Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.
Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.
Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.
Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.
Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi-так они наиболее эффективны на короткой дистанции.
Направленная
Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) - в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.
Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?
Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.
Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.
Чертёж двойного самодельного биквадрата
Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.
Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.
Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.
Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.
Необходимые детали
- Металлический рефлектор-кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
- Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
- Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
- Пластмассовые трубочки - можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
- Немного термоклея.
- Разъем N-типа - пригодится для удобного подсоединения антенны.
Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента -30–31 мм.
К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).
От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.
Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.
Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.
Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата -31 мм по средней линии.
Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.
Рефлектор
Основная задача железного экрана за излучателем - отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.
Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.
Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 - определяемую особенностями данной конструкции / 4.
Лямбда - длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.
Длина волны при частоте 2.4 ГГц - 0.125 м.
Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние - 15.625 мм.
Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата - 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.
Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.
Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.
Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.
В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние - они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.
Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.
- Установить медную трубку с помощью пайки.
Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.
- Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.
Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.
Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.
Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.
Подравниваем шлицы одинаково по глубине
Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки - около 16 мм.
Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.
Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.
Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.
С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.
Подключение к роутеру
У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.
Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.
Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.
Тесты антенны
Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.
Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.
Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи- немного больше 6км.
Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.
О дальности действия Вай Фай антен
От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.
Считая WiFi антенну за изотропный излучатель - идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.
Децибел изотропный (дБи) - коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.
AdBi = 10lg(A1/A0)
Перевод дБи антен в прирост мощностей.
| A,дБи | 30 | 20 | 18 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 10 | 9 | 6 | 5 | 3 | 2 | 1 |
| A1/A0 | 1000 | 100 | ≈64 | ≈40 | ≈32 | ≈25 | ≈20 | ≈16 | 10 | ≈8 | ≈4 | ≈3.2 | ≈2 | ≈1.6 | ≈1.26 |
Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.
Наилучшее расположение антенн роутера — это вертикально вверх. Поскольку именно в таком положении сигнал Wi fi сети передается на максимальное большое расстояние. Если в Вашем компьютере нет встроенного модуля, или он не поддерживает N стандарт, Вы можете использовать специальный Wi-Fi адаптер с антенной (съемной). Антенну адаптера и роутера следует установить в одной плоскости (параллельно). Правильнее всего антенны устройств размещать вертикально, а сами устройства — на одном уровне по высоте.
Антенна WiFi роутера и принципы размещения
На мощность сигнала могут влиять много факторов. Вот некоторые рекомендации по размещению антенны беспроводного маршрутизатора и его настройке:
- лучшее расположение антенны роутера — это в центре дома
- установите антенну и машрутизатор на полке или стене над уровнем мебели
- убедитесь, что Ваш роутер имеет последнюю версию прошивки
- держите антенну от рутера дальше от окон, зеркал и стальных балок.
Так же, если ваш маршрутизатор поддерживает направленную антенну Вы можете воспользоваться ей или установить беспроводные ретрансляторы по всему дому, чтобы расширить фронт распространения сигнала.
Все точки доступа стандарта 802.11b/g комплектуются штатными миниатюрными штыревыми антеннами, которые могут быть как съемными, так и стационарными. Штыревая антенна — это самый простой вариант антенны, ее называют также несимметричным вибратором . Если штыревую антенну поставить вертикально, то в горизонтальной плоскости она будет излучать энергию во все стороны равномерно, поэтому в горизонтальной плоскости такая антенна является всенаправленной и, поэтому, утверждать о преимущественном излучении в определенном направлении невозможно. Но, в то же время в вертикальной плоскости такая антенна излучает неравномерно, а излучение вдоль оси антенны вообще отсутствует. Именно поэтому даже в случае простейшей штыревой антенны можно выделить направления, соответствующие максимальному усилению. Для штыревых антенн максимальное усиление достигается в плоскости, перпендикулярной антенне и проходящей через ее середину.
Если разобрать штатную штыревую антенну, то в большинстве случаев окажется, что длина ее активной части составляет всего 31 мм. Естественно, такая длина выбрана неслучайно. Дело в том, что частотный диапазон для Wi-Fi-устройств составляет от 2400 до 2473 МГц. Соответственно длина волны излучения варьируется от 12,12 до 12,49 см, а четверть длины волны приблизительно равна 31 мм. То есть в большинстве случаев длина штыревой антенны выбирается равной четверти длины волны излучения.
3-D, горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности антенны показаны на рисунке.
трехмерная диаграмма направленности (антенна расположена вдоль оси Z)
вертикальная диаграмма направленности
горизонтальная диаграмма направленности
Если у вас есть другие вопросы по установке антенн роутера, его настройке и расположению — обращайтесь к нам.
Решил подготовить статью с советами по усилению сигнала Wi-Fi сети. В интернете, есть много разных статей на эту тему, но практически в каждой статье, очень много ненужной информации. Точнее, множество рекомендаций по каким-то настройкам, которые не имеют никакого отношен к увеличению радиуса сигнала Wi-Fi и никак не могут влиять на радиус действия самой сети.
Если мы говорим об усилении сигнала Wi-Fi, то конечно же имеем введу именно радиус покрытия самой сети, то есть дальность действия Wi-Fi. Для примера: купили мы роутер, установили, настроили, а в самых дальних комнатах Wi-Fi вообще не ловит, или уровень сигнала слишком слабый. Или же, роутер установлен на первом этаже (где сигнал есть) , а на втором этаже сигнал уже очень слабый, или вообще отсутствует. Обычная ситуация, с которой сталкиваются многие, да я с сам с этим сталкивался.
От чего зависит радиус действия Wi-Fi сети? Очень много разных факторов: от самого роутера (количества и силы антенн) , от стен в вашем доме, от количества соседних Wi-Fi сетей, от расположения роутера, каких-то других помех и т. д. Многие просят посоветовать роутер, который например обеспечит стабильный сигнал Wi-Fi для трехкомнатной квартиры, частного дома, и т. д. В таких случаях, невозможно посоветовать ничего конкретного. У всех разные условия, разные стены и т. д. Единственно, что я могу посоветовать, это приблизительно ориентироваться на площадь вашего дома. Если у вас например однокомнатная квартира, то даже недорогой роутер, с одной антенной мощностью в 3 dBi без проблем справится со своей задачей. Ну а если у вас дом, или квартира побольше, то берите устройство подороже. Хотя, и цена не всегда аргумент. Есть у меня – дорогой, три антенны, какая-то там фирменная функция Asus, которая увеличивает радиус покрытия сети. Так вот, при одинаковых условиях, на одинаковом расстоянии, он показывает результат не намного лучше, чем у того же . У которого антенны внутренние, да и дешевле он в несколько раз.
Как в настройках роутера усилить сигнал Wi-Fi?
Если вы уже купили, и установили у себя дома, или в офисе роутер, и Wi-Fi ловит не везде, где вам нужно, то можно попробовать усилить беспроводную сеть. Как это сделать, мы сейчас рассмотрим. Усилить сигнал можно как с помощью настроек в роутере, так и с помощью отдельных устройств, и приспособлений.
1 Поиск и смена канала на роутере. Если у вас устройства видят много доступных для подключения сетей ваших соседей, то все эти сети, могут загружать канал, на котором работает ваша сеть, и тем самым уменьшит радиус действия сети.
Можно попробовать, в настройках роутера задать какой-то статический канал, или же поставить Auto. Здесь нужно экспериментировать. Если вам не лень, то с помощью программы inSSIDer вы можете найти более свободный канал, и задать его в настройках вашего роутера.
Я не буду подробно расписывать, просто даю вам ссылку на статью В ней я подробно рассказывал о каналах, и о том как найти не загруженный канал. Так же, там есть инструкция по смене канала на роутерах разных производителей.
2 Переводим свою сеть в режим работы 802.11N . Как правило, по умолчанию на всех роутерах беспроводная сеть работает в смешанном режиме b/g/n (11bgn mixed) . Если принудительно заставить роутер транслировать Wi-Fi в режиме работы 802.11N, то это может увеличить не только скорость, но и радиус покрытия Wi-Fi (если на вашем роутере более одной антенны) .
Единственная проблема в том, что если у вас есть старые устройства, которые не поддерживают режим 802.11N, то они просто не будут видеть вашу сеть. Если у вас нет старых устройств, то без сомнений переключите свою сеть в режим n. Сделать это очень просто. Заходим в настройки роутера, обычно по адресу 192.168.1.1, или 192.168.0.1 (подробную инструкцию по входу в настройки смотрите ).
В настройках откройте вкладку, где настраивается беспроводная сеть. Называются они обычно так: Wi-Fi, Беспроводной режим, Беспроводная сеть, Wireless и т. д. Найдите там пункт Режим беспроводной сети (Mode) и установите в нем N only . То есть, работа сети только в режиме N.
Для примера: смена режима беспроводной сети на роутере Asus
Сохраните настройки и перезагрузите роутер. Если появляться проблемы с подключением устройств, то верните обратно смешанный режим.
3 Проверяем мощность передачи в настройках маршрутизатора. На некоторых роутерах, есть возможность выставить уровень мощности беспроводной Wi-Fi сети. Насколько я знаю, по умолчанию стоит максимальная мощность. Но, можно проверить.
