Wi-fi антенна: мастер-класс по изготовлению и проектированию мощных самодельных устройств. Антенна для усиления сигнала вай фай

Инструкция по изготовлению антенны "двойной" Bi-Quad (двойная восьмерка) W-LAN - антенны на 2,4 Ghz для wi-fi.

"Двойная восьмёрка" - это продолжение Bi-Quad, усиление которой на 2 dB выше, т.е. составляет примерно 12 dB. При постройке обратите внимание на то, что медные провода в местах пересечения не соприкасаются. После постройки "двойную восьмёрку" желательно покрыть лаком, чтобы избежать окисления/коррозии. О том, как важно выдержать расстояние в 15 мм между отражателем и медным проводом, свидетельствуют две приведённые ниже фотографии :

Для того, чтобы не возникали вопросы (в первом посте были) рассмотрим постройку антенны с круговой диаграммой, в данном случае что-то около 270°.

Сначала из медной пластины (или другой жести/материала) нужно согнуть трубу диаметром 70 мм и высотой прим. 100 мм. Затем согнуть из медного провода прямой 6-ти элементный Quad и с помощью, например, бутылки придать ему соответствующую, изогнутую форму. Повторюсь для читающих не очень внимательно: расстояние от медного провода до рефлектора по кругу должно быть 15 мм! Важно, чтобы перекрещивающиеся провода не касались друг друга!

Конечно, это не единственно правильный вариант постройки такой антенны. Антенну с круговой диаграммой можно сделать и крупнее,

В этом случае потери сигнала в антенном кабеле будут сведены к минимуму.

В идеале это должно выглядеть немного по-другому, примерно так:

но это не так важно, главное - вы сможете по печати повторить размеры. Для изгибающих "двойную восьмёрку" - крайние квадраты не используются . У кого нет принтера, тот для изготовления рамки пользуется следующим рисунком: приведены размеры для провода диаметром 2,5 мм

"Тройная восьмёрка" - очередное продолжение "двойной восьмёрки", козффицент усиления "тройной восьмёрки" может составить 14 dB или немного больше. Так выглядит окрашенная "тройная восьмёрка", в общем, не плохо:

Для начинающих! Обратите внимание, что стойки, поддерживающте антенну на расстоянии 15 мм от отражателя, должны быть сделаны из диэлектрического материала!

Рассмотренные выше "двойную восьмёрку" и антенну с круговой диаграммой можно смонтировать вместе, в один корпус:

С другого.

Антенна закрыта. Для изготовления защитного корпуса использовался отрезок пластмассовой трубы диаметром 125 мм, которые используют в сантехнике, крышка сделана из 2-х сантиметровой пластмассы. Крепёжная верхняя гайка - из пластмассы. Покрасить можно в любой цвет.

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.

A,дБи	30	20	18	16	15	14	13	12	10	9	6	5	3	2	1
A1/A0	1000	100	≈64	≈40	≈32	≈25	≈20	≈16	10	≈8	≈4	≈3.2	≈2	≈1.6	≈1.26

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.

Это простоя в изготовлении и очень мощная как пушка Wi-Fi антенна. С помощью неё можно принимать и передавать Wi-Fi сигнал не то что на сотни метров, а на несколько километров!
Антенна-пушка напоминает вид космического бластера и так же как это фантастическое оружие имеет направленное и очень мощное действие.

Это направленная антенна. И именно это свойство дает большое расстояние приема из-за большой концентрации сигнала в одном направлении.

Схема-чертеж антенны

На чертеже представлены размеры между элементами антенны. Её резонансная частота настроена на середину частоты Wi-Fi 2,4 ГГц.

Для изготовления антенны понадобится

• Длинная шпилька с гайками.
• Металлический лист, я взял медный, так как он очень просто режется. Вообще можно взять и жесть от консервных банок.
• . Но можно подключить уже к имеющемуся роутеру.

Изготовление мощной Wi-Fi антенны-пушки

Прежде чем приступить к изготовлению антенны, нужно знать, что любое отклонение от заданных размеров сильно ухудшит ее характеристики. Поэтому все нужно делать максимально точно.
Берем лист металла и примерно размечаем центры диаметров кругов. Затем сверлим центра. Для точности, место перед сверлением керним или проходимся тонким сверло, а затем толстым. В итоге диаметр отверстия должен быть чуть больше шпильки.

Затем берем циркуль и вычерчиваем кругляши на металле.

Вырезаем сначала квадрат.

Потом вырезаем аккуратно круг.

Получились круги для антенны.

Взял длинную шпильку. Обрезал лишнее по длине антенны, учитывая ширину гайки.

Вот и готовый комплект для сборки.

Собираем антенну. Все очень просто, как конструктор в детстве.

Для контроля размеров рекомендую использовать металлическую линейку, так как она более точная.

В последних двух дисках необходимо сделать отверстия для подключения кабеля.

Разъем с кабелем мы сделаем из старой антенны от роутера или адаптера.

Снимаем верхний кожух.

Срезаем изоляцию. Антенна отцепилась сама, потому что была запрессована.

Далее отпаиваем металлический колпак.

И разъем для подключения готов.

Лудим диски. Медь в этом плане отличная штука. Как-то я делал такую антенну из корпуса старого компьютера, так там приходилось лудить с кислотой.

Пропускаем через отверстие последнего круга кабель и припаиваем экранирующую обмотку к диску.

Теперь среднюю жилу пропускаем в отверстие второго диска и припаиваем.

Антенна почти готова. Я установлю ее на кронштейн от фотоаппарата. Будет такой домашний вариант.

К выходу разъема прикручиваем .

Можно примотать его изолентой или скотчем к кронштейну.

Я поставлю антенну на окошко и направлю на объекты, где может быть сигнал.

Ого, сколько сетей появилось. Хотя раньше я ловил сигнал только своего роутера. В нашем городе не много точек для доступа.

Результат поразительный.

Дополнения

Чтобы усилить эффект, я решил установить такую пушку на крышу. Но для этого мне необходимо припаять вместо разъема обычный экранированный кабель, который я использую для спутниковой тарелки.
С помощью такой мощной Wi-Fi пушки - антенны можно передать сигнал в гараж, на работу, в школу, на дачу. Все материалы доступны абсолютно каждому, а делается все очень просто.Более подробную инструкцию по сборке можно узнать посмотрев видео ниже. Так же там показаны более широкие испытания этой мощной Wi-Fi антенны.

PS: Если вы будете делать уличный вариант, то для изоляции и от коррозии всю антенну будет неплохо покрасить обычной краской по металлу.

Часто владельцы больших квартир и многоэтажных частных коттеджей хотят беспрепятственно пользоваться интернетом в любом уголке своего дома. Но мощности вай фай маршрутизатора не всегда хватает. Для улучшения качества сети может быть использована антенна для wi-fi роутера. Своими руками нетрудно изготовить конструкцию любой мощности и направленности.

По умолчанию роутер заводского изготовления оснащен всенаправленными антеннами с коэффициентом мощности 2dB. Он передает интернет сразу во всех направлениях. В результате сигнал «растягивается» по всему периметру и слабеет.

Если на пути сигнала находятся одна или две стены, импульс может не пройти сквозь них и в дальнем помещении сети не будет. Положение исправит покупная или самодельная вай фай антенна для роутера большей мощности.

Всенаправленная антенна особо ситуации не изменит, так как сигнал по-прежнему будет уходить в разные стороны.

Лучше сделать антенну для вай фай роутера направленного действия. Устройство сконцентрирует сеть в более узком секторе и существенно увеличит силу сигнала.

Владельцам коттеджей, которые хотят пользоваться интернетом не только дома, но и на участке, понадобится внешняя антенна для роутера. Ее можно купить, но лучше сделать своими руками. Если это будет направленная антенна, она сможет охватить сетью конкретный участок, не раздавая интернет по сторонам. Изготовить ее совсем нетрудно.

Направленная антенна своими руками

Наиболее популярна и проста в изготовлении самодельная антенна для wi-fi роутера из металлических банок. Сделать ее просто, но слишком большого увеличения сигнала она не даст.

Если необходимо улучшить качество сети в своем доме и на прилегающей территории, потребуется изготовить более мощное устройство.

Комплектующие для сборки

Антенна с биквадратом

Усиление с биквадратом изготовленное своими руками

Как сделать wi-fi антенну для роутера:

1. возьмем трубочку из меди длиной 10-11 см. С одного конца сделаем спил 1-2 мм, удалив часть стенки;
2. из куска проволоки сечением 1.2 мм и 30 см длиной сделаем биквадратный контур с рабочей стороной 3,5 см. Для этого отмерим 15 см и согнем проволоку на 90 °. Далее доведем конструкцию до квадратной восьмерки и обрежем концы. Они не должны доходить до середины проволоки на 2 мм. Зачистим;
3. возьмем кусок текстолита, покрытого фольгой, и в середине сделаем отверстие. В него должна с трудом входить трубка из меди;
4. припаяем трубочку к текстолиту под углом в 90°;
5. на стенку трубки прикрепим медную конструкцию так, чтобы ее середина не соприкасалась с трубкой и не доходила до текстолита на 1 см;
6. внутрь трубки протащим кусок провода РК-50. На середину восьмерки «посадим» жилу. На другой конец кабеля припаяем разъем.

Полученная антенна к роутеру монтируется в вертикальном положении. Свой девайс подойдет для создания связи стандарта 802.11 n на территории квартиры, двора или между домами.

Другие самодельные устройства

Любая wi-fi антенна для роутера своими руками проста в изготовлении. Такое устройство вполне может заменить стоковую антенну на 2-3 dB, входящую в комплект маршрутизатора и увеличить зону покрытия более чем в два раза.

Для использования на улице подойдет выносная антенна для роутера на 8-10 dB, изготовленная из спутниковой тарелки. Для этого следует модернизировать покупную тарелку, расположив в центре самодельную антенну и соединив ее с роутером. Конструкция устанавливается на самом высоком месте дома.

Самодельная wi-fi антенна

Кроме тарелки для изготовления антенны можно использовать самоделку из обыкновенной фольги. Но в этом случае ее нужно будет укрыть от дождя и ветра, поместив на чердак или в другое закрытое место.

Для стабилизации сигнала в небольшом помещении можно изготовить штыревую антенну. Это аналог стоковой антенны, которой комплектуется вай фай роутер. Такое девайс, сделанный своими руками, намного мощнее и лучше раздает сеть.

Для его изготовления требуется кусок медной проволоки и BNC разъем. Припаяв конец проволоки к «маме» разъема, необходимо через 61 мм от основания скрутить из проволоки кольцо. Затем через 91 мм обернуть еще одно кольцо и через 83 мм от последнего кольца обрезать проволоку. Антенна на wi-fi роутер готова.

Существует множество других конструкций самодельных устройств. Какой вариант антенны для роутера выбрать - зависит только от пользователя, его потребностей и способностей. Любая самодельная вай фай антенна для роутера поможет улучшить качество сигнала в разы.

Антенна для WIFI роутера – радиотехническое устройство, предназначенное для приема и передачи сигналов беспроводного WIFI интернета. WIFI антенны подключаются к передатчику или приемнику (ноутбук, ПК и т.п.) с помощью антенных кабелей и WIFI адаптеров (усилителей).

WIFI антенны излучают сигнал во всех направлениях. Но в реальных условиях эффективность передачи сигнала в разных направлениях неодинакова. Свойства направленности антенны характеризует диаграмма направленности. Самая простая диаграмма направленности у всенаправленной WIFI антенны, которая излучает одинаковую энергию во всех направлениях. Для WIFI антенн различают круговую, секторную и узконаправленную диаграммы направленности (ДНА). Диаграммы направленности изображаются в виде двух сечений – вертикального и горизонтального.

