Антенна Харченко для Wi-Fi
Сегодня публикуем вариант антенны двойной квадрат, она же антенна Харченко, для Wi-Fi диапазона 2,4 Ггц. От нашего подписчика Максима. В статье подробно будет рассказан процесс изготовления и схема с размерами антенны. Также материалы и инструменты которые понадобятся человеку для того что бы сделать такую антенну Харченко своими руками.
Наверное, каждый из нас сталкивался с плохим приемом сигнала вай-фай. В этой статье я расскажу, как самостоятельно, своими руками сделать зигзагообразную антенну Харченко или, как ее еще называет – двойной квадрат. Это устройство обладает отличным, направленным приемом, что позволит ловить сеть на расстояниях до 2 км (на открытой местности), а также найти Wi-Fi точку доступа без пароля и пользоваться интернетом бесплатно. Процесс изготовления очень прост и не отнимет много времени, сил и средств.
Что понадобится для изготовления антенны Двойной квадрат
Для начала, подготовьте все необходимые компоненты, которые вам понадобятся, чтобы потом не искать их второпях.
Вай-фай антенна только принимает сигнал, однако его еще нужно расшифровать и предоставить в удобной форме для вашего устройства. Поэтому мы будем собирать нашу конструкцию на базе покупного адаптера. Они стоят не дорого, и продаются в любом магазине электроники. Сам собой возникает резонный вопрос: «А зачем нам что-то мастерить и переделывать, если в магазине за 500 рублей можно купить уже готовое устройство?». Дело в том, что дальность и качество их приема с завода очень низкое и подходит только для домашнего использования, если между вашим роутером и приемником маленькое расстояние, нет железобетонных стен. Это происходит потому, что комплектная антенна очень маленькая и слабая.
Нам подойдет любой адаптер, желательно, чтобы он имел внешнюю антенну на разъеме, там есть специальный экранированный провод, который нам пригодится. Примерами таких устройств могут служить:
Нам также нужен лист фольгированного текстолита размерами 100 на 120 миллиметров. Его можно купить на рынке или в магазине радиодеталей, он обойдется рублей в 100. Также такие листы часто лежат с советских времен в закромах бережливых хозяев. Можно обойтись и без него, однако свойства антенны поменяются.
Кусок медной проволоки или обязательно одножильного медного провода диаметром около 1,5 — 3,0 мм и длинной с полметра, можно больше, чтобы сделать несколько вариантов и выбрать из них самый ровный. Они продаются в магазине электрики. Как вариант, можно купить провод в изоляции и аккуратно ее счистить с помощью канцелярского ножа, это не отнимет много сил.
Если ваш адаптер без выносной антенны, то понадобится также кусочек высокочастотного интернет кабеля длинной около 5-10 см. Его без труда можно найти в магазине радиокомпонентов, так как они часто рвутся или перетираются. В крайнем случае его можно заказать в интернете.
Еще понадобятся паяльник, припой, флюс. Дрель или шуруповерт (не обязательно, но желательно)
Изготовление антенны
Теперь, когда мы подготовили все необходимые детали, давайте перейдем к изготовлению нашей антенны.
Для начала необходимо выпрямить проволоку до ровного прута. Это можно сделать с помощью плоскогубцев, однако идеального результата добиться не получится, а точность на этих этапах изготовления очень важна. Для того, чтобы очень качественно выпрямить проволоку, привяжите один из ее концов к чему-то основательному, пример, к ножке стола, ручке двери, лучше всего, конечно, зажать в тисках.
Второй конец вставьте в патрон дрели или шуруповерта. Одновременно натяните проволоку и включите вращение. Через несколько секунд вы получите идеально ровный кусок.
Если у вас нету шуруповерта, то закрепите конец на карандаше или рейке, и точно также, натягивая, вращайте ее, на это уйдет чуть больше времени, но результат будет такой же, как и с применением электрического инструмента.