В роутерах Asus, эти настройки меняются на вкладке Беспроводная сеть - Профессионально . В самом низу, есть пункт " Управление мощностью передачи Tx power" . Там есть шкала, которую можно регулировать в процентах. Выглядит это вот так:
На роутерах Tp-Link открываем вкладку Wireless - Wireless Advanced . Пункт Transmit Power позволяет настроить силу сигнала. Значение High – означает максимальная мощность.
Эти настройки больше пригодятся в том случае, если вы захотите наоборот, уменьшить мощность сигнала вашего Wi-Fi роутера.
Как увеличить радиус действия Wi-Fi сети с помощью дополнительных устройств?
1 Установка репитера, или настройка второго роутера в режиме усилителя. Из всех рекомендаций, которые вы здесь увидите, или вообще найдете в интернете, этот способ самый эффективный и надежный. Правда, придется потратится на репитер.
В качестве репитера могут выступать обычные роутеры. Вот инструкции по настройке роутеров ZyXEL и Asus в режиме повторителя:
Если у вас Wi-Fi не "добивает" в какие-то комнаты, то установка повторителя решит эту проблему. А если у вас дом в несколько этажей, то на первом этаже можно установить роутер, а на втором репитер. Отличная и рабочая схема.
2 Смена антенн роутера на более мощные. Если на вашем роутере съемные антенны, то можно купить более мощные, и тем самым немного увеличить покрытие вашей сети. Почему немного? Да потому, что замена антенн как правило дает не очень хороший результат. Он есть, но не такой что бы увеличить радиус на несколько комнат. В любом случае, придется тратится на антенны. И мне кажется, что намного лучше потратить эти деньги на репитер. Да, он будет стоить дороже, но пользы от него намного больше.
Если решите менять антенны, то берите мощные, с усилением в 8 dBi. Но, стоят они дорого, и несколько таких антенн будут стоить как повторитель.
Я уже писал , можете посмотреть результаты.
3 Покупка нового роутера, переход на 5 GHz. Можно купить более мощный, дорогой роутер. А лучше, роутер с поддержкой диапазона 5 GHz. В чем плюс диапазона 5 GHz? Он практически свободный, сейчас большинство всех сетей и других устройств работают в диапазоне 2.4 GHz. Меньше помех – больше скорости и больший радиус действия сети.
Есть такие места, где Wi-Fi сеть на 2.4 GHz практически не работает. Все время глючит, пропадает соединение, низкая скорость и т. д. А все из-за того, что там очень много разных сетей. Вот в таких случаях, переход на 5 GHz решает все проблемы.
1 Выберите правильное расположение вашего роутера. На самом деле, это очень хороший и эффективный совет. Как правило, все устанавливают маршрутизаторы при входе, или в каких-то дальних комнатах. Правильное расположение роутера позволит правильно распределить сигнал, тем самым увеличить дальность Wi-Fi.
Проще говоря, нужно устанавливать роутер как можно ближе к центру дома. Да, это не всегда получается, так как к роутеру нужно прокладывать кабель, а тянуть его на середину дома не очень удобно. Но, даже незначительные передвижения роутера, смогут увеличить уровень сети в нужных вам комнатах. А еще, нужно помнить о том, что стены это враг Wi-Fi сетей.
2 Самодельные усилители для Wi-Fi антенн. Можно найти много инструкций, в которых показано изготовление усилителей для роутера. Как правило, это обычная фольга, и жестяные банки. Получается, что если с одной стороны антенны поставить лист фольги, то сигнал будет от нее отбиваться и направляться в нужном нам направлении.
Я считаю, что это все ерунда. Во-первых, разрезанная банка из пива, или кусок фольги сзади роутера выглядит не очень красиво, а во-вторых, от этого нет практически никакого эффекта. Можете проверить.
Вот такие советы. Думаю, вы нашли для себя подходящий способ увеличить дальность Wi-Fi сети. Делитесь своими советами в комментариях!
Все мы время от времени сталкиваемся с проблемой недостаточного уровня сигнала роутера. Сигнал нестабилен в некоторых точках, часто пропадает или его нет вовсе. Это ощутимо в помещениях с большой площадью: на даче, в частном доме, на базе отдыха, в квартире, в которой больше одной комнаты. В этой статье мы опишем варианты решения этой проблемы.
Рисунок 1. Зона покрытия WiFi сетью роутера в типовой квартире (роутер рядом с входной дверью).
Мы производим пассивные и активные антенны, в том числе для сетей передачи данных, WiFi. В данной статье нас интересуют не столько проблемы беспроводного доступа, сколько способы увеличения зоны действия WiFi. Отметим, что мы не рассматриваем специфические варианты создания специальных «мощных» точек доступа. Все только в рамках стандартов и норм, принятых в РФ.
