Содержание
Почему технология 3G/4G жива
Стандарт беспроводных сетей поныне бессилен вытеснить технологию мобильной связи, объясняется просто: дальность действия сравнительно невелика. Замечены, конечно, некоторые другие особенности — сложности идентификации, большая величина расходуемой энергии, ключевой момент в расстоянии. Рассмотрим, возможно ли изготовить направленную антенну Wi-Fi самостоятельно.
Пугает постановка вопроса. Все просто, потрудитесь освоить пару-тройку терминов. Попов, изобретая радио, мало знал, как распространяются электромагнитные волны. Просто имелось два провода-антенны — первая излучала, вторая принимала. Постепенно выяснилось: характер распространения волн атмосферой определен помимо частоты (длины волны) погодными условиями.
Немедленно оптимальные диапазоны забрало государство, обеспечив военные нужды, связь организаций. Остатки отданы вещанию, радиолюбителям.
Направленность антенны
Помимо условий распространения энергии большую роль в организации стабильного канала играют антенны. Если с диапазонами длин волн ничего поделать нельзя — заданы априорно, с антеннами возможно проводить эксперименты.
Антенны, использованные Поповым, всенаправленные. Мощность сигнала равномерно по всем сторонам света. Быстро инженеры обнаружили указанный факт, стали искать пути исправления недостатка.
Решений найдено было много. В простейшем случае излучатель помещается в фокусной точке гиперболической тарелки. Получается антенна спутникового телевидения. Эффект подобен оптическому: лучи, под прямым углом падающие на раскрыв урезанного гиперболоида, собираются фокусной точкой. Тарелка называется рефлектором — с латинского – отражателем. Передающие, приемные антенны, помещенные в фокус, работают эффективнее, нежели всенаправленная антенна Wi-Fi.
Диаграмма направленности, коэффициент усиления
Человек, далекий от инженерных расчетов, спрашивает: лучи собираются в фокусе, усиливая многократно мощность приходящего сигнала, при чем здесь передатчики? Свойства антенны на прием, передачу идентичны. Характеризуются диаграммой направленности. Кривая, круглая либо построенная в прямоугольной системе координат, показывает, сколько мощности излучается в заданном направлении.
Антенны Попова имели диаграмму, близкую формой круговым. Иначе действует направленная Wi-Fi-антенна: впереди образуется длинный пик. Высота настолько огромна, выражать приходится децибелами — относительными единицами, иначе придется нарисовать тонкую иголку посередине, ровные нулевые горизонтали по бокам. Ненаглядно.
Последний термин, с которым осталось ознакомиться, — коэффициент усиления антенны. Отношение пиковой мощности основного направления к мощности, излучаемой в аналогичных условиях всенаправленной антенной. Параметр исчисляется сотнями единиц, выражается децибелами (20 дБ).
Легко понять, почему направленная антенна Wi-Fi столь эффективна — усиливает сигнал многократно. Самодельные модели, рассмотренные ниже, лишены столь грандиозных показателей, даваемые 6 дБ выигрыш приносят больший, нежели 2 дБ стандартной антенны, идущей комплектом с роутером.
Простейшие варианты самодельных антенн Wi-Fi
Способ 1
Мастер-класс SLTV устами ведущей-блондинки поведал о двух известных способах сделать антенну роутера направленной. Вперемешку высказана главная идея — штырь, торчащий из небольшой коробочки, снабжен рефлектором. О помещении излучателя в фокус говорить не приходится, нулевого эффекта не предвидится.
Простейший способ — снабдить антенну лазерным диском блестящей стороной наружу. Механика проста: алюминиевый слой печатного, записываемого изделия отлично отражает любые длины волн, в разумных пределах.
Диаграмма направленности штыря резко изменится — напротив, перпендикулярно диску, появится ярко выраженный максимум. Придется расположить шпиль горизонтально, вершиной к потребителям, либо большая часть энергии уходит ввысь. Блондинка, мило улыбнувшись, сказала: помимо указанного метода имеется более продвинутый сделать направленную антенну своими руками.
Способ 2
Понадобится пустая, высушенная банка из-под пива, другая аналогичная. Донышко отрезается, горлышко отделяется периметром, оставить нужно узкий перешеек шириной пару сантиметров.
