Найчастіше необхідно передати сигнал від бездротової точки доступу на велику відстань, наприклад, забезпечити зв’язок між квартирою і гаражем на околиці. Стандартного диполя, що поставляється з роутером, як правило, недостатньо для виконання таких завдань, і потрібним рішенням може стати спрямована антена-біквадратічнимі для WiFi, яка виступає як пасивний підсилювач сигналу. У наведеній статті розглядаються креслення та інструкція по самостійному виготовленню такого пристрою в домашній майстерні.
Биквадратные антени Wi-Fi
Посилення сигналу і передачу його на великі відстані при правильно зібраної антени – до 2 км в умовах міських забудов — в самому поширеному вайфай діапазоні 2,4 ГГц виконується за допомогою різних типів спрямованих антен. Одна з них – биквадратная, по-іншому звана по імені її конструктора, – Харченко. Вона складається з наступних елементів:
- прийомо-передавальної рамки у вигляді подвійного (або у кратному кількості двох) ромба;
- рефлектора, виготовленого з алюмінію, оцинкованої сталі або мідної пластини;
- фідерної лінії, роль якої виконує коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 Ом;
- роз’ємів і перехідників.
Креслення подвійного саморобного биквадрата
На додаток до вищесказаного слід зазначити, що при виготовленні антени під певну частоту дуже важливо дотримуватися всі розміри, які наведено нижче (спільно з кресленням):
- первинне значення кута між плечима рамки – 90 градусів, далі при виставленні зазору він трохи зміниться до потрібної величини;
- зовнішня довжина кожного ребра квадрата – 30,5 мм, відхилення допустиме в межах 0,5 мм, не більше;
- величина зазору між центральними вигинами – 1-5 мм, вибирається безпосередньо під час налаштування;
- рефлектор виконаний у вигляді прямокутника із сторонами 100 х 120 мм.
Зверніть увагу! Ще раз варто нагадати про важливість дотримання точних розмірів. Під цим мається на увазі те, що антена повинна бути абсолютно симетричною відносно її центральній частині, незалежно від величини довжини граней.
Матеріали і інструменти
Перш ніж перейти до інструкції, як зробити біквадратічнимі на вай фай, необхідно визначитися з набором інструментів і матеріалів, які однозначно знадобляться під час роботи:
- пасатижі, качкодзьоби, бокорізи (кусачки), ножиці по металу, ніж, паяльник або паяльна станція;
- припій, флюс, паяльна кислота;
- мідний дріт діаметром 1,8 мм (перетин 2,5 кв. мм);
- листовий метал товщиною до 1 мм (алюміній, оцинковане залізо, підійде навіть односторонній фольгований текстоліт);
- коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 Ом;
- роз’єм (якщо потрібно, з перехідником для підключення до роутера, рідше N-type, частіше RP-SMA.
Важливо! Слід дуже уважно поставитися до типу роз’єму, тому що RP-SMA і SMA конструктивно ідентичні, але при цьому несумісні фізично, вибирати потрібно чітко під обладнання.
Поради і техніка безпеки
При виготовленні такого точного обладнання, як СВЧ-антена, рекомендується взяти до уваги декілька порад:
Порада 1. При роботі з мідним дротом, при створенні загинів, що потрібно оперувати не зовнішньої, а внутрішньої величиною довжини ребра биквадрата що описується в цій статті, Lвн = 30,5 – 3,6 = 26,9 (мм). При допуску до 0,5 мм це значення можна округлити до 27 мм. Також для забезпечення повірки краще створити малюнок-шаблон у апример, для пристрою, реальному масштабі, намальованим лініями товщиною 1,8 мм, після чого, прикладаючи до нього майбутню антену, звіряти точність виготовлення.
Порада 2. Якщо дріт спочатку має дрібні вигини (хвилі), не треба намагатися її виправити за допомогою пасатижів, це не призведе до потрібного результату. Замість цього потрібно знайти дерев’яний брусок, зафіксувати його на столі (струбцина, саморізи і т. д.). Надіти тканинні рукавички і, відступивши від краю дроту 30 – 40 см, надійно схопити її.
Кінець потрібно взяти пасатижами, далі від початку і до місця захоплення, перегинаючи дріт через край бруса, кілька разів із зусиллям виконати протяжку (в одну сторону). При такому методі всі дрібні нерівності будуть стовідсотково усунені. Якщо довжини вирівняного ділянки недостатньо, потрібно повторити процедуру від кінця вирівняного ділянки і вище, але вже проклавши між губками пасатижів шматочки оргаліту, щоб не дряпати мідь.
Порада 3. В тому випадку коли використовується оцинкована сталь, пайку елементів потрібно проводити за допомогою паяльної кислоти. Якщо в якості матеріалу був обраний алюміній, з’єднання виконуються за допомогою заклепок або різьблення (болти та гайки), пайка цього металу в домашніх умовах неможлива без спеціалізованого обладнання.
Техніка безпеки при проведенні монтажних і паяльних робіт. В першу чергу слід пам’ятати, що при роботі з металами потрібно використовувати захисні окуляри. Якщо планується застосування верстатів з обертовими елементами (наждачний круг), категорично заборонено використання рукавичок. Рукави повинні бути не довше, ніж до ліктя, а волосся прибрані за допомогою гумки або бере.
Другим важливим правилом є дотримання норм при виконанні пайки. Приміщення, де проводяться роботи, повинне добре провітрюватися. Використання захисних окулярів обов’язково. При впливі високих температур на каніфоль, флюс або кислоту утворюються пари, які можуть потрапляти в легені, тому бажано застосовувати щільно прилягає респіратор з вугільними фільтрами.