По нашему опыту, роутер обычно размещают: рядом с входной дверью, в коридоре за шкафом, либо в распределительном щитке. В таких случаях площадь квартиры покрыта WiFi сетью неравномерно. В зависимости от планировки квартиры, дальние комнаты, кухня, лоджия оказываются вне зоны устойчивого покрытия. (Пример на рисунке 1)
Эта же ситуация справедлива и для частного дома. Площадь дома обычно больше, и интернет нужен не только внутри помещения, а еще и вне — у барбекю-зоны, бассейна, на игровой площадке. Тут проблема выражена серьёзнее.
Рисунок 2. Зона покрытия WiFi сетью роутера в загородном доме
На рисунках 1 и 2 показаны примеры покрытия WiFi, зеленым цветом выделены зоны с хорошим уровнем сети, красным — с низким уровнем, который зачастую не позволяет нормально работать в сети Интернет. Обратим внимание, что WiFi сигнал, являясь радиоволной, лучше распространяется в свободном пространстве, поэтому стены и прочие перегородки в помещении будут его ослаблять и, как следствие, снижать уровень сигнала, прошедшего через них.
Проблема определена — недостаточное покрытие WiFi сети в помещении. Разберемся, почему это происходит. Штатная антенна роутера имеет круговую диаграмму направленности — излучает WiFi во все стороны. В том числе и в направлении ваших соседей, что обычно бессмысленно и не нужно. При этом собственное усиление антенны относительно мало, в результате чего, подобная антенна обладает недостаточной эффективностью. Как итог, площадь покрытия сигналом WiFi невелика.
Рисунок 3. Диаграмма направленности штатной антенны роутера (f=2.45 GHz)
На рисунке 3 представлена диаграмма направленности внешней антенны стандартного роутера, рассчитанная в физическом моделировщике. В качестве антенны используется диполь.
Как улучшить зону покрытия WiFi
Первое, что приходит в голову — заменить роутер на другой. Купить устройство с более мощной внешней антенной или же с несколькими антеннами. Если у вас устаревшая модель роутера, то стоит попробовать. Будьте готовы, что это потребует дополнительных затрат, а положительный результат вовсе не гарантирован. Скорее всего картина улучшится, но проблема устранена не будет (рис. 4-5).
Рисунок 4. Роутер с двумя внешними антеннами.
Рисунок 5. Роутер с тремя внешними антеннами.
Следующий способ — использование активного WiFi повторителя, его ещё называют WiFi репитером. Это устройство как раз предназначено для увеличения радиуса действия WiFi сети. Отличный способ, зачастую позволяющий решить проблему на корню. Но у него есть и минусы:
— цены от полутора тысяч рублей и выше;
— необходимость настройки;
— ограниченная зона использования.
И это не всё: репитер опять будет принимать сигнал со всех сторон и излучать вокруг. То есть, если у нас «неохваченный» угол квартиры далеко, то потребуется два, а то и три репитера. Было бы здорово сконцентрировать сигнал в заданном направлении, но не получится — встроенные антенны репитеров имеют круговую диаграмму. Репитеров с гнездом для внешней антенны мы не встречали.
Стоит упомянуть еще одну особенность WiFi репитера — наличие сетевого питания 220В. Не все люди готовы оставлять включенным в сеть какие-то устройства, выходя из дома. А включать-выключать каждый раз — занятие на любителя. К тому же, для дома или дачи решение осложняется тем, что между домом и, скажем, зоной барбекю, чаще всего нет электросети, да и репитеры часто не предназначены для эксплуатации вне помещения.
Рисунок 6. Принцип работы WiFi репитера
Следующее решение — использование внешней направленной антенны. Самое простое — открутить штатную антенну от роутера и подключить направленную, которая сфокусирует весь сигнал в нужном направлении. Антенн подобного рода масса, но мы остановимся на разработках нашего предприятия.
Первое решение — антенна WiFi Extender (рисунок 7):
Рисунок 7. Антенна WiFi Extender
Это комнатная антенна типа «волновой канал» в радиопрозрачном пластиковом корпусе. Усиление антенны 10 dBi.
Второй вариант более сложный и эффективный — панельная антенна. В нашем случае — BAS-2301 WiFi (рисунки 8-9). Внутри радиопрозрачного герметичного корпуса — патч-антенна. Усиление не менее 12,5 dBi.
Рисунок 8. Антенна BAS 2301 WiFi
Рисунок 9. Диаграмма направленности антенны BAS 2301 WiFi (f=2.45 GHz)
Третий вариант — антенна типа «волновой канал» на диапазон WiFi (2400-2500 MHz). В исполнении РЭМО это антенна BERKUT WiFi (рисунок 10). Тут уже 19 элементов (6 из них размещены в коробочке, на печатной плате), максимальное усиление по направлению — 15 dBi.
Рисунок 10. Антенна Беркут WiFi
Все упомянутые выше способы, чаще всего, позволят решить проблему. В нужном месте WiFi появится, причем с отличным уровнем сигнала. Но здесь есть некоторые нюансы:
— Цена вопроса. Эти антенны дешевле репитера, но их цена выше 1000 рублей.
— Монтаж. Все подобные антенны требуют установки. Надо монтировать кронштейн. Если вы живёте на съёмной квартире, то получить разрешение хозяина, чтобы закрепить эту конструкцию. Также, это может повлечь за собой некоторые неудобства, если у вас нет возможности самостоятельно смонтировать кронштейн на стене. Думаю, читатель понимает, что не всегда есть возможность закрепить кронштейн в виду разных причин, даже несмотря на всю простоту этой процедуры.
— Размещение. Если в варианте дома или дачи можно установить антенну вне помещения, протянув вовнутрь лишь кабель, то для квартиры это неприменимый вариант.
Ещё одно ограничение по использованию таких антенн — далеко не все роутеры имеют антенный разъем для подключения наружных антенн. Средний и бюджетный сегмент — это зачастую не отсоединяемые антенны и, как следствие, для таких роутеров вышеупомянутые решения не годятся по определению.
Поэтому, выносные антенны — это хорошее решение, но применимое далеко не во всех случаях. Какие еще можно увеличить покрытие WiFi сети?
Мы задавались этим вопросом давно. Что бы такое придумать, чтобы применимо было практически во всех случаях, было эффективно, недорого и просто?
Возможно, читатель знаком с нашим популярным изделием для модемов Connect 2.0 или его старшими версиями.
Принцип работы прост — использование собственной внутренней антенны устройства (модема) в качестве активного элемента антенной системы. Так упрощенно можно представить себе всю серию «усилителей интернет сигнала».
Мы подумали — возможно ли применить этот же принцип в условиях WiFi роутера с внешней антенной?
Рисунок 11. Антенна Connect 2.0
Разработка антенны-насадки для роутера (WiFi Ladder)
Итак, у нас есть роутер с внешней антенной (важно: роутеры с встроенной антенной мы не рассматриваем). Возникает вопрос: как использовать эту собственную антенну в качестве активного элемента (вибратора) антенной системы? Наша цель — придать направленные свойства внешней антенне роутера, что повлечет за собой увеличение дальности передачи и приема WiFi сигнала в заданном направлении. Первое, что приходит на ум — антенна типа «волновой канал», также известная как «УДА-ЯГИ» (по именам ее изобретателей из Японии). Это простая и в то же время эффективная конструкция антенны, зарекомендовавшая себя во всем мире.Так появилась идея и её надо было воплотить в конструкцию. Перед разработчиками стояла задача — рассчитать многоэлементный волновой канал на диапазон 2.4-2.5 ГГц, в который можно будет «внедрить» штатную антенну роутера. В ходе моделирования было решено, что оптимальным вариантом будет 7-элементный «волновой канал». При вполне компактных размерах конструкции мы получили антенную систему, усиление которой позволяет решить поставленные задачи. Размеры директоров и расстояния между ними были оптимизированы в физической модели, мы считаем их лучшими для решения поставленной задачи (рис. 12).
Рисунок 12. «Начинка» антенны BAS-2002 WiFi Ladder
Следующим этапом стала разработка конструкции крепления антенны. После проведения мониторинга рынка роутеров, нами было решено размещать «волновой канал» на внешней антенне роутера, используя её в качестве несущего элемента (рис. 13). Мы столкнулись с тем, что роутеры имеют разные по диаметру антенны, а иногда их форма далека от цилиндрической или конусоидальной. Например, весьма популярна «приплюснутая» внешняя антенна. По этой причине конструктора разработали универсальный зажим, который позволяет крепить изделие практически на любой внешней антенне роутера. В ряде случаев это будет не самое жесткое крепление, но хотим заметить, что антенна обычно устанавливается в помещении и всего один раз, поэтому сторонние физические воздействия на нее будут минимальными.
Рисунок 13. Антенна BAS-2002 WiFi Ladder, закрепленная на внешней антенне роутера
Был проведён ряд тестов, в ходе которых «затененные» участки помещения становились охвачены WiFi, причем с приличным уровнем (рис. 14). Зеленым цветом на рисунке подсвечена область с хорошим уровнем WiFi сигнала.
