Антенна "двойной" Bi-Quad WiFi своими руками. Практические способы увеличть радиус действия WiFi роутера

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

Решили сделать антенну для WiFi… Существует премного вариантов, пользователи сети ищут новые пути. Наверное, оттого что ситуаций жизненных мириады, каждой решение бессильна сеть выложить. Предлагаем сегодня рассмотреть пару-тройку методик улучшения приема/передачи. Рассматриваться будут нетипичные решения, процесс проектирования антенны Харченко описан неоднократно. Согласно замыслу конструктора, датированному 70-ми годами прошлого века, в модернизированном исполнении. Желаете самостоятельно сделать WiFi антенну? Лучше читайте обзор дальше! Приступим.

Увеличение коэффициента усиления антенны WiFi

При помощи пивных банок соберете антенну приема диапазона МВ (вездесущего Первого канала), отличный рефлектор произвольной частоты. Параболическая поверхность наделена одним интересным свойством:

Лучи, приходящие с любого направления, отражаются, собираются фокальной плоскостью. Если направить изделие на точку вещания, линии пересекутся в фокусе.

Интернет наводнили доработки заводских модемов, антенн с целью получения дополнительного усиления. Не заплатив ни гроша. Методики экономии рассмотрим. Большинство внешних антенн модемов WiFi всенаправленные. В заводском модеме антенн 2-3 (чаще внутри), могут делиться следующим образом:

1. Наличие внешней/внутренней антенны.
2. Наличие нескольких внутренних антенн.
3. Наличие нескольких наружных антенн.

Понятно, большинство модемов идут в стандартном исполнении, непосвященные задают вопрос: что дает количество антенн? Ответ прост: более качественные прием, передачу. Связью принята вертикальная поляризация. Вектор вращается, сигнал пропадает вовсе. Дело исправит антенна с круговой поляризацией, будет принимать не хуже, в зависимость от направления электрического поля не впадет.

Самодельная антенна

Сегодня интересуют две поверхности:

• Параболоид вращения получается, если обыкновенный график Y = X 2 повращать вокруг оси симметрии (в данном случае – ординат). Лучи, приходящие со стороны вогнутой части станут собираться фокальной плоскостью. Используя принцип, работают спутниковые тарелки. Если взять готовую, произвольного радиуса, изготовить нечто подобное своими руками из бумаги, эпоксидной смолы, фольги, получится дельное устройство для усиления приема.
• В случае штыревых антенн можно использовать поверхность сгиба. Покупной лист тонкой стали подгоняют по лекалу – поговорим ниже. Метод широко обсуждается интернетом, вместо параболы используется полукруг, жесть берется пивной банки. Минус видим: две линии совпадают приблизительно в самом начале оси абсцисс. Точная фокусировка невозможна, падает коэффициент усиления.

Давайте посмотрим, почему антенна WiFi начинает лучше принимать, если огородить рефлектором. В ютубовском видео ValeraZik говорит: некоторые штыри, будучи прикрыты с одного бока ладонью, принимают лучше (любой канал), часть излучения отражается рукой. Неправда. Если брать мастера кунг-фу (путь преграждающего кулака), длань будет подобна стальной, десница прочих людей, равно как шуйца, неспособна ничего отразить.

Рука гасит излучение, приходящее с прочих направлений. Искусственные помехи, естественные источники. В результате качество сигнала неумолимо повышается. Иногда заметно невооруженным ухом, в случае длинных антенн может не играть роли.

Представим на примере человеческого слуха. Лор тихо говорит цифры, пытаемся расслышать, в другом конце комнаты постоянно болтают. Допустим, перегородкой отгородились от помехи, стеной изолятора звука, понятно, нужная информация станет восприниматься четче. Если руку заменить металлическим заземленным экраном, ситуация в корне изменится. Стена отражает лишние волны обратно, полезную информацию будет концентрировать в нужной точке. Разумеется, если огибающую фигуры выбрать правильную.

Использование параболической антенну приема-передачи WiFi

Случается, точки вещания, приема в прямой видимости, удалены значительно. Во-первых, пригодятся заводские, самодельные логопериодические антенны, волновые каналы, поступают и остроумно. WiFi на 5 ГГц совпадает частотой диапазона спутникового вещания С. Существует топик по адресу forumru.tele-satinfo.ru/index.php?topic=70121.0, показывается, как переделать конвертер с приема на передачу сигнала. Разумеется, эксперимент не для новичков, зато, получив удачный расклад, ловим вещание космоса, с Земли тем более примем.

