Мощная антенна для роутера своими руками. Wi-Fi антенна своими руками — что может быть проще

Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.

Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.

Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.

Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.

Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi-так они наиболее эффективны на короткой дистанции.

Направленная

Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) - в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.

Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?

Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.

Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.

Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.

Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.

Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.

Необходимые детали

• Металлический рефлектор-кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
• Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
• Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
• Пластмассовые трубочки - можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
• Немного термоклея.
• Разъем N-типа - пригодится для удобного подсоединения антенны.

Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента -30–31 мм.

К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).

От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.

Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.

Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.

Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата -31 мм по средней линии.

Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.

Рефлектор

Основная задача железного экрана за излучателем - отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.

Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.

Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 - определяемую особенностями данной конструкции / 4.

Лямбда - длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.

Длина волны при частоте 2.4 ГГц - 0.125 м.

Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние - 15.625 мм.

Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата - 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.

Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.

Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.

Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.

В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние - они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.

Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.

1. Установить медную трубку с помощью пайки.

Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.

1. Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.

Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.

Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.

Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.

Подравниваем шлицы одинаково по глубине

Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки - около 16 мм.

Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.

Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.

Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.

С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.

Подключение к роутеру

У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.

Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.

Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.

Тесты антенны

Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.

Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.

Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи- немного больше 6км.

Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.

О дальности действия Вай Фай антен

От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.

Считая WiFi антенну за изотропный излучатель - идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.

Децибел изотропный (дБи) - коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Перевод дБи антен в прирост мощностей.

A,дБи	30	20	18	16	15	14	13	12	10	9	6	5	3	2	1
A1/A0	1000	100	≈64	≈40	≈32	≈25	≈20	≈16	10	≈8	≈4	≈3.2	≈2	≈1.6	≈1.26

Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.

Беспроводная связь на основе технологии WiFi сегодня присутствует везде. Это стандарт радиосвязи, предусматривающий передачу данных на частоте 2,4 ГГц. В основном используется для организации интернет-соединения между точкой доступа и абонентским устройством, однако в промышленности может иметь и другие области применения.

Наиболее широко используется для подключения к проводной точке доступа, т. н. роутеру с возможностью передвигаться в радиусе действия WiFi сигнала. Качество распространения последнего напрямую зависит от антенны, встроенной или внешней.

Принцип работы WiFi антенны

Это устройство работает так же как и антенны в обычных радиоприемниках. Разница состоит лишь в том что в роутере антенна одновременно передает и принимает сигналы. В ней индуцируются токи высокой частоты, на качество этого процесса оказывает влияние конструкция устройства и материал, из которого оно сделано.

Размер же имеет второстепенное значение поэтому нынешние антенны для Wi-Fi связи достаточно эргономичны, к тому же имеют эстетичный дизайн

Существует два типа антенн:

• Внутренние – устанавливающиеся для оптимального распределения Wi-Fi сигнала внутри здания.
• Наружные – применяемые вне зданий для увеличения зоны покрытия на открытой местности.

Все антенные устройства также подразделяются в зависимости от направления сигнала, на однонаправленные и равнонаправленные. Первые, посылают импульсы только в одну сторону в виде луча и оснащены отражателем. Такая конструкция значительно увеличивает мощность сигнала в заданном направлении при этом он отсутствует на остальных, что позволяет уменьшить риск несанкционированного подключения к сети.

Равнонаправленные антенны – это наиболее часто встречающаяся конструкция в бытовой электронике. Ими оборудуются все роутеры, сигнал распространяется с одинаковой мощностью во всех направлениях.

Удобны для использования в доме или офисе, но из-за равнонаправленного действия, зона покрытия меньше чем у однонаправленных конструкций.

При прохождении через физические препятствия сигнал теряет часть мощности поэтому в разных точках зоны покрытия прием может быть различного качества. Для оптимального распределения сигнала через равнонаправленную антенну, точка доступа должна устанавливаться в центре помещения.

Достоинства и недостатки

Современные антенны, в том числе и для стандарта Wi-Fi не имеют каких-либо недостатков что во многом стало возможным благодаря использованию современных электронных компонентов.

Уход от штыревых телескопических моделей из металла, еще применяемых сегодня в аналоговом радиоприеме, позволил значительно уменьшить габариты, стоимость и вес. Основные компоненты из которых изготавливаются антенны – пластик, его производные, а также полимерные материалы.

