Wi-Fi антенна своими руками — что может быть проще. Делаем WiFi антенну биквадратную сверхдальнюю для роутера своими руками Передатчик из wi fi модуля своими руками

Wi-Fi является технологией, способной к нормальному функционированию лишь в пределах прямой видимости. Беспроводные сети легко теряются среди стен, мебели и прочих преград в квартире. Перемещение адаптера или роутера по дому с целью увеличения эффективности работы приборов возможно не всегда. Более правильным подходом является использование внешней, более мощной, антенны - активной части передающего/принимающего устройства.

Типы Wi-Fi антенн

В плане использования все антенны для Wi-Fi делятся на два класса:

• для наружного использования (outdoor),
• для внутреннего применения (indoor).

Отличаются эти антенны, в первую очередь, своими размерами и коэффициентом усиления. Класс outdoor подразумевает большие размеры и возможность крепления к какой-либо опоре (поверхности). Высокого коэффициента усиления в таких антеннах добиваются конструктивными особенностями. Такие устройства используются обычно для беспроводной передачи данных между точками, которые находятся на значительном удалении друг от друга. Устанавливать их предпочтительнее в зоне прямой видимости.

В зависимости от типа антенны Wi-Fi характеризует больший или меньший коэффициент усиления - один из важнейших параметров любого приёмного и передающего оборудования

Антенны класса indoor предназначены для применения внутри помещений, они имеют меньшие габариты и не отличаются выдающимися усилением и мощностью. Крепятся внутренние антенны либо непосредственно к передающему/принимающему гаджету, к стене, либо ставятся на поверхность. Присоединение антенны к плате устройства осуществляется как напрямую, так и посредством кабеля.

Дополнительная Wi-Fi антенна в квартире или доме

Основной причиной необходимости дополнительной антенны Wi-Fi является усиление слабого сигнала. Такая ситуация может возникнуть в следующих случаях:

• точка доступа Wi-Fi расположена на значительном расстоянии (если помещение большое), имеются преграды (стены, перекрытия);
• роутер недостаточно мощный.

Также дополнительная Wi-Fi антенна может понадобиться, если требуется организовать сеть «роутер - несколько клиентских точек», или если нужно связать между собой несколько ПК «по воздуху».

Изготовление своими руками

В сети можно найти множество рекомендаций по изготовлению самых разных типов Wi-Fi антенн в домашних условиях. Как правило, для повторения большинства конструкций не требуется наличия глубоких познаний в радиоэлектронике, дефицитных материалов и специализированных инструментов. Сделать любую из Wi-Fi антенн по приведённым ниже инструкциям можно буквально за пару часов.

Двойной биквадрат

Антенна «двойной квадрат» для Wi-Fi и её модификации - самая популярная в сети. Классический биквадрат обладает хорошим коэффициентом усиления и широкой диаграммой направленности. Двойная биквадратная антенна, рассматриваемая далее, имеет ещё более высокие характеристики.

Для повторения конструкции потребуются:

• медная моножила (провод) сечением 2 мм;
• небольшой лист алюминия толщиной 1–2 мм;
• кусок резиновой (виниловой) трубки, пластиковые стяжки;
• паяльник, припой, канифоль, дрель, свёрла, плоскогубцы;
• кабель для подключения.

Изготовление антенны не представляет сложности, главное - точно выдержать размеры, так как даже небольшие отклонения грозят смещением рабочих параметров:

1. Чертим эскиз. Длина одной стороны каждого квадрата равна 30 мм, размеры рефлектора 220×100 мм, расстояние между активной частью и отражателем - 15 мм. Проводим разметку отверстий.

   Двойной биквадрат - улучшенная версия классической биквадратной антенны

2. Гнём медную жилу строго в соответствии с шаблоном. Зачищаем (если провод с лаковым покрытием) и спаиваем концы.

   Даже небольшой промах в размерах (буквально на пару миллиметров) ухудшит качество работы антенны

3. Из листа алюминия изготавливаем отражатель. Сверлим отверстия диаметром 3–4 мм.

   Рефлектор можно изготовить также из медной пластины или (на худой конец) стального листа

4. Пластиковыми стяжками через резиновые трубки крепим активный элемент антенны к пластине.

   Стойки крепления антенны к отражателю обязательно должны быть из непроводящего ток материала

5. Пластиковыми стяжками закрепляем адаптер (или кабель, если устройство расположено удалённо). Припаиваем выведенные провода. Расстояние между контактами - 5 мм.