Теперь вспомним, именно С диапазон меньше боится туманов, дождей, прочих прихотей природы. Нужно организовать двунаправленный канал. Про приемную часть много, подробно написано здесь cqham.ru/ao40_equip.htm. Предлагается подчинить целям ловли конвертеры MMDS (кабельное вещание в эфире, нет возможности проложить сеть под землей, по поверхности). Отличие с WiFi в диапазоне составляет 100 МГц, автор по указанной ссылке обсуждает, как правильно переделать конвертеры MMDS на WiFi. Если говорить подробнее, решается немного другая задача, для нашего случая решение годится (в обзоре автор пытается наладить связь на частоте WiFi с радиолюбительским спутником АО-40).

Обсуждается тема двунаправленного канала. На передачу используется спиральная антенна, конструирование которой (своими руками) обсуждалось разделом. Равно нюансы диаграммы направленности устройства. Из текста статьи видно: подходит целям приема заводская тарелка. Подойдет дополняющим функциональность уже стоящей (НТВ+). Обсуждали, как правильно приспособить оборудование WiFi. Кратко напомним, саму тарелку трогать нет необходимости, просто, исходя из законов оптики (угол падения равен углу отражения) прикиньте, в какой точке фокальной плоскости будет находиться WiFi модем, антенна.

Мини-антенна, снабженная рефлектором

Рой конвертеров облепил мультифид, добавьте туда приемник. Орбита проецируется на фокальную плоскость по одной дуге большого диаметра, точка расположения лучшего приема WiFi зависит от координат нахождения передатчика, относительно тарелки.

Понимаем, ссылки на форумы неспособны выступить надежным источником. Во-первых, читатели могут поискать Яндексом, как правильно проделать технологические операции, во-вторых, могут попросить администратора выложить тему. Тогда работу проделаем мы. Надеемся, читатели поняли, осознали возможность использования спутникового оборудования для наземной связи (MMDS).

Сделать экран из пивной банки для антенны WiFi

Иногда сделать антенну для WiFi своими руками не лучший вариант, проще переоборудовать имеющуюся. Рассмотрим, часто встречающийся случай ограничения области вещания точки доступа. Если прикрыть некоторые антенны WiFi рукой, улучшится качество приема, не будешь круглый год сидеть! Для желающих решить задачу в помощь приводим название программы – Inssider. Измеритель уровня сигнала, при помощи которого найдете лучшую антенну, создадите подходящий экран, наведете устройство по азимуту. Собственно, этим начинайте, потом конструируйте/покупайте.

ZikValera в видео демонстрирует сравнение антенн, заводских и собственной сборки. Желающих потратить 20 минут на созерцание, отправляем смотреть, прочим доводим: лучше себя показывает направленный биквадрат, ненаправленный «клевер» с разносторонней поляризацией. Можно оценить лучшую заводскую модель. Но речь не о том, чтобы сделать направленную WiFi антенну. Желаем показать, как простыми методами улучшить имеющиеся.

Как самому сделать антенну для WiFi, доработать для улучшения качества. Изготовьте из банки пивной экран, штырь поставьте в фокусе. Проще сделать, поленившись выписать из аналитической геометрии уравнение эллипса, антенну поместить в фокус фигуры. ZikValera пытался сделать на глаз оптически. Фокусом считал положение, при котором отражение антенны по максимуму «расплывается» по нутру банки. Авторы привели научный подход. Добавим, при визуальной оценке смотреть нужно издалека – чтобы лучи зрения были параллельны друг другу – так ведет себя фронт волны при реальном приеме. Так можно всенаправленную WiFi антенну сделать направленной, заодно поднять коэффициент усиления.

Любое допотопное оборудование умелым подходом обращается в нужное. Смешно видеть свалки, заваленные рамами пластиковых окон. Картина показывает неумение общества целиком использовать ресурсы.

Что такое WiFi антенна с высоким коэффициентом усиления? Как усилить сигнал WiFi ? Такие приёмы, как выбор центральной позиции WiFi роутера , установки ретранслятора, помогают, так или иначе, но одна идея остается особенно жизнестойкой - замена обычной антенны на антенну с высоким коэффициентом усиления.

