WiFi антенна из банки на 2,4 GHz

Вступление (нетерпеливые могут пропустить)

Ваш покорный слуга, относительно давно столкнулся с WiFi сетевым оборудованием и честно говоря, сразу его не полюбил :) А кому понравится если новое оборудование работает медленней старого и к тому же от обещанной в рекламе скорости передачи, при идеальных условиях, получаеш какие то 10%? Т.е. по сравнению с гигабитной сетевой картой и выжымаемой из нее автором в 80-ти процентов, т.е. 800 мегабит = 100 мб/с (узким местом иногда выступал HDD) какие-то жалкие 10 мегабит = 1,25 мб просто смешны...
Так все и оставалось у меня в голове, пока мне не понадобился роутер... После посещения ближашего магазина, был приобретен DIR-300 компании D-Link (беспроводной 2,4 ГГц (802.11g) 4-х портовый маршрутизатор, до 54 Мбит/с).
В свете этих событий, и т.к. ваш покорный слуга, как уже не раз упоминалось, ленив, он решил что очень глуппо носить фотки и др. информацию другу в соседний дом своими ножками и ручками и пришло таки время соеденить компьютеры в сеть с помощью WiFi, тем более что беспроводная сетевая карта, ожидая своего звездного часа, пылилась в ящике втечении года :). Растояние между домами около 100 - 150 метров и никаких бы статей небыло если бы недосадный момент... сетевая карта была без антены :) А учитывая свой опыт работы и случаи когда между домами было около 50 метров, а уровень сигнала, подчиняясь каким то космическим законам, менялся от отличного до его полного отсутствия, причом за весьма короткие промежутки времени. Исходя из изложенного я подумывал сразу подискать, на для полной гарантии, направленную антенну. Просматривая найденные предложениями продажи антенн с ценами от 30 у.е до 200 у.е (что согласитесь несколько много за небольшое количество цветного металла и кусок провода, а то и без него :) ) автор нашел несколько статей по изготовлению самодельных антенн из подручных материаллов, один из них был используя бокс для CD-R дисков на 25 шт., одного диска и куска медного провода. При это уровень сигнала в большинстве превосходил анналоги заводских антенн средней ценовой категории. После недолгих размышлений, было принято решение собрать материалы и сделать простую антенну с приемлимыми характеристиками.

Самая простая, найденная мной, кострукция направленной антенны "банка" .

Необходимые материалы:

Теперь подробнее:

  1. Банка. Должна иметь паралельные стенки, из хорошо проводящего материала, дно должно быть перпендикулярно стенкам, диаметр банки от 80-100 мм (возможно использование банок других диаметров о чем иногда пишут, но это приведет к ухудшению характеристик антенны, но на пример ради эксперемента или при отстствии наличия, можно взять и меньший или больший диаметр);
  2. N-коннектор стандартный на 50 Ом (хотя по соображениям автора, можно и просто припаять, если это позволяют материал банки, инструменты и навыки, в теории при качественной пайке уменьшится потеря сигнала на коннекторе);

  3. Винтики. Два стандартных винтика чтобы прикрутить коннектор к банке (в случае с пайкой экономим на винтиках :) )
  4. Медный провод. Материал медь, чем чище тем лутше :), длина 30,7~31 мм. Сечение 2 мм кв.(по некоторым источникам лутше 4 мм кв.). При отсутствии наличия можно использовать другие металлы, только помните о том что его нужно будет припаять, а так же что чем лутше проводимость тем в теории лутше хар-ки антенны (можно золото, платина в крайнем случае серебро... шутю);
  5. Кабель. Специальный высокочастотный кабель для WiFi с сопротивлением 50 Ом. Не экономим на качестве кабеля, от качества кабеля зависят потери сигнала в кабеле, разница между качественным и некачественным кабелем может составлять 300%. Марок, фирм и т.д. писать не буду, выбирайте из того что у вас продается, смотрите характеристики и цену. И последнее, чем меньше длина кабеля тем он не только дешевле но и меньше потерь в нем.

Расчеты.

 

 D диаметр, в мм
 

Lc нижняя граница затухания, МГц

Lu верхняя граница затухания, МГц

Lgдлина волны в волноводе, мм

Lg/4, мм - растояние от дна банки до излучателя

3/4Lg, мм - минимальная длина банки

Lo/4, мм - длина излучателя

 

После расчета и сбора необходимых компонентов переходим к сборке. Берем кусок приготовленного медного провода, желательно чтобы провод был на несколько мм длиннее расчитанного размера, для точной подгонки после примерки коннектора на его месте. Припаеваем излучатель к коннектору, к его центральному контакту, следим чтобы ничего не замкнуть и чтобы получилоь перпендикулярно основания крепления. Если нет коннектора прямо к централной жиле кабеля. В самом худшем случае если нет ни одного ни другого, оголяем кусок центральной жилы кабеля на расчетную длину 30-33 мм. Далее берем банку и меряем растояние от дна, отмечаем на стенке место гвоздиком или шилом и тонким сверлом сверлим направляющее отверстие, после чего разширяем его сверлом необходимого диаметра. Зачищаем место крепления коннектора на банке для лутшей проводимости. При отсутствии коннектора необходимо будет найти что из подручных средств для фиксации кабеля, например верхняя часть от баночки клея с колпачком, плюс герметик.

Защита.

Для защиты антенны от внешних погодных условий банку нужно закрыть крышкой. Но крышка должна хорошо пропускать ВЧ излучение иначе она будет ослаблять сигнал. Тест на ВЧ проводимость осуществляют в микроволновой печке, крышка вместе со стаканом воды помещается в микроволновку и через некоторое время проверяется нагрелась ли крышка, если греется то она не подходит. Так же рекомендуется в нижней части банки сделать небольшое отверстие для удаления влаги из банки.

Установка.

Выбираем метод крепления по своему усмотрению. Желательно, чтобы крепление позволяло регулировать направление антены в двух плоскостях, т.к. даже при точном нацеливании антенн друг на друга, при дальнейшей эксплуатации часто выясняется что идеальная точка приема находится в некотором смещении от антенны, в зависимости от диаграм излучения антенн.

Использованные материалы:
Как построить баночную антенну на 2,4 GHz
Circular Waveguide Antenna for 2.45 GHz

Hosted by uCoz