Антена Харченко: изчисляване и производство. Изграждане на Biquad антена Подобряване на UHF приемането

По-рано засегнахме дизайна на насочени Wi-Fi антени. Би-квадрат, консервирани домашни рядкости. Хората непрекъснато търсят шанс да получат по-добър дизайн. Беше споменато: вместо традиционен проводник е по-добре да използвате PV1 проводник с подобно напречно сечение, който предпазва инсталираната антена от лошо време. Табло с двустранно фолио, което често се препоръчва да се използва като рефлектор, не издържа много добре на лошо време, не е защитено от нищо и е проблематично да се оборудва дизайнът със специален корпус. Натоварването от вятър върху продукта ще се увеличи. Днешният преглед е посветен на методите за подобряване на дизайна. Направи си сам Wi-Fi антена за всяко време!

важно! Опитайте да използвате термосвиваемо фолио за защита. Поставете „шуба“ върху рефлектора и го издухайте със сешоар. Скоро печатната платка ще бъде плътно покрита с полимерен филм.

Biquad Wi-Fi антени

Wi-Fi антената, изградена по биквадратичен модел, се формира от заземен рефлектор, излъчвател във формата на осем с прави (90 градуса) ъгли. Резултатът е нещо, което напомня модерни очила с тънко мостче в средата. Долната половина е засадена на земята, горната половина - върху сигналната сърцевина на кабела RK-50.

Вярно е, че антената за Wi-Fi ще бъде с по-малък размер. Страната на квадрата по средната линия на медната сърцевина на излъчвателя е 30,5 mm. И така, осмицата е на 1,5 (половината от дължината на страната на квадрата) см от рефлектора и е успоредна на плочата. В нашия случай дъската getinax е лоша, защото е трудна за получаване. Рефлекторът е просто пластина от електропроводим метал. Калай, стомана, алуминий ще свършат работа. Имайки предвид размера на излъчвателя, можете да направите рефлектор за Wi-Fi антена, като използвате 5,25-инчов лазерен компакт диск (DVD).

Биквадрат Харченко

Вътрешният отразяващ слой от алуминий е проектиран да предпазва лазерния лъч от загуба на енергия на повърхността. Освен това в центъра има отвор за N-конектор. Остава само да отворите защитната пластмасова обвивка и да поставите отразяващия слой върху екрана на кабела RK-50.Моля, обърнете внимание: ако N-конекторът и излъчвателят не са на 1,5 см от рефлектора, условията за приемане ще се влошат. Необходимо е да се постигне определеното положение чрез поставяне на тънки метални шайби или на място.

Напомняме ви: двуквадратната осмица се огъва от средата, като се завърта на 90 градуса. Двата края на кабела PV1 1x2.5 ще се върнат към точката. Дебелината на жицата е 1,6 мм в диаметър, страната на квадрата между центровете на сърцевината е 30,5 мм. Краищата са поставени върху екрана на конектора, комбиниран с рефлектор (CD), средната част ще служи за улавяне на сигнала. Диаграмата на излъчване на устройството рязко се стеснява и е снабдена с един основен лоб, който е насочен към източника на сигнала. Ако това се случи в стая, ще трябва експериментално да намерите отразен лъч, разположен в почти всяка посока.

Рефлекторът ще предпази от съседни смущения и ще увеличи мощността. Блокира многолъчевия ефект, който носи малка полза за оборудването. Домашна Wi-Fi антена приема само от тесен сектор. Благодарение на това ще свържем къщите отсреща с мрежа, което би било невъзможно с точката за достъп, доставена в комплекта.

Моля, обърнете внимание: в други случаи може да няма входен конектор на кутията за свързване на антена. Такива точки за достъп са оборудвани с вградени метални вериги, които приемат радиовълни. Традиционно те изглеждат като сложни плоски фигури от вътрешната страна на кутията. Ще трябва да разпоите вградената антена.