Современный дизайн и миниатюрный размер позволяют расположить в любой обстановке или даже задекорировать предметами интерьера. Специальный интерфейс подключения делает антенну максимально эффективной и минимизирует потери сигнала на соединительных контактах. Большой выбор моделей дает возможность подобрать изделие, наиболее отвечающее техническим параметрам конкретной зоны покрытия.

Разновидности

Основное отличие помимо места установки и направления действия, это размеры, определяющие дальность действия и коэффициент усиления сигнала.

• Штыревые – могут быть до полуметра в высоту. Создают всенаправленное распространение сигнала и используются для усиления зоны приема от точки доступа, находящейся в здании.
• Плоские – представляют собой пластину чаще всего квадратной формы толщиной не менее 10 мм и сторонами около 300 мм. Предназначены передавать сигнал к другой точке доступа и могут покрыть расстояние в несколько километров. Монтируются снаружи на опоре или стене.
• Панельные внутренние – представляют собой настольный девайс с направленным спектром действия. Особое отличие – плоская панель с регулированием угла наклона относительно основания что позволяет наиболее точно направить луч. Отличаются небольшими размерами и также предусматривается возможность настенного крепления за счет длины провода.

Какую антенну выбрать

Все антенны для внутренней установки, как правило, имеют одинаковые показатели усиления сигнала и отличаются дизайном. Поэтому при выборе основополагающее значение имеет направление зоны покрытия, а соответственно и ее площадь.

1. В больших помещениях (офисах), расположенных обособленно – применяются всенаправленные модели, если радиуса покрытия хватает для устойчивой связи во всем помещении.
2. В помещениях с большим количеством перегородок и точкой ввода, расположенной в крайней комнате целесообразно применять однонаправленные Wi-Fi передатчики.
3. В зданиях с большим количеством интернет-клиентов при необходимости обезопасить сеть от взлома используют однонаправленные модели.
4. В домашних условиях обычно используется всенаправленная антенна, однако следует учитывать расположение точки ввода и толщину перегородок. В старых зданиях с толстой кирпичной кладкой может наблюдаться значительное ослабление сигнала уже через одну перегородку. В таких случаях лучше локализовать луч при помощи однонаправленной антенны.

На что обратить внимание при выборе

Основное внимание уделяется коэффициенту усиления сигнала и, конечно же, бренду производителя. Именно от коэффициента зависит на какой площади можно будет в хорошем качестве получить доступ к сети. В сопроводительных документах к устройству указывается этот параметр и соответствующая ему площадь покрытия.

Длина соединительного шнура тоже имеет значение особенно, если антенну будут располагать выше роутера, что обычно и делают.

Желательно чтобы соединительный штекер соответствовал входному отверстию на роутере. Следует иметь в виду, что при использовании переходника, часть мощности сигнала будет теряться.

Обзор лучших моделей

– устройство для внутреннего использования. Характеризуется односторонним действием и может устанавливаться на горизонтальную и вертикальную поверхность в том числе и крепиться к стенке системного блока при помощи встроенных магнитов.

Соединительный кабель длиной 1 м, имеет сопротивление 50 Ом и оснащается разъемом типа SMA. Коэффициент усиления составляет 6 dBi. Излучающим элементом служит металлическая прямоугольная пластина со сторонами 28х52мм заключенная внутри корпуса излучателя. Цена устройства начинается от 1200 рублей.

– антенна для внутренней установки с горизонтальным или вертикальным креплением. Коэффициент усиления достигает 9 dBi. Сопротивление соединительного кабеля 50 Ом, длина 1 м. Оснащается разъемом типа RCA. Излучатель имеет квадратную форму и находится внутри пластикового корпуса. Стоимость изделия составляет 1600 рублей.

– штыревая антенна для внутреннего пользования всенаправленного действия. Характеризуется высоким коэффициентом усиления – до 7 dBi что значительно выше чем у штатных антенн, идущих в комплекте вместе с роутером. Крепится на горизонтальную поверхность, стену или к системному блоку ПК магнитами.

При установке на стене есть возможность изменять угол наклона. Оснащается кабелем с сопротивлением 50 Ом, длиной 1,5 м с разъемом типа SMA. Предусмотрено прямое соединение с точкой доступа без кабеля. Стоимость устройства составит около 1600 рублей.

