Делаем антенны Wi-Fi

БЕСПРОВОДНЫЕ СЕТИ

Баночная антенна на 2,4 GHz

Материалы:

1. консервная банка;

2. N-гнездо ("мама") и пара винтиков;

3. Отрезок 2мм диаметром медного провода;

КОНСЕРВНАЯ БАНКА: Во-первых, понадобится консервная, из под краски, кофе. Но лучше всего подходит банка из под "Nescafe Gold 125 чашек". Естественно, пустая и чистая внутри. Диаметр банки должен быть в пределах 7.5 см - 10 см, по подсчетам, самый оптимальный размер примерно 9,2 - 9,3 см Высота банки должна быть более 13,5 см, но хорошие результаты могут давать как и более низкие, так и, конечно же, более высокие баночные антенны. Банка, или по крайней мере дно банки, должны быть из из ровной жести, не волнистой. Я пробовал также и волнистую, оптимально короткую банку, результат был такой же хороший и даже лучше, чем с банкой из абсолютно ровной жести. Так что можно свободно экспериментировать с различными банками.

Однако, не имеет смысла срезать верхний край банки. Конечно получится более-менее ровные края, но без несущей части банка легко развалится по шву.

N-гнездо: Я приобрел себе N-гнездо в на радио-рынке, однако, их можно найти и в других подобных местах. N-гнёзда есть преимущественно двух типов: закрепляемые с помощью винтов и такие, на которых есть своя гайка крепления. Нет никакой разницы какое из гнезд взять, я купил вариант с винтами (стоило около 1.5$). Но можно и использовать обычный "BNC" разЪём без каких либо потерь усиления сигнала.

Если у кабеля, выходящего из вашей wireless сетевой карты, на конце какой-то другой контакт, то будет необходимо соответствующее ему гнездо. Для продукции D-Link Это будет разьём типа "RP-SMA" или ему подобный.

Медный провод: Диаметр провода должен быть примерно 2 мм, длина примерно 3,1 см. Провод должен быть медный.

Постройка: Нужно отрезать от медного провода прямой кусок длиной примерно 3,1 cм и припаять его к центральному контакту N-гнезда, держа провод как можно прямо. При этом нужно следить, чтобы случайно не замкнулись центральный контакт с боковым. Волновод, или он же кусок провода, после закрепления его на внутренней поверхности банки, должен быть выше этой поверхности на 3,07=~3,1 cм. Точную длину лучше измерить уже закрепив гнездо к банке и померив. Чем точнее размеры, тем лучше результат и тем сильнее сигнал.

Теперь нужно рассчитать по диаметру своей банки подходящее расстояние от волновода (куска провода) до дна банки. Для этого расстояния хорошо подходит ? длины волны проводника (guide wavelength). Это расстояние означает расстояние от внутренней стенки банки, а не от того места, где кончается стенка банки. Необходимо также точно просверлить и отверстие, т.к. от правильности расстояния зависит то, как волны будут интерферировать (отражаться) и, соответственно, как усилится или ослабится сигнал. Чем точнее размеры, тем лучше результат и тем сильнее сигнал. Волны отражаются от внутренних стенок банки и поэтому, при поиске правильного

места следует учитывать, что дно банки находится выше, чем конец стенки. Затем следует просверлить в правильном месте отверстие, чтобы нормально закрепить гнездо. При необходимости просверлить отверстия и для винтов крепления. Если под рукой не окажется сверла, то можно использовать гвоздь и напильник. Теперь осталось закрепить на стенку банки N-гнездо с припаянным к нему отрезком провода. Не помешает счистить краску в месте крепления, что улучшит контакт гнезда с банкой. Антенна готова, можно подсоединять кабель и начинать опробовать.

Направление: Сила сигнала во многом зависит от направления, так что направлять антенну надо достаточно точно. Я например направляю так, что прежде устанавливаю её в горизонтальном направлении, а затем осторожно двигаю в вертикальном направлении. Направлять надо почти так же как ствол ружья, т.е. прямо по направлению к цели. Но иногда бывает и так, что связь лучше всего тогда, когда направление антенны не совсем совпадает с направлением на точку прицеливания. Надо просто пробовать.

Крышка: Для защиты от излучения неживой и живой природы необходимо закрыть чем-нибудь открытый конец антенны. Например, подходящей пластиковой крышкой, которая пропускает микроволны. Подходит крышка или нет можно проверить в микроволновой печи, поскольку она работает на подобных частотах. Помести испытуемую крышку в микроволновую печь вместе со стаканом воды (т.к. пустую или почти пустую печь нельзя включать), включи на 1-2 минуты, до тех пор пока не закипит вода. И если обнаружишь, что вместе с водой нагрелась и крышка, то данный материал не годится для того, чтобы закрыть отверстие антенны, т.к. он не пропускает микроволны. Для удаления конденсата можно сделать маленькое отверстие в нижней части антенны. Но практика показывает что лучше герметизировать антенну полностью, к примеру эпоксидной смолой или герметиком. Сверху лучше всего покрасить акриловой краской или любой другой не содержащей металлы.

Это должно предотвратить быстрое ржавление антенны. Вообще, ржавчина ослабляет сигнал, да и консервные банки ржавлению долго не противостоят. Также ослабляет сигнал каждое соединение или каждый метр кабеля, соединяющий антенну и сетевую карту. Так что все соединения должны быть тщательно заделаны в штекера и желательно герметичны что бы не окислялись от влаги. Мой приблизительно 10 метровый кабель ослабляет сигнал как минимум на пару децибел. Так что, чем лучше соединение тем лучше.

Тех. характеристики:Использовалась Buffalo AirStation WLI-PCM-L11G карту, на частоте 2425 МГц. Access point находится на на мачте , на удалении примерно 1-1,5 км. Наилучший стабильный сигнал, который я получил, направляя точно мою банку, был таким:

Link Quality: 13/92 (качество соединения),

Signal level: -85 dBm (уровень сигнала),

Noise level: -98 dBm (уровень шума)

Для сравнения, предыдущая "антенна", представлявшая из себя торчащий кусок провода, за которым был кусок жести, показала такие максимальные результаты:

Link Quality: 6/92, Signal level:

-91 dBm, Noise level: -98 dBm

Усиление сигнала на 3 db означает улучшение сигнала почти в два раза, в моём случае это четырехкратная разница. Link Quality примерно при 6-9 позволяет данным двигаться уже со скоростью ~150-250 kb/s, так что при 13 была бы уже довольно хорошая скорость.

Стоимость: Наша антенна обошлась примерно в 10$. Время затраченное на сборку и покраску составило около двух часов. Стоимость же новой коммерческой антенны с такими же характеристиками составляет около 180$.

Фото: