Передающие антенны вай фай 2.4 ггц. Делаем WiFi антенну биквадратную сверхдальнюю для роутера своими руками

Общая информация 07.11.2019

Общая информация

Это оригинальный вариант заводской антенны которую я никогда не видел живьем

Уже много раз меня просили выслать чертежи хорошей WiFi антенны. Я уже просто замучился рассылать и решил сделать этот документ и выложить в Интернет. Хочу сказать спасибо тем парням, которые сняли размеры с заводской FA 20 и нарисовали чертежи. К сожалению чертежи были в очень плохом качестве и только это удерживало меня от публикации в Интернете. Когда поток вопросов достиг критической точки я решил все чертежи переделать по своему с учетом наработанного опыта.

Простота изготовления и высокие показатели гарантируются при условии что руки растут откуда нужно!

Для начала изготовьте «корыто» 1 я его так по простому для себя называю. Материалом для корыта может быть любая жесть. Для жесткости обычно используют оцинковку (по типу той, которую приколачивают на окна со стороны улицы). У меня получалось делать корыто даже из тонкой пищевой жести. Антенна выдержала все ураганные ветры, хотя и стоит в неблагополучном месте… Себе я сделал из фольгированого текстолита толщиной 4 мм. Форма корыта на чертеже показана как просто лист металла, но тут уже все зависит от вашей фантазии. Из текстолита я например делал бортики высотой 25 мм и пропаивал по швам. У нашего провайдера другая технология – они делают антенну прямо с отражателями из одного листа металла см. рис. 5 (у меня на работе стоит такая). Короче делайте на свое усмотрение.

Следующий этап очень важен – разметка корыта. От этого зависят все параметры антенны. Постарайтесь разметить все отверстия с максимальной точностью. Антенна с неправильными расстояниями между вибраторами резко теряет усиление. Диаметр восьми отверстий под вибраторы выбирайте сами исходя от доступных материалов для стоек. Стойки я делал из медной проволоки диаметром 2-3 мм. Кернить корыто желательно с той стороны где будут стоять вибраторы. Когда будете впаивать стойки (длина примерно 1 см, потом откусите ненужное), Припой зальет получившееся углубление от удара керна и будет ровная рабочая поверхность. Изготовьте вибраторы 2 и 3 по 2 шт. Точность здесь имеет огромную важность. Были экземпляры антенн с вибраторами на 2 мм шире и 1 мм уже, которые теряли до половины усиления. Материал для вибраторов – пищевая луженая жесть. Так проще. Конечно в оригинале был металл толщиной 2 мм, но тут большой разницы в усилении нет. Тем более что из пищевой жести вибраторы очень легко вырезать. И она очень легко паяется. Верхнее отверстие нужно сверлить если материал толстый – придется скручивать винтами вибраторы 2, 3 и шину 4, пайка там не выдержит. Если в качестве материала выбрана пищевая жесть, то сверлить не надо, можно будет и так припаять. Далее одеваете вибраторы на запаянные стойки в корыте отростками вверх, подкладываете под вибратор плоский предмет толщиной 6 мм придавливаете сверху вибратор и припаиваете. Лишнее оставшееся от стоек можно откусить.

Вибраторы на корыто ставятся таким образом: 2 узких по краям, широкие в центре.Ставите в верхнее большое отверстие корыта маму под F коннектор. Как показала практика – это самый простой и эффективный способ соединения. Со стороны вибраторов стык между коннектором и корытом желательно залить краской или лаком, а так же штырек коннектора, чтобы в кабель не попадала вода. Впрочем соединитель может быть любой – BNC, N, но их сложнее герметизировать. Последний этап – припаиваете шину на писюнки вибраторов и на коннектор. Если металл толстый, в шине должны быть отверстия для соединения с вибраторами и придется их прикручивать винтами М1-М2, а если металл тонкий, то отверстие нужно всего одно – под коннектор. Вот и все. Антенна практически собрана. Осталось придумать крепление. Способов тут много. Например если антенна крепится к брусу, то достаточно в корыте просверлить пару отверстий под шурупы. Если к трубе на хомуты – то к корыту прикручиваете уголок на 15-20. Если антенна сделана из тонкого металла (пищевой жести) то обязательно прикрепите антенну на лист толстой фанеры.