   Адаптер следует крепить максимально надёжно, но аккуратно, так, чтобы не повредить устройство

Из достоинств данной конструкции можно отметить:

• лёгкое и быстрое изготовление,
• значительное усиление сигнала и стабильную работу.

Пожалуй, единственным недостатком такой антенны является то, что даже небольшие отклонения от необходимых размеров грозят снижением её эффективности.

Из алюминиевой банки

Данную конструкцию, конечно, нельзя назвать полноценной антенной (по сути, это отражатель), но в какой-то мере усилить слабый сигнал Wi-Fi она способна.

Что потребуется:

• пустая алюминиевая банка,
• нож и ножницы,
• кусочек пластилина.

По простоте изготовления антенне из алюминиевой банки нет равных:

1. Промойте банку. Отрежьте ножом дно.

   Будьте осторожны во время проведения работ, здоровье дороже даже самой высококлассной Wi-Fi антенны

2. Сделайте разрез в верхней части, но не до конца - оставьте неразрезанным участок длиной 1,5–2 см.

   На этом этапе также можно отломать открывашку

3. Разрежьте ножницами банку вдоль с обратной стороны.

   Алюминиевая банка легко режется любыми ножницами, главное, чтобы последние были достаточно острыми

4. Разогните металл.

   Угол раскрытия можно подобрать экспериментально после установки, ориентируясь на уровень Wi-Fi сигнала

5. Закрепите отражатель на устройстве с помощью пластилина, надев его на штатную антенну роутера. Направьте в нужную сторону.

   В отсутствие пластилина воспользуйтесь жвачкой

Плюсы антенны из алюминиевой банки:

• простота изготовления,
• отсутствие дефицитных материалов,
• универсальность (будет работать с любым роутером с внешней антенной).

Среди минусов стоит отметить недостаточное усиление сигнала и нестабильную направленность приёма/передачи.

Мощная антенна из листовой жести

Wi-Fi антенна из листа жести, известная как FA-20, характеризуется повышенной мощностью и может использоваться для приёма сигнала удалённых (до нескольких километров) точек доступа.

Для её изготовления понадобятся:

• листовая жесть;
• мощный паяльник (100 Вт), припой, флюс (кислота для пайки);
• диэлектрические стойки, крепёж (винты, гайки);
• дрель, свёрла;
• кабель для подключения;
• ножницы по металлу, деревянный молоток, мелкая наждачка, плоскогубцы.

Повторение конструкции требует, как минимум, начальных навыков слесарного дела.

Инструкция по изготовлению FA-20:

1. Ножницами по металлу вырезаем четырёхугольники и полоски, строго соблюдая обозначенные размеры. Края желательно обработать наждачной бумагой.
   

   Детали антенны вырезаются по отдельности, а затем спаиваются

2. Спаиваем элементы антенны. Используем припой и специальный флюс для пайки. Делать это удобнее на деревянной поверхности.
   

   Пайку жестяных элементов следует проводить в хорошо проветриваемом помещении

3. Готовую конструкцию промываем под струёй воды от кислоты. Сверлим отверстия диаметром 3–5 мм.
   

   При необходимости выравниваем антенну деревянным молотком (киянкой)

4. Изготавливаем короб. Размеры - 450×180 мм. Высота бортиков - 2–3 см. Если вы не имеете навыков жестянщика, в принципе, можно обойтись без бортов (немного проиграв в чувствительности), просто вырезав прямоугольник. Высверливаем в нём отверстия, совпадающие с дырками активных элементов. Крепим детали на стойках, расстояние между частями 20 мм.
   

   Опорные стойки должны быть из изоляционного материала

5. Припаиваем кабель: красная точка - центральная жила, синяя - общий (экран).
   

   Для подключения антенны к роутеру подойдёт обычный телевизионный кабель

Плюсы самодельной антенны из листовой жести:

• высокая мощность,
• хорошая направленность,
• не требуются дефицитные или дорогие материалы для изготовления.

Существенным минусом FA-20 является сложность её изготовления. К тому же антенна довольно габаритная и, вероятнее, подойдёт для установки на крыше или балконе.

Вариации Wi-Fi антенн своими руками

В интернете среди огромного разнообразия самодельных антенн для Wi-Fi чаще всего встречается так называемый «двойной квадрат» и его варианты. Впрочем, отличных от классики поделок можно увидеть тоже немало.

