Принцип работы направленной антенны wifi

Принцип действия и применение Wi-Fi антенн

Wi-Fi антенна – это радиотехническое устройство для приема и передачи сигналов беспроводного интернета. Принцип действия следующий: колебания ВЧ создаваемые генератором(роутер) при передаче через Wi-Fi антенну преобразуется в электромагнитные волны и излучается в пространство. А в принимающей происходит обратный процесс. Антенна определяет зону покрытия точки доступа.

Для подключения Wi-Fi антенны к приемнику или передатчику (ПК, ноутбук, роутер) используются антенные кабели или Wi-Fi адаптеры. Одна и та же Wi-Fi антенна может работать в двух режимах (прием и передача) одновременно.

Чаще всего Wi-Fi антенны применяются для сосредоточения спектра сигналов в определенном направлении, не усиливая его, а просто делая связь надежнее. Делают это с помощью рефлектора, или другими словами отражателя. Устанавливаются роутеры в домах, офисах, торговых центрах или труднодоступных местах, где нельзя проложить проводное соединение.

Все антенны подразделяются на два типа: для наружного и для внутреннего применения. Отличие их состоит в геометрических параметрах и устойчивостью к внешним помехам. Антенны наружного применения больше и идут в комплекте с креплением. Антенны внутреннего исполнения используется в домах или офисах, а наружного – для покрытия, например, площади на дворе вашего дома или в саду.

Для примера возьмем антенну марки ТРИАДА-2680. Является антенной внутреннего использования. Крепится к потолку на диэлектрическую поверхность (рис. 2.1).

Примером внешней антенны можно взять марку ТРИАДА-2635. Крепится на столб или другую поверхность в направление принимающего устройства (рис.2.2).

Направленностью антенны называется зависимость создаваемого магнитного поля с его направлением, а диаграмма направленности показывает графическое представление коэффициента усиление антенны.

Главные параметры, по которым делают количественную оценку направленности Wi-Fi антенны это ширина лепестка, коэффициент направленного действия.

По направленности антенны можно разделить: направленные и всенаправленные. Разница между ними в том, что первые с помощью рефлектора-отражателя перенаправляют сигнал в нужную сторону и имеют диаграмму в виде лепестка, а вторые распространяют сигнал по радиусу вокруг себя и имеют круговую диаграмму в горизонтальной плоскости. Стоит отметить, что каждая из них может быть, как внутренней, так и наружной.

Примером внутренней направленной Wi-Fi антенной является марка ТРИАДА-2635. Применяется для соединения с одним компьютером или одной точкой доступа. Диаграмма направленности представлена на рис.3.1.

В качестве примера всенаправленной антенны ТРИАДА-2420. Распространяет сигнал по окружности вокруг себя. Диаграмма направленности показана на рис.3.2

Источник

Wi-Fi антенна: полный обзор всех видов и особенностей

Для выхода в сеть со стационарного компьютера, в котором, как правило, отсутствует встроенный Wi-Fi-адаптер, понадобится адаптер для соединения компьютера с Вай-Фай антенной (роутером). Основным критерием работы устройства является сила беспроводного сигнала. Для его усиления и расширения возможностей роутера применяют промышленные устройства дальнего действия и самостоятельно изготовленные Вай-Фай антенны. По отзывам умельцев, такая антенна для роутера не уступает по своим техническим характеристикам покупным приспособлениям.

Как усилить беспроводной сигнал и обеспечить бесперебойную работу сети Интернет с помощью подручных средств, попробуем разобраться в нашей статье.

Для чего нужна антенна, классификация антенн

Принципы беспроводной связи основаны на приеме и передаче радиочастотной энергии. Работу с сетевыми ресурсами по беспроводным каналам обеспечивает сигнал, передаваемый от общего источника на антенну роутера пользователя. Чем дальше от роутера находится вышка, излучающая основной сигнал, тем нужнее использование системы с усилителем антенны Wi-Fi.