WIFI антенны бывают направленные и всенаправленные, внутренние и внешние. Важными параметрами WIFI антенн являются коэффициент направленного действия (КНД), коэффициент усиления (КУ), входное сопротивление и рабочая полоса частот. WIFI антенны работают в диапазоне 2,4 ГГц.

Штатная антенна для роутера d link практически всегда имеет КУ 2dBi.

Если требуется покрытие беспроводной связью большой площади (площадка перед офисом или двор), то необходим роутер с внешней антенной. Она сконструирована в крепком водонепроницаемом корпусе, способна выдерживать непогоду, ветер, температурные перепады. Крепятся такие антенны на мачтах или кронштейнах.

Внутренние антенны WI-FI отличаются компактностью. Они крайне удобны для работы в пределах помещения.

Всенаправленная антенна (Omni-directional)

Всенаправленная антенна чаще всего используется в оборудовании для беспроводных сетей. Для такой антенны характерно равномерное покрытие территории во всём радиусе действия. В основном, всенаправленная антенна представляет собой штырь, который устанавливается вертикально. При этом сигнал распространяется в плоскости, перпендикулярной его оси. Такие антенны, в сравнении с направленными, обладают заметно меньшим коэффициентом усиления.

Коэффициент усиления антенны – 8 дБ, длина – 520 мм, диаметр – 19 мм. Антенна удобно располагается на мачте, на крыше дома либо автомобиля. Мощности антенны хватает для работы на скорости 1 Мбит в радиусе до 1800 метров, а 54 Мбит – до 600 метров.

Направленная антенна (Directional antenna)

Такая антенна хорошо подходит для сети по типу точка-точка. Для компьютера, который должен соединяться с точкой доступа либо с другим компьютером лучше использовать направленную антенну. Такой антенной можно “пробить” даже непробиваемые стены.

Примером такой антенны является антенна WAN-2118 типа Yagi. Коэффициент усиления такой антенны составляет 18 дБ.

Антенна обеспечивает приём на скорости 1 Мбит/с – до 5 Км, 54 Мбит/с – до 1.5 Км.

Самодельная антенна для роутера

Существует много вариантов самостоятельного изготовления Wi-Fi антенн. Изготовленная антенна для роутера своими руками не будет уступать по характеристикам купленной модели. Для примера возьмем изготовление « антенны-насадки» . К такой антенне ВЧ–излучение подводится без применения кабеля. Антенна закрепляется на штатной штыревой антенне Wi-Fi роутера.

Сначала определим параметры антенны. Для Wi-Fi используется несколько каналов (частот). Первый канал работает на 2412 МГц, второй – 2417 МГц, третий – 2422 МГц и т.д. Каждый канал смещен относительного предыдущего на 5 МГц. Поэтому, зная частоту работы роутера можно произвести расчёт размеров антенны. Для примера, возьмем шестой канал – 2437 МГц. и будем для нее выполнять расчёт.

Расчет параметров антенн можно произвести в программе mmana-gal, а скачать её можно по это ссылке: http://depositfiles.com/ru/files/2zjnh48lu

В этой программе можно моделировать практически любую антенну, и встроена большая библиотека готовых антенн.

Основное излучение концентрируется по направлению волнового канала. Для изготовления антенны необходимо полметра провода сечением 1,5 кв.мм, кусок гофрированного упаковочного материала и колпачок от ручки (его диаметр должен быть немного больше диаметра Wi-Fi антенны роутера).

Необходимо отрезать полосу картона 150х20 мм (несущая часть антенны). Соответственно размерам на рисунке ниже, из провода нужно нарезать вибраторы антенны и собрать всю конструкцию.

После этого нужно надеть собранную «насадку» на штатную антенну Wi-Fi роутера и сориентировать её в необходимом направлении.

WIFI всепогодная точка доступа своими руками