Посилення Wi-Fi сигналу за допомогою біквадратних антен.

Наша сеть партнеров Banwar

Сьогодні я хочу торкнутися теми посилення Wi-fi сигналу за допомогою антени яку легко виготовити в домашніх умовах. Дуже корисна інформація для параноїків і просто людей, які турбуються про свою анонімності в мережі. Завдяки такому девайсу можна спокійно ловити Wi-Fi сигнал на великих відстанях, наприклад з MacDonald.

Виготовлення антени для Wi-Fi в домашніх умовах з підручних матеріалів:

На той час, як дописувався цей текст, дві представлені на фотографії антени вже кілька днів працювали в кінцевих точках приблизно двухсотметрового линка «з вікна у вікно». Ось як це виглядає з одного боку - точка доступу з антеною закріплені над вікном в офісі, вид знизу:

А тепер про це по-порядку.

Навіщо?

Є безліч ситуацій, коли показано застосування зовнішніх антен. Під зовнішньої в даному випадку я маю на увазі антену, що підключається замість штатної з комплекту пристрою. Найбільш типові ситуації застосування спеціальних антен зводяться до трьох найбільш характерних випадків:

1. Для збільшення зони покриття точки доступу бездротової мережі. В такому випадку зазвичай ненаправленная (всенаправленная) штатна антена замінюється на так же ненаправлену, але більш ефективну.

2. Для поліпшення ефективності зони покриття, поєднаної з зручністю розміщення бездротової точки доступу і антени. Звичайна ситуація, якщо необхідно забезпечити впевнений сигнал в обмеженому, але порівняно великому приміщенні, а точку доступу з антеною найзручніше розмістити на одній зі стін або в кутку. Для цього випадку підійде антена з секторної діаграмою спрямованості (широконаправлені). Крім того, спрямовані антени можуть стати в нагоді для вирішення завдання зменшення взаємного впливу близько розташованих бездротових мереж.

3. Для створення бездротового мосту на більшій відстані. Для цього випадку призначені вузькоспрямовані антени. «Далекобійність» безпосередньо залежить від того, наскільки вузький пучок радіохвиль забезпечує конструкція антени.

Згаданий вище випадок бездротового моста приблизно на двісті метрів більше схожий на третій варіант, однак з огляду на «несерйозності» відстані цілком згодяться спрямовані антени з досить широкою діаграмою спрямованості.

Тут варто відзначити один факт - ціни на окремі Wi-Fi антени можна порівняти з цінами на самі бездротові пристрої. І якщо в ніші вузько антен з коефіцієнтом підсилення понад 18dBi це ще хоч якось виправдано (самостійне виготовлення таких антен вимагає деякого досвіду, ретельних розрахунків і високої точності виконання), то при менших вимогах частенько буває цілком резонно спробувати свої сили з антенностроеніі.

Вибір конструкції антен спрощувався тим, що не потрібно було дбати про захист антени від впливу зовнішнього середовища (нагадаю, встановити бездротовий міст необхідно було з вікна у вікно). Так само антени повинні були вийти досить легкими і не вимагати додаткового кріплення, крім штатного антенного гнізда бездротових точок доступу. Спираючись на кілька років досвіду виготовлення антен різних конструкцій, я прийшов до висновку, що тут як не можна краще підійде проста і перевірена добре відома схема «подвійний квадрат» (biquad antenna), вона ж зигзаг, вона ж антена Харченко.

Як?

Почну, мабуть, з згадки того факту, що насправді в інтернеті можна знайти величезну кількість матеріалів по самостійному виготовленню антен для посилення Wi-Fi, в тому числі і обраного типу biquad; для прикладу можу порекомендувати почати вивчення питання з цієї сторінки . Однак більшість представлених матеріалів, пояснюючи як, приділяють мало уваги чому. На цьому і постараюся зосередитися. І як завжди, пояснювати чому зручніше на конкретному прикладі.

Отже, перше чому - чому квадрат, а не, наприклад, шестикутник, або взагалі коло? Відповідь дуже проста. Коло був би трохи ефективніше, але квадрат мені здався більш технологічні у виготовленні. Якщо ж знадобиться помітно більший коефіцієнт посилення, краще подивитися в бік антен інших типів, наприклад спіральної або секторної панельної.