Нет необходимости навязывать эту идею как нечто новое, да и придумывать колесо, давайте в месте попробуем разобраться как работает WiFi антенна своими руками из банки. А что это такое WiFi антенна с высоким коэффициентом усиления? Когда мы говорим о радио антеннах и употребляем слово «усиление» то подразумеваем направленное усиление антенны. Направленное усиление антенны, это способность антенны передавать усиленный сигнал WiFi (приём/передача) в заданном направлении.

Суть дела в том, что направленные WiFi антенны, как правило, имеют большую дальность действия и лучший прием, так как они излучают большую часть энергии в одном направлении — стремятся передать и принять сигнал в одном направлении и поэтому для безупречной работы, а также и при установке, все направленные антенны нужно обязательно хорошо выравнивать.

На рисунке выше показан процент излучения обычной антенны по сравнению с направленной антенной (предположим, что антенны расположены в центре диаграммы). Обычная WiFi антенна излучает радиоволны поровну во всех направлениях, тогда как WiFi антенна направленного действия работает в заданном направлении, предусмотренным дизайном самой антенны. Но практически, никакая WiFi антенна не сможет излучать идеально в одном направлении, равно как и вo всех направлениях.

WiFi антенна своими руками

Название происходит от словосочетания «CAN+ANTENNA» (банка+антенна). CANTENNA это открытый цилиндрический волновод (волновод это полая металлическая трубка используемая для передачи высокочастотных радиоволн), который сконструирован из доступных материалов - консервной банки или металлической трубки. Размер (диаметр и длинна) многих жестяных банок поддерживает волновое распространение на частотах порядка 2 ГГц.

Благодаря простому дизайну, легкой сборки и работой на частоте максимально приближенной к 2.4 GHz (частота WiFi сетей) практика изготовления антенны из жестяной банки своими руками получила широкое распространение. CANTENNA это направленная антенна изготовленная своими руками, которая будет полезна на коротких или средних дистанциях, хотя в некоторых случаях удавалось добиться увеличения предела досягаемости беспроводного соединения до 6-7км.

Применение антенны

CANTENNA широко применяется для ведения Wi-Fi wardriving и системными администраторами для выполнения тестов и оценки защищенности сетей Wi-Fi

При использовании направленных антенн удаётся избежать или уменьшить помехи от других сетей, а также повысить WiFi безопасность за счет того, что сигнал антенны проходит сфокусированным пучком в узком направлении. Кроме того, CANTENNA широко применяется для ведения WiFiwardriving и системными администраторами для выполнения тестов и оценки защищенности сетей WiFi.

В основном, CANTENNA используется для усиления и поиска WiFi сигнала, при условиях наличия прямой видимости. При помощи антенны изготовленной из банки Вы сможете легко создать WiFi сеть с соседями проживающими в доме напротив и свободно обмениваться файлами, играть в игры или же совместно пользоваться интернетом. Вы сможете легко подключится к WiFi сетям общего пользования в вашем районе.

CАNТЕNNА это очень простой и недорогой вариант WiFi антенны по сравнению с коммерческими WiFi ретрансляторами, но так же хорош, а некоторые утверждают, что даже и лучше. Благодаря всем этим преимуществам CANTENNA получила широкое распространение по всему миру.

Конструкция антенны

Конструкция антенны относительно несложная и изначально дешёвая. Дизайн и процесс изготовления настолько прост, что CANTENNA может быть изготовлена своими руками практически из подручных материалов - банок или трубы подходящего диаметра.

При желании Вы сможете легко модифицировать CANTENNA и превратить её в FUNNEL ANTENNA (Антенна Воронка).

Для изготовления антенны Вам не потребуется каких-нибудь специальных инструментов или навыков. Необходимые детали и общий подход к построению описаны далее.

Банка

Старайтесь не использовать банки с ребристыми стенками, так как они могут вызвать внутренние отражение и рассеивание радиоволн. Не используйте банку из под PRINGLES - она слишком узкая и в ней мало металла. В нашем практическом примере, хорошим вариантом послужит банка из под растительного масла.

Старайтесь не использовать банки с ребристыми стенками

Это банка с гладкими стенками и имеет 83мм в диаметре и 210 мм по длине, что отлично подходит для наших целей! Если ваша банка имеет хорошую пластиковую крышку - не выбрасывайте её. Крышка может пригодится, если мы будем используем нашу антенну на улице, но при одном условии, что пластик хорошо пропускает радио волны.

