Изготовление.
Прежде всего, нужно изготовить рефлектор - это металлический лист 450x350 мм (задняя часть антенны). Он служит для отражения и передачи wifi волн на вибраторы и по совместительству выполняет роль корпуса самой антенны.
Для этого берём достаточно толстый лист железа. Например, корпус от старой стиральной машины или противень для выпечки, вполне справятся с этой задачей. Вырезаем "болгаркой" нужный размер и очищаем от ржавчины. см. фото 1 справа
Отложим
пока в сторону заготовку рефлектора и займёмся изготовлением вибраторов, которые будут располагаться на одностороннем стеклотекстолите 1,5мм. Для этого надо приобрести виниловой трафарет вибраторов с монтажной пленкой на самоклеящейся основе. Такие вещи делаются в мастерских плоттерной резки по предоставленному чертежу.
Скачать чертёж Delta Ds 2400-21. Копируем на usb флешку. На фирме плоттерной резки объясните менеджеру, какие должны быть реальные размеры деталей чертежа!
Перед наклейкой трафарета, удалите мелкие царапинки и отполируйте медную поверхность стеклотекстолита с помощью нулёвки и пасты ГОИ. Обезжирьте растворителем (ацетон), поверхность! Осторожно переведите трафарет на медную поверхность стеклотекстолита. Приступим к травлению монтажной платы антенны.
Налейте
горячей воды в подходящею по размеру ёмкость, добавьте медный купорос и пищевую соль в соотношении 1:3, хорошенько перемешайте и опустите медью вниз стеклотекстолит. Что бы плата не утонула, предварительно с помощью двухстороннего скотча наклейте пенопласт на противоположную сторону. Дождитесь полного растворения лишней меди. см. фото 2 слева.
Когда процесс закончится, промойте стеклотекстолит чистой водой снимите винил с вибраторов и дорожек. Сделайте отверстие для контакта разъёма N-235 TGT и залудите. Для защиты от внешней среды и от окисления, покройте сторону антенны с вибраторами - изоляционным лаком!
Приложите стеклотекстолит на рефлектор, сделайте отметку и просверлите отверстие для разъёма n-type. Так же сделайте отверстия
для комплекта наружного крепления wifi антенны, см. фото 3 справа
.
Далее нам нужно соединить рефлектор и плату стеклотекстолита вместе. Зазор между рефлектором и вибраторами должен быть 9мм.!
Вот как мы поступим - приклеим кусочки напольного ламината 6 мм к рефлектору ТОНКИМ слоем клея. Перед этим, равномерно разместим их на стеклотекстолите с помощью двухстороннего скотча, см. фото 4 слева
.
Ламинат 6 мм + стеклотекстолит 1,5 мм + клей 1,5 мм = зазор 9 мм.
Теперь устанавливаем на своё место и туго затягиваем N-235 TGT разъём. После высыхания клея, отлепляем (держащийся на двухстороннем скотче) стеклотекстолит от рефлектора. Закрываем ламинат и разъём малярным скотчем, и окрашиваем рефлектор с обеих сторон, краской по металлу для наружного применения. Рефлектор почти готов, присоединяем конструкцию наружного крепления антенны.
Далее наносим тонкий слой клея "момент" на ламинат и соединяем уже рефлектор со стеклотекстолитом. Вставив в отверстие контакт n-type разъёма, припаиваем его кончик к медной дорожке вибраторов. См. фото 5 справа
.
В данном примере, защитная крышка для антенны не предусматривается. Вместо этого используется гибридный клей-герметик «Soudal Fix All Crystal» и наносится по периметру между рефлектором и стеклотекстолитом, См. фото 6 слева
. Затем фронтальная часть wi-fi антенны покрывается тремя слоями белой, акриловой краской. Предварительно проверьте краску, не будет ли она экранировать Вашу антенну. Покрасьте кусок плотной бумаги и когда краска полностью высохнет, закройте фронтальную сторону wi-fi антенны. Если сигнал не меняется, смело используйте эту краску. См. фото 7 справа
.
Проверим сие изделие в деле.
Вот результаты тестирования Wi-Fi антенны сделанной своими руками:
Для того чтобы подключить антенну, нам понадобится внешний USB wifi адаптер. В этом примере используется «alfa awus036h 1000mw - Тайвань».
Сначала подключим адаптер, без антенны и посмотрим, что он нам покажет, и вообще будит ли работать? Как оказалось, alfa нашёл три точки. Будем ориентироваться на подключённую точку -66 dBm. На протяжении получаса сигнал почти не менялся, и это без какой ли бо антенны. См. фото 8 слева
.
Теперь, не меняя место расположения, проверим нашу самодельную вай фай антенну, направив её в сторону роутера. Как видите результат резко отличается в лучшую сторону. См. фото 9 справа
. Сигнал подключённой точки улучшился с -66 dBm до -45 dBm. Обнаружились ещё три точки.
66-45=21.
Получается, коэффициент усиления антенны - 21 Дб.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 рукам и, 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 мм 2 , 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 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 , буду признателен.
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.
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:
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.
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:
Тремпель можно заменить металлопластиковой трубкой, которая используется как внутри помещения, так и на улице, поскольку мало подвержена атмосферному воздействию.
В дальнейшем, усилитель для антенны изготавливается с соблюдением таких шагов:
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.
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.
Антенны украшают многие устройства. Перечислим:
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:
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.
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:
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.
Понадобятся инструменты:
Из материалов потребуются:
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 мм 2), 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.
