Внешняя антенна Wi-Fi 2.4 ГГц своими руками

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:

Если вы уже знаете, каким образом с помощью шоколадки можно улучшить работу модема, покиньте эту страницу!
Эту антенну я сделал, продолжая тему самодельного пассивного ретранслятора для мобильного телефона и интернета . Напомню, что в предыдущей части речь шла о самодельных антеннах на 900 МГц, которые легко можно сделать в полевых условиях, обеспечив, таким образом, уверенную мобильную связь. Статья была бы не полной, если я обошёл бы стороною частоты: 1,8 ГГц – городская мобильная связь, 2,1 ГГц – 3G интернет, 2,4 ГГц — Wi -Fi модемы. Ради отписки пришлось схитрить и сделать универсальную антенну на более широкий диапазон. С другой стороны самоделка не только обладает универсальностью, объединяя несколько частот, но и имеет хорошую повторяемость, а, следовательно, возможность самостоятельного изготовления без процесса настройки.

Дело в том, что конструкции моих самодельных проволочных антенн на указанные в оглавлении частоты требовали тщательного соблюдения геометрических размеров и сильно зависели от материала. Из-за острого резонанса трудно было добиться согласования на нужной частоте, а поэтому вслепую, без настройки обойтись было нельзя.

«На этих диапазонах только пластинки будут работать, всё остальное – сплошная бутафория, чтобы собирать деньги», — говорили мне профессионалы, когда я консультировался с ними. Ну что? Пластинки, так пластинки – так я опять вернулся к антенне «Харченко». Я начал делать антенну на 2,1 ГГц, а чтобы точно попасть в диапазон, увеличил ширину рамок при прежнем диаметре проволочных колец, и, таким образом, получилась достаточно широкополосная антенна, гибрид между щелевой антенной и двойным квадратом.

Как работает пассивный ретранслятор и что это такое.

Такое устройство обычно используется в местах, труднодоступных для прохождения радиоволн, связанных с рельефом местности или экранировкой помещения. Эти более высокие частоты распространяются подобно свету и поглощаются листвой деревьев, окнами из стеклопакетов, железобетонными стенами.

Две одинаковые направленные антенны соединены между собой коаксиальным кабелем – вот и всё устройство пассивного ретранслятора .

Фото 2.

Фото 3.

Одна антенна выносится из помещения наружу и направляется на базовую станцию (фото 2). На другую антенну (фото 3), находящуюся в помещении, помещают сотовый телефон, смартфон или модем, осуществляя емкостную связь с перечисленными устройствами. За счёт направленных свойств выносной антенны (её усиления) и её более выгодного расположения вне экранированного пространства, совпадения поляризации с поляризацией антенны базовой станции, — увеличивается усиление в тракте приёма-передачи, а за счёт этого увеличивается скорость и связь становится устойчивой.

Конструкция антенны.

Фото 4. Размеры вибратора.

Для изготовления антенны был использован односторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 0,5 мм. Острые края ромбов обрезал, на параметры они не влияют. В качестве рефлектора я использовал алюминиевую фольгу, наклеив её на дно упаковочной коробки с крышкой из органического стекла, на которой точечно зафиксировал клеем «Момент» вибратор. Размер рефлектора 160 Х 80 мм, кстати, он напоминает шоколадку. Это благодаря рефлектору, антенна имеет одностороннюю диаграмму направленности и за счёт этого обладает усилением.

Расстояние между рефлектором и вибратором составляет 3,6 см было выбрано исходя из наилучшего КСВ, что обеспечивает хорошее согласование с кабелем. Для быстрого и удобного крепежа стойки сделал из пробок. Вибратор не имеет электрического контакта с рефлектором. Используется 50-омный коаксиальный кабель с минимальным затуханием.

А если дочитали до этого места, то теперь должны догадаться, что фольга, используемая в шоколадке (фото 1), представляет собой отражатель, то есть рефлектор. Нередко в качестве отражателя используют ск овородку, металлическую миску, дуршлаг, рефлектор нагревательного прибора, защитную сетку вентилятора и многое другое. Лучшие результаты получаются со сферическими отражателями за счёт сходимости отражённого поля в одной точке, например с рефлектором от спутниковой тарелки.

Параметры антенны.