Възможно е наблизо да има кондензатор; капацитетът служи за компенсиране на степента на компресия на веригата. Вградената антена е малка и безсилна да образува пълноценно устройство за приемане на радиовълни. Дефектът се неутрализира от настройващ кондензатор.

Елементът не е необходим, тъй като антената в пълен размер за Wi-Fi рутер не се нуждае от компенсация. Прекъснете самоделните превключващи вериги над кондензатора. Когато извършвате монтаж, не можете да използвате типичен 100 W поялник. Ще изгори електронните компоненти на платката. Ще ви е необходим малък поялник, оборудван с накрайник от 25 W.

Теглото на компактния диск е малко, натоварването от вятър е ниско, за разлика от обемистия дизайн и няма да убие никого отдолу с падаща дъска от гетинакс. Препоръчително е да избягвате излагането на продукти на слънце, но в нашия случай записаната информация не играе голяма роля. Ако желаете, запечатайте N-конектора, за да удължите живота на спойката. Използва се специална гелова смес, използвана при монтаж на печатни платки. Подобни се произвеждат от компанията Allure (Санкт Петербург). Няколко думи ще обяснят как да направите Wi-Fi антена със собствените си ръце по-мощна.

Biquad Wi-Fi антените не са ограничението, ще избягаме от съседите си

Пролог: 2 седмици не можах да намеря причината, след това обърнах антените вертикално и получих 20 Mbit на 5 км, вместо хоризонтални 4.

Vampirenysh, член на форума на украинските локални мрежи (правописът е копиран).

Преди да закупите Wi-Fi антена, помислете: теорията показва, че излъчвателите, разположени в редове, стесняват диаграмата на излъчване в посока, перпендикулярна на линията, по която са подредени елементите. Преведено на руски това означава: ако нашите къщи и тези на приятел са разделени от 100 метра, ширината на зрителния сектор на антената за осъществяване на Wi-Fi комуникационен канал едва надвишава 15 градуса. Полезната мощност ще бъде насочена към прозореца на приятеля (ще причини вреда само на жителите на апартамента!). За да реализирате веригата, използвайте двойна биквадрачна антена. Можете да увеличите скоростта, ако подарите същия на приятел!

Как да направите Wi-Fi антена, така че да не пречи на съседите ви. Можете да се предпазите от неканени гости, като промените канала и поляризацията. Намерени са три метода за защита на канал с конфигурация на антена:

Избор на честота.
Избор на посока (стесняване на диаграмата на излъчване).
Избор на поляризация.

Обикновено, когато има Wi-Fi, осигурен от доставчика, стойностите се задават от доставчика на комуникация, клиентът трябва да се подчинява, но ако има собствено оборудване, ситуацията е различна. Можем да инсталираме антената на вертикална поляризация, ако нашите съседи използват хоризонтална поляризация. Нашето оборудване вече няма да се вижда едно друго. Това може да стане едностранно или по споразумение. Ще ви трябват антени като биквадратни антени, оставете доставените настрана.

Телевизията работи с хоризонтална поляризация, а комуникациите работят с вертикална поляризация. Това е просто традиция, удобно е да държите щифта на радиото перпендикулярно на земята, когато говорите. В този контекст е изгодно да се използва вертикална поляризация, която обикновено се намира в рутери. Предлагаме едно просто правило:

Поставете антената срещу прозорците с приятел по същия начин. Осигурена е пространствена съвместимост, която е подвид на електромагнитната съвместимост. Микровълни, телефони и планина от 2,4 GHz оборудване бяха освободени, причинявайки смущения. Позиционирайте антените еднакво, вертикално, хоризонтално, наклонени. Експериментално потърсете позицията, при която скоростта е най-голяма.

Обещаният нов продукт: дизайн от четири квадрата, подредени в редица. Диаграмата на излъчване ще стане тясна в посока, перпендикулярна на формацията. Меден проводник или едножилен проводник с напречно сечение 2,5 мм 2 и дължина 50 см. Препоръчваме да го вземете с резерв. Ако стандартната биквадратна Wi-Fi антена за лаптоп е синфазна решетка от два кадъра, в нашия случай има четири кадъра.