Затем, следуя схеме, согните проволоку особым образом, чтобы получилось два квадрата со сторонами в 30,5 миллиметров. Постарайтесь сделать это максимально точно. Один из концов проволоки нужно отогнуть под 90 градусов к плоскости антенны, чтобы получилось крепление.
Стык начала и конца фигуры необходимо пропаять, но не соединять середину и концы. Для этого включите паяльник в сеть, дайте ему нагреться 5 минут. Нанесите немного жидкого флюса на место пайки или обмакните паяльник в канифоль. Захватите на жале капельку припоя и прикоснитесь к месту пайки. Вы услышите характерный звук испарения жидкости. Прогрейте место в течении 2-3 секунд. Помните, что работать обязательно нужно в хорошо провариваемых помещениях, так как пары флюса вредны.
Закрепите полученную конструкцию на листе текстолита с помощью пайки, предварительно просверлив или проковыряв чем-то острым, например ножом, в нем отверстие под провод. Соблюдайте параллельность плоскостей антенны и экрана, а также расстояние между ними.
Припаяйте высокочастотный кабель: его экран, к отражателю антенны, а центральную жилу к противоположному краю. Старайтесь не перегреть его, чтобы не расплавить изоляцию.
Для дополнительного уменьшения помех можно выпаять штатный разъем и подключиться к плате напрямую. Однако восстановить заводское состояние, если вам не понравится работа устройства, будет сложнее.
Закрепите корпус адаптера с помощью клея, подойдет суперклей или клеевой пистолет, тогда вы сможете легко отклеить корпус устройства в случае необходимости.
Вот и все, устройство готово, с помощью юсб удлинителя можно подключить антенну к компьютеру или ноутбуку, а с них раздавать интернет и на другие устройства.
Особенности работы
Главной особенностью данного устройства является то, что оно ловит сигналы направленно, то есть необходимо поворачивать антенну на предполагаемый источник сигнала, за счет этого и достигается такая эффективность. Можно, конечно, использовать ее и без отражателя, тогда она будет принимать сигнал условно со всех сторон, но и эффективность упадет примерно на треть. Таким образом, с помощью этой самоделки вы можете обеспечить отличный прием сигнала в своем доме или квартире, даже при большом расстоянии до роутера и наличии препятствий, что увеличит скорость и стабильность интернет-соединения.
Если все сделать правильно и аккуратно, то с помощью этой антенны можно ловить сигналы Wi-Fi на расстоянии до 2 км, разумеется, на открытой местности, где не мешают стены домов и холмы. В итоге у вас есть возможность получить бесплатный интернет: необходимо направить устройство на ближайшее кафе, в котором есть Wi-Fi или найти сеть без пароля среди соседних домов. В большом городе сделать это будет не сложно.
Для дополнительного улучшения приема, вы можете с помощью USB удлинителя вывести конструкцию на крышу, или закрепить ее на окне, балконе, а для защиты от дождя и снега, поместить в пластиковую бутылку.
Антенна Харченко
Конструкция антенны была предложена Харченко К.П. в 1961 году для приема телевизионных каналов метрового диапазона и долгое время была самой популярной телевизионной антенной, получив название «зигзагообразная». Смотрите статьи в журнале «Радио» (Радио №3, №4, №8 1961; №11, 1962; №4, 1966; №10, 1967). Со временем антенну реконструировали для дециметрового и других диапазонов. С появлением цифровых 3G, Wi-Fi сетей, работающих на более высоких частотах, зигзагообразная антенна перекочевала и на них и зарекомендовала себя там одной из лучших для изготовления своими руками.
На Западе такая антенна носит название « BiQuad », « Trevor Marshall’s antenna ». Она, так же как и тройной квадрат , является разновидностью рамочной антенны. Присмотритесь: антенна Харченко — это две квадратные рамки объединенные в одну систему. Рамочная антенна, как известно, имеет такие положительные качества, как широкополосность и не критичность к точности изготовления. (Конечно, это не основание делать ее тяп-ляп.)