По способу установки

По способу установки антенны делятся на два вида:

1. Наружные. Внешняя антенна роутера отличается повышенным коэффициентом усиления при установке в зоне прямой видимости вышки. Уличная Wi-Fi антенна может обладать внушительными размерами, поэтому устанавливается за пределами помещения.
2. Внутренние. Внутренняя Wi-Fi антенна характеризуется относительно слабым усилением беспроводного сигнала. Небольшие размеры и дизайн оборудования позволяют установить приспособление внутри помещения.

По направлению сигнала

Для усиления сигнала антенны Wi-Fi учитывается не только удаленность, но и направление источника сигнала. По направлению передаваемого и принимаемого сигналов, антенны подразделяются на:

На картинке – антенна с всенаправленным диапазоном:

• Всенаправленные. Для них характерны равномерное излучение сигнала и небольшой коэффициент усиления. Устанавливается как внутри помещения, так и за его пределами. Оптимальны для применения в условиях города. Заводским аналогом всенаправленной антенны является Wi-Fi антенна D-Link.

А это антенна с направленным диапазоном действия:

• Направленные. Охватывают более широкие полосы беспроводных сигналов и отличаются повышенным коэффициентом усиления. Уровень мощности сигнала не зависит от точки установки (внутренней или наружной).

По поляризации

Качество приема сигнала в пространстве (поляризация) обусловлено не только способом установки антенны, но и ее конструкцией. В зависимости от типа конструкции, волны могут иметь:

• Круговую поляризацию. Актуально при работе большого количества беспроводных устройств. Сигнал круговой антенны преодолевает как вертикальные, так и горизонтальные препятствия, не теряя своей мощности.

• Вертикальную линейную поляризацию. Конструкция отличается малыми габаритами и простотой установки.

• Горизонтальную линейную поляризацию. Эффективно при работе в условиях отсутствия видимости источника, излучающего основной сигнал. Оптимальный вариант в пределах города, так как легко преодолевает вертикальные препятствия.

Как самостоятельно усилить сигнал?

Владея информацией о принципах передачи беспроводного сигнала, антенну для Вай-Фай можно сделать своими руками. Это позволит значительно расширить возможности работы роутера. Существуют следующие способы для усиления работы Wi Fi.

Усилитель из биквадрата и CD-диска

Образец антенны с биквадратом на картинке:

Инструкция довольно проста:

• Подготовить CD-диск.
• Из медной проволоки (2,5 мм в диаметре) изготовить биквадрат. Для сооружения двойной геометрической фигуры нам понадобится 300 мм медного кабеля. Расстояние между центрами квадратов должно соответствовать 30 мм.

Размеры биквадрата смотрите на картинке:

• Концы медной проволоки запаять.
• Готовый биквадрат закрепить на пластиковую пластину (расстояние по вертикали между точками крепления должно быть 16 мм).
• На дно короба приладить CD-диск силиконовым клеем.
• Подключить к маршрутизатору (роутеру) готовую Wi-Fi антенну. Самый надежный и простой способ подключения – разъем SMA.

Для оптимальной работы усилителя важно правильно выбрать направление приема-передачи сигнала и закрепить устройство.

Как усилить Wi-Fi сигнал, узнаете из следующего видео:

Усилитель с использованием жестяных банок

Сооружение подойдет для усиления сигнала в квартире. Поможет устранить препятствия в виде стен и мебели. Что нужно подготовить:

• провод (50 Ом);
• две жестяные банки емкостью 1 л.;
• металлопластиковую трубку;
• соединительный разъем.

• Проделать в днищах банок отверстия (диаметр отверстий должен соответствовать диаметру металлопластиковой трубки).
• Надеть банки на трубку.
• Закольцевать и зафиксировать концы трубы.
• Обе банки припаять к проводу.

В полости трубки находится металлическая фольга. Она послужит антенным экраном. Поэтому провод следует припаять и к фольге. Места крепления провода надо хорошо зафиксировать и заизолировать.

