Интернет журныл о промышленности в Украине

Wi-Fi антена з банки своїми руками. Як зробити Wi-Fi антену

1. Банку.
Намагайтеся не використовувати банки з ребристими стінками, так як вони можуть викликати внутрішні відображення і розсіювання радіохвиль. В інтернеті можна знайти рекомендації по використанню банки від чіпсів PRINGLES: це не кращий варіант, по-перше, вона занадто вузька, по-друге, в ній мало металу, по-третє, вона зовсім нестійка до поганої погоди, якщо розташовувати її на вулиці .

У нашому прикладі ми використовуємо банку з під рослинного масла.

Це банку з гладкими стінками і має 83мм в діаметрі і 210мм по довжині, що відмінно підходить для наших цілей! Якщо ваша банку має хорошу пластикову кришку - не викидайте її. Кришка може стане в нагоді якщо ми будемо використовуємо нашу антену на вулиці - за умови що пластик добре пропускає радіо хвилі.

1

2. RF з'єднувач N-типу.

RF (радіочастотний) з'єднувач N-типу з фіксуючою гайкою (діаметр 12-16mm) і відрізок мідного або латунного дроту довжиною 40мм і діаметром 2 мм - наш майбутній активний елемент.

3. Кабель і роз'ємом

Також нам потрібно кабель довжиною 0.5-2м відповідний гнізда Wi-Fi карти або Wi-Fi USB адаптера на одному кінці і N-типу (чоловік) на іншому, для підключення з антеною.

• MMCX - тип роз'ємом для підключення Wi Fi карти. • MMCX - тип роз'ємом для підключення Wi Fi карти • RP-SMA - тип роз'ємом для USB адаптера

Інструменти
Стандартний набір інструментів: Консервний ніж; лінійка; плоскогубці; напилок; паяльник; Дриль з набором свердел для металу; Лещата; розвідний ключ; Молоток.
Бляшані банки різних діаметрів, довжини і матеріалів представлені в широкому асортименті на просторах нашої країни. Очевидно, що банки c різними розмірами покажуть нам різні хвильові характеристики і створять різну силу спрямованого посилення. Оптимальні довжину і діаметр для певної частоти можна вирахувати використовуючи математично функції які ми розглянемо нижче.
RF (радіочастотні) з'єднувачі можна купити в магазині радіотоварів або на ринку. N-Тип роз'єми найпопулярніші на частоті Wi-Fi (2.4GHz) з ними теж не повинно виникнути ніяких проблем - магазин радіотоварів або ринок. Активний елемент це частина антени яка фактично випромінює хвилі. На тих частотах, що ми будемо використовувати нашу антену, ідеальна товщина дроту повинна бути близько 2mm в діаметрі (допустимо невеликі відступи від розміру). Для складання активного елементу можна використовувати відрізок звичайного мідного дроту від високовольтного трифазного кабелю. Відрізок кабелю (RP-SMA кабель) для нашої антени вам продадуть в магазині радіотоварів або на ринку. У відповідності з основними законами про теорію антен, вирахувано, що довжина активного елементу для роботи в частоті 2.4GHz повинна бути приблизно 30mm, а довжина хвилі для 2.4GHz дорівнює 124мм.

Малюнок дає досить гарне пояснення розмірів ідеальної банки і внутрішнього розташування активного елементу. Зрозуміло, що ми створюємо Wi-Fi антену не для супутникового зв'язку і невеликі відступи від ідеальних розмірів не зроблять значного дії. Однак, довжина та розташування активного елементу це критичні фактори які можуть безпосередньо вплинути на працездатність антени.

Однак, довжина та розташування активного елементу це критичні фактори які можуть безпосередньо вплинути на працездатність антени

Схематична робота антени:

На малюнку показано, чому розміщення активного елементу було настільки критичним. Основна мета з якою банку «надіта» на активний елемент це направити радіохвилі в одному напрямку. На малюнку показано як активний елемент випромінює радіохвилі і як вони розходяться. Хвилі спочатку випроменені з боку закритого кінця банки відображаються, «ударившись» про дно. При правильному розміщенні активного елементу, відбита хвиля накладається на хвилю яка природно випромінюється від активного елемента в сторону відкритого кінця банки, тим самим поєднуючи випромінюється силу в одному напрямку. Якби активний елемент не був би встановлений на відстані від дна банки рівному 1/4 довжині радіохвилі, то не було б підсилює інтерференції і коефіцієнт посилення був би дуже слабкий. І якби довжина банки була б менше, ніж довжина рівна 3/4 радіохвилі, то радіохвиля не була б точно спрямована до моменту виходу з хвилеводу тобто банки.

І якби довжина банки була б менше, ніж довжина рівна 3/4 радіохвилі, то радіохвиля не була б точно спрямована до моменту виходу з хвилеводу тобто  банки

Вдосконалюємо дизайн.

Іноді, воронка може бути «надіта» на відкритому кінці Cantenna для отримання додаткової посилення. Модифікація дає нам інший тип антени, але дуже схоже на Cantenna - відомий як «циліндричні ріг» або просто «Воронка Антена». Воронка не сприяє посилення під час передачі, але збільшує чутливість антени під час прийому. Це досягається шляхом збору випромінювання з більшою площею.

Підключення антени до обладнання:

Якщо ви використовуєте Wi-Fi модем із зовнішньою антеною і хотіли б використовувати Cantenna, це не буде проблемою. Просто від'єднайте «рідну» антену і використовуючи відповідної довжини кабель підключіть Cantenna на іншому кінці. Ви можете підключиться роутера (маршрутизатора) таким же чином.

Розраховуємо антену.

• D - внутрішній діаметр банки
• Lo - довжина хвилі в відкритому повітрі, дорівнює 0.122 метра
• Lc - нижня межа загасання, МГц
• Lu - верхня межа загасання, МГц
• Lg - довжина хвилі в хвилеводі (в нашому випадку - в банку)
Lc = 1.706D
Lu = 1.306D
Lg = 1 / (sqr_rt {(1 / Lo) 2 - (1 / Lc) 2})
Для використання з адаптерами стандарту 802.11b ідеальні наступні параметри:
• Нижня межа загасання повинна бути менше 2400 МГц
• Верхня межа загасання повинна бути більше 2480 МГц

Залежність довжин хвиль і частот від діаметра

D Нижня В ерхнЯЯ Lg 1/4 Lg 3/4 Lg 1/4 Lo

мм межа межа

загасання, загасання

МГц МГц

73 2407.236 3144.522 752.281 188.070 564.211 30.716
74 2374.706 3102.028 534.688 133.672 401.016 30.716
75 2343.043 3060.668 440.231 110.057 330.173 30.716
76 2312.214 3020.396 384.708 096.177 288.531 30.716
77 2282.185 2981.170 347.276 086.819 260.457 30.716
78 2252.926 2942.950 319.958 079.989 239.968 30.716
79 2224.408 2905.697 298.955 074.738 224.216 30.716
80 2196.603 2869.376 282.204 070.551 211.653 30.716
81 2169.485 2833.952 268.471 067.117 201.353 30.716
82 2143.027 2799.391 256.972 064.243 192.729 30.716
83 2117.208 2765.664 247.178 061.794 185.383 30.716
84 2092.003 2732.739 238.719 059.679 179.039 30.716
85 2067.391 2700.589 231.329 057.832 173.497 30.716
86 2043.352 2669.187 224.810 056.202 168.607 30.716
87 2019.865 2638.507 219.010 054.752 164.258 30.716
88 1996.912 2608.524 213.813 053.453 160.360 30.716
89 1974.475 2579.214 209.126 052.281 156.845 30.716
90 1952.536 2550.556 204.876 051.219 153.657 30.716
91 1931.080 2522.528 201.002 050.250 150.751 30.716
92 1910.090 2495.110 197.456 049.364 148.092 30.716
93 1889.551 2468.280 194.196 048.549 145.647 30.716
94 1869.449 2442.022 191.188 047.797 143.391 30.716
95 1849.771 2416.317 188.405 047.101 141.304 30.716
96 1830.502 2391.147 185.821 046.455 139.365 30.716
97 1811.631 2366.496 183.415 045.853 137.561 30.716
98 1793.145 2342.348 181.169 045.292 135.877 30.716
99 1775.033 2318.688 179.068 044.767 134.301 30.716

Збірка антени.

• RF з'єднувач N-типу з затяжний гайкою (менше отворів свердлити доведеться); 40mm мідного або латунного дроту 2 мм діаметром; консервна банка з під рослинного масла 83мм в діаметрі і 210мм довжиною.

• RF з'єднувач N-типу з затяжний гайкою (менше отворів свердлити доведеться);  40mm мідного або латунного дроту 2 мм діаметром;  консервна банка з під рослинного масла 83мм в діаметрі і 210мм довжиною

Ножем для розтину консервних банок ретельно видалили верхню частину консервної банки. Спорожнили і помили її з милом в теплій воді.

Спорожнили і помили її з милом в теплій воді

• Лінійкою виміряли 62мм - відстань від дна консервної банки і відзначили точкою. Потрібно накренити зазначену точку, що б свердел не зсковзувало і отвір вийшло там де нам потрібно.

Потрібно накренити зазначену точку, що б свердел не зсковзувало і отвір вийшло там де нам потрібно

• Спочатку використовуємо свердло меншого діаметру і поступово збільшуємо до 12-16мм в залежності від діаметра RF з'єднувача N-типу.

• Спочатку використовуємо свердло меншого діаметру і поступово збільшуємо до 12-16мм в залежності від діаметра RF з'єднувача N-типу

• Діаметр отвору повинен точно відповідати діаметру RF з'єднувача N-типу. За допомогою напилки обробили нерівні краї.

За допомогою напилки обробили нерівні краї

• Обробили відрізок мідного дроту напильником і перед пайкою злегка нагріли одну сторону - входить в RF з'єднувач N-типу.

• Обробили відрізок мідного дроту напильником і перед пайкою злегка нагріли одну сторону - входить в RF з'єднувач N-типу

• За допомогою паяльника припаяли висновок до RF з'єднувачу N-типу в вертикальному положенні.

• За допомогою паяльника припаяли висновок до RF з'єднувачу N-типу в вертикальному положенні

• У нашому випадку, висота активного елементу повинна рівнятися 30.5мм

5мм

• Зафіксували RF з'єднувач N-типу на банку за допомогою затяжний гайки самого з'єднувача.

• Зафіксували RF з'єднувач N-типу на банку за допомогою затяжний гайки самого з'єднувача

• CANTENNA готова!

• CANTENNA готова

• Посилення даної Wi-Fi антени буде знаходиться в межах 10-14 dBi і променевим покриттям рівні 60 градусів. Якщо нам буде потрібно використовувати антену на вулиці - доведеться виготовити водонепроникний контейнер. Нам підійде трубa з PVC - цілком вкладемо антену в трубу з PVC та загерметізіруем за допомогою кришок і PVC клею. Необхідно пам'ятати про отвір для RF з'єднувача N-типу.