Вы можете выбрать и попробовать изготовить любую из антенн, однако следует помнить, что не все из таких изделий являются действительно высокоэффективными, как это утверждают авторы.

Фотогалерея: другие самодельные конструкции

Антенна MIMO имеет два контура внутри одного корпуса и, соответственно, два разъёма для раздельного приёма и передачи Данная вариация биквадратной антенны многократно усиливает сигнал Отражатель биквадратной антенны часто выполняют из фольгированного стеклотекстолита Дисковая Wi-Fi антенна отличается высокой направленностью и может быть применена как в помещении, так и на улице Антенна из банок выглядит оригинально, но на самом деле это не слишком эффективная конструкция Лепестковая пароварка в этой конструкции может быть заменена дуршлагом или железной миской

Подключение

Способ подключения Wi-Fi антенны зависит от типа используемого роутера, адаптера или другого устройства. В большинстве случаев придётся вскрывать гаджет, находить место, куда подсоединена (припаяна) штатная антенна и аналогичным образом присоединять (припаивать) кабель самодельной конструкции. Очень удобно, когда в гаджете предусмотрено независимое подключение внешней антенны, это может быть выполнено в виде:

• разъёма в батарейном отсеке, на задней крышке прибора, внутри корпуса и т. п.;
• так называемого пигтейла (обычно находится непосредственно на плате устройства).

Если у адаптера съёмная штатная антенна, самодельную конструкцию можно подключить вместо неё.

В любом случае (исключая вариант с пайкой) вам понадобится соответствующий разъём-коннектор, приобрести который можно в радиомагазине. Вам повезло, если ваш роутер имеет выход для подключения внешней антенной гарнитуры Гнездо пигтейла вы можете сами установить на корпусе гаджета, если уверены в собственных силах Крохотный разъем на плате устройства служит для присоединения специального удлинителя-пигтейла Иногда самый быстрый и надёжный вариант - припаять кабель вместо штатной антенны

Настройка

Настройка самодельной антенны для Wi-Fi сводится, прежде всего, к её установке в нужном направлении. При этом нужно соблюдать следующие условия:

• учитывать вектор распространения сигнала приёмника/передатчика Wi-Fi сигнала;
• принимать во внимание наличие преград между передающими и приёмными устройствами;
• учитывать то, что твёрдые поверхности отражают сигнал, а мягкие, наоборот, поглощают его;
• по возможности устанавливать антенну в пределах прямой видимости относительно приёмника/передатчика.

Для большей эффективности антенна должна быть направлена в сторону точки доступа.

На этапе настройки длину кабеля, насколько это возможно, следует уменьшить, так вы избавитесь от излишних потерь сигнала и улучшите его качество.

Как протестировать изменения

Самым простым и доступным вариантом тестирования самодельной Wi-Fi антенны является замер изменений скорости интернет-канала. Для этого проводят сравнительное исследование результатов поочерёдно с подключенной штатной антенной и изготовленной своими руками. Провести такие измерения можно, например, на ресурсе Speedtest . Система автоматически подберёт оптимальный сервер, проверит пинг, скорость скачивания и загрузки.

Видео: усиление Wi-Fi сигнала своими руками

С появлением Wi-Fi у множества пользователей появилась возможность быстрого и мобильного доступа в интернет. Для стабильной работы беспроводного соединения рекомендуется использование специального дорогостоящего оборудования, однако можно обойтись малой кровью, собрав внешнюю антенну своими руками.

Никто не думал, что за последние 20 лет в каждом доме (в цивилизованных странах) появится компьютер с доступом в Интернет. Так и стандарты беспроводных сетей 802.11x, считавшиеся раньше чем-то накладным и сложным, теперь можно встретить почти в каждом доме, хоть и «законспирированными», ведь официально использование Wi-Fi (буду называть им весь спектр стандартов 802.11x) без соответствующего разрешения у нас запрещено.

Вообще-то, Wi-Fi предназначался для беспроводного соединения двух и более компьютеров в пределах одного помещения, максимум - одной квартиры или офиса. Однако это те же самые радиосигналы, которые, как известно, можно направить, усилить или провести по кабелю. Тогда рамки применения технологии можно несколько расширить: друг с другом можно связывать целые здания и даже кварталы. Но перед нами встают две проблемы: техническая и экономическая.