Рисунок 14. Зона покрытия WiFi сетью роутера с антенной-насадкой
BAS-2002 WiFi Ladder в типовой квартире
Ниже представлена диаграмма направленности разработанной антенны, которая закреплена на внешней антенне типового роутера (рис.15).
Рисунок 15. Диаграмма направленности внешней антенны роутера с антенной-насадкой BAS-2002 WiFi Ladder
Антенна роутера приобрела направленные свойства и, как следствие, усиление по направлению, в результате чего повысилась дальность передачи WiFi сигнала в заданном направлении. Красным цветом на рис. 15 показан максимум излучения антенны — направление в котором увеличится зона покрытия WiFi сети.
В ходе разработки, к антенне прочно прицепилось рабочее название — «лесенка», поэтому, недолго думая, мы так и решили назвать это изделие, переведя лишь на английский, учтя нашу экспортную практику: «BAS-2002 WiFi Ladder».
Нельзя обойти стороной еще один вопрос: в каком месте на внешней антенне следует закреплять изделие?
Изучив конструкции внешних антенн разных роутеров, мы пришли к выводу, что внутри пластикового корпуса антенны располагаются не всегда так, как мы ожидаем (рисунок 16).
Рисунок 16. «Внутренность» одной из внешних антенн роутера.
Как видно из рисунка 16, антенна расположена не по всей длине пластикового корпуса, а лишь в нижней его части.
Чаще всего, структура антенны располагается в нижней или средней части пластикового корпуса. Именно поэтому пользователю надо найти оптимальное место по высоте для крепления на внешней антенне (рис. 17). Бывает, пользователь забывает или игнорирует этот важный пункт настройки и не получает ожидаемого результата, поэтому еще раз напомним — настройка по высоте важна и обязательна!
Рисунок 17. Настройка антенны BAS-2002 WiFi Ladder по высоте
Антенна работает в сетях стандарта IEEE802.11 b/g/n, использующих частоты 2.4..2.5 ГГц.
Как мы говорили ранее, существуют роутеры с несколькими внешними антеннами. В этом случае можно использовать антенну-насадку на все антенны или только на одну или две. Зависит от задач. Вы можете создать максимальное усиление в одном направлении, тогда все антенны будут «нацелены в одну сторону» и их усиление сложится (рис. 18).
Рисунок 18
Можно усилить WiFi в разных направлениях, т.е. расширить зону действия:
Рисунок 19
Стоит упомянуть о программах, которые помогут настраивать по направлению такие антенны (не только WFi LADDER).
Слабый сигнал WiFi - актуальная проблема для жителей квартир, загородных домов и работников офисов. Мертвые зоны в сети WiFi свойственны как большим помещениям, так и малогабаритным квартирам, площадь которых теоретически способна покрыть даже бюджетная точка доступа.
Радиус действия WiFi роутера - характеристика, которую производители не могут однозначно указать на коробке: на дальность WiFi влияет множество факторов, которые зависят не только от технических спецификаций устройства.
В этом материале представлены 10 практических советов, которые помогут устранить физические причины плохого покрытия и оптимизировать радиус действия WiFi роутера, это легко сделать своими руками.
Излучение точки доступа в пространстве представляет собой не сферу, а тороидальное поле, напоминающее по форме бублик. Чтобы покрытие WiFi в пределах одного этажа было оптимальным, радиоволны должны распространяться в горизонтальной плоскости - параллельно полу. Для этого предусмотрена возможность наклона антенн.
Антенна - ось «бублика». От ее наклона зависит угол распространения сигнала.
При наклонном положении антенны относительно горизонта, часть излучения направляется вне помещения: под плоскостью «бублика» образуются мертвые зоны.
Вертикально установленная антенна излучает в горизонтальной плоскости: внутри помещения достигается максимальное покрытие.
На практике : Установить антенну вертикально — простейший способ оптимизировать зону покрытия WiFi внутри помещения.
Разместить роутер ближе к центру помещения
Очередная причина возникновения мертвых зон - неудачное расположение точки доступа. Антенна излучает радиоволны во всех направлениях. При этом интенсивность излучения максимальна вблизи маршрутизатора и уменьшается с приближением к краю зоны покрытия. Если установить точку доступа в центре дома, то сигнал распределится по комнатам эффективнее.
Роутер, установленный в углу, отдает часть мощности за пределы дома, а дальние комнаты оказываются на краю зоны покрытия.
Установка в центре дома позволяет добиться равномерного распределения сигнала во всех комнатах и минимизировать мертвые зоны.
