Четвертьволновая всенаправленная антенна "паук" для диапазона 2.4 ГГц (802.11b/WiFi/WLAN)

wifi антенна паук
Эта всенаправленная (omnidirectional) Wi-Fi антенна, которую еще называют «паучком», была построена на основе простой схемы, найденной в старой книге. После масштабирования размеров под заданную частоту, она была построена для того, чтобы улучшить эффективность подвижной 802.11b сети и уменьшить ее стоимость. Прототип отлично работает до сих пор, после трех лет с момента изготовления. Этот документ объясняет, как она была изготовлена.

1. Введение

Всенаправленная антенна построена с использованием коннектора N-типа под винтовое крепление и нескольких коротких отрезков толстого медного провода, запаянных в угловых отверстиях коннектора. Излучающий элемент (провод, припаянный в центре, или проводник) имеет длину 32 мм, что равняется четверти длины волны, так же как и противовесы, припаянные в углах коннектора. Каждый противовес укорочен до нужной длины и изогнут вниз на 30 градусов по отношении к горизонту для соответствия волнового сопротивления 50 Ом (также смотрите примечание о волновом сопротивлении ниже).

2. Конструкция

Эскиз конструкции антенны
Эскиз конструкции антенны

2.1 Тело антенны — коннектор N-типа

Коннектор N-типа был куплен в R.S. за £2.93 фунта (номер компонента 112-2139). На корпусе указано: Telegartner (предположительно производитель) Type: N-Flanschbuchse J01021H1082 Tel +49 (0) 7157/125-0 Fax -120

2.2 Провод

Прототипы были сделаны с использованием более тонкого провода (жилы из 16-амперного провода для домашней проводки), но такая антенна была слишком хрупкая для хранения и использования в реальных условиях. В результате мы пришли к использованию более толстой и жесткой проволоки, взятой из сетки для ограды, которая бы помещалась в отверстиях N-коннектора. Его можно было согнуть только с использованием двух плоскогубцев, что означало, что во время использования он не прогнется даже под весом крпной птицы, если она усядется на антенну.

2.3 Пайка

Запаять провод в центральном гнезде под пайку было просто, потому что оно было изначально залужено. Что нельзя сказать о пайке в отверстиях для крепежа винтами. пространство вокруг этих отверстий нужно в начале хорошо зачистить от защитного покрытия при помощи наждачной бумаги, затем залудить зачищенные контактные поверхности, и только после этого припаивать провод, для чего нужно, чтобы сам коннектор был хорошо прогрет. Это ознаяает, что во время пайки коннектор становится чертовски горячим (позаботьтесь о том, чтобы коннектор был надежно закреплен, например удерживая их при помощи круглогубцев), к счастью диэлектрик (изолирующий пластик) не расплавился, как это случалось с более дешевыми коннекторами. Качество пайки было проверенно раскачиванием деталей после остывания. Я получил много писем от людей, которые сделали антенну этой конструкции и получили хорошие результаты. Некоторые антенны выглядят значительно лучше прототипа, показанного выше. После того, как я сделал первую антенну такой конструкции, я купил 90 Вт паяльник, и это намного упростило пайку, так что я рекоментдую использовать паяльник мощностью 80 Вт или больше.

2.4 Изоляция

Центральный проводник изолирован при помощи пластиковой изоляции, снятой с провода такого же диаметра. Изначально она не надевалась на излучатель польностью до диэлектрика (этот промежуток видно на фотографии вверху документа). С того времени термоусадочная изоляция стала очень доступной и популярной, намного проще использовать именно ее для того, чтобы заизолировать излучающий элемент до самого диэлектрика. Отрезайте изоляцию под прямым углом и аккуратно, так как в случае неровного среза после нагревание может расколоться, и трещина увеличится со временем.

3. Волновое сопротивление

Эта антенна должна иметь волновое сопротивление 50 Ом. Мне писали люди, которые использовали этот дизайн с противовесами, которые были отогнуты под углом 45 градусов, и такое устройство антенны давало лучший результат в достижении сопротивления в 50 Ом. Если сопротивление неправильное, это может привести к повреждению усилителя или 802.11 карты, к которой подключена антенна. Оригинальный прототип (с 30-тиградусными противовесами) продолжает работать в течении полутора лет. Хотя глядя на фотографии, один из прототипов мог иметь и все 45 градусов, и оба до сих пор отлично работают. я подправил одну из антенн на глаз в полевых условиях, после повреждения во время использования в интернет-рикше, и она до сих пор работает, как раньше. Я проверю угол на этой антенне попозже. В идеале антенну лучше всего настроить с ипользованием прибора для измерения КСВ (Коэфициент Стоячей Волны) после изготовления.

