Antena Kharchenko: izračun in izdelava. Izdelava antene Biquad Izboljšanje UHF sprejema

Prej smo se dotaknili zasnove usmerjenih anten Wi-Fi. Bi-kvadratne, konzervirane domače redkosti. Ljudje nenehno iščejo priložnost, da bi dobili boljši dizajn. Omenjeno je bilo: namesto tradicionalne žice je bolje uporabiti žico PV1 podobnega preseka, ki ščiti nameščeno anteno pred slabim vremenom. Plošča z dvostransko folijo, ki jo pogosto priporočajo kot reflektor, slabo prenaša vremenske razmere, ni zaščitena z ničemer in je problematično konstrukcijo opremiti s posebnim ohišjem. Obremenitev vetra na izdelek se bo povečala. Današnji pregled je posvečen metodam za izboljšanje dizajna. DIY Wi-Fi antena za vsako vreme!

Pomembno! Za zaščito poskusite uporabiti skrčljivo folijo. Na reflektor si nadenite »krzneni plašč« in ga spihajte s sušilcem za lase. Kmalu bo PCB tesno prekrit s polimernim filmom.

Biquad Wi-Fi antene

Wi-Fi anteno, zgrajeno po bikvadnem vzorcu, tvori ozemljen reflektor, oddajnik v obliki osmice s pravimi (90 stopinj) koti. Rezultat je nekaj, kar spominja na trendovska očala s tankim mostičkom na sredini. Spodnja polovica je posajena na tleh, zgornja polovica - na signalnem jedru kabla RK-50.

Res je, da bo antena za Wi-Fi manjša. Stran kvadrata vzdolž srednje črte bakrenega jedra oddajnika je 30,5 mm. Torej je osmica oddaljena 1,5 (polovica dolžine stranice kvadrata) cm od reflektorja in je vzporedna s ploščo. V našem primeru je getinax plošča slaba, ker jo je težko dobiti. Reflektor je preprosto plošča iz električno prevodne kovine. Kositer, jeklo, aluminij bodo zadostovali. Glede na velikost oddajnika lahko izdelate reflektor antene Wi-Fi z uporabo 5,25-palčnega laserskega zgoščenka (DVD).

Bikvadrat Harčenko

Notranja odsevna plast aluminija je zasnovana tako, da prepreči izgubo energije laserskega žarka na površini. Poleg tega je v sredini luknja za N-priključek. Vse kar ostane je, da odprete zaščitno plastično lupino in postavite odsevno plast na zaslon kabla RK-50.Upoštevajte: če N-konektor in oddajnik nista 1,5 cm od reflektorja, se bodo pogoji sprejema poslabšali. Določen položaj je treba doseči z namestitvijo tankih kovinskih podložk ali na mestu.

Spomnimo vas: dvokvadratna osmica se iz sredine upogne z obračanjem za 90 stopinj. Oba konca kabla PV1 1x2,5 se vrneta na točko. Debelina žice je premera 1,6 mm, stranica kvadrata med središči jedra je 30,5 mm. Konci so nameščeni na zaslonu konektorja, v kombinaciji z reflektorjem (CD), srednji del pa bo služil za zajemanje signala. Sevalni vzorec naprave se močno zoži in je opremljen z enim glavnim režnjem, ki je usmerjen proti viru signala. Če se to zgodi v sobi, boste morali poskusno najti odbit žarek, ki se nahaja v skoraj kateri koli smeri.

Reflektor bo zaščitil pred sosednjimi motnjami in povečal moč. Blokira učinek večpotja, ki ne prinaša veliko koristi opremi. Domača antena Wi-Fi sprejema le iz ozkega sektorja. Zahvaljujoč temu bomo z omrežjem povezali nasprotni hiši, kar bi bilo nemogoče z dostopno točko, ki je priložena v kompletu.

Upoštevajte: v drugih primerih na ohišju morda ne bo vhodnega priključka za priključitev antene. Takšne dostopne točke so opremljene z vgrajenimi kovinskimi vezji, ki sprejemajo radijske valove. Tradicionalno izgledajo kot zapletene ploščate figure na notranji strani ohišja. Vgrajeno anteno boste morali odspajkati.

V bližini je lahko kondenzator; kapacitivnost služi za kompenzacijo kompresijskega razmerja vezja. Vgrajena antena je majhna in brez moči, da bi tvorila popolno napravo za sprejem radijskih valov. Napako nevtralizira nastavitveni kondenzator.

Element ni potreben, ker antena polne velikosti za usmerjevalnik Wi-Fi ne potrebuje nadomestila. Prekinite doma narejena stikalna vezja nad kondenzatorjem. Pri namestitvi ne morete uporabiti običajnega 100 W spajkalnika. Zažgal bo elektronske komponente plošče. Potrebovali boste majhen spajkalnik s konico 25 W.

Teža kompaktnega diska je majhna, obremenitev vetra je majhna, v nasprotju z zajetno zasnovo, in ne bo ubil nikogar od spodaj s padajočo ploščo getinax. Priporočljivo je, da se izdelki ne postavljajo na sonce, vendar v našem primeru zabeleženi podatki ne igrajo velike vloge. Če želite, zatesnite N-priključek, da podaljšate življenjsko dobo spajkalnega spoja. Uporablja se posebna gelna zmes, ki se uporablja pri vgradnji tiskanih vezij. Podobne proizvaja podjetje Allure (Sankt Peterburg). Nekaj besed bo pojasnilo, kako narediti anteno Wi-Fi z lastnimi rokami močnejšo.

Biquad Wi-Fi antene niso meja, pobegnili bomo od sosedov

Prolog: 2 tedna nisem mogel najti razloga, nato sem antene obrnil navpično in dobil 20 Mbit na 5 km, namesto vodoravnih 4.

Vampirenysh, član ukrajinskega foruma lokalnih omrežij (črkovanje kopirano).

Preden kupite anteno Wi-Fi, pomislite: teorija kaže, da oddajniki, nameščeni v vrstah, zožijo sevalni vzorec v smeri, ki je pravokotna na črto, vzdolž katere so razporejeni elementi. Prevedeno v ruščino to pomeni: če sta naša hiša in hiša prijatelja ločena za 100 metrov, širina sektorja gledanja antene za vzpostavitev komunikacijskega kanala Wi-Fi komajda presega 15 stopinj. Uporabna moč bo usmerjena v prijateljevo okno (povzročila bo samo škodo prebivalcem stanovanja!). Za izvedbo vezja uporabite dvojno biquad anteno. Hitrost lahko povečaš, če istega podariš prijatelju!

Kako narediti anteno Wi-Fi, da ne bo motila vaših sosedov. Pred nepovabljenimi gosti se lahko zaščitite s spremembo kanala in polarizacijo. Ugotovljene so bile tri metode za zaščito kanala s konfiguracijo antene:

Izbira frekvence.
Izbira smeri (zoženje vzorca sevanja).
Izbira polarizacije.

Običajno, ko je Wi-Fi, ki ga zagotavlja ponudnik, vrednosti nastavi ponudnik komunikacij, odjemalec mora ubogati, če pa ima svojo opremo, je situacija drugačna. Anteno lahko namestimo na vertikalno polarizacijo, če naši sosedje uporabljajo horizontalno polarizacijo. Naša oprema se ne bo več videla. To se lahko stori enostransko ali sporazumno. Potrebovali boste antene, kot so biquad antene, priložene pustite ob strani.

Televizija deluje na horizontalni polarizaciji, komunikacije pa na vertikalni polarizaciji. To je samo tradicija, priročno je držati radijski zatič pravokotno na tla, ko govorite. V tem kontekstu je prednostna uporaba vertikalne polarizacije, ki jo običajno najdemo v usmerjevalnikih. Ponujamo preprosto pravilo:

Na enak način postavite anteno nasproti oken s prijateljem. Zagotovljena je prostorska združljivost, ki je podvrsta elektromagnetne združljivosti. Mikrovalovi, telefoni in gora 2,4 GHz opreme so bili sproščeni, kar je povzročilo motnje. Anteni postavite enako, navpično, vodoravno, nagnjeno. Eksperimentalno poiščite položaj, kjer je hitrost največja.

Obljubljena novost: dizajn štirih kvadratov, postavljenih v vrsto. Vzorec sevanja se bo zožil v smeri, ki je pravokotna na tvorbo. Bakrena žica ali enožilna žica s prečnim prerezom 2,5 mm 2 in dolžino 50 cm, priporočamo, da jo vzamete z rezervo. Če je standardna biquad Wi-Fi antena za prenosni računalnik sinfazni niz dveh okvirjev, so v našem primeru okvirji štirje.

