Helix Power: Рассказ о создании 10 км линка на основе спиральных антенн

wifi-antenna-helix-power
Андрей Кунаков (

) прислал рассказ о свем опыте создания Wi-Fi соединения на расстоянии 10 километров с использованием самостоятельно изготовленных спиральных (helix) антенн. С его любезного разрешения публикуем данный материал

Как это было.

Была поставленна задача создать линк между двумя пунктами. Линк планировалось использовать для телеметрии, а конкретно для передачи данных с удаленной сейсмостанции в центр. Ширина канала подразумевалась всего 19.6 кбит для телемтрии и минимум 1 мегабит для снятия данных по запросу. После анализа всяческого железа был выбран D-Link: во-первых в магазинах можно найти, во-вторых сервисное обслуживание у нас развито.

Было приобретено два D-Link DWL-3200AP Manageable Access Point по цене $197 за штуку. Помимо всего прочего данная точка доступа поддерживает стандарт питания по Ethernet кабелю 802.3af Power over Ethernet (PoE), что позволило значительно уменьшить потери сигнала за счет весьма короткого высокочастотного коаксиального кабеля.

После этого стал вопрос пассивной части. К сожалению «Родные» антенны от D-Link слишком дороги: 21 дБ антенна стоит $260. Пришлось порыться в интернете, из найденого больше всего понравилась конструкция спиральной антенны.

Использованные материалы

1 Пластиковая труба, L = 60 см, Ø 40 мм 2 шт. $4
2 Пластиковые заглушки на трубу Ø 40 мм 2 шт. $0.4
3 Медный провод, сечение 4 мм2 5 м $2
4 Штеккеры RP-SMA 2 шт. $10
5 Аллюминиевая пластина, тощина 2 мм 2 шт.
6 «Суперклей» 1 шт. $0.1
7 Термоусадочная изоляция 2 шт. $3

Расчеты и изготовление

Антенна была расчитана при помощи калькулятора.

После этого антенна была собрана согласно одному из описаний, аналог которого можно прочесть на этом сайте.

По расчетам усиление антенны при идеальных условиях должно быть 19.6 дБ, но разные источники то подтверждают эту методику, то отрицают.

На первую антенну было потрачено 15 дней, самая загвоздка была в том, как прикрепить трубу к заглушке, а заглушку к отражателю, при этом сохранив геометрию витка с волновым трасформатором (треугольником из фольги). И, кстати, в отличие интернетовского описания, я не использовал на отражателе разъем N-типа, а просто припаял центральную жилу кабеля к волновому трансформатору, что дало минус два разъема, а значит дало меньшие потери на разъемах в целом. На вторую антенну ушел уже 1 день.

Click on image to enlarge it
Антенны в процессе сборки

В качестве термоконтейнеров было куплено две пластиковых посудины для микроволновки. Туда и поместили DWL-3200. Антенна и точка доступа были вместе укреплены на мачте.

Click on image to enlarge it
Антенна укрепленная на мачте вместе с точкой доступа в термоконтейнере.

Установка

И наконец установка антенн: видимость между двумя точками не совсем прямая, затеняют дома и деревья, расстояние 10 км. Фотографии внизу показывают точки и направление установки антенн.

Click on image to enlarge it

Click on image to enlarge it

Первая антенна установлена на мачте высотой 7 метров на крыше двухэтажного здания. Вторая установленна на мачте высотой 23 метра.

Как ни странно, антенны заработали сразу. Было сделано несколько попыток установления связи на различных расстояниях – 1000 метров, 2,4 км., 4 км, 10 км. Во всех случаях связь была установлена.

К сожалению не фиксировал уровни сигналашума, но субъективные параметры говорят о 10-18 % качестве сигнала, соединение работает на скорости 2 мегабита.

Вот и все, сейчас делаем две 24 витковых антенны с более толстым проводом намотки.


221 комментарий

  1. 1.Намотка в одну сторону значит оба хеликса на одном линке точка-точка должны быть едиентичными..
    Намотали первый правым винтом, мотаем и второй так же…
    2.Попробуйте засунуть плпстиковйю бутылку (пустую) в микроволновку, если не расплавится (сильно нагреется), можно использовать, но по-моему термоусадка или лак лучшее…..

  2. Есть всенаправленная антена ANT24-1500. Будет ли работать антена Helix с ней. Мы сделали все как надо, только вот экран из стеклотексталита и конектор обычный, короче показывает 18% сигнала расстояние 600 метров прямая видимость, и не хочет законективаться, а с FA-20 все замечательно скорость до 1,7 мегабайта, да именно мегабайта. Так вот вопрос Helix вообще со всенаправленкой работает или нет? и как на счет материала не критичен тот который мы использовали?

  3. Люди я купил точку доступа D-link 2100AP включил её настроил , хотел подсоединиться ноутбуком и подсоединился
    а вот связь не идёт пакеты отправляются но не принемаются почему так?как создать эту сеть?Спасибо

  4. Выложи настройки компа и ноута командой ipconfig /all, и еще какие ты сетевые настройки прописал в ТД.

  5. Спасибо, Andrey Kunakov.
    Хочу собрать вот эту антену:
    http://wi-fix.narod.ru/antens/yagi5.rar
    5-элементная антенна типа YAGI
    Но не могу найти ответы на такие вопросы:
    1.Отрезки провода на этой антене, что между собой не связываются никаким проводником?
    2.Размеры на чертеже проставлены в мм? и проставлены для одной стороны отрезка провода (типа на чертеже указан размер верхней части отрезков, ну и нижняя типа должна быть такого же размера?) или это есть полный размер отрезка?
    Кто в курсе подскажите, пожалуйста!

  6. Wlad, если можно то расскажите подробнее о связи на 2,4 ГГц отраженной
    волной через телевышку. Можно на ICQ#: 395546951. Или по e-mail: sat-tp(сабака)rambler.ru

  7. Мужики, а где здесь форум, я бы хотел спросить коечего, а то у меня возник гембель. Купил себе антенну
    направленну антенну от Zonet на 12 dbi SMA для outdoor точки доступа от EnGenius, а она работает хуже
    чем антенна, которая идёт в комплекте с точкой доступа, и я ещё заметил, что сигнал есть там, где
    его быть не должно, а антенна то направленная, ничего не пойму.

  8. Собрал Helix как описано в этой статье, но уровень сигнала оказался слабым, сеть видется но подсоединиться к ней не может (расстояние между мной и другом около 500м, у друга точка доступа D-Link с родной антенной, а у меня D-Link PCI адаптер+Helix). Отсюда возникло 3 вопроса:
    1. Будет ли коннект, когда у меня Helix, а у друга точка доступа D-Link с родной антенной?
    2. Влияет ли на уровень сигнала то, что медный лепесток был не зачищен от окиси (ее немного но он не блистел, в местах пайки зачищался)(Кстати, после Helix-а попробовал подсоединить антенну-банку, с ней уровень сигнала был тоже маленький, хотя после чистки наждачкой антенки в банке сигнал поднялся почти до 100%).
    3. Влияет ли на уровень сигнала то, что разъем при присоединении с лепестком был немного отнесен вбок (лепесток пришлось немного градусов на 45-50 подогнуть к разъему).
    Извините, если немного неграмотно написал.Спасибо.

  9. 2 KnDmPetr:
    1. Не будет, с обеих сторон нужны одинаковые хеликсы.
    2. Нет, не должно. С банкой у тебя что-то странное тоже, если честно.
    3. Хм. Честно говоря не понимаю, что как у тебя там получилось. Сделай вторую антенну, попробуй.

  10. Есть 2 баночные антенны на расстояние 100-150 метров, сигнал 9-10% скорость 200-300kb/сек.Будет ли работать если 1 банку заменить на Helix? Другую просто не достать…

  11. Спасибо за ответ. Придется помучаться :( .Еще вопрос
    1- 24 витка не много будет для 150 метров (тоесть хуже не будет чем 12 витков)всётки 31км и 150 метров большая разница :)?
    2- И какой приблизительно % будет по с равнению с баночными антеннами?

  12. 2 Cepreu:
    1. 12 более чем достаточно.
    2. А бог его знает. Зависит от слишком многих факторов, я бы просто собрал и попробовал бы ;о))

  13. А какую антенну можно собрать, чтоб совпадала парализация с баночной антенной (конечно чтоб она была лучше баночной)?

  14. А какую антенну можно собрать, чтоб совпадала парализация с баночной антенной (конечно чтоб она была лучше баночной)?

    FA-20

  15. Собрал 2 спиральных антенны с 12 витками,но не видят они друг друга:(.
    С баночными хоть 5% было.
    В чем может быть проблема,может настройки в роуторе поменять или еще что?

  16. извените за глупый вопрос но я хочу узнать. При создание 24 витковай антены
    диаметор, сечение провада, шах между витками остаёться как на 12 витковой?
    И можно сделать связь на растояние 16 км (одна из антен будет стаять
    на высоте 50 м от земли.)

  17. Можно использовать кабель 75 омный на етих антеннах,а то у меня до каждой антенны по 15 метров?
    Так как на одном компе стоит pci карта

  18. Я уже на основе этой статьи изготовил около 6 антенн. все работают прекрасно автору спасибо
    НО возник вопрос — что это за чёрная штука которой вы обтянули антенну? где её можно достать? видел в интернете и делыми такими обтягивали. Так где же её взять

    Ещё раз ОГРОМНОЕ спасибо!

  19. Я уже на основе этой статьи изготовил около 6 антенн. все работают прекрасно автору спасибо

    Наздоровье!

    что это за чёрная штука которой вы обтянули антенну?

    Термоусадка. Выглядит как тонкий полиэтиленовый шланг. Всегда в изобилии продаются на радиорынках. Также можно купить в магазинах, которые занимаются электротехникой.

  20. ещё вопрос — есть ли какое-то отличие по характеристикам 50омного коннектора «СР50» от «N» у меня он работает. а может N лучше использовать?

  21. ещё вопрос — есть ли какое-то отличие по характеристикам 50омного коннектора “СР50″ от “N”

    N-type и так далее — это только форм-фактор. Неважно, какой форм-фактор коннектора, главное чтобы его модель подходила по частотным характеристикам к вашему применению. По-хорошему, конечно же, для того, чтобы выжать максимум из антенны,
    нужно рыться по каталогам производителей и выбирать модель, которая дает наименьшее сопротивление на той частоте, на которой работает антенна. Такие коннекторы под 2.4 ГГц будут стоить недешево.
    В общем можно конечно сделать лучше, весь вопрос — в необходимости и затратах.

  22. начал делать антену, но возникла маленькая непонятка.Есть труба диаметром 40 мм и провод толщиной 4 мм(медная жила с изоляцией).
    Какой диаметр D мы получим намотав этот провод на данную трубу? Если я понял то диаметр D выйдет 42 мм.Так ли это?

  23. как повлияет провод с сечением медного сердечника 2 мм а не как писалось в инструкции 1,5 мм

  24. как расчитать зону френеля с учётом рельефа местности (подскажите проги)

  25. Я из небольшого города сам, а меньший брат попросил провести им с друзьями сеть:5 компов разбросанных по городу, в радиусе 3 км.Кабель кидать— неудобно, да и дороговато, не подскажешь как мне им сеточку беспроводную построить… Что нужно для этого? Спасибо заранее.

  26. Привет! Нужен совет! Собрал по инструкции две идентичных спиральных антенны. Оборудование – DWL-2100AP 2шт (режим моста). Соединяю 2 сетки между домами (расстояние около 250-300 м, прямая видимость, но через высоковольтную линию, высота установки – 8-ой этаж). Так как N-типа не нашёл, провод (коаксиал, 1-м) припаял напрямую. При длительной настройке, путём проб и ошибок (на родных наружных антеннах при расстоянии в 1 м) удалось скачать фильм со скоростью 3400 килобайт в секунду (по показаниям Total Commander 7.0). Когда точки разнёс по своим местам (с родными антеннами) скорость скачивания упала до 300-350 килобайт в секунду. Установил спиральные антенны, удалось скачать фильм со скоростью 2300–2500 килобайт в секунду.

    Это реально максимальная скорость или можно добиться лучшей?
    Может кто видел инфу про самодельные антенны типа «Банка» с использованием самодельного рефлектора (типа — параболы)?
    Есть ли что-нибудь из самодельного помощнее, только недорогое и не геморройное при создании?

  27. Привет! Нужен совет! Собрал по инструкции две идентичных спиральных антенны. Оборудование – DWL-2100AP 2шт (режим моста). Соединяю 2 сетки между домами (расстояние около 250-300 м, прямая видимость, но через высоковольтную линию, высота установки – 8-ой этаж). Так как N-типа не нашёл, провод (коаксиал, 1-м) припаял напрямую. При длительной настройке, путём проб и ошибок (на родных наружных антеннах при расстоянии в 1 м) удалось скачать фильм со скоростью 3400 килобайт в секунду (по показаниям Total Commander 7.0). Когда точки разнёс по своим местам (с родными антеннами) скорость скачивания упала до 300-350 килобайт в секунду. Установил спиральные антенны, удалось скачать фильм со скоростью 2300–2500 килобайт в секунду.
    Это реально максимальная скорость или можно добиться лучшей?
    Может кто видел инфу про самодельные антенны типа «Банка» с использованием самодельного рефлектора (типа — параболы)?
    Есть ли что-нибудь из самодельного помощнее, только недорогое и не геморройное при создании?

  28. Всем здравия и благополучия!
    … С ростом диаметра вмтка растет КУ. А если исполизовать диамеир не 40 а 50 мм?

  29. У меня есть вопрос:
    Можно ли просто припаять центральную жилу кабеля к трансформатору, а экран к рефлектору не паять? или обязательно нужно паять экран к рефлектору? спрашиваю, так как в этом описании автор говорит что просто припаял центральную жилу к трансформатору, а если исходить из оригинала, то экран от разъёма идёт на рефлектор.
    ну что вы мне скажите по этому поводу?

  30. Оплетку кабеля нужно припаять к экрану. Жилу кабеля припаять к трансформатору. У меня, оплетка на антенне посажена на болт, который, в свою очередь, привинчен к экрану.
    И про грозы — до сих пор проблем не замечено, хотя антенна не коротко замкнутая. Вообще лучше поставить защиту, у меня недели две как стоит Длинковская защита…..
    прим. Автора))

  31. это немного неудобно будет сначала садить оплётку на болт, а затем паять жилу к трансформатору, так как нельзя разъединять сильно кабель, но что делать, придётся так поступить :-)
    в любом случае потерь в сигнале будет меньше, чем с с двумя коннекторами.
    спасибо.

  32. Ещё один вопрос к автору :
    по описанию вашей антенны вы использовали медный провод сечение 4 квадратных мм. а в ориг. описание написано что нужно использовать 2.5 квадратных мм. если использовать 4 мм2 это даст улучшения???

  33. У меня вопрос:
    Собрал два Хеликса, точки DWL-2100AP, линк 2 км.
    После включения на 13-м канале работать отказались,на 6-м заработале нормально,на 3-м скорость повысилась.
    После недельной работы внезапно всё пропало, не могу понять в чём причина, начал уже собирать две ФА-20. Что могло произойти, антены подвели или точки отказали???

  34. Здравствуйте, Андрей, а если делать 24 витка, то получается надо и размер трубы больше брать? И как блоку зимой: под минус 40 быть на улице, не холодно? И подойдет Linksys WRT54GL?

  35. Подскажите как сделать сеть на 4 компа расстояние 1 км 4 антенны спиральных какое лучше оборудование Точки доступа или Pca карточки.И еще 4 точки доступа могут работать в 1 сети сост из 4 компов. Спасибо

  36. 1.Есть 2 точки на растоянии 2 км с прямой видимостью, какой скорости можно добится с помощью антенн Хеликс.
    2.И какую в таком случае лучше использовать антену Хеликс или Фа 20 и какую всётаки проще сделать.

  37. От дома до офиса 2,8 км , одну антену хотим поставить на крышу 5-го дома , воторую на крышу офиса(примерно тоже 5 этажей). Между этим расстоянием дома, в основном тоже пятиэтажки(тоесть видимость естественно не сквозная). Стоит ли нам начинать процесс создания антен а потом занятся их установкой ? Антены планируем делать на 24 витка.

  38. Alexrbt, я конечно сам еще начинающий, но если по линии передачи Wi-Fi будет панельный дом, то бесполезно. Мощности вайфай не хватит на 3 бетонных стены, нужно или антенну поднимать на прямую видимость, или ставить ретрансляторы вокруг каждой преграды…

  39. Подскажите если в алюминиевой (14х14) пластине будет пару лишних отверстий как это может отразится на работу антенны (отверстия не большие, максимум 3 мм)? Не нашел целых листов, есть только от старого оборудования.

  40. разбирался с калькулятором по которому считал автор, и не мог понять почему он вводит значение диаметра трубы в дециметрах(0,406 при диаметре трубы 40,6 мм)хотя все рассчеты калькулятор делает в см? в теории диаметр спирали считают как длина вольны/пи! так же и в этом калькуляторе в поле scalar строки diameter не значение диаметра а постоянная 1/пи! т.е. реально ето поле не надо изменять вообще а диаметр в будет меняться только от частоты, и будет один для одной частоти, и выводится в поле absolute.
    Интересно судя по фото в автора труба с толстой стенкой не похожа на канализационную, возможно это полипропиленовая водопроводная труба(для пайки)?
    подскажите кто-то пробовал использовать полипропиленовые трубы? там и пробку легко припаять к трубе

  41. всем доброе время суток!
    хочу соеденить свой комп с локальной сетью… расстояние всего метров 700-800, видимость прямая, решил собрать два хеликса а не банки, чтоб уж наверняка ;) так вот, с антенной вроде вопросов никаких не возникает, все уже разжевано выше (всем огромное спасибо!!!).
    Но остальное немного не понятно (никогда не сталкивался с беспроводными сетями)… насколько я понимаю,
    со стороны сети должен идти кабель от свитча на точку доступа, от нее коаксиал к антенне, с моей стороны таже антенна, точка и сетевая компа. так вот меня интересует нельзя ли вместо первой точки роутер поставить, а вместо второй вообще напрямую к вайфай-карте антену подрубить (роутеры и сетевухи вайфайные дешевле чем ТД, только поэтому задаюсь таким вопросом). или может быть както еще это можно реализовать… заранее спасибо за ответ!

  42. кстати насчет колпаков, я нашел только для 50мм трубы заглушку, а для 40мм она подойдет как колпак, только потом селиконом нада залить ( там зазор около 3мм)

  43. Здравствуйте! Есть точка доступа DWL-2700AP, антенна на ней стандартная, можно ли направить на неё баночную или спиральную антенну?

  44. Интересно, как на подобные антенны реагирует служба РЕБ (радио-электронная борьба)

  45. всем драсте…….столкнулся с проблемой(((((собрал две спиральные антены(20витков-растояние между обьектами приблиз-3.5км)паял кабел-75Ом- прям к антене+есть кабель согласователь на 50 Ом входящий уже в устройства.К точке доступа длина кабела гдето 8м…..вторая антена приходит прям в wifi-сетевую такимже способом,но кабель длиной уже 20метров–меньше никак—так проблема в том,что точку то я вижу(свою точку + штук 15 других сетей),но не могу к ней приконнектица,мол на компе выдает –нет сигнала….направление антен проверял(ошибиться не мог–прямая видимость…антены одинаковые,направление витков тож)единственное но…на пути стоят вышки линий электропередач(по словам сотрудников,это не дожно влиять.мол у них разная частота)….мож кто знает чем можно полечиться????

Добавить комментарий