Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств

Так сложилось, что на работе мы остались без Интернета, это и послужило стимулом для изготовления антенны. Основным критерием было достигнуть результата при минимальных затратах. Таким образом, в ход пошло всё то, что было под рукой. А под рукой было: два Wi-Fi модема TP-Link, не кривые руки, желание и цель. Расстояние между потенциальными точками доступа составило около 700 метров в пределах прямой видимости. Стандартный Wi-Fi модем способен преодолеть только до ста метров. Для увеличения коэффициента усиления, необходимо сфокусировать узконаправленный сигнал. Для этих целей идеально подходит спиральная антенна Джона Крауса (John Kraus) для частот в диапазоне от 2 до 5 ГГц. В беспроводных сетях, с использованием стандарта IEEE 802.11b, также известного как Wi-Fi, используется частота 2.43 ГГц.

Спиральная антенна может быть описана как пружина с количеством витков N с отражателем. Окружность (C) витка составляет приблизительно длину волны (l), а дистанция (d) между витками составляет приблизительно 0.25C. Размер отражателя (R) составляет C или l и может иметь форму круга или квадрата. Конструкция излучающего элемента вызывает круговую поляризацию (КП), которая может быть как право-, так и левосторонней (П и Л соответственно), в зависимости от того, как намотана спираль. Для того, чтобы передать максимум энергии, обе антенны должны иметь одинаковую направленность поляризации, то есть намотаны в одну сторону.

Реализация для частоты 2.43 ГГц

Реализация для частоты 2.43 ГГц

Для этих целей идеально подходит обычная сантехническая пластиковая труба с внешним диаметром 40 мм с учетом намотанного медного провода с изоляцией в 1 мм – это 42 мм (диаметр витка). Но мы собирали антенну из того, что под рукой, а под рукой имелись винипластовые стержни с наружным диаметром 35 мм. При этом диаметр витка выходит 37 мм, что так же не плохо.

Расчеты

Для пластиковой трубы с диаметром 40 мм

Окружность витка:

Для 2.5 км 12 витков достаточно (N=12).

Длина трубы будет около 40 см (3.24 l).

Размер отражателя (R) 42 не менее C или l – 14 см.


Для винипластового круглого стержня с диаметром 35 мм

Окружность витка:

Для 2.5 км 12 витков достаточно (N=12).

Длина трубы будет около 40 см (3.24 l).

Размер отражателя (R) не менее C или l – 14 см.


Необходимые материалы:

Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств. Рис. 1

  • для отражателя использовался фольгированный гетинакс, но так же можно использовать любую медную или алюминиевую пластину любой толщины. Но не очень тонкую, т.к. отражатель является основной несущей базой антенны;
  • медный одножильный провод не тоньше 1 мм в диаметре (нами использовался провод сечением в 1.5 квадрата) в ПХВ изоляции длинной около 1.5 м;
  • круглый сердечник из винипласта диаметром 35 мм и длиной 40 см;
  • полоска медной фольги для изготовления волнового генератора в виде треугольника. Размер малого катета 17 мм, длина гипотенузы 71 мм. Толщина не фиксированная, главное условие, что бы ее можно было обогнуть вокруг сердечника;
  • для подключения коаксиального кабеля я использовал коннектор от старой сетевой 10 Мбит/с карты;
  • крепления произвольные.

Процесс сборки

Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств. Рис. 2

Для начала возьмем винипластовый сердечник. Нанесем на него разметку. Расстояние между метками, согласно нашим расчетам, должно быть 29 мм. Это расстояние между витками. Для выравнивания провода, я обычно использую один не хитрый способ. Зажав один конец провода в тиски, с силой натягиваем в струну за другой конец. Для того чтобы ровно уложить провод, я просверлил отверстие на крайней метке. Диаметр отверстия равен диаметру провода с изоляцией, что позволит зафиксировать конец провода, вставив его в отверстие. После чего плотно наматываем провод на сердечник. Плавно растягиваем спираль и фиксируем с помощью клея витки на метках. В итоге должно получиться 12 витков с расстоянием в 29 мм. При использовании трубы в качестве сердечника, появляется проблема с креплением отражателя.

Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств. Рис. 3

Возникает необходимость использовать дополнительные детали. В нашем случае сердечник из винипласта. Он легко крепится к отражателю с помощью обычного шурупа - самореза, длина которого около 50 мм. Я использовал шуруп со шляпкой под ключ, чтобы облегчить закручивание. Для крепления отражателя делаем разметку под отверстие по центру пластины. Центр находим за счет пересечения диагоналей. Диаметр отверстия зависит от диаметра крепежного шурупа. Также отмеряем от центра расстояние равное радиусу сердечника. Здесь сверлим отверстие под коннектор. При отсутствии коннектора, коаксиальный кабель можно припаять напрямую. Экранирующий контакт припаиваем к пластине отражателя, а центральную жилу к волновому генератору. Роль волнового генератора будет у нас выполнять треугольная пластинка из медной фольги. К тонкому углу генератора припаиваем кончик нашей спирали. Гипотенуза треугольника из медной фольги должна быть продолжением спирали.

Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств. Рис. 4

Так как антенна будет установлена на открытом воздухе, рекомендуется залить места паек силиконом, а на сердечник надеть термоусадку с диаметром 50 мм.

Монтаж и настройка

Мною было изготовлено две одинаковые антенны. Одна была установлена на крышу дома, где иметься Интернет. Вторая антенна установлена на крыше служебного здания. Для достижения максимального эффекта обе антенны должны быть направлены друг на друга и находиться в прямой видимости. В качестве точек доступа использовались Wi-Fi модемы TP-LINK. На обоих ТД установлен MOD Point to Point с указанием MAC-адреса другого модема. Эта настройка установлена из соображений безопасности, дабы отсечь не санкционированные подключения к нашей сети (халявщиков с ноутбуками и смартфонами).

Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств. Рис. 5


Если не боитесь мародеров, то рекомендую ставить Wi-Fi модем возле антенны. Можно закрепить его на тыльной стороне отражателя. Естественно, поместив его в герметичную упаковку. Связь модема с компьютером осуществить по кабелю витой пары (Ethernet). Максимально укоротив коаксиальный кабель, Вы уменьшите затухание сигнала. К сожалению, в службе безопасности нашей организации, многих зовут Александр Родионович Бородач :-)

Изготовление спиральной антенны для Wi-Fi своими руками из подручных средств. Рис. 6

Теги: Wi-Fi

Комментарии
Добавить комментарий

Введите имя:
Войти от:
или
Ваш комментарий:


Введите код:

E-mail (не обязательно)
Адрес электронной почты не предназначен к показу и будет использован только для уведомлений об ответах


Гость#10 0
Интересная вещь, надо попробовать сделать
Ответить 
Гость#20 0
Пасиба за подробную инструкцию, как раз ее не хватало!!!!
Ответить 
гость2#30 0
согласование катет 17 и катет 71
Ответить 
Дмитрий#41 0
Я не понял, как Вы закрепляете пластиковую трубу к фольгированному гетинаксу?
Ответить 
 
Иван#50 1
болтом, толстым шурупом или если труба полая, то болтом с двумя икс-центриками.
Ответить 
Евгений#60 0
А понтянет ли такая весчь 2 км? Возможности расположить точку доступа на крыге нет, кабеля где-то 15 метров нужно. Возможно ли это? И какой лучше использовать при этом кабель? Подойдет ли ТВ кабель?
Ответить 
 
Zhelezaka#70 1
для 2 км совсем другие, более мощные вещи применяются. Есть расчеты, методика расчета приведена выше. А кабель можно любой, вопрос лишь сопротивления и затухания сигнала в нём.
Ответить 
Александр#80 1
Здравствуйте! Возможно ли использование медного провода сечением 2.5 мм?
Ответить 
Александр#90 0
Здравствуйте! Скажите, а для маршрутизатора с двумя антеннами, нужно две таких антены, или одной достаточно?
Ответить 
Александр#100 0
Извините, но я не совсем понял. Даная антенна может работать только с такой же антенной расположенной на расстоянии, или она ловит независимые сигналы wi-fi?
Ответить 
 
Гость#111 2
у этой антенны-"спиральная" поляризация....-по идее она(эта антенна)-предназначена для плохих условий приёма(непрямая видимость с корреспондентом,ловить она должна и линейную поляризацию(вертикальную и горизонтальную),которые используются в Вай-Фай вышках и серийно-выпускаемых Вай-Фай точках доступа.Бывает ещё-"угловая" поляризация...
Ответить 
Люстэн#120 0
А подключать кабель как ??? Центральную жилу на саму проволоку, а оплётку на отражающий экран ???
Ответить 
 
Гость#130 0
центральная жила-через медный треугольник-на проволоку(вверху в статье-всё подробно описано).
Ответить 
Гость#141 0
роутер дир-320,-у него снимается родная комнатная антенна,что ьбы подключить внешнюю,это предусмотрено?
Ответить 
 
Денис#150 1
ну собственно именно туда и подключается антенна. Отключает стандартную и подключаешь кабель на это место.
Ответить 
Илья#160 1
Скажите пожалуйста! Потянет ли эту антенну TP-LINK TL-WR743NDv1 и каков будет результат, хочу использовать тплинк с вашей антенной + dlink dir 655(который есть уже) с вашей же антенной. Расстояние 500м, со стороны точки доступа пара-тройка пышных деревьев дальше прямая видимость. Хочу построить сеть точка доступа-клиент.Dlink раздает по вифи, TPlink принимает как клиент и далее мне к пк по кабелю, ну или адаптер... И подскажите можно ли в режиме клиента на тплинке зашифровать сеть от халявщиков?
Ответить 
 
Илья#170 0
на длинке тоже хочу поставить шифрование
Ответить 
 
Денис#181 0
Здесь все расисано, как проводить расчет и на какие параметры смотреть. Но если коротко - потянет.

Шифрование присутствует во всех роутерах, даже самых дешевых. Ставь WPA2-PSK.

Ответить 
гость#190 0
фотка взята с другого сайта
Ответить 
 
Алекс#202 1
Какая фотка? С какого сайта? Пруфлинк бы что ли в студию
Ответить 
серый#210 0
у меня вопрос -

№1 Лучше использовать трубку с диаметром 35 или 40 ? т.к трубку буду брать спецом для этих целей.

Мне нужно получить сигнал от роутера установленного на чердаке дома (в тех прослойке) с антенной на

самой крыше, а мой частный дом с такой же антеной находится на расстоянии прямой видимости

примерно от 400 до 600 метров (от крыши до крыши). Мне эти антенны помогут получить хороший

сигнал и доступ в нет?

Ответить 
 
Серёга_2#220 0
Диаметр можно любой. Хоть 35 хоть 40.Главное пересчитать данные под тот диаметр , который возмёш. Я брал диаметром 40 от конализационнай трубы длинной 50см в хоз магазине по 40руб за штуку. На 12 витков она почти как раз. Чуток отпиливал даже (см7-8) Главное витки считать не от точки припайки согласующего устройства, а от места припайки проволоки к этому самому согласующему устройству (треугольнику).



Желающим могу дать очень простую и точную технологию намотки спирали. Нужен только принтер и программа например Visio. Под канализационную трубу дам выкрайку. Так что Visio даже не нужна будет. Только принтер.



oslik2004@mail.ru В теме письма указать "Изготовление спиральной антены"

Ответить 
 
Серёга_2#231 0
Кого заинтересует вот мой вариант сборки этой антены

http://masterstroy74.ru/Antenna/Antenna1.html

Ответить 
макс#240 0
извините за мою наглость, но хочу предупредить всех желающих изготовить данную антенну.... мною было опробовано 3 варианта антенн на расстоянии 640 метров между домами в деревне в одном из них точка доступа с роутером и внешней антенной(их я и делал) и вторая точка ноут с usb адаптером tр-link tl wn722n

1вариант - баночные (результат 18% связи в утелите тэлинка)

2 вариант- спиральная хеликс 12 витковая на трубе 40мм и экраном 140*140 из меди - результат 0% связи..но на 100 метров от точки смартфон сеть видел.странно?

3 вариант - тройной биквадрат с расстоянием до рефлектора 9,8мм -результат 60%

в общем думайте сами делать хеликс или би-квадрат!!!



для тех кто ругать начнет... с хеликсами упорно эксперементировал.. и высота антенны и длинна кабеля(укорачивал до 4 метров чтоб стоя на кыше с ноутом принять а на точке доступа и телефон провод к роутеру на крышу тянул и кабел 2 метра от роутера до хеликса)

когда все надоело сляпал наспех би-квадрат... из обрезков материалов которые остались от прежних антенн!! кабель на спайке из куска 2 метра и 4м на стороне роутера и такая же история с кабелем на стороне ноута с тэлинком отражатель вообще вырезал из куска стенки советского холодильника.. так как медь всю испортил на хеликс... высота антенн от земли 5 метров! в итоге на хеликсы ушло 2 трубы по 56 руб провод 4 метра(по 2м на каждую)по цене 21 руб за метр, 350 руб на фольгированый медный двухсторонний текстолит 350*350

делайте выводы куда вкладывать деньги!

Ответить 
Серёга_2#250 0
Сделал пару таких. Вернее 4. По две на вайфайник. (Tenda N300). Заработало без проблем. Растояние между точками 600м. Видимость напрямой но есть штук с пяток сосен, закрывающих видимость. Одна на крыше 5 этажного дома, вторая на крыше частного сектора. Скорость соединения стабильно на 15Мбит/сек. Максимальная скорость соединения доходит до 20Мбит/сек. И ещё. Роутёры расположены непосредственно возле антен. Кабель соеденяющий Антена-Роутёр 20-30 см. Питание роутера по витой паре (восмерке) 4 жилы данные другие 4 питание. Питание лучше брать по одной жиле каждой (из 2х) пары. Например Оранжевый и синий вместе это (+) Плюс питания, оранжево- белый и сине-белый вместе это (-) Минус питания.
Ответить 
руслан#260 0
скажи пожалуйста вот медная пластинка 70 на 17 их должно бить 2 на обеих концах или один
Ответить 
 
Денис#270 0
Для чего две??? По одной на каждую антенну.
Ответить 
Владимир#280 0
А если нужно подключиться за 100 метров к соседу,получится ли то же самое ни с трубой в 30 см?
Ответить 

Флагман смартфонов 2018 года – Samsung Galaxy S9+
Один из лучших смартфонов на первую половину 2018 года
20 мая 2018 /
Обзор Windows 10 April 2018 Update
Все изменения в весеннем обновлении Windows 10
13 мая 2018 /
Смартфон с двумя двойными камерами - Honor 9 Lite
Симпатичный смартфон с четырьмя камерами
30 апреля 2018 /
Экраны microLED – что это такое
Все о новой технологии экранов, которая может заменить OLED
23 апреля 2018 /
6 приложений для черного списка номеров на iPhone
Обзор популярных программ iOS для блокировки контактов
15 апреля 2018 /
 
 
Новый GPU будет выпускаться по 12-нм техпроцессу
Новый флагман засветился на видео
Ее цена составит $199
Его доля на мировом рынке 3,5%
Сообщения можно превратить в стикеры для Историй
AR-гарнитура Google получит 2K-экран и сможет записывать 1080p-видео
 
 

Опрос

В какой социальной сети вы сидите чаще?
или оставить собственный вариант в комментариях





Статистика