Антенна для роутера своими руками

На частоте 2,45 ГГц длина волны сигнала WiFi составляет порядка 122 мм. Мы привели кучу конструкций, но ищем все новые и новые. Поляризация у нас вертикальная… В сети приводится любопытная схема биквадрата, который выгнут вокруг медной трубы диаметра 10 см. Получается, что диаграмма направленности такой антенны искажается и растягивается по азимуту. Нигде нет моделей MMANA, чтобы посмотреть, что в точности получается, но любители утверждают, что такой ход не самый лучший (хотя ниже мы рассмотрим и его). Но о чем сегодня точно забыли, так о рупорных антеннах. А ведь они как раз отлично годятся для высоких частот, потому что для низких получаются слишком громоздкими. А может ли быть сделана антенна для роутера своими руками в виде рупора? В некоторых случаях, определенно, да.

Антенны для роутера

Антенны для роутера

Немногие задумываются над физическим смыслом антенны. Для чего же она нужна? Не подумав, многие ответят, что для усиления сигнала. Антенна для роутера, своими руками сделанная из фанеры, — это пассивная вещь, которая ничего не усиливает. Она собирает с большой площади сигнал и подаёт его в малую, где находится приемник. Это делают все антенны без исключения. Казалось бы, что может собрать вибратор? А между тем достаточно вспомнить, что волновой вибратор (кусок провода, фактически, равный длине волны) лучше полуволнового, который, в свою очередь даст сто очков форы четвертьволновому (равен четверти длины волны). То есть, чем длиннее вибратор, тем он эффективнее. При этом должны соблюдаться определенные пропорции. Это диктуется волновыми законами природы.

Вы все слышали, что оперный певец, взяв высокую ноту может разбить хрустальный стакан. Как это делается? Мастер пения ударяет слегка по прибору и слушает, какая нота польется из посуды. Это будет так называемая резонансная частота предмета. Взяв ту же ноту своим поставленным голосом, певец вызывает отклик емкости. Колебания накапливаются, усиливаются, не затухают. В результате стекло разбивается вдребезги. В точности то же самое происходит в антенне. Мало того, что она собирает волны, она еще и передает в приемник только те, которые являются резонансными. А таковыми являются основная частота, а также ее гармоники (то есть умноженные на два, на четыре и т. д. Частоты). Самодельная антенна для роутера поможет отсеить ненужное. Также сигнал будет сконцентрирован в нужном месте.

Еще очень важно правильно подвести к антенне провод. То, что мы только что сказали (прием волны и ее гармоник) позволяет изготовить так называемую гармоническую антенну, которая принимает частоты, полуволны которых являются кратными для габаритов устройства.

Например, это частоты, соотносящиеся как 1 : 2 : 4 : 6 и так далее. Правильно подведенная линия позволит ловить сразу несколько волн. Если же нарушить правила, то устройство работать не будет. Вот как нужно делать:

  1. Рисуют схематично вибратор (прямая линия), на котором схематично обозначают законы распределения токов и напряжений для всех длин волн.
  2. Если присоединить провода в точке пучности всех напряжений, то получится запитка по напряжению.
  3. Если присоединить провода в точке пучности всех токов, то получится запитка по току.
Читайте также:  Какая спутниковая антенна лучше

Именно так изготавливаются гармонические антенны. Но чтобы сделать такой, например, для частоты 3,7 МГц (диапазон КВ) нужен кусок провода порядка 80 метров. Понятно, что такой расклад не всех устраивает. Вот почему постоянно ведется поиск новых конструкций. В частности, не так давно мы публиковали процесс конструирования ферромагнитной антенны для диапазона от 3,7 до 7 МГц, которая может уместиться в кулаке. Мы не утверждаем, что она может заменить собою 80 метров провода, но какой-то эффект от нее безусловно есть, что и используется в каждом радиоприемнике.

Рупорные антенны для роутера

Чем хороша рупорная усиливающая антенна для роутера? Она проста в конструкции. Вот немного теории:

  1. любая рупорная антенна состоит из раструба и питающего волноводы; Рупорная антенна внутри
  2. составные части должны быть согласованы, иначе, как говорят очевидцы, не то что усиления не будет, сигнал вообще не пройдет через место стыка;
  3. рупор бывает разной формы, и именно он определяет тип антенны:
  • пирамидальная (урезанная пирамида);
  • секторная, секториальная (сектор из волновода, дно и потолок параллельны друг другу, боковины расходятся);
  • коническая (усеченный конус);
  • гибридная (когда форму рупору сложно назвать каким-то словом, в частности, тем, кто разбирал спутниковые конвертеры должен быть знаком рупор со ступенями).