Рамка за двойна бикуадна антена

Когато вълната се движи, токът в съседните квадрати е насочен противоположно по протежение на контура. Поради това ефектът на полето се сумира. Сега трябва да получим четири синфазни квадрата. Намерете средата на жицата и направете завой на 90 градуса. Измерваме 30 мм, правим завои от всяка страна в обратна посока. Отстъпваме двойно повече, като отново натискаме в първата посока. Ще получите голяма буква W. Още 30 мм - огънете краищата надолу на 90 градуса. Едната половина е готова.

Правим втория по същия начин, така че краищата да се върнат в точката на първоначалния завой. Моля, имайте предвид, че не напразно препоръчваме да използвате проводник с обвивка от поливинилхлорид - двата мерника на фигурата са взаимно изолирани.

Отрязваме излишния проводник, така че краищата да не достигат два до три милиметра преди първото огъване. Wi-Fi антената за компютър изисква рефлектор; добро парче фолио PCB или стандартен плосък метален лист ще свърши работа. Използваме N-конектор за свързване.

Излъчвателят е отделен от рефлектора на 1,5 cm площ. Поставяме краищата на земята, средата - на ядрото на сигнала (кабел за Wi-Fi антена RK - 50). За укрепване на ръбовете на фигурата използвайте керамична или пластмасова тръба. За фиксиране и електрическа изолация използвайте лепило или уплътнител. За външната версия е препоръчително да намерите пластмасова кутия. Поддържайте разстоянието между домашно направената антена и приемника по-малко.

Следващата среща ще обсъди Wi-Fi радиото.

Ако искате да сглобите WiFi антена с голям обхват, тогава трябва да знаете за някои от нейните функции.

Първият и най-простият: големите антени от 15 или 20 dBi (изотропни децибели) са максималната мощност и няма нужда да ги правите още по-мощни.

Ето ясна илюстрация на това как с увеличаване на мощността на антената в dBi зоната на покритие намалява.

Оказва се, че с увеличаване на работното разстояние на антената, нейната зона на покритие намалява значително. У дома ще трябва постоянно да улавяте тясна лента на покритие на сигнала, ако WiFi излъчвателят е твърде мощен. Станете от дивана или легнете на пода и връзката веднага ще изчезне.

Ето защо домашните рутери имат конвенционални 2 dBi антени, които излъчват във всички посоки - така че те са най-ефективни на къси разстояния.

Режисиран

Антените 9 dBi работят само в дадена посока (насочени) - те са безполезни в стая, по-добре се използват за комуникация на дълги разстояния, в двора, в гаража до къщата. Насочената антена ще трябва да се регулира по време на монтажа, за да предава ясен сигнал в желаната посока.

Сега към въпроса за носещата честота. Коя антена ще работи по-добре на дълги разстояния, 2,4 или 5 GHz?

Сега има нови рутери, работещи на двойна честота от 5 GHz. Тези рутери са все още нови и са добри за високоскоростен трансфер на данни. Но сигналът от 5 GHz не е много добър за дълги разстояния, тъй като затихва по-бързо от 2,4 GHz.

Следователно старите 2,4 GHz рутери ще работят по-добре в режим на дълги разстояния, отколкото новите високоскоростни 5 GHz.

Чертеж на двоен домашен биквадрат

Първите примери за домашни разпределители на WiFi сигнали се появиха през 2005 г.

Най-добрите от тях са биквадратните дизайни, които осигуряват печалба до 11–12 dBi, и двойният биквадрат, който има малко по-добър резултат от 14 dBi.

Според опита от употреба биквадратният дизайн е по-подходящ като многофункционален излъчвател. Всъщност предимството на тази антена е, че при неизбежното компресиране на радиационното поле, ъгълът на отваряне на сигнала остава достатъчно широк, за да покрие цялата площ на апартамента, когато е инсталиран правилно.

