Теория и практика изготовления wifi антенны своими руками

Теория и практика изготовления wifi антенны своими руками

Современный человек настолько привык к современным средствам информации и коммуникации, что оказаться отрезанным от интернета для некоторых уже смерти подобно. Причем интернет в сегодняшнем мире передается по телефонным сетям различной пропускной способности, по сетевому кабелю или по вай-фай соединению. При удаленных источниках вай-фай возникает необходимость усиления сигнала. Лучше всего для этих целей подойдет wifi антенна своими руками.

Приемников этого высокочастотного сигнала может быть достаточно много. Это телефон, планшет или можно использовать антенну для ноутбука.Человечество настолько уже отвыкло от проводных соединений, что не представляет себя привязанным к той или иной сети. Кроме этого практически все современные гаджеты имеют wifi-приемники. Поэтому такой вид связи обеспечивает определенную автономность пользователя. Главным недостатком таких приемников является небольшой радиус действия. На большом расстоянии сигнал затухает, и связь пропадает. Также, если на его пути появляется какое-либо препятствие, такое как например, дом он пропадает вообще. И это является главной проблемой такого высокочастотного соединения.

Оглавление

Что необходимо знать об усилении антенной сигнала

Наука которая исследует распространение высокочастотных электромагнитных сигналов называется электродинамикой. Это достаточно сложный раздел физики и многие студенты исследуя его стараются как можно быстрее с ним расстаться. Именно эта наука показывает как распространяется сигнал, и с помощью чего его можно усилить. Но для создания антенны собственными руками нет необходимости исследовать все премудрости этой науки, но определенные принципы использующиеся для приема и усиление сигнала необходимо знать и понимать.

Важным моментом понимания сути вопроса является частота передаваемого сигнала или его длина волны. Чем больше длина волны и соответственно более низкочастотный сигнал, тем большие препятствия она может огибать. Так радио волны длинноволнового и средневолнового диапазонов могут беспрепятственно преодолевать сотни километров. Для волн сантиметрового диапазона расстояние в десятки метров может стать непреодолимым особенно, если на пути встречается препятствие.

Как можно усилить мощность приема и передачи сигнала роутером

Для начала давайте разберемся в терминологии устройств, которые применяются для приема и передачи вай-фай сигнала. В обычной ситуации провайдер предоставляет интернет с помощью кабельного или оптоволоконного соединения. После него хозяин дома или квартиры ставит свой роутер, который принимает этот сигнал, а затем раздает с помощью wifi соединения. Также может использоваться маршрутизатор для раздачи сигнала по проводам, но современные устройства могут объединять обе эти функции в одном приборе. Но вот если необходимо передать интернет даже на небольшое расстояние от дома может возникнуть проблема. На расстоянии несколько десятков метров сигнал может теряться. И тогда требуется его усиление. Зачастую эту проблему может решить внешняя направленная антенна для роутера сделанная своими руками. Без большого труда такое устройство может усилить сигнал до 10 ДБ. Кроме этого существуют и отдельные приемники такого сигнала. Они имеют название-точка доступа. Если использовать антенну для такого устройства и на приеме и на передаче сигнала, то максимально сигнал можно передать на 10 км. При условии обеспечения прямой видимости обоих устройств.

Рефлектор важнейшая часть антенны для повышения ее мощности

Рефлектором называют заднюю часть приемной антенны. Основной задачей этого устройства является не только ограничение приема сигнала с тыльной стороны, но и усиление принятого сигнала с фронтальной стороны. Как это происходит? Сигнал проходя через антенну отражается от рефлектора и возвращается обратно. При этом важно, чтобы расстояние от рефлектора до излучателя было кратным четверти длины волны. В этом случае происходит интерференция волны на излучатели и она усиливается.

Важно не только правильно выбрать материал, из которого будет сделан рефлектор, но и его геометрические размеры. Материал должен иметь хорошую проводимость. Лучше всего для этих целей подойдет медь. Можно использовать фольгированный гетинакс или стеклотекстолит. Стеклотекстолит надежней, так как медная фольга на нем более качественно приклеена. Не рекомендуются различные металлические крышки и коробки с неровными краями, так как эффект будет отрицательным. В промышленном производстве используется медная сетка, но этот вариант более дорогой с финансовой точки зрения.

Использовании поляризации антенн для улучшения приема

Вопрос поляризации больше всего влияет на помехозащищенность wifi соединения. Таким образом возможен прием более слабого передатчика за счет выделения его сигнала из множества других. Этот вариант работает в местности, где одновременно могут работать несколько передатчиков и мешать друг другу. Выбирая соответствующую поляризацию возможно защитится от мешающих станций. При передачи на небольшие расстояния, например 2 километра, для вай фай на прямой видимости поляризация большого значения не имеет. Поэтому могут применять как вертикальную, так и горизонтальную поляризацию. Некоторые специалисты предпочитают использовать круговую поляризацию, но как правило, с ней проблем при настройке гораздо больше. Но один раз настроив дальше можно не не беспокоиться об уровне помехозащищенности данного высокочастотного соединения.

Какова дальность действия вай фай антенн

Зачастую дистанция является самым важным параметром, ради которого и городят сам огород. Поэтому вопрос: на какое расстояние можно передать wifi имеет первостепенное значение. На дальность действия играет несколько факторов. В первую очередь это зона прямой видимости. На пути между приемником и передатчиком не должно быть ни каких препятствий. Это расстояния можно увеличить, если поднять их на определенную высоту. Второй момент Это размер и количество излучателей. И последнее это направленность антенны. В дальнейшем мы рассмотрим два типа антенн и их основные особенности.

Но стоит понимать следующее, чем уже диаграмма направленности той или иной антенны, тем выше ее коэффициент усиления. Но при большом расстоянии и узкой диаграмме направленности любое раскачивание антенны ветром будет приводить к тому, что связь будет неуверенной. Поэтому стараются найти золотую середину между коэффициентом усиления и шириной диаграммы направленности. В реальности хорошим коэффициентом усиления будет цифра в районе 12 ДБ.

Основные виды самодельных wifi антенн

Как уже писалось выше основных видов всего два. И они классифицируются по форме диаграммы направленности. Существуют все направленные антенны, у которых диаграмма представляет собой почти классическую окружность в центре которой находится передатчик. И направленные антенны. Эта категория вмещает в себя массу различных подвидов. Которые разработаны под определенные цели. У каждого вида собственная диаграмма направленности обеспечивающая выполнение поставленной перед ней задачей.

Причем спорить о том, какая из антенн лучше абсолютно бессмысленно. Так как важно сделать именно такую антенну, которая будет удовлетворять потребностям своего создателя, так как такая конструкция представляет собой wifi-удлинитель между приемником и передатчиком. А от такого удлинителя ожидается, что он обеспечит надежную связь между двумя точками во времени и пространстве. Если такая связь работает на отличено, значит пользователь сделал правильный выбор. Теперь давайте рассмотрим основные виды антенн и определимся со сферой их применения.

Всенаправленные устройства обеспечивающие круглую диаграмму направленности

Всенаправленная антенна находится практически на каждом роутере и представляет собой штырь определенной длины. Как раз длина этого штыря очень важна, так как он должна содержать кратное количество четвертей длины волны вай-фай сигнала. Причем при правильном выборе этой длины максимальная напряженность электромагнитного поля будет находится как раз на конце этого штыря, что обеспечит передачу максимальной мощности в пространство находящееся рядом с этим штырем. Некоторые роутеры для увеличения мощности передачи используют два и даже три штыря. При этом диаграмма направленности меняет свою форму, но она также близка к окружности.

Сфера применения таких антенн находит больше в общественной плоскости. То есть, если необходимо обеспечить передачу вай-фай сигнала пользователям, которые могут находится в любой точке помещения с любой стороны. Или, например, на дачном участке если такой передатчик поставить на крыше дома, то на расстоянии сотни метров с любой стороны дома можно подключиться к интернету на любом гаджете, что достаточно удобно, и такая связь будет стабильной несмотря на перемещения по участку.