На практике : Установка точки доступа в “центре” дома далеко не всегда осуществима из-за сложной планировки, отсутствия розеток в нужном месте или необходимости прокладывать кабель.
Обеспечить прямую видимость между роутером и клиентами
Частота сигнала WiFi — 2,4 ГГц. Это дециметровые радиоволны, которые плохо огибают препятствия и имеют низкую проникающую способность. Поэтому радиус действия и стабильность сигнала напрямую зависят от количества и структуры препятствий между точкой доступа и клиентами.
Проходя через стену или перекрытие, электромагнитная волна теряет часть энергии.
Величина ослабления сигнала зависит от материала, который преодолевают радиоволны.
*Эффективное расстояние - это величина, определяющая как изменяется радиус беспроводной сети в сравнении с открытым пространством при прохождении волной препятствия.
Пример расчета : Сигнал WiFi 802.11n распространяется в условиях прямой видимости на 400 метров. После преодоления некапитальной стены между комнатами сила сигнала снижается до величины 400 м * 15% = 60 м. Вторая такая же стена сделает сигнал еще слабее: 60 м * 15% = 9 м. Третья стена делает прием сигнала практически невозможным: 9 м * 15% = 1,35 м.
Такие расчеты помогут вычислить мертвые зоны, которые возникают из-за поглощения радиоволн стенами.
Следующая проблема на пути радиоволн: зеркала и металлические конструкции. В отличие от стен они не ослабляют, а отражают сигнал, рассеивая его в произвольных направлениях.
Зеркала и металлические конструкции отражают и рассеивают сигнал, образуя за собой мертвые зоны.
Если переместить элементы интерьера, отражающие сигнал, удастся устранить мертвые зоны.
На практике : Крайне редко удается достичь идеальных условий, когда все гаджеты находятся на прямой видимости с роутером. Поэтому в условиях реального жилища над устранением каждой мертвой зоной придется работать отдельно:
- выяснить что мешает сигналу (поглощение или отражение);
- продумать куда переместить роутер (или предмет интерьера).
Разместить роутер подальше от источников помех
Диапазон 2,4 ГГц не требует лицензирования и поэтому используется для работы бытовых радиостандартов: WiFi и Bluetooth. Несмотря на малую пропускную способность, Bluetooth все же способен создать помехи маршрутизатору.
Зеленые области - поток от WiFi роутера. Красные точки - данные Bluetooth. Соседство двух радиостандартов в одном диапазоне вызывает помехи, снижающие радиус действия беспроводной сети.
В этом же частотном диапазоне излучает магнетрон микроволновой печи. Интенсивность излучения этого устройства велика настолько, что даже сквозь защитный экран печи излучение магнетрона способно “засветить” радиолуч WiFi роутера.
Излучение магнетрона СВЧ-печи вызывает интерференционные помехи почти на всех каналах WiFi.
На практике :
- При использовании вблизи роутера Bluetooth-аксессуаров, включаем в настройках последних параметр AFH.
- Микроволновка - мощный источник помех, но она используется не так часто. Поэтому, если нет возможности переместить роутер, то просто во время приготовления завтрака не получится позвонить по скайпу.
Отключить поддержку режимов 802.11 B/G
В диапазоне 2,4 ГГц работают WiFi устройства трёх спецификаций: 802.11 b/g/n. N является новейшим стандартом и обеспечивает большую скорость и дальность по сравнению с B и G.
Спецификация 802.11n (2,4 ГГц) предусматривает большую дальность, чем устаревшие стандарты B и G.
Роутеры 802.11n поддерживают предыдущие стандарты WiFi, но механика обратной совместимости такова, что при появлении в зоне действия N-роутера B/G-устройства, - например, старый телефон или маршрутизатор соседа - вся сеть переводится в режим B/G. Физически происходит смена алгоритма модуляции, что приводит к падению скорости и радиуса действия роутера.
На практике : Перевод маршрутизатора в режим “чистого 802.11n” однозначно скажется положительно на качестве покрытия и пропускной способности беспроводной сети.
Однако девайсы B/G при этом не смогут подключиться по WiFi. Если это ноутбук или телевизор, их можно легко соединить с роутером через Ethernet.
Выбрать оптимальный WiFi канал в настройках
Почти в каждой квартире сегодня есть WiFi роутер, поэтому плотность сетей в городе очень велика. Сигналы соседних точек доступа накладываются друг на друга, отнимая энергию у радиотракта и сильно снижая его эффективность.
Соседние сети, работающие на одной частоте, создают взаимные интерференционные помехи, подобно кругам на воде.
Беспроводные сети работают в пределах диапазона на разных каналах. Таких каналов 13 (в России) и роутер переключается между ними автоматически.