Техническая проблема: диапазон волн, занимаемый большинством стандартов Wi-Fi, находится в диапазоне 2.4 ГГц, а при таких высоких ее значениях «загнать» сигнал в провод становится крайне непросто. Из-за высокой частоты сигнала передатчики должны находиться непременно в зоне прямой видимости, или максимум разделяться слабенькой перегородкой типа листвы дерева, но никак не стеной дома. Да и мощность передатчика для таких расстояний все-таки маловата, а доступных устройств для усиления сигнала в свободной продаже я не видел.

Экономическая же проблема состоит в том, что существующие устройства для усиления и распространения радиосигнала стоят безумно дорого, а ведь беспроводная сеть должна обеспечивать главное условие - быть дешевле проводных технологий. А зачем тогда она иначе вообще нужна, ведь за такие деньги уже можно протянуть «воздушную» линию сетевого кабеля? Приведу пример: стоимость антенны для распространения Wi-Fi-радиоволн - 200$, стоимость 50м кабеля Belden H1000 с фирменными наконечниками - 60$… Хорошо только одно: прямые руки и знание физики позволяют сократить эти расходы больше, чем в 10 раз! То есть на всю сеть можно потратить не более 10$ (не включая Wi-Fi-адаптеры)!

Постановка задачи

Беспроводные сети создали массу возможностей самым доступным (или дешевым) образом объединить компьютеры, проводное соединение которых будет слишком накладным. Вот и перед мной и моим другом встала подобная задача - соединить «несоединимое».

Казалось бы, даже для существующих стандартов Wi-Fi задача очень сложна: нужно соединить компьютеры в квартирах, находящихся по разные стороны пусть и стоящих неподалеку (на расстоянии 100м) друг от друга двух домов. Какая уж тут прямая видимость. Вот примерная схема:

План действий таков:

1. Сделать две внешних антенны из подручных материалов.

2. Расположить их на штанге у моего балкона и на крыше дома другана и закрепить их хомутами. На фото показан вид от передатчиков.

3. Через разъемы BNC (от 10-мегабитной коаксиальной сети) подключить к антеннам кабель, цена которого не может превышать 8 руб/метр., и при этом он должен обладать затуханием не более 30дБ/100м.

4. Вместо штатных антенн (точнее их разъемов) припаять к Wi-Fi-адаптерам провод с разъемом для оперативного отключения кабеля от устройства и прикрутить разъем к корпусу ПК. Вообще, такой переходник от разъема к внешней антенне называется pigtail, и найти его удалось только в крупном питерском магазине, по цене порядка 15$. Менеджеры же, естественно, сказали «у нас таких нет».

Вообще, любая новая идея немножко авантюрна и всегда натыкается на чье-либо «нельзя», «идиотизм» и так далее, обязательно найдется «статья», где все задуманное перечеркивается категоричным высказыванием крутого «специалиста», а внизу чаще всего мы можем видеть ссылочки на небольшой интернет-магазинчик с такими, знаете ли, «смешными» ценами…
Существует много типов антенн для Wi-Fi сетей: всенаправленные, параболические, баночные, биквады, точечно направленные. Самые доступные и простые - баночные антенны и биквады. Их можно легко направить (то есть сконцентрировать весь сигнал в определенную сторону), легко изготовить (не зря я упоминал про жесть и банки кофе), они не громоздки (а ведь легкость и незаметность немаловажны). Но для нашей сети мы выбрали баночный тип - он компактнее биквада и имеет достаточно узкую диаграмму направленности (для соединения «точка-точка» в самый раз). В конце концов, не зря же на нем весь GSM работает. Можно конечно использовать тарелку с передатчиком в фокусе или строить непревзойденную по эффективности, поделенной на цену, ФА-20.

Изготовление баночной антенны подразумевает использование определенных законов волновой теории. Вкратце: сигнал в банке максимален на первой четверти синусоиды волны, и именно в этом месте мы должны расположить волновод определенной длины для его считывания или даже усиления.

Мы использовали антенну из-под диетического продукта, а мой друг - из-под банки Nescafe на 125 чашек. Их характеристики оказались близки к идеальным. Поэтому если не можете найти дома подходящей по размеру банки - линейку в руки и вперед в супермаркет.

При изготовлении возникает еще одна забота - грозозащита. Необходимо убедиться, что рядом находится громоотвод и антенна не торчит на самом высоком месте. Не забывайте об этом! Плюс не забывайте про гидроизоляцию, особенно если антенна находится в не очень доступном месте.