Устройства направленные в определенную сторону с высоким коэффициентом усиления

Вопрос о том как сделать антенну с высоким коэффициентом усиления всегда интересовал радиолюбителей. Так как всегда находилась область применения такого устройства. Например, в частном секторе необходимо передать интернет от одного дома к другому. Обстоятельства складываются так, что пробросить кабель не возможно, слишком большое расстояние и необходимо по пути следования ставить усилители. А вот передача по воздуху, особенно, если существует прямая видимость и расстояние меньше десяти километров возможно. На сегодняшний день существует достаточно много разработок самых разнообразных самодельных антенн. И пользователи сети не только хвастаются своими самоделками, но и с удовольствием делятся опытом по изготовлению и настройке таких устройств. Давайте рассмотрим что необходимо чтобы изготовить такое устройство своими руками.

Технология изготовления антенн своими руками

Вопрос как сделать самому устройство для передачи вай-фай сигнала на большие расстояния всегда интересовал пытливые умы. И в интернете можно найти достаточно много материала о том, как выполнить эту работу. Давайте рассмотрим преимущества самостоятельного изготовления такого устройства. Не стоит забывать что устройства выпускаемые нашей промышленностью являются достаточно дорогим удовольствием. И не всегда имеется возможность приобрести его. А вот сделать его своими руками из подручных средств обойдется в несколько раз дешевле. Также нельзя сбрасывать со счетов и творческий фактор. Человек изготавливая нужную ему вещь собственными руками, получает от этого не только материальное удовлетворение, но и моральное. А если при этом он снимет весь этот процесс на видео и поделится им с социальных сетях, то он сможет заработать себе определенную сумму денег и уважение окружающих, а это намного больше чем заказать в интернет магазине такое устройство и установить его у себя дома.

Изготовление излучателя основного элемента wifi-антенны

По своей сути излучатель является внешним адаптером приемника или передатчика, находящегося внутри того или иного гаджета. Такой излучатель является сердцем всей системы передачи данных и от того как он качественно и точно собран, будет зависеть и качество соединения гаджета с интернетом. Существуют два стандарта передачи информации по вай-фай соединению. Это частоты 2,4 и 5 ГГц. Соответственно подбирая излучатели под эти частоты необходимо точно изготовить все геометрические размеры. Стоит помнить, что излучатели на частоте 2,4 ГГц способны передавать информацию на более далекие расстояния, так как скорость их затухания меньше. А вот более высокочастотные излучатели 5 ГГц диапазона, хотя имеют и меньшую дальность действия способны передавать больший объем информации. Поэтому выбирая частоту передачи необходимо оценить особенности собственного канала передачи данных. Теперь давайте рассмотрим наиболее распространенные формы излучателей применяемые в самодельных антеннах.

Двойной биквадрат наиболее распространенная форма излучателя

Устройство построенное по такой схеме может обеспечить сверхдальняя прием вай-фай сигнала на расстоянии прямой видимости . Коэффициент усиления такой антенны может превышать 12 Дб. Как изготовить такой излучатель? Чаще всего его изготавливают из медной одножильной проволоки. Если рассчитывать излучать на частоту 2,4 ГГц, то толщина такой жилы должна составлять 1,8 мм в диаметре. А это как раз толщина провода сечением 2,5 квадрата. Предварительно очистив провод от изоляции необходимо его качественно выровнять. Затем начинаем выгибать из нее восьмерку, которая состоит из двух прямоугольных квадратов. Причем внутреннее расстояние между гранями этих квадратов должно составлять 29мм а внешнее 30,5. Очень удобно изгибы делать с помощью утконосов. Далее две ближайшие точки на разных сторонах этой восьмерки залуживаем оловом, так как это места пайки будущего кабеля соединения антенны.