Всички възможни версии на биквадрачна антена са лесни за изпълнение.

Необходими части

Метален рефлектор - парче фолио-текстолит 123х123 мм, лист фолио, CD, DVD CD, алуминиев капак от кутия за чай.
Меден проводник със сечение 2,5 mm2.
Парче коаксиален кабел, за предпочитане с характеристичен импеданс 50 ома.
Пластмасови тръби - изрязват се от химикал, флумастер, маркер.
Малко горещо лепило.
N-тип конектор - полезен за удобно свързване на антена.

За честотата от 2,4 GHz, на която се планира да се използва предавателят, идеалният биквадратен размер би бил 30,5 mm. Но все пак не правим сателитна чиния, така че някои отклонения в размера на активния елемент - 30–31 mm - са приемливи.

Въпросът за дебелината на проводника също трябва да се разгледа внимателно. Като се има предвид избраната честота от 2,4 GHz, трябва да се намери медно ядро с дебелина точно 1,8 mm (сечение 2,5 mm2).

От ръба на жицата измерваме разстояние от 29 мм до завоя.

Правим следващото огъване, като проверяваме външния размер от 30–31 mm.

Правим следващите завои навътре на разстояние 29 мм.

Проверяваме най-важния параметър на готовия биквадрат -31 мм по централната линия.

Запояваме местата за бъдещо закрепване на проводниците на коаксиалния кабел.

Рефлектор

Основната задача на железния екран зад излъчвателя е да отразява електромагнитните вълни. Правилно отразените вълни ще насложат своите амплитуди върху вибрациите, току-що освободени от активния елемент. Получените усилващи смущения ще направят възможно разпространението на електромагнитни вълни възможно най-далеч от антената.

За да се постигне полезно смущение, емитерът трябва да бъде разположен на разстояние, което е кратно на една четвърт от дължината на вълната от рефлектора.

Разстояние от емитер до рефлектор за биквадни и двойни бикуадни антени намираме ламбда / 10 - определя се от характеристиките на този дизайн / 4.

Ламбда е дължина на вълната, равна на скоростта на светлината в m/s, разделена на честотата в Hz.

Дължината на вълната при честота 2,4 GHz е 0,125 m.

Увеличавайки изчислената стойност пет пъти, получаваме оптимално разстояние - 15.625 мм.

Размер на рефлектора влияе върху усилването на антената в dBi. Оптималният размер на екрана за biquad е 123x123 mm или повече, само в този случай може да се постигне печалба от 12 dBi.

Размерите на CD и DVD дисковете очевидно не са достатъчни за пълно отражение, така че биквадните антени, изградени върху тях, имат печалба от само 8 dBi.

По-долу е даден пример за използване на капак на буркан за чай като рефлектор. Размерът на такъв екран също не е достатъчен, усилването на антената е по-малко от очакваното.

Форма на рефлектор трябва да е само плоска. Също така се опитайте да намерите плочи, които са възможно най-гладки. Огъванията и драскотините по екрана водят до дисперсия на високочестотни вълни поради нарушаване на отражението в дадена посока.

В примера, разгледан по-горе, страните на капака са очевидно ненужни - те намаляват ъгъла на отваряне на сигнала и създават разпръснати смущения.

След като рефлекторната плоча е готова, имате два начина да монтирате излъчвателя върху нея.

Монтирайте медната тръба с помощта на запояване.

За да фиксирате двойния биквадрат, беше необходимо допълнително да направите две стойки от химикал.

Закрепете всичко към пластмасовата тръба с помощта на горещо лепило.

Взимаме пластмасова кутия за дискове за 25 броя.

Отрежете централния щифт, оставяйки височина 18 мм.

Използвайте файл или файл, за да изрежете четири слота в пластмасовия щифт.

Подравняваме слотовете на същата дълбочина

Инсталираме домашно изработената рамка върху шпиндела, проверяваме дали ръбовете й са на една и съща височина от дъното на кутията - около 16 мм.