RF соединитель N-типа

RF (радиочастотный) соединитель N-типа с фиксирующей гайкой (диаметр 12-16 мм) и отрезок медного или латунного провода длинной 40 мм и диаметром 2 мм - наш будущий активный элемент.

Кабель и разъемы

Также нам потребуется кабель длинной 0.5-2м соответствующий гнезду WiFi карты или WiFi адаптера на одном конце и N-типа (муж) на другом, для подключения с антенной.

MMCX - тип разъёма для подключения WiFi карты

MMCX - тип разъёма для подключения WiFi карты

RP-SMA - тип разъёма для USB адаптера

RP-SMA - тип разъёма для USB адаптера

Инструменты

Стандартный набор инструментов:

• Консервный нож
• Линейка
• Плоскогубцы
• Напильник
• Паяльник
• Дрель с набором сверл для металла
• Тиски
• Разводной ключ
• Молоток

Теории антенн

Жестяные банки различных диаметров, длины и материалов представлены в широком ассортименте на просторах нашей страны. Очевидно, что банки c различными размерами покажут нам различные волновые характеристики и создадут различную силу направленного усиления. Оптимальные длину и диаметр для определенной частоты можно высчитать используя математически функции которые мы рассмотрим ниже.

Оптимальные длину и диаметр для определенной частоты можно высчитать, используя математически функции

RF (радиочастотные) соединители можно купить в магазине радиотоваров или на рынке. N-Тип разъемы самые популярные на частоте WiFi (2.4GHz) с ними тоже не должно возникнуть никаких проблем - обратитесь в любой онлайн магазин радиотоваров за справкой. Активный элемент это часть антенны которая фактически излучает волны. На тех частотах, что мы будем использовать нашу антенну, идеальная толщина провода должна быть около 2mm в диаметре (допустимо небольшие отступления от размера). Для сборки активного элемента можно использовать отрезок обычного медного провода от высоковольтного трехфазного кабеля. Отрезок кабеля (RP-SMA кабель) для нашей антенны вам продадут в магазине радиотоваров или на рынке. В соответствии с основными законами о теории антенн, высчитано, что длина активного элемента для работы в частоте 2.4GHz должна быть приблизительно 30mm, а длина волны для 2.4GHz равна 124 мм.

Рисунок ниже даёт довольно хорошее объяснение размеров идеальной банки и внутреннего расположения активного элемента. Понятно, что мы создаём WiFi антенну не для спутниковой связи и небольшие отступления от идеальных размеров не окажут значительного действия. Однако, длина и расположение активного элемента это критические факторы которые могут напрямую повлиять на работоспособность антенны.

Схематическая работа антенны

При правильном размещении активного элемента, отраженная волна накладывается на волну которая естественно излучается от активного элемента в сторону открытого конца банки, тем самым совмещая излучаемую силу в одном направлении. Если бы активный элемент не был бы установлен на расстоянии от дна банки равном 1/4 длине радиоволны, то не было бы усиливающей интерференции и коэффициент усиления был бы очень слабый. И если бы длина банки была бы меньше, чем длина равная 3/4 радиоволны, то радиоволна не была бы точно направлена до момента выхода из волновода т.е. банки.

Схематическая работа антенны

На рисунке ниже показано, почему размещение активного элемента было настолько критическим. Основная цель с которой банка «надета» на активный элемент это направить радиоволны в одном направлении. На рисунке показано как активный элемент излучает радиоволны и как они расходятся. Волны изначально излученные с стороны закрытого конца банки отражаются, «ударившись» о дно.

Совершенствуем дизайн

Иногда, воронка может быть «надета» на открытом конце Cantenna для получения дополнительной усиления. Модификация даёт нам другой тип антенны, но очень похоже на Cantenna - известный как «цилиндрические рог» или просто «Воронка Антенна». Воронка не способствует усиление во время передачи, но увеличивает чувствительность антенны во время приёма. Это достигается путём сбора излучения с большей площади.

Воронка не способствует усиление во время передачи, но увеличивает чувствительность антенны во время приёма.

Подключение антенны к оборудованию

Если вы используете WiFi модем с внешней антенной и хотели бы использовать Cantenna, это не будет проблемой. Просто отсоедините «родную» антенну и используя соответствующей длинны кабель подключите Cantenna на другом конце. Вы можете подключится роутеру (маршрутизатору) таким же образом.

• D - внутренний диаметр банки
• L o - длина волны в открытом воздухе, равна 0.122 метра
• L c - нижняя граница затухания, МГц
• L u - верхняя граница затухания, МГц
• L g - длина волны в волноводе (в нашем случае - в банке)

L c = 1.706D

L u = 1.306D

L g = 1 / (sqr_rt{(1/L o ) 2 - (1/L c ) 2 })

Для использования с адаптерами стандарта 802.11b идеальны следующие параметры:

• Нижняя граница затухания должна быть меньше 2400 МГц
• Верхняя граница затухания должна быть больше 2480 МГц

Зависимость длин волн и частот от диаметра

• RF соединитель N-типа с затяжной гайкой (меньше отверстий сверлить придется);
• 40mm медного или латунного провода 2 мм диаметром;
• консервная банка из под растительного масла 83 мм в диаметре и 210 мм длиной.

1. Ножом для вскрытия консервных банок тщательно удалили верхнюю часть консервной банки. Опорожнили и помыли ее с мылом в теплой воде.
2. Линейкой измерили 62 мм - расстояние от дана консервной банки и отметили точкой. Нужно накренить отмеченную точку, что бы сверло не соскальзывало и отверстие получилось там, где нам нужно.
3. Сначала используем сверло меньшего диаметра и постепенно увеличиваем до 12-16 мм в зависимости от диаметра RF соединителя N-типа.
4. Диаметр отверстия должен точно соответствовать диаметру RF соединителя N-типа. При помощи напильники обработали неровные края.
5. Обработали отрезок медного провода напильником и перед пайкой слегка нагрели одну сторону - входящую в RF соединитель N-типа.
6. При помощи паяльника припаяли вывод к RF соединителю N-типа в вертикальном положении. В нашем случае, высота активного элемента должна ровняться 30.5 мм.
7. Зафиксировали RF соединитель N-типа на банке при помощи затяжной гайки самого соединителя.

Усиление данной Wi-Fi антенны изготовленной своими руками будет находится в пределах 10-14 dBi и лучевым покрытием равны 60 градусов. Если нам потребуется использовать антенну на улице - придется изготовить водонепроницаемый контейнер. Нам подойдет трубa из PVC - целиком вложим антенну в трубу из PVC и загерметизируем при помощи крышек и PVC клея. Необходимо помнить об отверстии для RF соединителя N-типа.

Беспроводная технология передачи данных за последние годы стала неотъемлемой частью жизни в современном мире. Многие пользователи, устанавливающие у себя дома систему Wi-Fi, сталкиваются с проблемой слабости сигнала. Не всегда проблему представляет собой WiFi-антенна. Своими руками сделать её могут практически все, но, прежде чем приступать к сборке, необходимо исключить другие факторы, влияющие на уровень сигнала.

Причина ослабления сигнала

Для начала необходимо разобраться, с чем это может быть связано. На уровень сигнала в той или иной степени могут оказывать влияние следующие факторы:

• поддержка роутером и сетевой картой стандарта N (прежние стандарты A, B, G на сегодня уже устарели, и улучшения скоростных характеристик оборудования с такими стандартами ждать не приходится);
• бытовые приборы на пути сигнала заметно ослабляют его уровень;
• другие беспроводные сети в радиусе приёма также гасят мощность сигнала (эту проблему можно решить путем использования программы Wi-Fi Analyzer);
• наличие более одной стены между антенной роутера и подключённым оборудованием.

Для жителей многоквартирных домов устранение вышеописанных причин может решить проблему слабого сигнала. Увеличить радиус действия на 15-20 см может размещённый за антеной экран из медной или жестяной пластины.

Жители частных домовладений, скорее всего, будут вынуждены прибегнуть к более серьёзным ухищрениям, чтобы сигнал был доступен не только в доме, но и во дворе.

Если устранение этих причин не привело к улучшению, то остаётся всего два варианта: или купить более мощный роутер, или пойти по менее затратному пути, то есть WiFi-антенна своими руками должна быть изготовлена. Это и окажется решением проблемы.

Самодельная WiFi-антенна

Приняв окончательное решение, можно приступать к работе. Ниже будет подробно описано, как сделать WiFi-антенну, способную усилить мощность сигнала и, следовательно, дальность приёма.

Оптимальное решение - это простая в плане сборки конструкция, которая представляет собой антенну в виде зигзага Харченко. Она имеет много разновидностей, но лучшей считается та, что состоит из двух сопряжённых по диагонали квадратов.

Необходимые материалы и инструменты

Для работы нам понадобится инструмент и материал, из которого и будет собираться Wi-Fi-антенна своими руками:

1. Одножильный медный провод сечением от 2,5 до 3 мм.
2. Текстолит с медным покрытием на одной из сторон.
3. Кабель коаксиальный RG-6U нужной длины.
4. Медная трубка с таким диаметром, чтобы в неё плотно входил кабель длиной 5 см с очищенным экраном.

Убедившись, что всё вышеперечисленное есть в наличии, можно смело приступать к изготовлению.

Как собирается WiFi-антенна

Своими руками из текстолитовой плиты вырезаем квадратную пластину с размером стороны 110 мм. Строго по центру высверливаем отверстие под медную трубку. Диаметр отверстия и трубки должен быть одинаковым. Плиту сверлить необходимо со стороны медного покрытия. По краям отверстия необходимо паяльником залудить медную поверхность. Это будет рефлектор. На медной трубке с одного края стачиваем по диаметру одну сторону на 2-3 мм. Вставляем трубку в рефлектор так, чтобы сточенная часть была со стороны медного покрытия. Расстояние от отражателя до конца трубки обязательно должно быть 16 мм.

Отрезаем 244 мм провода и очищаем его от изоляции. Делаем поверхностные надрезы каждые 30,5 мм. После этого по меткам сгибаем под прямым углом так, чтобы получилось подобие цифры восемь.

Припаиваем свободные концы к самому верху трубки таким образом, чтобы целая часть оказалась над сточенной частью трубки. К этому месту и припаиваем центральный провод кабеля, предварительно вставив его в трубку. У нас получилась WiFi-антенна. Своими руками мы собрали конструкцию, способную дать усиление сигнала на 6-8 dB.

Это оборудование представляет собой приемник сигнала беспроводной сети. Многие хотят добиться более мощных показателей от этого устройства, однако не стоит делать неоправданные действия с устройствами мощностью 15-20 дБи. Их отличием является максимально допустимая для широкого покрытия зона. При усилении такой антенны будет расти радиус действия, сокращаться зона охвата беспроводным соединением.

Эта ситуация может стать серьезным препятствием комфортного использования соединения с глобальной сетью. Область распространения волн будет настолько узкой, что приемник сигнала необходимо будет держать в определенной точке без возможности перемещения.

Конечно, если нельзя будет пересесть с телефоном на диван или сходить с планшетом на кухню, тогда и изготовление wi-fi антенны в домашних условиях себя не оправдает. Нужно очень хорошо взвесить потребность в такой манипуляции.

Самодельная биквадратная антенна

Первопроходцами среди самодельных излучателей биквадратного типа для распространения беспроводного сигнала были образцы еще в 2005 году. Наилучшими модификациями этих приспособлений были биквадратные, которые выдавали сигнал мощностью до 12 дБи, и биквадратные со значением этого показателя до 14 дБи.

Если брать по многофункциональности устройства, то предпочтительнее устанавливать биквадратную конструкцию. Это оборудование позволит сохранить ширину угла раскрытия сигнала при неизбежности сжимания поля излучения.

Если данное устройство правильно расположить в помещении, то можно обеспечить прием стабильного сигнала по всей территории. Реализовать любые из существующих версий данного типа приборов просто.

Детали для изготовления биквадратного излучателя:

• Для рефлектора пригодится фольгированный текстолит размером 12,3х12,3 см;
• Проволока медная с сечением поперечника 2,5 кв. мм;
• Коаксиальный кабель с показателем ВС 50 Ом;
• Разъем с выходом типа N для подсоединения самой антенны.

В целом, устройство будет выглядеть как соединенные углами квадраты с расположенными на одной прямой диагоналями. Посмотрев на фото wi-fi антенны, можно заметить биквадратный излучатель и заземленный рефлектор. Устройство должно верхней частью примыкать к кабелю, а нижней – примыкать к земле.

Рефлектор представляет собой кусок хорошо проводимого материала. Отлично с этой задачей справляется алюминий, сталь или жесть. В некоторых случаях проще воспользоваться компакт-диском.

Как изготовить излучатель и рефлектор wi-fi антенны

Изготовление передатчика достаточно простое. Подготовив все необходимые материалы можно приступить к созданию устройства.

Пошаговая инструкция как сделать wi-fi антенну:

Шаг 1. Проверить пригодность всех материалов. Для расчетной частоты будущего передатчика-приемника беспроводной сети принимается частота 2,4 ГГц, что требует использования медного провода толщиной 1,8 мм. Это соответствует указанному в перечне материалов сечению поперечника.