Понятно, что если в спутниковой связи на частотах от 5 ГГц применяются рупоры, то и для WiFi они тоже годятся. Как сделать антенну для роутера? Рупоры относятся к классу устройств СВЧ. Сама антенна изготавливается из посеребренной (изнутри) стали. Это улучшает условия проводимости, позволяет волне свободно двигаться внутри, придает прочность стенкам. На практике для застекленной лоджии вполне подойдет картон, изнутри обклеенный фольгой. Фольга, как известно, сделана из алюминия, и лучше этого материала только медь. Некоторые и собирают рупорные антенны из текстолита. Затем поверхность полируется, например, ластиком, и покрывается лаком. Портал рупорной антенны можно заклеить любым диэлектриком, то есть пластиком, пенопластом и так далее.

Крепление рупорной антенны

Стыки в случае с текстолитом паяются, картон клеится. Мы бы и вовсе взяли фанеру, потому что правильная геометрия очень важна для антенны. А лист шпона все же лучше держит форму. К тому же его можно изнутри проклеить по швам, а снаружи покрыть грунтовкой, препятствующей проникновению внутрь влаги. Затем все это красится и вывешивается в любом месте. Можно даже в верхней части кормушку для птиц приделать. Изнутри следует оклеить конструкцию фольгой, по возможности ровно (хотя работать все равно будет). Мы предлагаем делать пирамидальный рупор, потому что он проще всего, а также обеспечивает приемлемую диаграмму направленности и по углу места на случай, если в нашу сеть хотят попасть люди этажом выше и ниже.

Диаграмма направленности рупорной антенны для роутера не отличается оригинальностью. Это один лепесток, который имеет ширину порядка 15 градусов (на самом деле зависит от конструкции) и по азимуту, и по углу места. Это обусловливает особенности применения. Если нужно охватить дом, то антенна ставится на высоте примерно середины где-нибудь поодаль. Так, чтобы главный лепесток охватил всех потребителей. Отличное решение, другого (более уместного), наверное, не существует. Начнем с размеров питающего волновода, на который обращается там мало внимания. Вот здесь http://users.skynet.be/chricat/horn/horn-javascript.html имеется калькулятор, при помощи которого каждый может посчитать свои параметры, подставив частоту. По умолчанию стоит 6-ой канал, то есть 2437 МГц.

Читайте также:  Домашняя антенна для телевизора

 Расположение крепления на дне антенны

Дно питающего волновода снизу пробивает штырь, который отстоит от задней стенки на четверть длины волны, а длина участка составляет половину длины волны. Считаем, сколько это будет. По формуле из физики находим саму длину волны: 299792458 / 2430000000 = 123 мм. Это длина волны в свободном пространстве. В волноводе имеется так называемая критическая волна, ниже которой он работать не может. Она равна удвоенной длинной стороне волновода. Давайте последуем совету калькулятора и возьмем стенки 90 х 60 мм. Тогда длина критической волны составит 180 мм. Вообще говоря, внутри волновода волна движется под некоторым углом. Следовательно, сама длина волны увеличивается, она равна частному от деления длины волны в свободном пространстве на косинус угла движения внутри.

Вся проблема как раз и состоит в том, чтобы найти угол. Для расчета имеются специальные формулы, которые читатели могут найти самостоятельно, мы же воспользуемся результатами, но чуть позже. Потому что для начала в калькуляторе предлагается задать размеры рупора. Не будем томить читателя процессом подбора, а приведем сразу правильные значения. По методике мы находим стороны параллелепипеда, который включает в себя раскрыв рупора (без питающего волновода). Получается:

  1. Длина P – 60 cм.
  2. Ширина Н – 25 см.
  3. Высота Е – 10 см.


Размеры внешнего портала найдены, а внутренний равняется входу в волновод. Это позволяет определить геометрию четырех стенок. Жмите на Compute и получите готовый шаблон. Обратите внимание на графу Aperture Quality (качество апертуры). В ней должна быть цифра меньшая одной восьмой волны (в нашем случае 15 мм). С исходными данными сайта выходило лишь четверть, причем сам автор не уверен в правильности. На всякий случай первый макет не клейте намертво, а испытайте для начала на местности. Обратите внимание, что ниже уже посчитали за нас длину волны в волноводе, она равна 16,85 см. Теперь можно понять, что делать со стержнем:

  • отстоит от задней заглушенной стенки волновода на 168,5 / 4 = 42,125 мм;
  • отрезок волновода имеет протяженность 84 мм;

Это очень важные параметры, которые следует четко соблюсти. Именно здесь будет сниматься сигнал со штыря. Как вести настройку участка? Штырь выступает из дна на некую длину, обычно это четверть волны в свободном пространстве, то есть 31 мм. Берете КСВ метр и начинаете двигать туда и сюда, пока не получится значение в районе единицы. Если ничего не выходит долгое время, то чуть наклоните стержень к задней стенке. В общем метод научного тыка еще никого не подводил.

Ну, вот и готова наша внешняя антенна WiFi роутера, мы прощаемся. Ровно до следующего раза, когда настанет черед поговорить о технологиях СВЧ. И не забывайте: все новое – всего лишь хорошо позабытое старое.