При создании нашей городской сети были испробованы практически все антенны (за исключением самых сложных) опубликованные на тот момент в сети (февраль-апрель 2000). Также были испробованы заводские антенны и пятиэлементный волновой канал производства еще какой-то фирмы. 5-ти элементный волновой канал показал наихудшие результаты. По паспорту 9дб, а в жизни – сигнал очень слабый. Патч антенна в пудренице (пластина и вторая над ней на стойке с определенно согнутым волноводом) намного компактнее, но показала примерно такой же результат. Панель24 от Бестера показала самый лучший результат немного не дотягивающий до FA20. Я даже скопировал Панель24. Но технически оказалось сложно выполнить на тонком текстолите определенный рисунок вибраторов (а их там 9) и полосковых линий согласования. В принципе если сделать фотоспособом то наверное получится. В итоге после долгих экспериментов выбор был остановлен на банке с рупором (12-15дб) и FA20(17-22дб). А сейчас уже пошли недорогие сетчатые зеркала с логопериодикой в фокусе. Но тем не менее стоимость не сравнима с самодельной FA20 , которая при наличии материалов собирается за 2 часа.

1. При установке желательно добиваться прямой видимости передающей и приемнойантенны.

2. Если прямой видимости добиться не дается – возьмите стабильный отраженныйсигнал. Например от глухой стены здания.

3. При установке зимой следите за тем чтобы ось сигнала не пролегала через деревья. Летом вырастут листья и вы потеряете сигнал.

4. Кабель применяемый ля снижения должен быть максимально короткий. Я не завидую тем кто живет на 1-м этаже – можно потерять до 60% сигнала в зависимости от высоты дома. В этом случе желательно не применять PCI карты, а поставить прямо на крыше выносную точку в защищенном боксе и сделать снижение обычной UTP витой парой. Питание можно подать поэтому же кабелю используя оставшиеся жилы кабеля, соединив их параллельно. Следует помнить то кабель большой длины имеет большое сопротивление и напряжение питания на крыше будет заметно отличаться от подаваемого из квартиры.

5. Ни один кабель не дает преимуществ, разве что сильно дорогой. Как показала практика, достаточно применить белый RG-6U в плотной изоляции (она не должна двигаться при протяжке кабеля пальцами). Незначительно лучшие результаты дает SAT-703. Но он стоит намного дороже.

6. При большой загрязненности эфира параллельно работающими WiFi точками можно менять поляризацию антенны, повернув ее на 90° (при соединении точка-точка).

Вот такую антенну получим:

Wi-Fi-антенны - неотъемлемый элемент построения надежной беспроводной сети. Они повышают уровень сигнала сети и устанавливают надежное соединение в зоне покрытие, которое создают. Для организации локальной сети в помещении используются всенаправленные антенны для . Если же абоненты на расстоянии, используются секторные и направленные антенны, мощность которых выше. В каталоге представлены виды антенн, которые помогут Вам создать сеть в квартире или же установить соединение с загородным домом:

всенаправленные антенны;
секторные антенны;
направленные антенны;
внутренние антенны;
внешние антенны.

Для чего нужна Wi-Fi - антенна?

Перед выбором нужного Вам варианта стоит четко определить предназначение антенны. Выбирая антенну для Wi-Fi-роутера, стоит определить цель использования, частотный диапазон и радиус покрытия антенны. С этим Вам помогут справится консультанты интернет-магазина.

Организация надежной Wi-Fi-зоны? Если Вам нужно равномерное покрытие Wi-Fi в помещении офиса или же жилого дома, для этого подойдет точка доступа с всенаправленной антенной. Для создания соединения «точка-точка» или же «моста» стоит использовать внешние направленные антенны, которые «бьют» до 50 км при соответствующем передатчике.

Почему интернет-магазин сайт?

Если Вы выбираете Wi-Fi-антенну и у Вас возникают вопросы, консультанты интернет-магазина сайт помогут с выбором товара, проконсультируют в вопросах цены и доставки. Если поиск проходит в нерабочее время, используйте « ». Вы облегчите процесс выбора и покупки нужного товара. Мы гарантируем работоспособность и качество продукта по демократичной цене.

Во время полетов периодически случаются краши (аварии) и бывает так, что повреждаются хрупкие антенны приемника квадрокоптера 2,4ГГц, например, от удара о твердую поверхность или от попадания антенн по пропеллерам. Не спешите покупать новый приемник или новые антенны (хотя запасные все же нужно купить), такие антенны можно отремонтировать.

Строение антенны 2,4ГГц

Обычная антенная для приемника квадрокоптера часто состоит из монопольной антенны в коаксильном кабеле.

Первым слоем у такой антенны идет пластиковая оплетка, затем экранированная металлическая оплетка в виде сетки, она предотвращает помехи (шум), ну и собственно, сам кабель антенны.

Убрав пластиковую и экранную оплетки, вы увидите активный элемент — антенну.

Длина антенн у разных приемников

Длина волны 1/4 2,4 ГГц составляет 31,23 мм, но почему некоторые приемники имеют разную длину антенны? Мы измерили антенны на нескольких разных Frsky RX:

R-XSR – 23.5мм
X4R-SB – 33.25мм
XSR – 26мм
XM+ – 23мм

Как уже говорилось выше, слишком короткая или слишком длинная антенная меняет свое сопротивление и индуктивность, а это сдвигает резонансную частоту. Но по факту, можно настроить емкостное сопротивление и индуктивность, добавив к корню антенны индуктор или конденсатор и теоретически, так можно настроить антенну на любую нужную длину.

Возможно, поэтому некоторые приемники имеют более длинные или более короткие антенны, чем 31 мм.

Длина экранирующей оплетки антенны

Еще одна теория гласит, что длина экранирующей оплетки тоже имеет большое значение и может влиять на работу антенны. Я не знаком с концепцией, но мне говорят, что, если оставить экранированную часть антенны на длине волны в несколько четвертей, можно улучшить характеристики антенны.

При ремонте антенны, обычно необходимо укоротить экранирующую оплетку на нечетную длину, что может испортить настройку антенны на 1/4 волны и вызвать различные помехи. Интересное наблюдение — приемник XSR имеет экранированный провод с длиной волны 3/4, но такого нет у других приемников Frsky.

При попытке оправдать теорию с длиной экранирующей оплетки, ничего не подтвердилось. По-моему опыту, никаких заметных изменений не произошло при попытке изменения длины этой оплетки. На одном моем квадрокоптере я оставил оплетку (экранирующую) всего в 2 см от конца антенны, но он также хорошо работал, как и до этого (в пределах 800м). Возможно, надо было слетать дальше, чтобы почувствовать разницу.

Если вы хотите летать безопасно, то лучше следить за длиной оригинальной антенны и после замены укоротить ее до такого же уровня, как у оригинала.

Запасные антенны

При повреждении антенн, я сначала пытаюсь ее отремонтировать, но если начинают появляться помехи или потери сигнала, я просто меняю старую на новую, чтобы избежать проблем.

Обратите внимание, что в последней серии приемников Frsky они начали использовать меньшую версию разъема IPEX под названием «IPEX 4-го поколения». Будьте предельно осторожны при покупке запасных антенн для ваших приемников Frsky и не ошибитесь.

Спиральную антенну, изобретенную в конце сороковых Джоном Краусом (John Kraus, W8JK), можно назвать самой простой реализацией антенны, которую можно представить, в особенности для частот в диапазоне 2-5 ГГц. Эта конструкция является очень простой, практичной и при этом надежной. Эта статья описывает, как самостоятельно сделать спиральную антенну для частот в районе 2.4 ГГц которая может быть использована, например, для высокоскоростных радиочастотных (S5-PSK, 1.288 Мбит/сек), 2.4 ГГц беспроводных сетей и любительских спутниковых (AO40). Развитие оборудования безпроводных сетей позволяет легко получить высокоскоростной радиодоступ с использованием стандарта IEEE 802.11b (также известного как Wi-Fi).