В западных источниках мы встречаем требование использовать специальный высокочастотный разъем для беспроводных сетей такого типа. Но он дорог и труднодоступен для покупки, поэтому решено было обойтись самым обыкновенным BNC-разъемом, какие еще остались в радиомагазинах. Вот как выглядит комплект BNC-разъема:

K центральному проводнику, который, по идее, должен обжимать провод, мы и припаиваем наш волновод. Самая трудоемкая часть - припаять к ответному (внешнему) концу провод, ведь других путей кроме как залезть внутрь разъема, нет. Проще всего образовать из конца петлю и, капнув немного олова, расплавить припой внутри разъема.

Провода, в идеале, должны иметь волновое сопротивление 50 Ом и как можно меньшее затухание. Но про цену таких проводов я уже упоминал, а нужно нам было ни много ни мало 50 метров кабеля - треть дистанции от компьютера до компьютера, а дешевый кабель типа RG-58 вносил очень сильное затухание. Поэтому пришлось использовать обходное решение - более дешевый 75-омный кабель. Дело в том, что на высоких частотах потери несогласовки (ссылаюсь на информацию одного из форумов) невелики - около 10%. Главную роль здесь играет затухание на метр. Поэтому кабель был выбран RG-6U. И характеристики как у дорогого 50-омника, и цена божеская - всего 0.2$ за метр.


Wi-Fi адаптер

При покупке Wi-Fi адаптера нужно помнить следующее: в принципе, характеристики из предлагаемого ассортимента чаще всего одинаковы, поэтому не нужно ориентироваться на мысль, что «вот у этого мощность на децибел больше, поэтому беру его».

А вот наличие внешнего разъема и внешней антенны в комплекте поставки обязательно. Нет, конечно, можете купить и адаптер с маленькой антеннкой непосредственно у разъема, но поверьте мне: паять замучаетесь! Исключение может составлять разве что наличие т.н. «пигтейла» - переходника с RP-SMA разъема на разъем для внешней антенны (N-Type).

Однако цена такого куска провода - от 10$ вкупе со стеклянным взглядом менеджера. Поэтому такой способ годится разве что при наличии этого самого проводка и качественных высокочастотных разъемов.

Самым подходящим, на наш взгляд, мы выбрали адаптер компании Edimax. Модель у фирмы для PCI всего одна - EW-7128G.

Крепление антенны

Немаловажная часть хорошего приема сигнала - качественное крепление. Тут уж каждый выкручивается по-своему, но я приведу свой вариант крепления, хоть и не считаю его самым удачным (по крайней мере, будьте готовы повторно настраивать свою антенну через 2 дня работы сети).

Вдоль банки крепится алюминиевая пластинка от 3.5« отсека корпуса ATX. Как правило, в нужных нам местах уже на заводе проделаны дырочки, и нам остается только аккуратно просверлить банку по центру. За крайние отверстия крепится банка, а за центральное - саморезом к торцу любой балки (я использовал старый плинтус) само крепление.

Здравый расчет - вот немаловажная деталь успеха, оперируя которым, вы сможете противостоять всем „проискам империализма“ в виде небольших коммерческих „статеек“.

Итак, мы имеем:

Конечно, мои данные очень приблизительны, но и они дают четкую картину того, что и в таких „жутких“ условиях работоспособность сети будет обеспечена. Плюс не надо забывать о том, что баночная антенна концентрирует сигнал в одном направлении, а значит и больше полезной мощности дойдет до получателя.

Установка

Следующий этап - прицеливание. Самый луший способ здесь - экспериментирование, но и посчитать размах углов не помешает. Имеем стандартную геометрическую задачу.

Наклон антенны на крыше будет также составлять чуть больше 4 градусов, и нужно обеспечивать хорошую прочность крепления.

Пробный пуск
Перед первым пуском новой сети хочется привести подсчет всех затрат на ее создание.

Остался самый последний шаг, ради которого собственно, все и затевалось - торжественное включение. Производилось оно без подобавющих этому явлению бутылки шампанского, оркестра и народных гуляний. На экране просто возник сухой скриншот, который и дал ответ на все интересующие нас вопросы:


Честно признаться, в успех мы не верили до последнего. Канал спокойно держит скорость соединения 11МБит/сек., но реальная скорость копирования вдвое меньше - при хороших условиях (т.е. при правильной пристрелке антенны) средняя скорость составляет 600КБайт/сек, до адресата доходит примерно 4/5 пакетов, остальные доходят после повторного запроса (after retry).

Вывод
Думаю, вы все видите сами. Процесс построения Wi-Fi сети на самом деле не так сложен на практике, как кажется. Главное в этом деле - точный расчет и прямые руки. Конечно, еще желательны и качественные комплектующие, но это не так критично.

Вдохновившись статьей с сайта lan23.ru, об изготовлении WiFi облучателя для спутника, который можно использовать как самостоятельную антенну, решил это дело повторить.

Можно использовать такие размеры, которые использовал я, по размерам от Панченко Игоря. 10-12dB

Можно использовать то что предложил JoMy. 14-15dB

Либо использовать заводские размеры. 10-12dB

Я решил взять первый вариант, ибо второго, на момент создания антенны, еще небыло.

Размеры от Панченко:
Размеры (толщина материала не критична 0,5-2 мм. центральный штырь 3 мм. сталь):

1. Экран диаметр от 90 мм. Бортик на нем 15мм. Дает в плюс 2-3dB
2. Активный блин диаметр 68 мм. 11мм от экрана. Запитка 10 мм от края.
3. Первый директор диаметр 54 мм. Расстояние от активного 12 мм.
4. Второй директор диаметр 38 мм. Растояние от 1 директора 32мм.
5. Третий директор и последующие 37 мм. Расстояние между ними 28-32 мм. При 28 мм шире полоса антенны.

Отличия моего варианта:
Центральный штырь взял 4мм, ибо плашки для нарезки резьбы 3мм не нашлось.
Сажал блины не на пайку, а на гайки. Так показалось что практичнее.
Первый блин, экран, сделал 100мм.
Решил обойтись без бортика, ибо не из чего было его делать.
Расстояние между третьим директором и последующими выставил 28мм.

Ограбив работающих рядом сварщиков на пару электродов, облупив и зачистив наждачкой, приступил к нарезке резьбы на шпильки.

НЕ ДЕЛАЙТЕ ТАК НИКОГДА! Если нет шпильки с резьбой — пользуйтесь паяльником или горелкой и припоем с кислотой!

Пока я нарезал 45 см резьбы по электроду я задолбался как никто. Как выяснилось нарезка резьбы такой длинны — дело долгое и нудное, но отступать было уже поздно.

Изготовив шпильки, принялся расчерчивать найденый металл.

Был обнаружен корпус советского прибора из стали толщиной в 1мм. Так же найдена оцинковка в 0.5мм. Было решено использовать корпус. Металл не критичен. Медь или железо без разницы. Так же как и толщина металла. Главное чтоб держал форму.

Корпус наотрез отказался резаться ножницами. Сталь упорно сопротивлялась, качество оказалось на высоте. Пришлось разделывать его ножевкой.

Пока распиливал корпус и выпиливал из него заготовки, подумал что оцинковка тоже дело хорошее, и ножницами режется на ура. Но уже было поздно.

Если у вас антенна будет в корпусе, тогда можно и потоньше металл, который, без защиты от ворон, погнуться может.
На всех заготовках проставлены порядковые номера и диаметр, дабы не путаться.
После распила и подготовки пошла обработка.
На наждаке снимался металл не доходя до границы на 0,5-1мм. После высверливалось отверстие и далее шел следующий этап обработки.

Оставлялось такое расстояние для того, чтобы был запас. Ибо при рассверловке отверстий, даже на вертикально сверлильном станке, отверстия уходят на 0,5-0.7мм в сторону.
Запас при дальнейшей обработке позволяет убрать брак.

После высверловки отверстий, два-три блина зажимались в болт или шпильку и фиксировалось гайкой с гроверами.
После чего вставлялось все в дрель и излишек металла снимался об кусок наждака.
Окончательная доводка проходила на зажатом в тех же тисках напильнике.
Данный метод позволяет сделать практически идеальные круги, и убрать брак получившийся при рассверловке.

На фото примерно собранные антенны (размеры меж блинами пока точно не выставлены).

Для крайнего блина нашел изумительный кусок аллюминиевой пластины, толщиной в 3мм.
Такая толщина превосходно позволяет сделать потай винты, для удержания антенного гнезда и крепежа.
Слева блин после термического снятия краски, справа после зачистки и шлифовки.

Вымерено и просверлено отверстие под гнездо разъема. Просверлены и развальцованы крепежные отверстия для разъема и крепежа.

Винты и саморезы сели вровень с поверхностью блина.

С обратной стороны разъем закреплен гайками с гровер шайбами
Для крепления антенны на кронштейн или в зажим офсетной антенны, использовалась ПВХ труба, 40см диаметром. Длинна произвольная.

В трубе предварительно, тонким сверлом, проделываются отверстия и сама труба садится на тонкие саморезы длинной 20-40мм.
Сами саморезы так же скрытые и получились вровень с пластиной.

Все изделие в сборе:

Дабы защитить трубу от воды и не превратить её в жилище каких нибудь насекомусов, изготовил заглушку и приклеил её на место супер клеем.

Не найдя из чего сделать защитный кожух для антенн, решил ограничится покраской.
Обезжирив и как следует просушив феном, покрасил их водостойкой эмалью из баллончика в 3 слоя.
Плюс покраски еще в том, что краска дополнительно контрит гайки.

Вид изделий после покраски:

Антенна установленная на крыше.

Антенна установленная на отдаче, на балконе.

Внимание!

Мною была допущена грубейшая ошибка!
Было приобретено гнездо и разъем типа PL-259 не под надлежащую частоту. Такие гнезда и разъемы расчитаны на 300 мгц а не на 2400мгц как необходимо для Wi-Fi.
На Wi-Fi, а так же 3G нужны гнездо и разъем типа N-245 или N-Р245.

Благо они были одинаковых размеров и крепления совпадали.
Позаботьтесь заранее о покупке качественных и правильных разъемах и кабеле. Неправильно подобранные, они съедят кучу полезного сигнала, сведя на нет усиление самой правильной и красивой антенны.

Вдохновившись статьей с сайта lan23.ru, об изготовлении WiFi облучателя для спутника, который можно использовать как самостоятельную антенну, решил это дело повторить.

Можно использовать такие размеры, которые использовал я, по размерам от Панченко Игоря. 10-12dB

Можно использовать то что предложил JoMy. 14-15dB

Либо использовать заводские размеры. 10-12dB

Я решил взять первый вариант, ибо второго, на момент создания антенны, еще небыло.

Размеры от Панченко:
Размеры (толщина материала не критична 0,5-2 мм. центральный штырь 3 мм. сталь):

1. Экран диаметр от 90 мм. Бортик на нем 15мм. Дает в плюс 2-3dB
2. Активный блин диаметр 68 мм. 11мм от экрана. Запитка 10 мм от края.
3. Первый директор диаметр 54 мм. Расстояние от активного 12 мм.
4. Второй директор диаметр 38 мм. Растояние от 1 директора 32мм.
5. Третий директор и последующие 37 мм. Расстояние между ними 28-32 мм. При 28 мм шире полоса антенны.

Отличия моего варианта:
Центральный штырь взял 4мм, ибо плашки для нарезки резьбы 3мм не нашлось.
Сажал блины не на пайку, а на гайки. Так показалось что практичнее.
Первый блин, экран, сделал 100мм.
Решил обойтись без бортика, ибо не из чего было его делать.
Расстояние между третьим директором и последующими выставил 28мм.

Ограбив работающих рядом сварщиков на пару электродов, облупив и зачистив наждачкой, приступил к нарезке резьбы на шпильки.

НЕ ДЕЛАЙТЕ ТАК НИКОГДА! Если нет шпильки с резьбой - пользуйтесь паяльником или горелкой и припоем с кислотой!

Пока я нарезал 45 см резьбы по электроду я задолбался как никто. Как выяснилось нарезка резьбы такой длинны - дело долгое и нудное, но отступать было уже поздно.

Изготовив шпильки, принялся расчерчивать найденый металл.

Был обнаружен корпус советского прибора из стали толщиной в 1мм. Так же найдена оцинковка в 0.5мм. Было решено использовать корпус. Металл не критичен. Медь или железо без разницы. Так же как и толщина металла. Главное чтоб держал форму.

Корпус наотрез отказался резаться ножницами. Сталь упорно сопротивлялась, качество оказалось на высоте. Пришлось разделывать его ножевкой.

Пока распиливал корпус и выпиливал из него заготовки, подумал что оцинковка тоже дело хорошее, и ножницами режется на ура. Но уже было поздно.

Если у вас антенна будет в корпусе, тогда можно и потоньше металл, который, без защиты от ворон, погнуться может.
На всех заготовках проставлены порядковые номера и диаметр, дабы не путаться.
После распила и подготовки пошла обработка.
На наждаке снимался металл не доходя до границы на 0,5-1мм. После высверливалось отверстие и далее шел следующий этап обработки.

Оставлялось такое расстояние для того, чтобы был запас. Ибо при рассверловке отверстий, даже на вертикально сверлильном станке, отверстия уходят на 0,5-0.7мм в сторону.
Запас при дальнейшей обработке позволяет убрать брак.

После высверловки отверстий, два-три блина зажимались в болт или шпильку и фиксировалось гайкой с гроверами.
После чего вставлялось все в дрель и излишек металла снимался об кусок наждака.
Окончательная доводка проходила на зажатом в тех же тисках напильнике.
Данный метод позволяет сделать практически идеальные круги, и убрать брак получившийся при рассверловке.

На фото примерно собранные антенны (размеры меж блинами пока точно не выставлены).

Для крайнего блина нашел изумительный кусок аллюминиевой пластины, толщиной в 3мм.
Такая толщина превосходно позволяет сделать потай винты, для удержания антенного гнезда и крепежа.
Слева блин после термического снятия краски, справа после зачистки и шлифовки.

Вымерено и просверлено отверстие под гнездо разъема. Просверлены и развальцованы крепежные отверстия для разъема и крепежа.

Винты и саморезы сели вровень с поверхностью блина.

С обратной стороны разъем закреплен гайками с гровер шайбами
Для крепления антенны на кронштейн или в зажим офсетной антенны, использовалась ПВХ труба, 40см диаметром. Длинна произвольная.

В трубе предварительно, тонким сверлом, проделываются отверстия и сама труба садится на тонкие саморезы длинной 20-40мм.
Сами саморезы так же скрытые и получились вровень с пластиной.

Все изделие в сборе:

Дабы защитить трубу от воды и не превратить её в жилище каких нибудь насекомусов, изготовил заглушку и приклеил её на место супер клеем.

Не найдя из чего сделать защитный кожух для антенн, решил ограничится покраской.
Обезжирив и как следует просушив феном, покрасил их водостойкой эмалью из баллончика в 3 слоя.
Плюс покраски еще в том, что краска дополнительно контрит гайки.

Вид изделий после покраски:

Антенна установленная на крыше.

Антенна установленная на отдаче, на балконе.

Внимание!

Мною была допущена грубейшая ошибка!
Было приобретено гнездо и разъем типа PL-259 не под надлежащую частоту. Такие гнезда и разъемы расчитаны на 300 мгц а не на 2400мгц как необходимо для Wi-Fi.
На Wi-Fi, а так же 3G нужны гнездо и разъем типа N-245 или N-Р245.

Благо они были одинаковых размеров и крепления совпадали.
Позаботьтесь заранее о покупке качественных и правильных разъемах и кабеле. Неправильно подобранные, они съедят кучу полезного сигнала, сведя на нет усиление самой правильной и красивой антенны.

Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.

Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.

Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.

Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.

Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi-так они наиболее эффективны на короткой дистанции.

Направленная

Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) - в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.

Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?

Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.

Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.

Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.

Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.

Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.

Необходимые детали

• Металлический рефлектор-кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
• Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
• Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
• Пластмассовые трубочки - можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
• Немного термоклея.
• Разъем N-типа - пригодится для удобного подсоединения антенны.

Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента -30–31 мм.

К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).

От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.

Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.

Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.

Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата -31 мм по средней линии.

Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.

Рефлектор

Основная задача железного экрана за излучателем - отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.

Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.

Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 - определяемую особенностями данной конструкции / 4.

Лямбда - длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.

Длина волны при частоте 2.4 ГГц - 0.125 м.

Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние - 15.625 мм.

Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата - 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.

Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.

Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.

Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.

В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние - они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.

Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.

1. Установить медную трубку с помощью пайки.

Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.

1. Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.

Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.

Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.

Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.

Подравниваем шлицы одинаково по глубине

Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки - около 16 мм.

Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.

Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.

Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.

С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.

Подключение к роутеру

У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.

Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.

Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.

Тесты антенны

Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.

Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.

Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи- немного больше 6км.

Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.

О дальности действия Вай Фай антен

От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.

Считая WiFi антенну за изотропный излучатель - идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.

Децибел изотропный (дБи) - коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Перевод дБи антен в прирост мощностей.

Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.