Шаг 2. Нужно подготовить проволоку и согнуть ее под прямыми углами на расстоянии 30,5 от каждой точки перегиба. Главное, чтобы активный элемент получил подобие квадратной восьмерки.

Шаг 3. Отмеряем расстояние, равное 29 мм от края до загиба проволоки.

Шаг 4. Постоянно контролируем соответствие наружного диаметра в 30,5 см и делаем еще один загиб.

Шаг 5. Выполняем еще пару внутренних загибов на 2,9 см расстоянии во внутрь рамки.

Шаг 6. После завершения конструирования активного элемента следует проверить соответствие чертежу. По средней линии должно быть расстояние, равное 30,5 мм.

Шаг 7. В местах, которые отведены для последующего крепления к ним коаксиального кабеля, необходимо сделать пропой.

Рефлектор

Этот элемент оборудования предназначен для отражения волн в задней части приемника сети. При правильном расположении рефлектора можно добиться усиления сигнала за счет наложения амплитуд испускаемого и отражаемого сигналов. Эффект интерференции способствует увеличению дальности распространения беспроводного излучения.

Достижение данного физического явления можно легко просчитать. Выбранное колебание имеет определенную длину волны, а при отражении необходимо, чтобы волны накладывались.

Расстояние между рефлектором и излучателем определяется как разность четверти из величины определяемой конструктивными особенностями передатчика от десятой доли волны. Из простых соображений получаем значение в четверть длины волны.

Для выбранной частоты в 2,4 ГГц волна будет длинной в 12,5 см. Умножив полученное значение на 5, получим величину искомого интервала 1,56 см.

Чтобы получить максимально возможное усиление в 12 дБи от конструируемого устройства, необходимо правильно рассчитать размер отражателя. Максимальное усиление будет с пластиной 12,3х12,3 см. Можно воспользоваться и больших размеров рефлекторов, однако это никакого эффекта не даст, а сделает оборудование более громоздким и тяжелым.

Приведенная схема устройства wi-fi антенны дает излучение мощностью 12 дБи, а аналоги изготовленные на базе компакт-дисков могут за счет ограниченной площади обеспечить максимум 8 дБи сигнал.

Необходимо помимо размеров и типа материала для рефлектора выбирать гладкие однотонные поверхности, обладающие хорошими отражательными свойствами. Волны могут рассеиваться на любых дефекта, что приводит к частичной потере сигнала.

Сбор излучателя на рефлекторе можно произвести через припаивания медной трубы непосредственно к отражателю. Также можно крепить ее термоклеем на пластмассовой трубочке. Нужно обязательно к рамке излучателя припаять выводы на кабель.

Подключение к роутеру

Может случиться, что изготовление такой wi fi антенны своими руками будет большей проблемой, чем финансовым приобретением. Поскольку подсоединение изготовленного самостоятельно оборудования должно производиться через проникновение внутрь роутера.

Для всех обладающих навыками работы с сетевым и беспроводным оборудованием, процесс припаивания на монтажную плату к контактным площадкам внутри роутера труда не составит.

Следует очень осторожно и максимально быстро работать паяльником с контактными дорожками, поскольку они очень тонкие и могут моментально среагировать на температурный скачок отрывом от платы.

При наличии у родного кабеля разъема SMA подсоединить аналогичного типа штекер антенны. Такой радиочастотный соединитель очень распространенное оборудование, поэтому купить его можно в любом специализированном магазине.

Тестирование wi-fi антенны

При создании биквадратной антенны по идеальным размерам, соблюдая все приведенные указания, можно добиться сигнала с 4-километровой дальностью.

Необходимо понимать, что многое зависит из чего можно сделать wi-fi антенну, чтобы показатели были соответствующими теоретическим. Мощность такого оборудования может достигать 12 дБи.

Дл антенн из компакт-дисков или других подручных материалов, наблюдается более слабый сигнал, иногда достигающий своего максимума на показателе 8 дБи. При удачных поделках направленность и дальность излучателя на диске CD может достигать 2 километров.

Для двойного биквадрата граничной мощностью является 14 дБи и дальнобойность несколько больше 6 километров.

Такие антенны могут использоваться для дачного участка, дворов частных домов или местности около гаража, поскольку обладают углом раскрытия в 60°.

Фото wi-fi антенн