Хеликс антенна wifi своими руками

TCPetc. Technique, computers, programs etc.

Спиральная антенна (Helix antenna) была изобретена еще в 1947 году основателем теории спиральных антенн Джоном Краусом. Конструкция такой wifi антенны имеет ряд преимуществ перед панельными антеннами, такие как маленькая парусность, легкость изготовления в сочетании с доступностью материалов и широкополосность. WiFi антенна Helix имеет круговую поляризацию и в зависимости от направления намотки может быть право и левосторонней, поэтому важно помнить, что если мы делаем две wifi антенны для линка точка-точка, то намотку необходимо делать у обоих антенн в одинаковом направлении. Такую антенну не рекомендуется ставить совместно с панельными, которые имеют горизонтальную и вертикальную поляризацию, что приведет к потере сигнала в 3db. В сети попадались несколько озадаченных людей, которые применяли helix в качестве облучателя тарелок и не учли тот факт, что при отражении поляризация меняет направление, поэтому будьте внимательны. Очень хочется собрать такую wifi антенну, тем более, что информации в сети достаточно, и в этой статье я постараюсь собрать из множества источников разные методы изготовления такой антенны своими руками. Самая распространенная конструкция хеликса на 2,4Ггц собирается на обычной ПВХ трубе диаметром 40мм, которую можно приобрести в любом магазине сантехники. Вот список необходимых деталей: — односторонний текстолит или любая металлическая пластина 13х13см
— пластиковая труба диаметром 40мм
— медный провод сечением 2мм в диаметре
— клей, изолента
Для начала давайте определимся с исходными данными нашей будущей wifi антенны. Делать мы будем 24-х витковый хеликс, а центральную частоту для расчета возьмем равной 2437Мгц (шестой канал wifi диапазона). Исходя из этого с помощью калькулятора (в разделе скачать) рассчитаем необходимые параметры и получаем, что длина конструкции составит 74см, расстояние между витками 3,2см, усиление 19,9db.
Отпиливаем трубу нужной длины и проставляем на ней отметки через каждые 32мм. Можно поступить другим способом, распечатать заранее нарисованный шаблон, обклеить им трубу и использовать как разметку.

Берем провод, желательно без изоляции и мотаем на трубу по разметке, причем последний виток должен заканчиваться точно, как бы являясь продолжением первого. Хотя эта wifi антенна и прощает “кривые руки”, я настоятельно рекомендую делать все аккуратно и по возможности точно. После того как намотали провод, фиксируем концы изолентой и приклеиваем каждый виток к трубе. Теперь нужно вырезать рефлектор, который может быть как квадратной, так и круглой формы размером 13х13см (диаметр 13см). Рассчитываем место установки разъема, просверливаем, прикручиваем. Можно обойтись и без разъема, просто высверлив дырку под кабель. Как прикрепить рефлектор к трубе каждый решает сам, я дам лишь общее направление, фото ниже.

Входное сопротивление антенны Helix составляет 120-170 Ом и чтобы согласовать с нашим 50Ом кабелем нам необходимо добавить линию согласования, которая представляет собой прямоугольный треугольник со сторонами 17 и 71мм. Вырезаем треугольник, укладываем на трубу так, что гипотенуза это продолжение витка и припаиваем зауженной стороной к спирали а широкой к разъему.

Все, антенна готова, теперь можно заняться эстетикой, обмотав изолентой или обтянуть термоусадкой. Такая антенна без труда покроет видимое расстояние в 2-5 километров.

Напоследок хочется обратить внимание на то, как все же правильно делать такую антенну.
Я советую отказаться от пластиковой трубы, которая вносит свой коэффициент укорочения и потери на ВЧ, но антенна в силу своей широкополосности прощает нам и это. Для примера на фото более “правильные” антенны.

Обращаю ваше внимание, что антенна получилась не короткозамкнутая, поэтому стоит уделить внимание защите от статики.
Как говорилось ранее, антенна обладает высоким входным сопротивлением, почему мы и применяли линию согласования на последнем витке. Существует несколько способов согласования, некоторые из них, я думаю будут интересны моим читателям. Все подробности на фото ниже.

Источник

Чертежи хеликса на 5.8 гГц

Вот случайным образом попал ко мне немного сломанный хеликс, ну и решил я его скопировать. Вот что получилось. Мотать надо на оправке 15мм.

Спасибо maloi333 (Станислав Шухов) За предоставленную антенну.

Вот собственно ссылка на чертежи в архиве DXF и файл для компаса, кому как удобнее.
www.dropbox.com/s/k06cqqpzgrnyqb7/Helix.rar?dl=0

Если вам нравятся мои проекты вы всегда можете мне немного помочь на материаллы)))

Как всегда, то, что нужно — не показано. Балун как сделан?
Если его нет (а судя по чертежу — так оно и есть) — херня антенна, половина в тепло уйдёт =)

Делал 8-витковый хеликс по описанию от IBCrazy. Балун — треугольник на первом витке. Работает неплохо, направленность явно видна.