Друге - звідки взялися розміри? З довжини хвилі в вакуумі, звичайно. У розрахунку конструкції довжина хвилі бере участь кілька разів: периметр кожного квадрата близький до довжини хвилі (добиваємося, щоб резонансна частота випромінює елемента була наближена до частоти обраного каналу Wi-Fi діапазону), відстань від площини антени до відбивача - у мене восьма частина довжини хвилі ( розрахунок виключно з точки зору поширення електромагнітного випромінювання показує, що треба робити чверть, тоді різниця в шляху прямий і відображеної хвиль складе половину довжини хвилі, що з урахуванням зміни фази від відображений ия дасть складання амплітуд прямої і відбитої хвиль в напрямку, перпендикулярному площині відбивача, але насправді є й інші чинники, на зразок узгодження і КНД, тому на практиці можна прийняти, що відстань від випромінюючого елемента до відбивача має бути десь в діапазоні від 1/4 до 1/8 довжини хвилі, з технологічних міркувань конкретно цієї переробки я взяв мінімум), і нарешті, розміри відбивача - можна порівняти з довжиною хвилі (менше - гірше, багато більше - невиправдано).

У таблиці нижче представлені опорні частоти і довжини хвиль тринадцяти актуальних для нас (прийнятих в Європі) каналів Wi-Fi діапазону 2,4 ГГц.

Номер каналу Частота, МГц Довжина хвилі, мм 1 2412 124,3 2 2417 124,0 3 2422 123,8 4 2427 123,5 5 2432 123,3 6 2437 123,0 7 2442 122,8 8 2447 122,5 9 2452 122,3 10 2457 122,0 11 2462 121,8 12 2467 121,5 13 2472 121,3

Визначившись з каналом (за деякими винятками, у багатьох випадках достатньо буде орієнтуватися на середину діапазону, антена цілком задовільно працюватиме і на краях), можна приступати до виготовлення. Ось, власне, ті самі підручні матеріали, з яких скоро виникне нова антена: штатна антена, шматок мідного дроту і банка шпротів.

Взагалі-то, банку для правильного відбивача замала, але бити рекорди дальності мені й не було потрібно. Зате конструкція вийде компактніше, і бортики банки послужать захистом випромінює елементу від випадкового механічного пошкодження. І бонус у вигляді шпрот.

Задіяні інструменти і матеріали:

Для початку подивимося на «нутрощі» штатної антени, дещо від неї ще стане в нагоді.

Заготівля для випромінюючого елемента - шматок дроту, що дорівнює двом довжинам хвиль обраного каналу Wi-Fi, з розміткою для згинання.

Зігнута рамка кінцями припаяна до металевої трубки, витягнутої з штатної антени. Трубочку я трохи підпиляв, щоб вигин в центрі її не торкався. Кут в середині рамки залужён, туди пізніше буде підпаяти центральна жила.

Припаюємо конструкцію до відбивача.

Для зручності установки по висоті на трубку надітий 15-міліметровий шматочок зовнішньої ізоляції, що залишилася від очищення мідного дроту.

Залишилося тільки вкоротити до потрібної довжини кабель в обрізанні штатної антени, підпаяти куди потрібно центральну жилу і оплетку, і зафіксувати обрізок колишньої антени на відбивачі. Для фіксації зручно скористатися клеїть пістолетом. І настав час приступати до випробувань.

Хіба що можна антену ще пофарбувати. Як вона вигладить після фарбування, можна ще раз подивитися на знімку спочатку статті.

У випробуваннях брали участь дві Wi-Fi точки доступу D-Link DWL-2100AP. На одній стороні весь час була підключена антена, показана вгорі на першому в статті знімку (до речі, в банці з-під тушонки ), На іншій стороні підключалися для тесту штатна антена з комплекту точки доступу і конструкція, описана вище. Їх-то і порівняємо, показання знімалися за допомогою AP Manager by ACOWA (окрема подяка автору програми). Відстань - близько 85 метрів.

З антеною з комплекту.

З свіжовиготовленої антеною «подвійний квадрат».

Як то кажуть, коментарі зайві, 8-10dBi різниці будуть зовсім не зайві.

Інші матеріали по темі:

[Всього голосів: 11 Середній: 3.1 / 5]

Вам може бути цікаво також: