Самодельная направленная антенна для wifi. Wi-Fi-антенна из подручных материалов

13.09.2019

Антенна для WIFI роутера – радиотехническое устройство, предназначенное для приема и передачи сигналов беспроводного WIFI интернета. WIFI антенны подключаются к передатчику или приемнику (ноутбук, ПК и т.п.) с помощью антенных кабелей и WIFI адаптеров (усилителей).

WIFI антенны излучают сигнал во всех направлениях. Но в реальных условиях эффективность передачи сигнала в разных направлениях неодинакова. Свойства направленности антенны характеризует диаграмма направленности. Самая простая диаграмма направленности у всенаправленной WIFI антенны, которая излучает одинаковую энергию во всех направлениях. Для WIFI антенн различают круговую, секторную и узконаправленную диаграммы направленности (ДНА). Диаграммы направленности изображаются в виде двух сечений – вертикального и горизонтального.

WIFI антенны бывают направленные и всенаправленные, внутренние и внешние. Важными параметрами WIFI антенн являются коэффициент направленного действия (КНД), коэффициент усиления (КУ), входное сопротивление и рабочая полоса частот. WIFI антенны работают в диапазоне 2,4 ГГц.

Штатная антенна для роутера d link практически всегда имеет КУ 2dBi.

Если требуется покрытие беспроводной связью большой площади (площадка перед офисом или двор), то необходим роутер с внешней антенной. Она сконструирована в крепком водонепроницаемом корпусе, способна выдерживать непогоду, ветер, температурные перепады. Крепятся такие антенны на мачтах или кронштейнах.

Внутренние антенны WI-FI отличаются компактностью. Они крайне удобны для работы в пределах помещения.

Всенаправленная антенна (Omni-directional)

Всенаправленная антенна чаще всего используется в оборудовании для беспроводных сетей. Для такой антенны характерно равномерное покрытие территории во всём радиусе действия. В основном, всенаправленная антенна представляет собой штырь, который устанавливается вертикально. При этом сигнал распространяется в плоскости, перпендикулярной его оси. Такие антенны, в сравнении с направленными, обладают заметно меньшим коэффициентом усиления.

Коэффициент усиления антенны – 8 дБ, длина – 520 мм, диаметр – 19 мм. Антенна удобно располагается на мачте, на крыше дома либо автомобиля. Мощности антенны хватает для работы на скорости 1 Мбит в радиусе до 1800 метров, а 54 Мбит – до 600 метров.

Направленная антенна (Directional antenna)

Такая антенна хорошо подходит для сети по типу точка-точка. Для компьютера, который должен соединяться с точкой доступа либо с другим компьютером лучше использовать направленную антенну. Такой антенной можно “пробить” даже непробиваемые стены.

Примером такой антенны является антенна WAN-2118 типа Yagi. Коэффициент усиления такой антенны составляет 18 дБ.

Антенна обеспечивает приём на скорости 1 Мбит/с – до 5 Км, 54 Мбит/с – до 1.5 Км.

Самодельная антенна для роутера

Существует много вариантов самостоятельного изготовления Wi-Fi антенн. Изготовленная антенна для роутера своими руками не будет уступать по характеристикам купленной модели. Для примера возьмем изготовление « антенны-насадки» . К такой антенне ВЧ–излучение подводится без применения кабеля. Антенна закрепляется на штатной штыревой антенне Wi-Fi роутера.

Сначала определим параметры антенны. Для Wi-Fi используется несколько каналов (частот). Первый канал работает на 2412 МГц, второй – 2417 МГц, третий – 2422 МГц и т.д. Каждый канал смещен относительного предыдущего на 5 МГц. Поэтому, зная частоту работы роутера можно произвести расчёт размеров антенны. Для примера, возьмем шестой канал – 2437 МГц. и будем для нее выполнять расчёт.

Расчет параметров антенн можно произвести в программе mmana-gal, а скачать её можно по это ссылке: http://depositfiles.com/ru/files/2zjnh48lu

В этой программе можно моделировать практически любую антенну, и встроена большая библиотека готовых антенн.

Основное излучение концентрируется по направлению волнового канала. Для изготовления антенны необходимо полметра провода сечением 1,5 кв.мм, кусок гофрированного упаковочного материала и колпачок от ручки (его диаметр должен быть немного больше диаметра Wi-Fi антенны роутера).

Необходимо отрезать полосу картона 150х20 мм (несущая часть антенны). Соответственно размерам на рисунке ниже, из провода нужно нарезать вибраторы антенны и собрать всю конструкцию.

После этого нужно надеть собранную «насадку» на штатную антенну Wi-Fi роутера и сориентировать её в необходимом направлении.

WIFI всепогодная точка доступа своими руками

Я покажу, как собрать очень мощную антенну для приема вай-фая, способную принять сигнал на расстоянии многих километров, но при этом легкую и простую в сборке. Скрестив две популярные антенны, волновой канал и pouch антенну у меня родилась идея создать вай-фай пушку.

Изготовить эту антенну можно из любого листа металла. Я взял медную фольгу толщиной 0.3 миллиметра, потому что ее легко резать ножницами.
Детали нашой антенны будут крепиться на шпильке, нам нужно вырезать 7 дисков с дыркой посередине.

Для этого нужно разместить, пробить или просверлить семь отверстий, и только потом циркулировать окружность. Если сделать наоборот, то сверло может уйти в сторону, а для нас важно, чтоб отверстие было ровно посередине.

Bыцарапываем окружность согласно размерам указанным на схеме и вырезаем наши диски.

Рисунок 1.

Делать нужно как можно точнее, отклонение всего на миллиметр и работать будет не так. Толщина металла и диаметр шпильки почти не влияют на работу нашего бластера и могут быть любыми. Получаются такие вот круги (См. Рис.1) и после того как все детали вырезаны нам остается их накрутить на шпильку, соблюдая размер зазоров между ними.

Этот облучатель собирается легко, как конструктор. Устанавливаем вторую пластину нашего
бластера на расстоянии как указано на нашей схеме — 30 миллиметров, подкручивая гаечки подбираем точно наши 30 милиметров.

На последних двух дисках нужно сделать отверстие для провода. Наш бластер готов. Теперь остается его подключить к нашему устройству. В начале это будет USB модем, потом мы подключим к смартфону и напоследок — к роутеру, чтобы раздать интернет через нашу WI-FI пушку.

Для подключения к вай-фай свистку нужно аккуратно разобрать антену, так чтобы не повредить провод. Залуживаем места пайки и припаиваем провод к крайнему большому диску, а центральную жилу к следующему за ним. Крепим нашу пушку на кронштейн чтобы было удобно прицелиться на роутер жертвы.

Пушка ловит сеть даже на расстоянии в 500 метров. Материалы для Wi-Fi пушки не дорогие и доступны каждому.

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.

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:

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:

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

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.

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.

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).

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:-)

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:

Одножильный медный провод сечением от 2,5 до 3 мм.
Текстолит с медным покрытием на одной из сторон.
Кабель коаксиальный RG-6U нужной длины.
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.

Про эту антенну я решил купить 3 шутки для своего роутера (TP-LINK TL-WR1043ND), что бы немного расширить радиус WIFI сети.

Заказ отправили где-то на 7 день после оплаты, трек-номер не выдали, но внутрироссийский прилагаю: RA364818918RU. Примерно 3 недели шла посылка. Пришла в хорошем состоянии и без повреждений.
Распаковав посылку, что я вижу:

Все верно 3 антенны, очень длинные, длинной примерно 45 сантиметров и если их потрясти, то слышно какое-то «шуршание».
Естественно сразу захотелось их испробовать и проверить радиус. А так как писал про такую антенну одни положительные эмоции, то я и сомневаться не стал, что радиус будет больше, но ближе к делу.
Разъемы у антенн стандарта RP-SMA, но накрутить получается не с первого раза (возможно из-за веса антенны):

Антенны на месте и выглядят на фоне «родной» внушительно:

Включаю роутер и делаю тесты. Кладу телефон в одном месте и меняю антенны. Далее пойдут скриншоты с телефона.
1. Антенна «родная» от роутера с коэффициентом усиления 3dBi (сеть dom-inet):

Как видно уровень сигнала 44%
2. Антенна с заявленным коэффициентом усиления 20dBi :

ВАУ!!! Сигнал усилился и теперь составляет 48%!!! Такого конечно я не ожидал (((
Я бы сказал, что коэффициент усиления у нее не более 5dBi!
3. Антенна собственного изготовления (фото антенны уже попадали в мои обзоры, но что бы освежить память я чуть позже ее еще раз покажу):

Вот теперь видно разницу, сейчас уровень сигнала составляет 86% и это не плохо!

Совсем меня это расстроило и я решил разобрать антенну, но пока разбирал, сломался пластик:

Но антенна разобралась!
Аккуратно пытался достать всю «начинку» из корпуса, но у меня к сожалению аккуратно не получилось и провод просто оторвался:

Без корпуса антенна выглядит так:

Длинна в разобранном виде составляет 35 см. Конечно я попробую что-нибудь из нее сделать и возможно получится, только я сомневаюсь, что она будет лучше чем самодельная антенна.
Вес каждой антенны 66-67 гр.:

А вот и самодельная антенна:

Смотрится конечно не супер, но интерьер украшает уже давно)).

Конечно я от этой TD антенны многого не ждал, но что бы она настолько была плохого качества - это не есть хорошо.

Так же антенну с TD я подключал и к другим WIFI адаптерам (USB WIFI, роутерам с одной антенной), но ощутимого результата я от них не получил. Ощутимый результат только от самодельной антенны.
Подведу итоги:
+ Быстрая доставка
+ Большая, тяжелая
- Коэффициент усиления завышен минимум в 4 раза
- Хрупкий пластик

PS. Странно, почему многие отзывы на сайте TD только положительные?
Только 3 или 4 отзыва «не очень» радуют покупателей.

Очень впечатлительных, просьба не нажимать

Видимо только котэ эта антенна понравилась