Краткий обзор теории

Спиральная антенна может быть описана как пружина с количеством витков N с отражателем. Окружность (C ) витка составляет приблизительно длину волны (l ), а дистанция (d ) между витками составляет приблизительно 0.25C. Размер отражателя (R ) составляет C или l и может иметь форму круга или квадрата. Конструкция излучающего элемента вызывает круговую поляризацию (КП), которая может быть как право-, так и левосторонней (П и Л соответственно), в зависимости от того, как намотана спираль. Для того, чтобы передать максимум энергии, обе стороны соединения должны иметь одинаковую направленность поляризации, кроме случаев, когда используется пассивный отражатель радиоволн на пути передачи сигнала.

Усиление (G ) антенны относительно изотропии (dBi) может быть расчитана по следующей формуле:

G = 11.8 + 10 * log {(C/l)^2 * N * d} dBi (1)

В соответствии с выводами Др. Даррела Эмерсона (Dr. Darrel Emerson, AA7FV) из Национальной Радиоастрономической Обсерватории, результат вычисления по формуле , также известной как формула Крауса (Kraus formula), 4-5 dB слишком оптимистичен. Др. Рей Кросс (Dr. Ray Cross, WK0O) проанализировал результаты исследования Эмерсона в программе анализа антенн ASAP.

Характеристика полного сопротивления (импенданса) (Z ) полученной передающей линии эмпирически должна описываться формулой

Z = 140 * (C/l) Ohm (2)

Реализация для частоты 2.43 ГГц (aka S-band, ISM band, 13 cm amateur band)

l = (0.3/2.43) = 0.1234567 m (12.34 cm) (3)

Диаметр витка (D) = (l/pi) = 39.3 mm (4)

Стандартная канализационная пластиковая труба с внешним диаметром 40 мм является для нас превосходным решением и легкодоступна в магазинах «Сделай сам» или у любого сантехника:) Спираль может быть намотана из стандартного медного провода, который применяется в домашнем хозяйстве для цепей 220 В переменного тока. Этот провод имеет цветную поливинилхлоридную изоляцию и медный сердечник диаметром 1.5 мм. Обмотка проводом трубы даст результирующий диаметр D = 42 мм благодаря толщине изоляции.

D = 42 mm, C = 42*pi = 132 mm (which is 1.07 l) (5)

d = 0.25C = 0.25*132 = 33 mm (6)

Для дистанций от 100 м до 2.5 км в пределах прямой видимости , 12 витков (N = 12) достаточно. Следовательно, длина трубы будет около 40 см (3.24 l). Обмотайте провод вокруг трубы и приклейте его поливинилхлоридным или любым другим, содержащим тетрагидрофуран (THF), клеем. Это даст очень прочную намотку вокруг трубы, как показано на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1. Использованные материалы с размерами.

Сопротивление антенны:

Z = 140 * (C/l) = 140*{(42*pi)/123.4} = 150 Ом (7)

требует соответствия сети для использования стандартного 50 Ом UHF/SHF коаксиала и коннекторов.

Обычно используется заглушка в 1/4 волны с сопротивлением (Zs )

Zs = sqrt(Z1*Z2) = sqrt(50*150) = 87 Ом (8)

Из-за спиральной конструкции это соответствует 1/4 витка. Однако, с точки зрения механики, учитывая то, что необходимо позаботиться о водонепроницаемости, если антенна используется на открытом воздухе, есть более предпочтительные методы достижения сопротивления спиралью сопротивления в 50 Ом. Первой мыслью было эмпирически увеличить d для первого и второго витка и добиться нужного значения методом проб и ошибок, измеряя результат при помощи направленного блока сопряжения и генератора сигнала. После недолгих поисков в интернете были надены спирали, которые согласовывались таким способом, но неожиданно был найдена страница Джейсона Хеккера (Jason Hecker). Он действительно использовал элегантное решение согласования, используя медную лопатку в соответствии с ARRL Handbook. Так что вся хвала — ARRL и Джейсону, для антенны были использованы его размеры. Честно говоря, эта страница практически копирует его страницу, за исключением того, что спираль намотана в противоположном направлении:)).