Чтобы минимизировать интерференцию, нужно понять на каких каналах работают соседние сети и переключиться на менее загруженный.
Подробная инструкция по настройке канала представлена .
На практике : Выбор наименее загруженного канала - эффективный способ расширить зону покрытия, актуальный для жильцов многоквартирного дома.
Но в некоторых случаях в эфире присутствует сетей настолько много, что ни один канал не даёт ощутимого прироста скорости и дальности WiFi. Тогда имеет смысл обратиться к способу № 2 и разместить роутер подальше от стен, граничащих с соседними квартирами. Если и это не принесет результата, то стоит задуматься о переходе в диапазон 5 ГГц (способ № 10).
Отрегулировать мощность передатчика роутера
Мощность передатчика определяет энергетику радиотракта и напрямую влияет на радиус действия точки доступа: чем более мощный луч, тем дальше он бьет. Но этот принцип бесполезен в случае всенаправленных антенн бытовых роутеров: в беспроводной передаче происходит двусторонний обмен данными и не только клиенты должны “услышать” роутер, но и наоборот.
Асимметрия: роутер “дотягивается” до мобильного устройства в дальней комнате, но не получает от него ответ из-за малой мощности WiFi-модуля смартфона. Соединение не устанавливается.
На практике : Рекомендуемое значение мощности передатчика — 75%. Повышать ее следует только в крайних случаях: выкрученная на 100% мощность не только не улучшает качество сигнала в дальних комнатах, но даже ухудшает стабильность приема вблизи роутера, т. к. его мощный радиопоток “забивает” слабый ответный сигнал от смартфона.
Заменить штатную антенну на более мощную
Большинство роутеров оснащены штатными антеннами с коэффициентом усиления 2 — 3 dBi. Антенна — пассивный элемент радиосистемы и не способна увеличить мощность потока. Однако повышение коэффициента усиления позволяет перефокусировать радиосигнал за счет изменения диаграммы направленности.
Чем больше коэффициент усиления антенны, тем дальше распространяется радиосигнал. При этом более узкий поток становится похож не на “бублик”, а на плоский диск.
На рынке представлен большой выбор антенн для роутеров с универсальным коннектором SMA.
На практике : Использование антенны с большим усилением — эффективный способ расширить зону покрытия, т. к. одновременно с усилением сигнала увеличивается чувствительность антенны, а значит роутер начинает “слышать” удаленные устройства. Но вследствие сужения радиолуча от антенны, возникают мертвые зоны вблизи пола и потолка.
Использовать повторители сигнала
В помещениях со сложной планировкой и многоэтажных домах эффективно использование репитеров — устройств, повторяющих сигнал основного маршрутизатора.
Простейшее решение — использовать в качестве повторителя старый роутер. Минус такой схемы — вдвое меньшая пропускная способность дочерней сети, т. к. наряду с клиентскими данными WDS-точка доступа агрегирует восходящий поток от вышестоящего маршрутизатора.
Подробная инструкция по настройке моста WDS представлена .
Специализированные повторители лишены проблемы урезания пропускной способности и оснащены дополнительным функционалом. Например, некоторые модели репитеров Asus поддерживают функцию роуминга.
На практике : Какой бы сложной ни была планировка — репитеры помогут развернуть WiFi сеть. Но любой повторитель — источник интерференционных помех. При свободном эфире репитеры хорошо справляются со своей задачей, но при высокой плотности соседних сетей использование ретранслирующего оборудования в диапазоне 2,4 ГГц нецелесообразно.
Использовать диапазон 5 ГГц
Бюджетные WiFi-устройства работают на частоте 2,4 ГГц, поэтому диапазон 5 ГГц относительно свободен и в нем мало помех.
5 ГГц — перспективный диапазон. Работает с гигабитными потоками и обладает повышенной емкостью по сравнению с 2,4 ГГц.
На практике : “Переезд” на новую частоту — радикальный вариант, требующий покупки дорогостоящего двухдиапазонного роутера и накладывающий ограничения на клиентские устройства: в диапазоне 5 ГГц работают только новейшие модели гаджетов.
Проблема с качеством WiFi сигнала не всегда связана с фактическим радиусом действия точки доступа, и ее решение в общих чертах сводится к двум сценариям:
- В загородном доме чаще всего требуется в условиях свободного эфира покрыть площадь, превышающую эффективный радиус действия роутера.
- Для городской квартиры дальности роутера обычно достаточно, а основная трудность состоит в устранении мертвых зон и интерференционных помех.
Представленные в этом материале способы помогут выявить причины плохого приема и оптимизировать беспроводную сеть, не прибегая к замене роутера или услугам платных специалистов.
Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