Телевидение передается в большинстве случаев горизонтально-поляризованной волной, а 3G, Wi-Fi, CDMA — вертикально-поляризованной. Поэтому для этих сетей «восьмерка» должна быть в «лежачем» положении и напоминает своего рода «очки».
В Сети можно найти много конструкций антенны Харченко как для Wi-Fi, так и для 3G UMTS. Поскольку частоты этих видов связи близки, здесь важно не запутаться. Можно воспользоваться онлайн калькулятором и рассчитать антенну непосредственно на ваш диапазон. Кроме того, там вы сможете найти список ссылок на оптимизированные в программе HFSS конструкции для большинства диапазонов.
Предлагаем также калькулятор оригинальной конструкции Bi-Quad Тревори Маршалла. Для специалистов предлагаю файл для MMANA . Для 3G расчетная сторона ромба получается около 35 мм. Но в сети полно конструкций со стороной 53 мм . Где правда? Правда скорее всего у 35 мм, а 53 мм — это опечатка (цифры в обратном порядке!), которая размножилась в интерненте методом копипаста. У антенны со стороной 53 мм углы по бокам ромба не 90, а 120° и сам ромб выполняется не из проволоки, а из металлической полоски шириной 8 мм. Антенна, которую расчитывает наш онлайн калькулятор имеет углы близкие к 90°. Усиление такой антенны около 10 dBi.
Расчет антенны Харченко также доступен в мобильном андроид приложении Cantennator на Google Play, вы его можете скачать на свой смартфон или планшет, нажав или отсканировав QR-код:
Важно понимать, что расчетные размеры рефлектора – это минимально допустимые. Можно и больше. Для такой Wi-Fi антенны, в качестве рефлектора, вполне подойдет CD или DVD диск.
Его напыление хорошо отражает радиоволны сантиметрового диапазона, нужно только подобрать диск не просвечивающийся, когда смотришь через него на свет. За основу антенны можно взять коробку для CD-DVD на 25 дисков. Не буду повторяться, инструкцию по изготовлению такой антенны можно посмотреть тут .
Такая конструкция вполне сгодится для изготовления антенны для CDMA-800 диапазона (Intertelecom Украина). При этом размер рефлектора примерно соответствует листу формата А4, а провод или медную трубку нужно брать толщиной 5-8 мм (можно медную полосу такой же ширины). Рефлектор же для экономии можно сделать из жести. Размеры — из того же калькулятора!
На диапазон CDMA-450 размеры антенны получаются уже до полуметра в ширину, поэтому, для уменьшения парусности, лучше применить рефлектор в виде сетки. Можно использовать строительную сетку с ячейкой не более 1 см, укрепленную на H-образной несущей конструкции из любого подходящего металла. Поскольку по краям рамки имеется нулевой потенциал, ее можно крепить к рефлектору металлическими болтами. Рамка изготавливается из дюралюминиевой полоски 10мм шириной, стыки — на алюминиевых заклепках.
Усиление антенны можно поднять до 11-12 dBi удвоив восьмерку (Double BiQuad). Для фазирования элементов применяется перекрестное питание. Как это сделать понятно из фото ниже. Размеры антенны можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора антенны Double Bi-Quad у нас на сайте. Кроме того, ромбы можно заменить круговыми петлями. Получается антенна Bi-loop, работающая по тому же принципу.
Готовую антенну можно покрыть нитролаком, либо покрасить автомобильной краской для защиты от атмосферных воздействий, если вы намерены разместить ее на мачте. На диапазонах Wi-Fi, 3G антенна Харченко довольно критична к точности изготовления. Поэтому, поймав сигнал, не стоит пренебрегать настройкой антенны. Можно воспользоваться стандартным «палкомером» модема, но удобнее специализированным софтом. Сдвигая и раздвигая «очки», а также в небольших пределах меняя расстояние до рефлектора, добиваются максимального уровня принимаемого сигнала. Главное здесь — терпение, так как нужно постоянно ждать пока обновятся показания уровня сигнала в программе.