производства, но, если удастся найти рабочий б/у экземпляр – смело покупайте.

Для радиомоста нам понадобятся 2 ТД. Одну настраиваем как обычную точку доступа, а другую как клиент.

Пример настроек ТД передатчика

  • SSID. Название сети устанавливаем по желанию, можно не менять стандартное
  • Region. Регион особой роли не играет
  • Channel. Канал желательно выбирать от 6 и выше, так на «высоких» каналах d 2,4 ГГц эфир менее зашумлен
  • Power. Мощность передатчика для начала устанавливаем на максимум, т. е. 26 dBm и ставим галочку Enable High Power Mode.
  • Mode. Режим устанавливаем 54Mbps (802.11g), так как другой в списке имеет меньшую пропускную способность.

Пример настроек ТД приемника

Переводим ТД в режим клиента.

SSID прописываем то же что и на первом устройстве (можно так же нажать на кнопку Survey внизу страницы, там увидим список доступных для подключения устройств и нажимаем Connect).

Не забываем установить разные IP адреса на обеих ТД (Раздел Network)!

С штатными антеннами устройства уверенно соединяются на расстоянии 1 км по прямой видимости.

Если заменить штатную круговую антенну на направленную (см. рисунок ниже) – можно существенно увеличить дальность связи.

Но в этом случае придется применить переходник (пигтейл) c разъема N-type на RP-SMA, который установлен в ТД.

В такой комплектации с обеих сторон, точки покажут стабильную работу на расстоянии 7 км.

Минус этого варианта только один – в случае, если эфир сильно зашумлен, то антенна будет улавливать и усиливать все помехи в округе, что негативно скажется на качестве канала, возможны потери пакетов, а то и вовсе обрывы связи, но можно поэкспериментировать с другими антеннами, у которых диаграмма направленности имеет более узкий луч и меньше «боковых лепестков».

Возможно так же использование конструкции на открытом воздухе, но нужно саму ТД поместить в герметический бокс. Пигтейл можно вывести через кабельный ввод, уплотнив отверстие сырой резиной или морозостойким силиконом.

Итог по комплекту «Вариант 1»

Конфигурация вполне работоспособная и имеет право на жизнь. Дешевизна компонентов (б/у вариант) позволяет отдать предпочтение именно ему, если к беспроводному мосту не предъявлено повышенных требований стабильности и пропускная способность в 8-12 Мбит/с устраивает. Полный такой б/у комплект оборудования для обеих сторон можно приобрести примерно за 50$. Особенно оправдано использование, когда некоторые компоненты уже есть в наличии или достались бесплатно. С внешними антеннами можно использовать не только TP-Link TL-WA5110G, а любые точки доступа со съемной внешней антенной и подходящим коннектором.

Из минусов – сложность монтажа и компоновки неподготовленному пользователю. Несколько разъёмных соединений, качество которых может существенно повлиять на уровень сигнала.

Как передать WiFi на 5 км. и более?

Вариант 2. Переходим к «тяжелой артиллерии»

Если вам нужен варианте посерьезней – следующая часть статьи именно для вас.

Компания Ubiquiti широко известна своей продукцией для постройки беспроводных соединений. Так же бренд выпускает оборудования для «умных» домов, камеры видеонаблюдения и многое другое, но первым что приходит на ум, когда слышишь Ubiquiti – это несомненно Wi-Fi оборудование.

Не будем рассказывать о всей линейке оборудования, а выберем лишь то что нам нужно.

Краткое описание оборудования

Строить мост будем на оборудовании NanoBrige M5 или NanoBeam M5.

  • NanoBrige M5 снят с производства, но его все еще можно найти у некоторых дилеров, а б/у варианта вообще полным полно.
  • NanoBeam M5 – это новая разработка, она схожа с предыдущей моделью, но в ней уже совсем другая начинка. Более быстрый процессор Atheros MIPS 74KC, больше оперативной памяти, теперь на борту уже 64 МБ ОЗУ. Коэффициент усиления внешней антенны увеличился. Форма излучателя изменилась. Так же в лучшую сторону изменилась сама конструкция. Монтаж производится еще проще и быстрее.

Оба девайса позиционируются дистрибьюторами как оборудование для расстояний на 5 км, но на практике запускались линки на 20 км и более с очень хорошими показателями стабильности и пропускной способностью на таком расстоянии свыше 120 Мбит/с по Wi-Fi.

Ниже представлены сами антенны для передачи wifi на большие расстояния.

NanoBrige M5,

и NanoBeam M5.

Перейдем к настройке

Настроив сетевой интерфейс вашего ПК, ноутбука под сеть 192.168.1.0/24 и подключив оборудование по следующей схеме – можем приступать к настройке.

Если у вас оборудование новое, так сказать, «с коробки», то после ввода в адресной строке браузера 192.168.1.20 и нажав переход – мы должны попасть на страницу авторизации, она выглядит следующим образом:

Стандартный логин/пароль для входа ubnt/ubnt

Если по каким-то причинам вы не попадаете на страницу авторизации или стандартные логин/пароль не подходят – скорей всего у вас оборудование, которое было ранее кем-то настроено.

Его можно сбросить к заводским настройкам, нажав на кнопку Reset, которая находится на излучателе, возле разъема RJ-45

После сброса, если страница авторизации загрузилась, вводим логин/пароль ubnt/ubnt и попадаем на вкладку MAIN веб-интерфейса устройства.

Здесь отображается вся основная информация о состоянии устройства.

Все нужные нам настройки находится на вкладках WIRELESS и NETWORK.

Настройка антенны в режим AP

На картинке отмечены важные пункты, которые необходимо настроить.

Коротко описание выделенных пунктов:

  • Wireless Mode – Режим работы. Выбираем в каком режиме работает устройство
  • Access Point – точка доступа (раздающая Wi-Fi)
  • Station – устройство, которое будет подключаться к Access Point
  • SSID – Название беспроводной сети. Будет отображаться при поиске сети
  • Channel Width – Ширина канала. Чем больше значение – тем больше пропускная способность, но тем ниже стабильность канала. Если расстояние небольшое и зона Френеля чистая – смело ставим 40 MHz
  • Frequency, MHz – Рабочая частота. Выбираем внимательно, так как при выборе частоты, которая занята другим устройством, находящимся в поле радио видимости – будем наблюдать ухудшение качества сигнала.
  • Output Power – Исходящая мощность. При расстоянии между AP и Client 10 км или менее – рекомендуется понизить мощность передатчика до 19 – 20 dBm
  • Security – Безопасность. Точно так же как и в настройках роутера – парольная защита беспроводного соединения. Может незначительно влиять на производительность сети, но рекомендуется включать, желательно WPA2-AES режим.

После изменения всех нужных параметров жмем кнопку Change внизу страницы, а после, в появившейся вверху строке, кнопку Apply. Только в таком случае настройки будут изменены!

Настройка антенны в режим Client

Здесь практически все то же самое, только отличается режим работы.

Важный момент! Если в поле Frequency Scan List, MHz поставить галочку и прописать частоту, настроенную на Access Point, соединение будет происходить намного быстрее, так как клиент не будет перебирать все каналы диапазона, а будет сканировать только указанную в скан листе частоту.

Как поймать wifi на большом расстоянии: настройка сети

Переходим на вкладку NETWORK. Тут все предельно понятно.

На что следует обратить внимание на этой вкладке – это пункт Network Mode. Если из выпадающего списка выбрать режим Router – появится возможность поднять DHCP сервер как на беспроводном, так и на проводном интерфейсе. Можно настроить PPPoE соединение, пробросить порты, включить/отключить NAT – то есть стандартный функционал роутера.

Ура! Беспроводный мост настроен

Остается смонтировать антенны на свои места. Излучатели антенн должны смотреть четко друг в друга. Далее дожидаться, пока на вкладке MAIN появится шкала уровня сигнала. Смотрите пункты AirMax Quality и AirMax Capacity чем их значение больше – тем лучше.

Показательными являются параметры Noise Floor и Transmit CCQ.

Noise Floor – Показывает на сколько зашумлен эфир. Чем больше числовое значение с знаком минус – тем меньше помех собирает антенна.

Transmit CCQ – Качество передачи. Значение должно стремиться к 100%. Чем больше – тем лучше.

После юстировки антенн, когда мы добились наилучших показателей, можно пользоваться сетью.

Различные вспомогательные утилиты можно найти в правом верхнем углу интерфейса – это выпадающее меню с названием Tools.

С помощью находящейся там утилиты Speed Test можно протестировать скорость беспроводной линии

Итог по комплекту «Вариант 2»

Вариант бесспорно лучший. Антенны NanoBridge M5 можно смонтировать на трубостойку имея при себе из инструмента только гаечный ключ на 10. В сравнении с Вариантом 1 – намного большая пропускная способность, стабильная связь и помехозащищенный протокол.
Из минусов – тоже один – цена. Две ТД NanoBeam M5 стоят на сегодняшний день порядка 180 -190$. Цена двух б/у NanoBridge M5 – около 100 — 120$

Думайте сами, решайте сами…. Иметь или не иметь….

tvoi-setevichok.ru

Антенна для Wi-Fi связи своими руками


Сейчас многие не представляют себя без интернета, точек доступа Wi–Fi сетей. Для увеличения мощности сигнала приёмо-передатчиков используют как штатные так и дополнительные антенны. Штатные антенны по мощности бывают от 2 до 9 dBi, примерно. Выглядят они так:

Для увеличения мощности и дальности направленного сигнала используют внешние антенны, которые устанавливаются вне помещения и соединяются с устройством приёмо-передачи 50 Ом кабелем (не 75 Ом !!!). Выглядят они так:

Соединительный кабель помимо 50 Ом сопротивления имеет специфические наконечники:

Кабель и наконечники есть в ассортименте в радиоэлектронных магазинах. А вот сами антенны стоят ой как не дёшево. Если посмотреть что внутри такой антенны, то поймёте, что она не стоит тех денег:

Посмотрев и помониторив интернет, решил сделать сам.

Итак, нам понадобится:
– фольгированный стеклотекстолит, односторонний, толщиной 1,5 – 2мм, размерами 220 на 230 мм;
– электролобзик, с пилочкой по металлу;
– дрель или шуруповёрт;
– мелкая наждачная бумага, свёрла по металлу;
– баллончик лака;
– металлический лист, размерами 270*240, толщиной 0,5-1 мм;
– раствор хлорного железа и ёмкость (поднос к примеру).

Итак, этап первый.

Размечаем и обрезаем по нашим размерам лист стеклотекстолита. Обрабатываем края и зачищаем поверхность медной стороны.

Далее второй этап:

Нам понадобятся услуги рекламного или полиграфического центра, а конкретно организация, оказывающая услуги плотерной порезки самоклеящейся плёнки. Скачиваем файл, перебрасываем на флешку файл – Antenna.rar (в конце статьи).

На плёнке вам вырежут узор проводников и вибраторов нашей антенны. Для переноса плёнки на медное покрытие текстолита, для удобства, попросите либо сразу наклеить на порезку либо с собой транспортную (рекламную) плёнку.

Этап третий – поклейка узора.
Перед поклейкой плёнки на медь, необходимо обезжирить и дать просохнуть. Берём потом с листа самоклейки, вырезаем под прямыми углами наш узор (если их много напечатали) наносим на него рекламную плёнку (если не нанесли на фирме). Отклеиваем защитную плёнку и убираем ненужную часть узора, фон. Приклеиваем всё что осталось на медную часть текстолита, разглаживая и не давая образоваться пузырькам воздуха. Получится так:

Этап четвёртый.
Готовим ёмкость, подходящего размера. Разводим хлорное железо, в пропорции примерно 100г на 0,5 литра воды, подогретой до 60-65 градусов Цельсия. Демонтируем рекламную плёнку. Опускаем нашу конструкцию, стеклотекстолитом на дно ёмкости. Периодически ёрзая заготовкой по дну ёмкости, дожидаемся окончания травления медного слоя. По окончанию промываем под проточной водой и вытираем насухо. Получится так:


Снимаем самоклейку. Далее в круглом полигоне сверлим отверстие под центральный штырь разъёма, для кабеля. Берём баллончик с лаком, вскрываем несколькими слоями с просушкой каждого. Затем аккуратно зачищаем и лудим место впайки.

Затем по углам текстолита и металлической пластины, сверлим четыре отверстия, для соединения как сендвичем, но с зазором. Расстояние между медным слоем и началом металлическим слоя – 5мм.

Разъём сначала гайкой закрепил на пластину, а пластину на экранную поверхность.


Вот в принципе и всё, кабель монтируется без проблем, или покупается готовый. Длина кабеля желательно чтоб была минимальной, от антенны до wi-fi устройства. Усиление данной антенны составляет порядка 24 dBi. При хорошей видимости между объектами связи, дистанция может составлять несколько километров.

Файлы:
antenna.rar

[8.1 Kb] (скачиваний: 4149)

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Wi-Fi антенна дальнего действия: доступная беспроводная сеть

Узаконить беспроводную сеть

В РФ электромагнитная сеть, работающая за пределами здания, производственной территории, превышающая мощностью сигнала фиксированный порог, должна регистрироваться. Закон содержит длинный ряд исключений, касающийся высоты расположения устройств, назначения. Ряд препонов, двояких толкований объясняют сложившееся у разработчиков аппаратуры мнение: Wi-Fi антенна дальнего действия должна оставаться пассивной. Безусловно уменьшает затраты энергии, делает электромагнитный фон района благоприятным.

Как заставить пассивный излучатель усиливать сигнал, известно давно — диаграмма направленности снабжается одним-двумя резко выделенными направлениями: будет распространяться основная часть энергии ограниченное.

Напоминает узкое русло реки. Пока берега далеко друг от друга, — течение спокойное. Стоит зажать поток узким рукавом, вода бурлит, течет быстрее, скорость движения повышается.

Wi-Fi антенна дальнего действия руководствуется схожим принципом, препровождая запас мощности в нужное русло. Коэффициент усиления, выраженный изотропными децибелами (dBi), характеризует свойство излучателя — увеличивать плотность энергии отдельных направлений.

Сразу появляется ограничение — территория покрытия резко сужается. Достоинство очевидно — полная ликвидность глазами закона, поскольку под ограничения подпадает полная излучаемая мощность.

Кому нужен больший уровень сигнала, докупают усилители, юридически узаконивают покупку фиксированным порядком. Избегайте забывать: некоторые передатчики обложены ограничениями ЭИИМ. Параметр, из вполне безобидной точки доступа может сделать объект, подлежащий обязательному лицензированию. Представлен произведением полной подведенной антенне мощности на коэффициент усиления.

Например, при некой мощности, излучаемой всенаправленной антенной, лицензия не нужна. При замене узконаправленной моделью может возникнуть ситуация, когда ЭИИМ выйдет за пределы дозволенного. Вероятность тем выше, чем больше коэффициент усиления изделия.

Вопрос обсуждался подробно, поскольку не одна организация оштрафована за несоблюдение элементарных требований, предъявляемых беспроводным сетям. Наружная антенна Wi-Fi способна стать настоящим камнем преткновения непродуманным использованием.

Принципы действия антенн дальнего действия

Реализация суженных диаграмм направленности движется двумя путями:

  1. Применение рефлекторов специальной формы.
  2. Создание фазированных решеток.

Антенны рефлекторные

Научные термины в переводе на понятный большинству язык не выглядят пугающими. Рефлектор — отражатель. Спутниковые тарелки используют часть поверхности параболоида с излучателем, помещенным в фокусе. Используется школьный закон оптики: лучи, падающие перпендикулярно на линзу, собираются одной точкой. Рефлектор параболической антенны выступает линзой электромагнитных волн.

Для инженера дальнейший ход мысли очевиден, большинство простолюдинов задают любопытный вопрос: если лучи падают параллельно, как явление связано с передачей, диаграммой направленности?

Свойства антенн идентичны обоих направлений движения электромагнитных волн. Излученная энергия будет распространяться параллельными лучами, вызывая сужение диаграммы направленности. Поток уйдет по направлению, перпендикулярному раскрыву рефлектора, дальность действия Wi-Fi антенны увеличивается. Для понимания указанного момента полезно представить прожектор, бьющий тонко на большое расстояние.

Антенные решетки

Не создано стройной теории фазированных антенных решеток, практические наработки, включая усилия отечественных институтов, позволят добиваться отличных результатов способами, основанными на эмпирических изысканиях. Ученые используют известную тыковую методику. Выглядит более обоснованно с теоретической точки зрения, суть именно такова.