Боковина рассекается прямо вдоль, диаметрально противоположно перешейку. Стенки разравниваются. Теперь через отверстие яйцевидной формы, откуда сорвана открывалка, рефлектор надевается на антенну.
Скругленная стенка напоминает параболоидную тарелку с урезанными краями. Достоинство решения: можно вращать отражатель по кругу, корректируя нужное направление.
Коэффициент усиления придется регулировать умелыми руками, чутко подбирая положение рефлектора. Теперь антенна Wi-Fi направленная.
Альтернативные способы
Помимо шпиля роутера схожие действия допускается производить с маломощным модемом Wi-Fi (флэшка). Понадобится удлинитель USB. Укрепясь полученными знаниями (см. первые два способа), изготовим рефлектор, плюс защитный кожух из:
- коробки для лазерных дисков с одной болванкой на дне;
- плоского металлического сита со складными краями и небольшой пластиковой банки;
- большого проволочного сита в форме полусферы/усеченного гиперболоида;
- самодельной плетеной из тонкого кабеля конструкции с каркасом из металлического прута.
Модем-флэшка помещается по возможности ближе фокусу, шнур через прорезь в центре рефлектора уходит на персональный компьютер.
Прием, несомненно, улучшится, когда имеется Wi-Fi антенна, своими руками доведенная. Несомненным преимуществом конструкции назовем возможность произвольной ориентации главного луча диаграммы направленности. Обычно имеется один удаленный источник/приемник сигнала, туда следует развернуть модем с рефлектором.
Лирическое отступление
Пивные банки используются в помощь конструкторам спектра СВЧ. Напоминают волноводы, изнутри покрытые алюминием. Неудивительно, часто радиолюбители пытаются приспособить жесть нуждам ловли вещания.
Указанный случай типичен. Детские магазины СССР заполнили… салазками. Шло чередом, пока местные инженеры не сообразили: лежащие на полках изделия являются параболическими антеннами, отбракованные военной приемкой предметы клерки отдали продавцам. К концу дня салазки выкупили.
Отступление преследует единственной целью показать: Wi-Fi антенна легко изготавливается из подручных материалов. Прямоугольный волновод невозможно изготовить, круглый сделан пивным заводом.
Антенна-пивная банка
Чтобы сделать банку достойным рефлектором диапазона 2,4 ГГц, потрудитесь аккуратно срезать донышко. Излучателем станет четвертьволновый вибратор, сформированный куском тонкой (1,5 мм) проволоки длиной порядка 5 см. 1,5 см будут утоплены n-коннектором, 30 мм должно выступать над внутренней стенкой.
Отверстие под разъем прорезается в нижней части боковой стенки на расстоянии от дна, определяемом диаметром банки. Для 90 мм отступ составит 51 мм, для 80 — 70 мм. Придется подбирать расстояние опытным путем, испортив немало отличных пивных банок.
Дальнейшие действия очень просты — вибратор укрепляется перпендикулярно внутренней стенке, выступая на 30 мм. Диаграмма направленности шириной 30 градусов. Важное значение имеет поляризация: две банки с излучателями, направленными перпендикулярно друг другу, работать сообща откажутся.
Кстати, проволочный штырь длиной 30 мм — всенаправленная антенна Wi-Fi, своими руками изготовленная из подручного материала, предназначенная освоить частоту 2,4 ГГц. Подручные материалы – здорово! Остается дополнить штырек противовесами, играющими роль земли приемного устройства.
Модель откажется ловить частоты 900 МГц, 5 ГГц, кроме того — при выборе жестяной банки отдавайте предпочтение емкостям диаметром 7 – 10 см. Значения габаритов, выбивающиеся из промежутка, сильно понижают коэффициент усиления изделия.
Присоединить собранное устройство
В предыдущих случаях просто. Брались модем Wi-Fi, подсоединенная антенна, окружались рефлектором. Пивная банка с четвертьволновым вибратором несильно отличаются в плане стыковки: вскрыв флэшку-модем, внутри обнаружите контакты для присоединения жестянки. Имеются антенные слоты в роутерах, куда отлично впишется пивная продукция.
Естественно алюминиевое, медное изделие может заменить емкость горячительного напитка. Габариты подбираются схожими. Удачи в конструировании.