– панельная антенна для наружной установки. Обеспечивает передачу сигнала между двумя точками доступа, находящимися на значительном удалении друг от друга. Способна обеспечить связь на расстоянии до 8 км со скоростью до 1 Мб/с. Со скоростью до 11 Мб/с на расстоянии до 3 км.

Корпус имеет защитное покрытие из герметика. Коэффициент усиления достигает 18 dBi. Кабель подключается через разъем типа N длина кабеля выбирается самостоятельно исходя из удаленности точки доступа. Стоимость антенны составляет около 10500 рублей.

Как сделать своими руками

Такое устройство можно сделать и самостоятельно, в пределах квартиры оно поможет усилить сигнал, если он ослабляется большим количеством перегородок. Конструкция из алюминиевых пивных банок наиболее популярна благодаря эффективности и простоте. Понадобятся:

• Тремпель для одежды.
• Две литровые алюминиевые банки.
• Паяльник, припой.
• Провод 50 Ом.
• Соединительный разъем.

Вместо тремпеля можно брать металлопластиковую гибкую трубу. Она используется как для наружной и внутренней установки, поскольку имеет эстетичный вид, не поддается воздействию природных факторов.

Пошаговая инструкция

1. В дне банок прорезаются отверстия после чего их необходимо насадить на нижнюю часть тремпеля, предварительно ее разрезав либо пропустить через них трубу.
2. Отверстия в банках делаются такого размера, чтобы они насаживались с натягом и не сдвигались при изменении положения в пространстве. Трубу необходимо закольцевать и предусмотреть зацеп для фиксации на основании.
3. Для банок, расположенных на тремпеле – необходимо зачистить от краски места припайки кабеля. После чего зачистить кабель, разделив оплетку и фидер, залудить их и припаять каждый к одной из банок. К другому концу кабеля припаять разъем соответствующий тому что расположен на точке доступа.
4. Для банок на металлопластиковой трубе – в данном случае обе банки припаиваются к фидерному проводу. Можно сделать между ними мост из проволоки такого же сечения припаяв фидер к одной из банок. Экраном антенны будет являться слой металлической фольги, проложенный под внешним покрытием МП трубы. Необходимо аккуратно сделать срез, удалить защитную пленку и припаять оплетку к фольге. Данное место надо заизолировать и зафиксировать клейкой лентой во избежание обрыва.

Подключение и настройка

Перед подключением снимается штатная антенна. Следует свериться с настройками точки доступа что установлен максимальный уровень приема сигнала, если этого нет, то применить индивидуальные параметры.

Сейчас многие не представляют себя без интернета, точек доступа Wi–Fi сетей. Для увеличения мощности сигнала приёмо-передатчиков используют как штатные так и дополнительные антенны. Штатные антенны по мощности бывают от 2 до 9 dBi, примерно. Выглядят они так:

Для увеличения мощности и дальности направленного сигнала используют внешние антенны, которые устанавливаются вне помещения и соединяются с устройством приёмо-передачи 50 Ом кабелем (не 75 Ом!!!). Выглядят они так:

Соединительный кабель помимо 50 Ом сопротивления имеет специфические наконечники:

Кабель и наконечники есть в ассортименте в радиоэлектронных магазинах. А вот сами антенны стоят ой как не дёшево. Если посмотреть что внутри такой антенны, то поймёте, что она не стоит тех денег:

Посмотрев и помониторив интернет, решил сделать сам.

Итак, нам понадобится:
– фольгированный стеклотекстолит, односторонний, толщиной 1,5 – 2мм, размерами 220 на 230 мм;
– электролобзик, с пилочкой по металлу;
– дрель или шуруповёрт;
– мелкая наждачная бумага, свёрла по металлу;
– баллончик лака;
– металлический лист, размерами 270*240, толщиной 0,5-1 мм;
– раствор хлорного железа и ёмкость (поднос к примеру).

Итак, этап первый .

Размечаем и обрезаем по нашим размерам лист стеклотекстолита. Обрабатываем края и зачищаем поверхность медной стороны.

На плёнке вам вырежут узор проводников и вибраторов нашей антенны. Для переноса плёнки на медное покрытие текстолита, для удобства, попросите либо сразу наклеить на порезку либо с собой транспортную (рекламную) плёнку.