Запоете проводниците на кабела към рамката на излъчвателя.

Като вземем пистолет за лепило, прикрепяме компактдиска към дъното на пластмасовата кутия.

Продължаваме да работим с пистолет за лепило и фиксираме рамката на излъчвателя върху шпиндела.

Фиксираме кабела на гърба на кутията с горещо лепило.

Свързване към рутер

Тези, които имат опит, могат лесно да запоят контактните площадки на платката вътре в рутера.

В противен случай бъдете внимателни, тънки следи могат да се отделят от печатната платка при продължително нагряване с поялник.

Можете да свържете към вече запоено парче кабел от родна антена чрез SMA конектор. Не би трябвало да имате никакви проблеми при закупуването на друг N-тип RF конектор от местния магазин за електроника.

Антенни тестове

Тестовете показват, че идеалният биквад дава усилване от около 11–12 dBi и това е до 4 km насочен сигнал.

CD антената дава 8 dBi, тъй като може да улови WiFi сигнал на разстояние от 2 км.

Двойният биквадрат осигурява 14 dBi - малко повече от 6 км.

Ъгълът на отваряне на антените с квадратен излъчвател е около 60 градуса, което е напълно достатъчно за двора на частна къща.

Относно обхвата на Wi-Fi антените

От естествена антена на рутер от 2 dBi, 2,4 GHz сигнал на стандарта 802.11n може да се разпространи на повече от 400 метра в рамките на пряка видимост. Сигнали от 2,4 GHz, стари стандарти 802.11b, 802.11g, пътуват по-зле, като имат половината от обхвата в сравнение с 802.11n.

Като се има предвид, че WiFi антената е изотропен излъчвател - идеален източник, който разпределя електромагнитната енергия равномерно във всички посоки, можете да се ръководите от логаритмичната формула за преобразуване на dBi в усилване на мощността.

Изотропен децибел (dBi) е усилването на антената, определено като съотношението на усиления електромагнитен сигнал към първоначалната му стойност, умножено по десет.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Преобразуване на dBi антени в усилване на мощността.

A, dBi	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

Съдейки по таблицата, лесно е да се заключи, че насочен WiFi предавател с максимално допустима мощност от 20 dBi може да разпространява сигнал на разстояние от 25 км при липса на препятствия.

Добре познатата и много популярна wifi антена Biquad или Zigzag Kharchenko, както и антената Trevor Marshall имат отлични характеристики и лекота на сглобяване. Има много модификации на такава wifi антена, но предлагам да се придържате към обикновена biquad антена, тъй като има отлично съотношение работа + материали / печалба.
За да започнем да правим антената, трябва да подготвим материалите:

медна жица с диаметър от 1,5 мм до 3 мм

едностранен текстолит

медна тръба или N конектор

коаксиален кабел RG-6U

Изрязваме рефлектор с размери 110 х 110 мм от печатна платка и пробиваме отвор в центъра, равен на външния диаметър на медната тръба. Тръбата трябва да бъде избрана така, че съществуващият кабел да пасне плътно в нея с равномерно положена външна оплетка и дължина 5 см.

Калайдисваме дупката и подготвяме тръбата, в зависимост от диаметъра на телта + 0,5 mm, отрязваме половината радиус на горната част.

Вкарваме тръбата в печатната платка, така че горната част на тръбата да е на 16 mm над рефлектора. Мисля, че няма нужда да казвам, че всичко е направено внимателно и възможно най-точно. Сега нека огънем втората част на антената от жицата. Нека подготвим тел с дължина 244 мм и направим прорези на всеки 30,5 мм. Сега остава само да огънете жицата според снимките по-долу.

Остава да свържете двете части на wifi антената. Запояваме свободните краища на проводника към най-високата точка на тръбата, а в секцията остава цяла част, към която е запоена централната сърцевина на кабела RG-6U.

Поставете кабела и го запоете.

Бикуад сглобен.