4. Защита от непогоды

Пока что не возникало необходимости защищать эту антенну от непогоды. Для временной установки на открытом воздухедостаточно закрыть соединение между N-коннекторами при помощи самозатвердевающей ленты, силиконового герметика, термоусадочной изоляци и т.д. во избежание проникновения влаги и намокания кабеля. Для постоянной установки было бы неплохо использовать пластиковый пищевой контейнер (в начале нуно проверить, что он подходит для использования в микроволновых печках, так как некоторые из них может ухудшать силу сигнала).

5. Монтаж

Антенна, смонтированная на кабелеКогда мы использовали эту антенну, достаточно было навинтить ее на кабель и надежно закрепить его; такую установку позволяет коаксиальный кабель URM67 который имеет толщину 10 мм и не сгибается. Антенна настолько прочная и легкая одновременно, что похоже кабель предоставляет адекватное крепление сам по себе.

6. Стоимость

Что я могу сказать? Мелочевка в размере £2.93 GBP, предполагая, что вы найдете кусок проволоки в металлоломе (или в изгороди неподалеку) и вам не нужно платить за припой.

7. Производительность

По опыту использования в различных ситуациях и окружениях, я могу предположить усиление этой антенны около 3 дБ улучшения со встроенной антенны Buffalo PCMCIA карты, с более ровным круговым покрытием (включая потери в пигтейле, 6-7 метрах кабеля URM67 и коннекторах). На открытой местности при использовании двух таких антенн, присоединенных к 802.11b PCMCIA картам через кабели и пигтейлы, мы могли предоставлять 11 Мб/с соединение на расстоянии 400-500 метров в пределах прямой видимости. Из того, что в моих словах нет точных измерений, вы можете сделать вывод, что я не имею доступа к калибровочному оборудованию для настройки и времени сделать хорошо документированные измерения. Если у вас есть такая возможность, пожалуйста, сообщите результаты!

7.1. Примеры полевого использования

  • Solar and Pedal powered Internet «cafe» and community network at the Big Green Gathering — 2002
  • Radio webcasting from the Big Chill — 2002
  • Internet enabled pedal rickshaw — 2003

8. Предупреждение

Не смотря на тот факт, что антенна работает действительно очень хорошо, никто не надевал свой лабораторный халат и не делал каких-либо заумных тестов с этой «самоделкой», и конечно же производители оборудования рекомендуют не делать чего-либо, что они не рекомендуют. Или же подсоединять оборудование других производителей к их оборудованию. Ну конечно же. Сигарета на фотографии показана исключительно для масштаба. Даже не пробуйте ее закурить.

9. Справочные данные и ссылки

  • Antennas for VHF and UHF — I.D.Poole — Babani Publishing — ISBN 0-85934-246-8

Автор: Dave Gough (

)

Перевод: Осадчий Я.А., drug123 (

)

Ссылка на эту страницу: http://www.wifiantenna.org.ua/antennas/quarter-wave-omni/


22 комментария

  1. Ну что сказать про такую простенькую антенну — она хороша только для использования внутри помещений и не на большие расстояния. Есть более интересные и не сложные конструкции — приглашаю на форум http://www.lan23.ru

  2. Ну что сказать про такую простенькую антенну — она хороша только для использования внутри помещений и не на большие расстояния. Есть более интересные и не сложные конструкции — приглашаю на форум http://www.lan23.ru

    Согласен, в планах есть переводы конструкций двух коллинеарок. А о Вашем форуме мне, конечно же, известно ;о)

  3. Советую разместить инфо о ФА20 — прекрасная антенна и в сборке и в работе — только ссылки на первоисточник обязательно. См темы
    http://www.lan23.ru/forum/index.php?showtopic=280
    http://www.lan23.ru/forum/index.php?showtopic=342

    линк на мои странички http://www.lan23.ru/forum/index.php?showforum=27
    Конкретно на ФА20 (FA20):
    http://vbm.lan23.ru/wifi/fa20.html
    http://vbm.lan23.ru/wifi/fa20de.html (нем)
    http://vbm.lan23.ru/wifi/fa20en.html (англ)
    и пр…

  4. Советую разместить инфо о ФА20 — прекрасная антенна и в сборке и в работе — только ссылки на первоисточник обязательно.

    Спасибо огромное за разрешение на публикацию, в ближайшее время размещу.
    Ссылки на первоисточник я указываю всегда, на данный момент данная информация не отображается, но это проблемы, связанные с переездом на новый движок, обещаю, что вскоре все наладится :о)

  5. Ребят помогите сделать беспроводную сеть в частном секторе с примерным радиусом 2 км. и желательно как можно дешевле! споять антэны смогу сам! подскажите какое оборудование надо купить ???

  6. Ребят помогите сделать беспроводную сеть в частном секторе с примерным радиусом 2 км. и желательно как можно дешевле! споять антэны смогу сам! подскажите какое оборудование надо купить ???

    Для 2 км, если есть прямая видимость (впрчем, это обязательное условие на самом деле), достаточно изготовить две предельно простые баночные антенны, и купить две точки доступа (Access points), мощностью около 50 мВт. При этом одна из них должна поддерживать клиентский режим (Client mode). Это более дорогой путь, так как такие точки доступа обойдутся где-то в $100 ЗА КАЖДУЮ. Более дешевый путь — использовать две сетевые беспроводные карточки, но тогда необходимо будет настраивать роутинг в операционной системе, и компьютер со стороны, которая подключена в интернет, должен быть постоянно включен, чтобы линк работал. И соответственно при перезагрузке этого компьютера связь будет пропадать, пока не загрузится операционная система.
    Где-то так :о) Впрочем, можно обойтись сетевой картой на клиентской стороне и роутеров на передающей, я бы во всяком случае сделал именно так.

  7. Извините может я конешно не там пишу!!! если так то скажите где писать и я там буду задавать свои вопросы!
    вообщем я хочу не 2 человека а больше 10 ито сначала, просто нас друзей много.
    я думаю нужен роутер с моей стороны и всенаправленная антена на крыше! а друзьям баночные антены и сетевые безпроводные карты! помогите выбрать оборудование!!!
    и ещё вопрос а прямая видимость обязательна??? можно это как то обойти!!! всем заранее большое спасибо!

  8. вообщем я хочу не 2 человека а больше 10 ито сначала, просто нас друзей много.
    я думаю нужен роутер с моей стороны и всенаправленная антена на крыше! а друзьям баночные антены и сетевые безпроводные карты! помогите выбрать оборудование!!!
    и ещё вопрос а прямая видимость обязательна??? можно это как то обойти!!! всем заранее большое спасибо!

    Лучше всего сделать коллинеарную всенаправленную антенну (статью о ее изготовлении я планирую перевести на следующей неделе, заходите почаще), и подключить ее к мощному роутеру, скажем 70-100 мВт мощностью, а остальным действительно баночные антенны, подключенные к сетевым картам (тоже помощнее передатчик на них должен быть). Конкретно советовать что-либо по железу не буду: намного правильнее будет, если Вы пойдете к вашему местному продавцу, который продает беспроводное оборудование, и попросить консультации, что из их ассортимента имеет наиболее мощную передающую часть.
    Должен заметить, что роутер большой мощности скорее всего обойдется в сумму более 400 USD.
    По поводу видимости — на больших расстояниях это критично, так что она обязательна.

  9. Здравствуйте! У меня вопрос. подойдет ли точно такой же конектор, только немного
    меньшего размера, для изготовления данной антенны??? У него размер от оси не 16
    мм, как у вас, а 12мм. Разъем расчитан на кабель диаметром 5мм. Если делать на
    нем, размеры штыря и противовесов останутся теже????
    Заранее спасибо

  10. Здравствуйте, пишу диплом. Мне сказали что есть антенны.
    Где на сетку, одевают своеобразных пауков.
    Хотелось бы побольше узнать об этих антеннах.
    Спасибо

  11. Здравствуйте, пишу диплом по антеннам Wi-Fi, раньше не пытался разобраться в этой технологии, а теперь ищу информацию.
    Меня интересует какие конструкции лежат в основе антенн. Мне рассказал представитель фирмы производителя, что существуют антенны, сетка , а на неё одеваются пауки. Что да как, не понял, в сети найти не могу т.к. толком не знаю что искать. Помогите ссылками, инфой.
    Спасибо

  12. Здравствуйте, пишу диплом. Мне сказали что есть антенны.
    Где на сетку, одевают своеобразных пауков.

    Понятия не имею, о чем речь. Не встречал ничего подобного.

  13. Здравствуйте! У меня вопрос. подойдет ли точно такой же конектор, только немного
    меньшего размера, для изготовления данной антенны??? У него размер от оси не 16
    мм, как у вас, а 12мм. Разъем расчитан на кабель диаметром 5мм. Если делать на
    нем, размеры штыря и противовесов останутся теже????

    Противовесы придется пересчитывать. Я не силен в расчетах, поспрашивайте на радиофорумах.

  14. Добрый день!
    Антенна по своей канструкции уникальна, проста в сборке, и самое главное что работает)
    Единственное — слабовата, на больших растояниях, свыше 300м. сигнал очень слаб.
    У меня ситуация, есть точка доступа D-Link 2100 AP, опробована при напрвленных баночных антеннах — работает отлично, но, все-таки нужна всенаправленная антенна, знающию люди, посоветуйте нормальную всенаправленную антенну, с хорошим коэффициентом усиления, порядком 15-20 Дб, которую можно было бы собрать в домашних условиях!
    Если можно, чертеж и описание такой антненны, нигде не могу найти!(
    Говорят что D-Link ANT24-1500 очень даже не плоха, но описание как собрать тоже нет.
    Помогите!

  15. Ребята, помогите бдет ли работать такая антенна на 60 метров? Просто я хочу подключиться к компу друга,
    мы живем через подъезд, он на четвертом я на девятом. И еще возьмет ли она через жестяной лист?

  16. Ребята, помогите бдет ли работать такая антенна на 60 метров? Просто я хочу подключиться к компу друга,
    мы живем через подъезд, он на четвертом я на девятом. И еще возьмет ли она через жестяной лист?

    На 60 метров и стандартная будет работать. Но только при условии прямой видимости.
    Пробить железобетон на таком расстоянии — нереально. Про жесть я вообще молчу, это никогда работать не будет.
    Если так лень тянуть кабель, и окна выходят на одну и ту же сторону, то можно вынести антенны за пределы дома, и воспользоваться баночной антенной, чтобы они друг на друга смотрели. Так во-первых обеспечите нормальный уровень сигнала, во-вторых немного защититесь от вардрайверов.

  17. добрый день господа. Пересмотрел всё и везде но так ответа и не нашел?
    Кто нибудь использовл сплитеры(разветвители) такие как используються при кабельном телевиденьи для передачи сигнала с одной точки на несколько антен. Очень интересно. Или может есть какието другие способы???

  18. Доброго времени суток.
    Мне нужна всенеправленная антена с хорошим усилением сигнала, порядка 17-20 dbi. подскажите где взять чертежи. и еще, будет ли всенаправленная антена, допустим такого типа как эта, работать в связке с антенами типа Helix?

  19. Подскажите пожалуйста….не селен в этих делах…
    1.У меня точка доступа Asus WL-320gE…внешняя антена 5dBi…можна ее (точку доступа) на улице повесить или нет ?
    2.Что значит указаное Asusom «максимум сигнал 850м» ?
    3.Если на другом конце (где-то 300м) от сетевой до антены 25м (для соблюдения прямой видимости)….какой кабель взять ???

  20. Добрый день! Сделал два таких паучка. Точка доступа — D-link DSL 2600U без возможности подключения внешней антенны, пришлось разобрать и припаять вывод на подключенние внешней антены. сказано-сделано. Кабель RG-58, длина кабеля от Д-линка приблизительно 15 м.
    2-я точка usb wi-fi адаптер TP-link с возможностью подключения внешней антенны, кабель тот же, длина 20 м. Между двумя антеннами расстояние по горизонтали 50-60 м, по вертикали 1,5-2 м. ВСЁ ВКЛЮЧАЕМ И НЕ РАБОТАЕТ!!!!! Где я ошибся, что не так подскажите пожалуйста!!!

Добавить комментарий