Этап третий – поклейка узора.
Перед поклейкой плёнки на медь, необходимо обезжирить и дать просохнуть. Берём потом с листа самоклейки, вырезаем под прямыми углами наш узор (если их много напечатали) наносим на него рекламную плёнку (если не нанесли на фирме). Отклеиваем защитную плёнку и убираем ненужную часть узора, фон. Приклеиваем всё что осталось на медную часть текстолита, разглаживая и не давая образоваться пузырькам воздуха. Получится так:

Этап четвёртый.
Готовим ёмкость, подходящего размера. Разводим хлорное железо, в пропорции примерно 100г на 0,5 литра воды, подогретой до 60-65 градусов Цельсия. Демонтируем рекламную плёнку. Опускаем нашу конструкцию, стеклотекстолитом на дно ёмкости. Периодически ёрзая заготовкой по дну ёмкости, дожидаемся окончания травления медного слоя. По окончанию промываем под проточной водой и вытираем насухо. Получится так:

Снимаем самоклейку. Далее в круглом полигоне сверлим отверстие под центральный штырь разъёма, для кабеля. Берём баллончик с лаком, вскрываем несколькими слоями с просушкой каждого. Затем аккуратно зачищаем и лудим место впайки.

Затем по углам текстолита и металлической пластины, сверлим четыре отверстия, для соединения как сендвичем, но с зазором. Расстояние между медным слоем и началом металлическим слоя – 5мм.

Разъём сначала гайкой закрепил на пластину, а пластину на экранную поверхность.

Принципы действия wi-fi антеннs дальнего действия:

1. gрименение рефлекторов. Это отражатели, похожие на тарелки для спутникового телевидения. Они концентрируют сигнал в определенном направлении и, таким образом, усиливают его;
2. для усиления сигнала wi-fi антенны дальнего действия эффективны решетки, которые при определенном расположении направляют сигнал в нужном направлении;
3. есть смысл применить указанные варианты в комбинированном сочетании рефлектора и решетки. Тогда усилить сигнал можно еще в большей степени. Это наиболее кардинальный способ усиления.

Из перечисленных вариантов понятно, что для усиления сигнала на дальнее расстояние необходимо концентрировать его в нужном направлении, и при этом, есть возможность подобрать антенны промышленного производства, которые будут отвечать соответствующим требованиям.

Промышленные антенны

Производители оборудования для сетевой отрасли позаботились и о том, чтобы wi-fi антенны дальнего действия были доступны для потребителя. Далее разберем примеры устройств и их отличительные особенности.

Wi-Fi TL-ANT5830B имеет рефлектор, способный направить луч сигнала в нужном направлении, таким образом, его значительно усилить. Устройство приспособлено именно для четкой связи на дальних расстояниях.

Мы уже несколько раз делились с вами способами усилить wi-fi сигнал маршрутизатора при помощи подручных средств: и . Но если вам требуется что-то по-настоящему мощное, описанная в этом посте самодельная антенна поможет значительно расширить вашу «домашнюю зону» беспроводного интернета.

Конечно, можно просто сходить в магазин и купить все необходимое. Но настоящий лайфхакер так просто не сдается! Так, умелец из Италии Данило Ларицца (Danilo Larizza) недавно поделился в своем блоге историей, как ему удалось сэкономить на покупке усилителя сигнала wi-fi и самому сделать антенну 2,4 ГГц, поднимающей канал передачи данных между двумя точками на значительное расстояние.

Материалы

Понадобится: медный провод (или железная проволока), алюминиевая фольга, пластиковый контейнер для хранения продуктов, а также паяльник.

Сборка

Из проволоки нужно сделать 2 квадрата со сторонами 31 мм, как показано на рисунке ниже.

Установка

К одному углу получившейся конструкции подсоединяем медную жилу коаксиального кабеля, к другому -металлическую оплетку.

Устройство необходимо защитить от непогоды. Для этого помещаем его в легкий герметичный пластиковый контейнер с крышкой.

Если верить автору, срок службы такой антенны составляет, как минимум, 6 месяцев. Чтобы еще больше усилить мощность сигнала и его направленность, можно добавить отражающий экран. Им может служить обычная алюминиевая фольга.

В следующий раз, прежде чем покупать в магазине антенну для усиления wi-fi сигнала, попробуйте сделать такое устройство своими руками. Результат вас приятно удивит!

Возможно, у вас есть собственный интересный опыт или идея, как можно усилить сигнал wi-fi? Поведайте нам об этом в комментариях!