Можете да правите без тръба, като използвате специален конектор тип N, това е работа на всеки.

В заключение ще кажа, че тази антена е отличен заместител на „консервата“. Усилването на тази антена е около 6-8dbi. Поради малките си размери, той може да се използва като параболично огледало, което ще даде минимум 19 dB печалба.

С поддръжката на DVB-T2 естествено му трябваше антена, която разбира се трябваше да направи сам. Ще говорим допълнително за това как да направите антена за DVB-T2 със собствените си ръце.

Като начало реших да тествам биквадратната антена Харченко, или „осем“ на общ език. За производството се нуждаем от медна или алуминиева тел с диаметър 2-5 mm. Имах под ръка 2,5 квадратен VVG и реших да опитам да направя антена за DVB-T2 от него.

Изчисляване на антената

Нека да разберем нашите честоти и на двата DVB-T2 пакета в нашия район. За да направите това, можете да отидете към уебсайта на интерактивната карта на CETV и вижте коя кула е по-близо до вас, един или двата пакета канали излъчват и на какви честоти. В нашите предградия на Санкт Петербург това са 586 MHz и 666 MHz.

Сега знаейки честотите на пакетите, трябва да изчислим дължината на квадратната страна на нашата DVB-T2 антена. Тя е равна на една четвърт от дължината на вълната.

Тоест за нашите 586 MHz: 300000000/586000000=0,51 метър. Четвърт дължина на вълната съответно 0,51/4=0,127 метри или 12,7 см.

За втория мултиплекс 666 MHz изчисляваме по подобен начин и получаваме 11,2 см.

Интересуваме се от L1. H и B за антена с рефлектор (решетка), усилва сигнала. Направих го без него.

Сега, ако направим антена за два пакета DVB-T2 канали, определяме средната дължина. Тоест събираме дължините си и ги разделяме наполовина.

L1=(12,7+11,2)/2=11,95 закръглете до 12 см.

Антенен монтаж за DVB-T2

Тук всичко трябва да е ясно. Ние вземаме нашия сегмент VVG или каквото имате. За да определите приблизителната дължина на жицата, необходима за сглобяване на антената, можете да L1 * 8 и да хвърлите няколко сантиметра. 12*8+2=98 см ми трябваха за направата на моята антена.

Ако имате дебела тел с диаметър 4-5 мм, най-вероятно няма да можете да правите без менгеме. Имах достатъчно клещи.

Отстраняваме жицата от изолация. След това използвайте клещи, за да огънете биквадрата. Да разгледаме снимките. Всички ъгли са 90 градуса.

След това запояваме телевизионния кабел 75 ома. Запояваме сърцевината към един квадрат, плитката към друг.

Сигналът при високи честоти се разпространява по повърхността на проводника, така че е по-добре да боядисате антената след монтажа. Използвах остатъци от акрилна външна боя. По-добре е мястото за запояване да се запълни с горещо лепило или уплътнител.

Закрепваме жицата от мястото на запояване с връзки (ремъци) по страните на квадрата, както е на снимката. Това задължително действие е съгласуване на антената.

Тестване на домашно направена антена на домашен телевизор

Така един биквадрат дава усилване на сигнала около 6 dB, а разстоянието до кулата е 26 км по права линия. Въпреки че на сайта на CETV пише, че сме в зоната на надежден сигнал, аз се усъмних и подготвих това, което беше направено отдавна.

Качих се на втория етаж на къщата и дръпнах антената върху скелето. Той посочи към кулата и включи телевизора. Телевизорът прие уверено и двата пакета за цифрова телевизия.

Донесох домашната антена в къщата, телевизорът продължи уверено да показва перфектно.

След това донесох моя домашен телевизор в съблекалнята и окачих антената вътре в съблекалнята на вратата. Телевизорът продължи да приема надеждно сигнала.

Можете също така да направите биквадратна антена Kharchenko за 3G, 4G или Wi-Fi, просто трябва да я преобразувате в подходящата честота.