Рамка для подвійний биквадратной антени
Рамка для антени Харченко виготовляється наступним чином:
- від выправленной дроту откусывается відрізок, довжина вибирається виходячи з того, який розмір буде мати пристрій разом 260 мм;
- за допомогою качконосів та повірочного креслення надається потрібна форма, надлишок дроту видаляється кусачками;
- у центральній частині виходять два примикають кінчика, їх потрібно спаяти так, щоб вони не торкалися до протилежного кута, який потрібно залудити.
Зверніть увагу! Додатково посилити радіохвилю можна, збільшивши кількість рамок в конструкції (посилена биквадратная вай фай антена). Такий подвійний біквадратічнимі або подвійна WiFi-антена своїми руками виготовляється так само, як і звичайний варіант. Відмінною рисою буде те, що довжину заготовки з дроту потрібно буде збільшити ще на 24,4 см, а в креслення додати з кожного боку ще по дві рамки.
Слід також пам’ятати, що для крайніх квадратів відсутнє центральне з’єднання, вони просто перетинають один одного, а між ними укладається ізоляція.
Виготовлення випромінювача
Випромінювачем для антени типу біквадратічнимі буде служити відрізок центральної жили коаксіального кабелю. Його потрібно зачистити таким чином, щоб довжина становила 10-20 мм, при цьому екрануючий шар також необхідно зберегти. Зробити це можна, знявши верхній шар ізоляції, надрізавши і загорнувши зовнішню оплітку фольгу тому. Оголиться другий ізолюючий шар, який видаляється безпосередньо за потрібними розмірами.
Рефлектор
Як вже говорилося вище, рефлектор – це звичайна металева пластина, при виготовленні потрібно враховувати наступні особливості:
- відрізаючи заготівлю, потрібно пам’ятати, що не повинно виникати ніяких вигинів матеріалу;
- у центральній частині, провівши діагоналі, заздалегідь необхідно просвердлити отвір під діаметр ізоляції основний жили коаксіального кабелю;
- краю пластини потрібно обробити шкіркою або на наждачному колі, прибравши задирки.
Оптимальний відбивач
Коли говорять про оптимальному відбивачі, мають на увазі його позитивний вплив на коефіцієнт посилення всієї антени в цілому. На це впливають два параметра:
- Матеріал. Загальноприйнято, що кращим металом тут є оцинкована жерсть, на другому місці – алюміній і тільки потім мідь.
- Площа. Чим вона більше, тим краще, умовне стартове значення – 12000 кв. мм.
Розташування антени
Якщо говорити про розташування рамки над поверхнею рефлектора, спочатку потрібно визначитися з відстанню між ними. Воно буде кратно значення, що отримується діленням довжини хвилі на 10. У випадку з частотним діапазоном 2,4 ГГц ця величина дорівнює дуже зручним 5 мм.
Біквадратічнимі доцільно розташовувати на пластиковій трубочці, вирізаної з корпусу кулькової ручки, в межах якої прокладено два недотичних дроти, що з’єднують центральну жилу і рефлектор (до нього, в свою чергу, припаюється загальний провід-оплітка) з двома кутами в центрі резонатора.
Коли мова йде про просторовому положенні всієї конструкції в цілому, тут все стандартно – пара антен повинні бути спрямовані максимально точно один на одного.
Підключення до роутера
Провести підключення отриманої антени до прийомо-передавальної частини роутера можна трьома способами:
- через роз’єм типу N, SMA або RP-SMA безпосередньо до гнізда;
- за допомогою перехідника до гнізда антени на платі роутера;
- методом пайки до контактним майданчикам (найгірший варіант).
Тести антени
Тестування антени виробляють при вже повністю зібраному пристрої, що не заважає і її настроювання, яка поряд з поворотом випромінювача виконується шляхом зменшення або збільшення центрального зазору биквадрата. При цьому кожен раз перевіряється якість посилення за допомогою спеціалізованих програм, типу WiFi Analyzer.
Після досягнення оптимального результату величина зазору фіксується крапелькою термоклея. Слід зауважити, що в середньому вдається домогтися коефіцієнта посилення 10 dBi, що вистачає для впевненої передачі сигналу на 2 км.
Про дальність дії вай фай антен
При кількісній оцінці дальності розповсюдження радіосигналу використовується формула для обчислення коефіцієнта підсилення Ку = Ко*10*log(A1/A0), де Ко – коефіцієнт послаблення, який виникає внаслідок поглинання потужності хвилі різними перешкодами (бетон, дерево, вода, залізо і т. д.), А1, А0 – амплітуда прийнятого і випроміненого сигналу, відповідно.
Слід зауважити, що теоретичні розрахунки – досить трудомістка річ, яка передбачає попереднє побудова карти, діаграми спрямованості і введення коефіцієнтів всіх матеріалів. Тому виміри найкраще робити емпірично, домагаючись максимального показника коефіцієнта посилення. До речі, багато джерел кажуть, що сигнал 2,4 ГГц при використанні биквадрата можна підсилити так, що дальність передачі даних буде досягати 25 км. Це твердження не є вірним, найбільша відстань, на яку вдається передати інформацію, складає близько 5 км.
Як видно з опису, антена Харченко для Wi-Fi-роутера — досить простий у виготовленні саморобний біквадратічнимі, який може значною мірою допомогти там, де необхідно підсилити слабкий сигнал. Головне при виготовленні такої конструкції — уважність і точність.