Доказано: расположенные в определенном порядке излучатели, формируют суммарную диаграмму направленности более узкую, нежели по отдельности. Принято — имеются исключения — помещать ровным рядами, подобно сиденьям зрительного зала. Сужение происходит в плоскости, перпендикулярной линии расположения излучателей.

Дальнейший ход конструкторской мысли понятен. Например, четыре пластины — называемые патчами — по углам квадрата сужают диаграмму направленности в вертикальном и горизонтальном направлениях. Принцип, использованный антенной Wi-Fi TP Link TL-ANT2414A.

Комбинированные варианты

Продуманное сочетание рефлектора, ровных рядов излучателей дает отличные результаты. Такова двухконтурная конструкция диапазона ДМВ на квадратных излучателях, расположенных симметрично восьмеркой.

В силу равнозначности двух перпендикулярных плоскости расположения излучателей направлений антенна излучает (принимает) сигнал в обе стороны. Дефект уменьшает коэффициент усиления, способствуя проявлению эффекта многолучевости, вносящего дополнительные накладные расходы в процесс связи. Рефлектор исправляет проблему.

Примеры практической реализации антенн с большой дальностью действия

Антенны Wi-Fi с параболическим рефлектором

Наружная антенна Wi-Fi TL-ANT5830B снабжена рефлектором в виде усеченного параболоида. Конструкторов интересовало сужение диаграммы направленности в горизонтальной плоскости (азимут). По вертикали (угол места) получается большая ширина основного лепестка, — генерального направления распространения энергии.

Указанные особенности реализованы рефлектором, ширина которого в горизонтальной плоскости превышает вертикальный габарит — высоту. Выбранная форма отражателя позволит результативно сжимать поток по азимуту, давая углу места больший простор расположения приемников абонентов.

Такие наружные антенны Wi-Fi подходят двусторонней связи, малопригодны широкому вещанию. Особое внимание уделим значению ЭИИМ, коэффициент усиления изделия составляет 30 дБи.

Прием-передача ведутся на частоте 5 ГГц, отражатель выполнен сетчатым, снижая массу, ветровую нагрузку.

Попутно стоит упомянуть две особенности антенн с узкой диаграммой направленности:

  • В устойчивость связи вносит коррективы ветер. Несмотря на значительное удаление абонентов, малый угловой размер, порывы воздушных масс, раскачивая изделие, способны вызвать временную потерю сигнала.
  • Настроить точное положение тарелки сложно. Узкий луч должен попадать на абонента. Требуется вдобавок прямая видимость для организации канала.

Дальность действия Wi-Fi антенны с параболическим рефлектором максимально возможная.

Фазированные решетки Wi-Fi

Упомянутая модель TL-ANT2414A достигает сужения диаграммы направленности двумя горизонтальными рядами патчей из четырех штук каждый. Расположенные синфазно излучатели действуют единым целым, принимая и посылая сигнал.

Wi-Fi роутер с внешней антенной TL-ANT2414A сузит поле вещания до области, находящейся в пределах переднего лепестка диаграммы направленности. Полезно при разворачивании сети на стадионе вытянутой формы, территории фабрики.

Дальность действия конструкции будет сильно уступать параболическим моделям, процесс установки, настройки сравнительно прост, допустимо вещать группе абонентов, тарелки образуют канал с двумя концами.

Уровень мощности антенны Wi-Fi

Каждое электронное изделие рассчитано пропустить допустимый уровень мощности. Превышение разрешенного производителем порога выводит прибор из строя гораздо быстрее. Режим функционирования недопустим. Мощная Wi-Fi антенна излучает десятки Ватт. Для сравнения порог регистрации устройств диапазона находится в области 200 мВт (пятая часть одного Ватта).

Обычный адаптер работает с допустимыми (без регистрации) уровнями сигнала. Некоторым потребителям требуется обеспечить дополнительные мощностные требования. Придётся приобрести специальный усилитель. Стоимость прибора составляет 500$ и выше в зависимости от конкретной модели.

Дальность действия системы повышается, прием становится увереннее. На оборудование требуется получить лицензию. Экспертизами занимается ГРЧЦ, куда подают заявку на проведение исследований.

Домашних условия

Ноутбуки, преимущественно старенькие модели, не поддерживают беспроводные сети. Временами Wi-Fi-антенна внутренняя неспособна уловить сигнал в силу слабых характеристик.

Специально выпускаются адаптеры шины PCMCIA. Отличительной особенностью изделий назовем возможность подключить выносную антенну. Резко улучшает качество приема.

Почему вариант хорош для помещений? Увеличение длины провода резко снижает действенность. Антенна для Wi-Fi-адаптера часто выглядит придатком. Торчащий из платы стержень. Увеличение длины кабеля резко снижает чувствительность.

Сидя под окном, вполне допустимо разместить антенну в форточке, повысив дальность приема.

vashtehnik.ru

Мощная биквадратная WiFi антенна 2,4 ГГц для роутера своими руками

Испытываете трудности с приемом сигнала? Не устраивает качество работы встроенной в корпус роутера антенны? Тогда данная статья точно будет полезна. Мы постарались написать пошаговую инструкцию, подробно описывающую процесс изготовления Bi-Quad (биквадратной) WiFi антенны 2.4 Ghz своими руками.

Понадобятся:

  • Лист жести, гетинакса или фольгированного текстолита для отражателя. Размер – 10×14 см. Размеры рефлектора не очень критичны и при необходимости могут быть немного уменьшены;
  • Медный провод, диаметром 2,5 мм., или 4 мм;
  • Защитный колпачок от велосипеда или пластмассовая крышка от какого-нибудь тюбика для изготовления держателя;
  • Коаксиальный кабель: можно использовать RG58, но если длинна кабеля составляет 2 метра и больше, то лучше взять высококачественный кабель — Aircell, Ecoflex или аналогичный.

Уровень сигнала будущей антенны напрямую зависит от качества деталей и точности сборки.

Как сделать Вай Фай антенну своими руками

Работу начинаем с изготовления отражателя радиосигнала. Он будет размером 10×14 см. Отмеряем необходимые размеры.

Отмеряем необходимые размеры.

Отпиливаем лишнее.

Находим середину на отпиленном листе.

Измеряем диаметр кабеля и просверливаем отверстие в пластине. Отверстие должно быть чуть большего диаметра, чем у кабеля.

Держатель для биквадратной Вай Фай антенны, должен быть строго 18 мм., в высоту. Поэтому отрезаем лишнее.

Делаем пропилы с помощью круглого надфиля. Расстояние между отражателем и антенной должно быть 15 мм.

Биквадрат делаем из куска медного провода длинной примерно 25 см., и диаметром 2,5 мм., или 4 мм.

Квадраты сгибаем так, чтобы расстояние от середины до середины провода было 30-31 мм.

Проверяем размеры на соответствие требованиям.

Необходимо спаять концы провода и залудить место будущего крепления кабеля.

Припаиваем кабель.

Самодельная WiFi антенна практически готова, осталось приклеить держатель к отражателю и просунуть кабель в отверстие.

Приклеиваем термоклеем «очки» к держателю.

Чтобы конструкция не болталась, с обратной стороны кабель также закрепляем с помощью клея.

Ну вот, мощная антенна для Вай Фай роутера готова. Теперь нужно отпаять оригинальную антенну у сетевой карты/роутера и на ее место припаять свою.

Уверенного Вам приема.

По материалам сайта: okroshka.nnm.ru

all-he.ru

сооружаем антенну для хорошего сигнала

Настройка сетей Wi-Fi достаточно много нюансов демонстрирует. Сталкивался пытающийся расшарить интернет домашним пользователям. Один компьютер подключен к провайдеру через кабель. Создается режим точки доступа, выбираются протокол защиты, пароль. Домашние пользователи пользуются интернетом параллельно. Методика упирается рогом, спасибо провайдеру, использующему приватную линию. Выход находится. Препоны, стоящие меж людьми и скоростным интернетом, бессильны помешать самодельной антенне Wi-Fi улучшить прием-передачу сигнала, закономерно возрастают дальность связи, скорость.

Назначение самодельных антенн Wi-Fi

Антенны украшают многие устройства. Перечислим:

  1. Планшет.
  2. IPhone.
  3. Ноутбуки.
  4. Модемы Wi-Fi.
  5. Роутеры Wi-Fi, точки доступа.
  6. Вышки сотовой связи.

Самодельная антенна для Wi-Fi адаптера расширит возможности электроники. Точка доступа отличается способностью передать сигнал всенаправленно. Мощность расползается, заполоняя азимуты. Дополняя точку доступа специальной внешней покупной, самодельной антенной, может придать направленные свойства излучению. Увеличит дальность уверенного приема по выбранному азимуту.

Повремените ломать смартфоны, подключая внешнюю антенну, соберите своими руками для точки доступа. Большинство антенн, продаваемых магазинами, обладают круговой диаграммой направленности, излучают одинаково, всенаправленно, деля мощность по азимутам.

Мощные самодельные Wi-Fi антенны имеют гораздо меньший сектор обзора, обеспечат в некоторых случаях более уверенный прием. Оснащенные рефлектором устройства снабжены диаграммой направленности, снабженной одним центральным лепестком. Отражатель убрать — получится восьмерка. В плоскости расположения излучателя будет мертвая зона, сигнал отсутствует. Принимать с направления самодельная антенна для Wi-Fi-роутера неспособна. Схема установки точки доступа ведется следующим образом:

  1. Устройство подключается к компьютеру (электросети).
  2. Выбирается канал.
  3. Выполняется настройка на полную мощность.
  4. Выбирается тип протокола.
  5. Устанавливаются пароль, имя сети.

Народы ходят довольные новой доступной точкой. Давайте рассмотрим процесс поближе, повременим браться за паяльник, плоскогубцы. Подобно передатчику, радиоэлектронному устройству, антенна, роутер обладают неким пиком возможностей в середине диапазона. Например, на 2,4 ГГц зачастую имеется 14 каналов. Мощность передаваемого сигнала выше посередине, например, шестой канал. Хотя каждая линия занимает в спектре 22 МГц, измерение проводится по уровню поля 0,707 (√2/2) максимума в обе стороны несущей частоты.

Для справки. Определено типом модуляции, иногда остаются только пилот-сигнал, одна полоса. Прямоугольные импульсы, компьютерные сигналы именно такие, имеют выраженный максимум, кучу боковых лепестков. В результате ширина спектра реального сигнала равна бесконечности. Ограничена полоса циклического напряжения, к которому процесс, излучаемый протоколом Wi-Fi, близко не относится.

Однако мощность боковых лепестков настолько мала, инженеры просто пренебрегают. Соседним каналам паразитная энергия может нести серьезные проблемы. Со слов эксперта, если наличествует два занятых канала, 1-й и 11-й, при размещении точки доступа на 6-м, получается падение скорости на 70%. Ошибочные, пропущенные пакеты передаются заново, подобное на практике может иметь место. Соседские точки доступа мешают, оптимальным вариантом становится вещание на одной частоте, когда скорость падает вполовину. Антенны широкополосные всенаправленные. Вместо того, чтобы полезную мощность отдавать потребителям, рассеиваем эфиру, соседям.

Самодельная всенаправленная Wi-Fi антенна не лучший вариант. Ничего не изменится. Самодельная направленная антенна Wi-Fi лучше, будем делать из проволоки, фольгированного текстолита, медной трубки. Чувствительные такие. Передаваемая, принимаемая мощности сосредотачиваются узким сектором. Позволит повысить качество передачи, продуманно расположив пользователей, точку доступа. О том, насколько важна расстановка, судите по одному любопытному случаю:

  • Офис вызвал мастера. Сказали: в период 12.00 — 14.00 точка доступа коллапсирует. Техник достал специальный прибор оценки занимаемых частот, начал исследование. Подобные программы предоставляются ОС Андроид смартфонов. Пользуйтесь, выбирая канал перед установкой. Ведите исследование на протяжении дня несколько суток подряд, избегая казуса. Доводим обнаруженное мастером: соседний офисе, отделенный стеной, расписал обед. Поочередно работники пользовались микроволновкой (пользуется частотой 2,4 ГГц). Плохая изоляция бытовой техники, отсутствие заземления позволило излучению выставить узкополосную помеху на частоте работы магнетрона. Решение проблемы оказалось простым: точку доступа перенесли на противоположный конец офиса.

Имейся под рукой простейшая самодельная Wi-Fi антенна из банки пивной с рефлектором, герои могли не узнать, что по соседству мощный источник вредного излучения. Отражатель придает точке доступа направленность, погасит излучение, идущее из-за стены. Очередной плюс направленных антенн, которые сегодня будем делать своими руками. Кстати, покупая микроволновку, попробуйте определить безопасность. Нужно включить прибор в заземленную розетку, положить в рабочий отсек сотовый телефон, закрыть дверцу, набрать номер. Сигнал проходит — наружу выйдет вредное излучение магнетрона. Избегайте садиться рядом. Обсудим, как сделать самодельную Wi-Fi антенну.

Направленная Wi-Fi антенна своими руками

Понадобятся инструменты:

  1. Паяльник (припой, канифоль, подставка).
  2. Плоскогубцы.
  3. Отвертка плоская маленькая.
  4. Штангенциркуль, линейка.
  5. Дрель со сверлом под медную трубку.

Из материалов потребуются:

  1. Кусок фольгированного двухстороннего текстолита в качестве рефлектора.
  2. Проволока медная диаметром 1,2 мм и длиной 30 см (понадобятся из них только 26 см).
  3. Кабель РК-50 не слишком длинный, чтобы не гасить сигнал.
  4. Кусок медной трубки длиной 10 см, чтобы внутрь прошел кабель РК-50.

Начнем медной трубкой. Один конец пропиливаем на 1,5 мм, удаляя две трети стенки. К оставшемуся кусочку будет припаяна антенна. Создаем из проволоки биквадратный контур стороной 30,5 мм. Размер выбран из условия настройки диапазона 2,4 ГГц.

Подобным образом можно изготовить любую антенну сигнала горизонтальной или вертикальной поляризации. Включая телевизионную. Подойдет самодельная Wi-Fi антенна планшету, телефону, модему. Если знать, куда вести подключение.

Обратите внимание, сторона квадратов дана по серединному сечению проволоки. Между ближайшими краями будет 30,5 – 1,2 = 29,3 мм. Можете взять на вооружение. Гнуть начинаем, находя середину. Используем ребро линейки опорой, определяем состояние, когда отрез начнет балансировать. Делаем перегиб на 90 градусов, сие будет точка, куда подключится центральная жила РК-50. Догибаем проволоку, получая «квадратную восьмерку», оба конца должны строго симметрично вернуться. Обрезаем, пару миллиметров не доходя начального изгиба. Лудим концы, откладываем восьмерку в сторону.

Размечаем середину текстолита, сверлим дырку, чтобы еле входила медная трубка. Лудим обе стороны. Берем медную трубку, лудим внешний край тонкой стенки, оставленной первым этапом. Восьмерка отстоит от рефлектора на 1,5 см. Лудим трубку кругом, ободом на указанному расстоянии от края (без учета тонкой стенки). Припаиваем трубку к плате, желательно под углом 90 градусов. На тонкую стенку сажаем оба конца восьмерки, чтобы начальный изгиб не касался трубки. Ориентируем восьмерки параллельно большей стороне текстолита на расстоянии 1,5 см. Теперь рефлектор заземлен.

Кабель РК-50 протаскивается внутрь, экран сажается на медную трубку, жила — на начальный изгиб восьмерки. На противоположный конец монтируем разъем, просто припаиваем отрез к нужным контактам модема, телефона, любого другого устройства. Начинаем тест. Восьмерка должна быть установлена вертикально для горизонтальной поляризации. Если работает, находим силиконовый герметик, не боящийся мороза, осадков, заливаем место выхода кабеля на антенну добрым слоем. После застывания антенна будет успешно противостоять дождю.

Если заменить проволоку толстой жилой ПВ1 достаточно большого сечения (2,5 мм2), оплетку зачистим в точке начального изгиба и на концах. Самодельная Wi-Fi антенна для ноутбука будет защищена против непогоды. Сегодня выпускают термоусадочные материалы. Нагретая пленка плотно обтягивает изделие, предохраняя от капризов непогоды.

vashtehnik.ru

Очумелые ручки. Антенна для Wi-Fi

Изготовление антенны для Wi-Fi в домашних условиях из подручных материалов.

Как и в предыдущей заметке из серии Очумелых ручек, 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:

  1. Для увеличения зоны покрытия точки доступа беспроводной сети. В таком случае обычно ненаправленная (всенаправленная) штатная антенна заменяется на так же ненаправленную, но более эффективную.
  2. 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.
  3. 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.

Как?

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.

Оцените материал: 

spvd.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о