Алюминиевые банки самый дешевый излучатель для вай-фай антенны

Конечно, антенна построенная по такому принципу не является самой дальнобойной, но тем не менее от 4 до 6 Дб усиления она обеспечит. Изготовить ее достаточно просто. Необходимо подобрать качественный материал, желательно алюминий, так как жестяная банка со временем проржавеет и ее качества, как антенны, ухудшаться. Но перед тем как начать изготовление необходимо вычислить два размера. Это размер, где будет прорезаться банка и в нее вставляться излучатель, он составляет четверть длины волны от дна банки. И длину самой банки она должна составлять три четверти или пять четвертых длины волны. В этом случае сигнал на краю банки будет максимальным. Если в разрез банки вставить 3g модем, то это будет самый простой передатчик направленного действия. При этом даже нет необходимости заботится о подключении такой антенны к гаджету, так как модем уже имеет usb разъем. Единственное о чем важно побеспокоиться так это о том как качественно сделать разрез в банке, чтобы не повредить сам модем.

Мощная антенна из листовой жести

Иногда такую антенну еще называют FA-20. Она достаточно громоздкая, но может обеспечить уверенный прием сигнала на расстоянии до нескольких километров. Эту самодельную антенну дальнего действия лучше всего изготовить из тонкого медного листа. Но так как это удовольствие достаточно дорогое вполне подойдет и листовая жесть. Необходимо вырезать квадраты размером по 54 мм, их в нашем случае понадобиться восемь штук. С помощью полосы шириной в 6 мм из этой же жести соединяем эти квадраты в единую схему. Спаивать лучше всего паяльником мощностью 100вт. Рефлектор изготавливаем из этой же жести в виде короба размером 450*180*20. Излучатель крепим к коробу на стойках с зазором 20мм. Остается только кабелем подключить готовую антенну к роутеру. Давайте рассмотрим как это сделать.

Подключение антенны к роутеру

Для этого потребуется не так уж и много инструментов и материалов. В первую очередь стоит обратить внимание на качество кабеля. Если расстояние до точки подключения не велико, то качество кабеля может не сыграть существенной роли. Но если это расстояние будет исчисляться метрами или десятками метров, то лучше всего использовать качественный высокочастотный кабель применяемый в спутниковом телевидении. Не менее важно правильно подобрать разъем который будет находиться на конце кабеля. Он должен быть ответной частью разъема, который выходит из роутера для подключения антенны. Также немало важно качественно разделать кабель и запаять разъем.

Тесты антенны, сделанной собственными руками

Конец работы лучше ее начала, написано в одной мудрой книге. Поэтому после окончания сборки антенны проверить качество ее работы. Такие тесты всегда проводились, когда выпускалась новая продукция. Поэтому важно проверить, как антенна направлена и какой диаграммой направленности она обладает. Также немало важно вычислить дальность, на которой можно осуществить уверенный прием например на ноуте. После этого можно подвести итог проделанной работе и получить моральное удовлетворение от ее результата.

Плюсы и минусы самодельного устройства

При изготовлении наружной антенны важно оценить все за и против проделанной работы. А еще лучше это сделать еще на этапе планирования работ. Что можно отнести к минусам самодельной вай-фай антенны? Заводское изготовление всегда будет иметь более презентабельный вид. Надежность изготовления в заводских условиях тоже можно считать лучшей. Но давайте взвесим и плюсы такого изготовления. Это в первую очередь стоимость изделия. Заводские антенны будут в разы дороже. А если брать 4g антенны то разница в стоимости будет еще выше. Нельзя не учитывать и временной фактор. Некоторые виды антенн рассмотренные в этой статье можно изготовить в течение пятнадцати минут. А заказ антенны в интернет магазине и ее доставка может длиться неделями в зависимости от места расположения покупателя. Нельзя также не учитывать и творческий фактор, а также удовлетворение, которые получает человек видя результат собственного труда.

Что советуют специалисты

Самодельная wi-fi антенна изготовленная умелыми рукам может показывать гораздо лучшие результаты при тестировании чем устройства сделанные на конвейере. Так как человек при выполнении творческой работы, вкладывает в ее свою душу и стараться выполнить ее как можно качественнее. Поэтому, если есть определенные технические способности, то доставьте себе удовольствие и и изготовьте такую антенну для себя самостоятельно.

Читать далее

Оставьте комментарий

Adblock detector