Сверхдальняя Вай-Фай антенна

Для мощной антенны нам нужно:

• лист фольгированного гетинакса (стеклотекстолита). Учтите, что из него надо сделать два листа 450х350 мм;
• самоклеящиеся виниловые трафареты с монтажной пленкой – для защиты листов гетинакса от травления;
• металлический лист (можно фольгу) – для изготовления стенки отражателя.

Для травления печатной платы используются раствор хлорного железа и емкость, в которой должны умещаться листы гетинакса. Ее лучше сделать самостоятельно. Самодельная емкость – это каркас из четырех реек и пленки в несколько слоев.

При травлении соблюдайте правила безопасности, а именно:

• работать в защитных перчатках;
• не использовать стеклянные или пластиковые емкости;
• в ходе процесса смешивания не использовать металлические конструкции;
• не работать в небольших и плохо проветриваемых помещениях;
• утилизировать раствор в соответствии с мерами безопасности;
• использовать защитные очки и маску;
• хранить оставшийся раствор в прохладном и недоступном месте.

Перед травлением материал необходимо обработать мелкой наждачкой.

Важно соблюсти такие условия:

• между отражателем и платой должно быть 9 мм.
• при склеивании деталей в пластике рекомендуется оставить отверстия, чтобы в дальнейшем припаять провод.

Мы получим сверхдальнюю антенну с усилением 80 дБ на расстоянии 1 км от основного источника сигнала.

Мощная Wi-Fi антенна-пушка

Образец антенны-пушки – на картинке:

Для изготовления антенны-пушки потребуется подготовить:

• металлический лист – лучше медный (так же подойдет и жесть от банок);
• Wi-Fi адаптер (либо подсоединить к роутеру);
• длинную шпильку и гайки;
• циркуль.

Размеры необходимо соблюдать с точностью до миллиметра. Для этих целей лучше использовать точную металлическую линейку.

Используйте схему-чертеж для изготовления мощной антенны:

Выполняем следующие действия:

1. На металлическом листе отмечаем центры диаметров окружностей.
2. Просверливаем отмеченные центры (чередуем тонкое и толстое сверла).
3. Доводим отверстия до диаметров, чуть превышающих диаметр шпильки.
4. С помощью циркуля очерчиваем окружности на листе металла.
5. Предварительно вырезаем квадраты, из которых далее аккуратно вырежем круги.
6. Отпиливаем лишнюю длину шпильки (с учетом ширины гайки).
7. Получаем готовый комплект деталей.
8. Собираем конструкцию.
9. В последних двух дисках не забываем просверлить отверстия для последующего подключения кабеля.
10. Разъем с кабелем изготавливаем из старой антенны маршрутизатора (адаптера).
11. Аккуратно удаляем кожух с изоляцией со старой антенны и убираем металлический колпак.
12. После изготовления разъема переходим к лужению дисков (медью).
13. Через отверстие крайнего круга пропускаем кабель, а экранирующую обмотку припаиваем.
14. Среднюю жилу кабеля пропускаем в отверстие второго круга и припаиваем.
15. Устанавливаем на кронштейн (при желании) готовую антенну.
16. К выходу разъема прикручиваем Wi-Fi адаптер.

Изделие готово. Остается выбрать правильное направление для получения сигнала. Если захотите расширить возможности антенны-пушки, установите ее на крышу. Тогда придется припаять экранированный кабель (вместо разъема).

Зона покрытия при использовании данной конструкции составляет не менее 10 км.

Смотрите также видео-инструкцию по изготовлению антенны-пушки:

Рекомендации по установке усилителей

При монтаже оборудования соблюдайте условия видимости источников приема-передачи сигналов. Во внимание принимаются не только здания и сооружения, но и деревья, которые так же глушат сигнал.

Размер кабеля для подключения должен быть минимальным, а от использования PCI-карты желательно отказаться. Оптимальным вариантом является кабель в плотной изоляции RG-6U. Допускается менять поляризацию усилителя (в случае помех в эфире).

Отзывы умельцев свидетельствуют о том, что самодельные усилители работают не хуже заводских устройств. При этом они не требуют существенных материальных затрат, а процесс их изготовления – простой и доступный.

Источник