Когда кидаешься такими словами давай ссылочки, я антенну просто взял и передрал 1:1 как была. Нет нихрена у него Балуна не гони))))) Все фотки пересмотрел)))
Вот эта антенна getfpv.com/circular-wireless-5-8-ghz-heliaxial58-r…

Единственное что не нашел я алюминия 3 мм поэтому сделал на 2х милиметровом текстолите)))) Но я размеры снял если что поэтому и на алюминие если что могу сделать)

если один не горамотный сделал антенну без согласующего устройства, а второй тупо передрал эту конструкцию, это ещё не означает что так правильно делать 😃

Plohish на неграмотного я обиделся, старался для всех… Грамотный бы направил в нужном направлении, я вот не понимаю как можно согласовать два канала по 50 Ом ну не радиотехник я…)))))

Нет нихрена у него Балуна не гони))))) Все фотки пересмотрел)))
Вот эта антенна
Единственное что не нашел я алюминия 3 мм поэтому сделал на 2х милиметровом текстолите)))) Но я размеры снял если что поэтому и на алюминие если что могу сделать)

Не обижайсо, Дмитрий, я-ж не зла ради =)))
А вот балун на оригинальной антенне как-раз-таки есть. Это прямой участок провода сразу от точки припайки и до начала первого витка. Вот его параметры и являются критичными.
Балун — согласующий ВЧ элемент. Трансформатор или ещё чо. Тот параллельный подложке участок даёт то, что сопротивление антенны падает с, если я правильно помню, 120 ом, до нужных 50, и антенна становится согласованной. Собсна — balun — это сокращение от BALanced-UNbalanced.

Кстати говоря, чем толще будет провод — тем широкополоснее должна быть антенна.

По поводу ссылок — не вопрос =)
первая, руководство от IBCrazy
вторая, Helix calculator. Там, кстати, вроде как показан рассчёт балуна.

Не обижайтесь, в данном случае речь про первого

Ухуууууу я теперь знаю как сделать балун, спасибо))))

согласующий элемент это будет секретная часть))))) я ее выкладывать не буду))))

Зачтите пост от IBCrazy (я выше линк приводил) — там вариантов — аж 6 по-моему штук. Я хотел wavetrap — но блин, он совсем микроскопический, поэтому сделал треугольник.

Вот спасибо, хорошо!
Утащил с себе в дневник;)

4 витка на батарейке АА, расстояние между витками 3 мм, Ввырезаем круг или квадрат кому что нравится из меди, размерами от 6см, сверлим отверстие, припаиваем на оплётку.
Вырезаем круг из меди по диаметру (минуса) батарейки, режем круг напополам, половинку припаиваем к центральной жиле, на расстоянии не более 3 мм от обмотки.
Полминуты с КСВ метром и у вас широкополосная Helix антенна от 5.6 до 5.7 а если повезет то и до 5.8ггц

<"assets_hash":"a8b26fa7f6e768b07a72c8c9aadb9422","page_data":,"497ec4283df9550077772a70":,"4b5bd9243df9550077765527":,"4cb093dd3df955007775b8ac":,"4dcf96ab3df9550077752896":,"4fb355873df955007774459c":,"5a9bcbc53df95500776ffbb9":>,»settings»:,»entry»:Вот случайным образом попал ко мне немного сломанный хеликс, ну и решил я его скопировать. Вот что получилось. Мотать надо на оправке 15мм.

\n

\n\n

\n

\n

\n

Спасибо maloi333 (Станислав Шухов) За предоставленную антенну.

\n

Вот собственно ссылка на чертежи в архиве DXF и файл для компаса, кому как удобнее.
\nwww.dropbox.com/s/k06cqqpzgrnyqb7/Helix.rar?dl=0

\n

Если вам нравятся мои проекты вы всегда можете мне немного помочь на материаллы)))
\n

\n»,»user»:»4b5bd9243df9550077765527″,»ts»:»2014-12-21T12:49:34.000Z»,»st»:1,»cache»:,»views»:4158,»bookmarks»:0,»votes»:0>,»subscription»:null>,»locale»:»ru-RU»,»user_id»:»000000000000000000000000″,»user_hid»:0,»user_name»:»»,»user_nick»:»»,»user_avatar»:null,»is_member»:false,»settings»:,»unread_dialogs»:false,»footer»:,»contacts»:>,»navbar»:,»forum»:,»blogs»:,»clubs»:,»market»:>,»recaptcha»:,»layout»:»common.layout»>Источник

Расчет спиральной антенны

Антенна подключается 50-омным коаксиальным кабелем. ВНИМАНИЕ! Антенна имеет круговую поляризацию, но может работать как с горизонтально, так и с вертикально поляризованной волной. При этом усиление антенны будет на 3дБ меньше расчетного.

Расчет основан на двух ANSYS HFSS моделях антенны.

• Первая модель для УКВ и ДМВ частот до 1000 МГц. В этом случае относительно тонкий провод для поддержания механической прочности антенны намотан на пластиковой трубке.
• Для СВЧ частот выше 1000 МГц используется модель с относительно толстым проводом с креплением на диэлектрических стойках как на чертеже выше.

Подробнее о возможных вариантах конструкции читайте в соответствующей статье.

Алгоритм и формулы расчета спиральной антенны подробно описаны во втором томе книги «Антенны» К.Ротхаммель, стр.144, а также в книге «Антенны КВ и УКВ» З.Бенковский Э.Липинский, стр 456.Обе книги можно можно скачать у нас на сайте. Модель спиральной антенны для Wi-Fi была верифицирована и оптимизирована в электромагнитном симуляторе ANSYS HFSS. Характеристики антенны представлены ниже. На основе анализа характеристик антенны можно прийти к выводу, что спиральная антенна излучает волну не с идеальной круговой поляризацией, а с эллиптической. Подробнее об этом в описании антенны клевер. Кроме того, хорошо видно, что антенна может неплохо работать совместно с 75-омным фидером.

Характеристики спиральной антенны Wi-Fi, 8 витков. (кликните для увеличения)

Входной импеданс	КСВ	Диаграмма направленности
Усиление	Axial Ratio	Отношение излучения вперед/назад

Расчет, аналогичный этому калькулятору, есть в андроид приложении Cantennator, доступном на Google play. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав по QR-коду или просканировав его. Не забудьте оценить приложение.

Источник