Okvir za dvojno biquad anteno

Ko se val premika, je tok v sosednjih kvadratih usmerjen nasprotno vzdolž konture. Zaradi tega se učinek polja sešteje. Zdaj moramo dobiti štiri kvadrate v fazi. Poiščite sredino žice in zavijte za 90 stopinj. Izmerimo 30 mm, naredimo zavoje na vsaki strani v nasprotni smeri. Dvakrat se umaknemo, spet pritisnemo v prvo smer. Dobili boste veliko črko W. Še 30 mm - robove upognite navzdol za 90 stopinj. Ena polovica je pripravljena.

Drugo naredimo na enak način, tako da se konci vrnejo na točko začetnega zavoja. Upoštevajte, da ni zaman, da priporočamo uporabo žice s polivinilkloridnim plaščem - oba križca na sliki sta medsebojno izolirana.

Odvečno žico odrežemo tako, da konci ne segajo dva do tri milimetre pred prvim zavojem. Za Wi-Fi anteno za računalnik je potreben reflektor, dober kos tiskanega vezja iz folije ali običajna ravna pločevina. Za povezavo uporabljamo N-konektor.

Oddajnik je od reflektorja oddaljen 1,5 cm po površini. Konce postavimo na tla, sredino - na signalno jedro (kabel za Wi-Fi anteno RK - 50). Za krepitev robov figure uporabite keramično ali plastično cev. Za pritrditev in električno izolacijo uporabite lepilo ali tesnilno maso. Za zunanjo različico je priporočljivo najti plastično ohišje. Naj bo razdalja med doma narejeno anteno in sprejemnikom manjša.

Na naslednjem srečanju bomo razpravljali o radiu Wi-Fi.

Če želite sestaviti WiFi anteno dolgega dosega, morate vedeti o nekaterih njegovih značilnostih.

Prvi in najenostavnejši: velike antene 15 ali 20 dBi (izotropni decibeli) so največja moč in jih ni treba narediti še močnejše.

Tukaj je jasna ilustracija, kako se z naraščanjem moči antene v dBi njeno območje pokritosti zmanjšuje.

Izkazalo se je, da se s povečanjem razdalje delovanja antene njeno območje pokritosti znatno zmanjša. Doma boste morali nenehno loviti ozek pas pokritosti signala, če je oddajnik WiFi premočan. Vstanite s kavča ali se ulezite na tla in povezava bo takoj izginila.

Zato imajo domači usmerjevalniki običajne 2 dBi antene, ki sevajo v vse smeri – zato so najučinkovitejše na kratkih razdaljah.

Režija

Antene 9 dBi delujejo samo v dani smeri (usmerjeno) - v sobi so neuporabne, bolje jih je uporabiti za komunikacijo na dolge razdalje, na dvorišču, v garaži ob hiši. Usmerjeno anteno bo treba prilagoditi med namestitvijo, da oddaja jasen signal v želeni smeri.

Zdaj pa k vprašanju nosilne frekvence. Katera antena bo bolje delovala na velikem dosegu, 2,4 ali 5 GHz?

Zdaj obstajajo novi usmerjevalniki, ki delujejo na dvojni frekvenci 5 GHz. Ti usmerjevalniki so še novi in dobri za hiter prenos podatkov. Toda signal 5 GHz ni zelo dober za velike razdalje, saj zbledi hitreje kot 2,4 GHz.

Zato bodo stari 2,4 GHz usmerjevalniki bolje delovali v načinu dolgega dosega kot novi hitri 5 GHz.

Risba dvojnega domačega bikvadrata

Prvi primeri domačih razdelilnikov WiFi signala so se pojavili že leta 2005.

Najboljše med njimi so bikvadratne izvedbe, ki zagotavljajo dobiček do 11–12 dBi, in dvojni bikvadrat, ki ima nekoliko boljši rezultat 14 dBi.

Po izkušnjah uporabe je bikvadratna izvedba bolj primerna kot večnamenski oddajnik. Prednost te antene je namreč v tem, da ob neizogibni kompresiji sevalnega polja ostane odprti kot signala dovolj širok, da ob pravilni namestitvi pokrije celotno površino stanovanja.

Vse možne različice biquad antene so enostavne za izvedbo.

Zahtevani deli

Kovinski reflektor - kos folije-tekstolit 123x123 mm, list folije, CD, DVD CD, aluminijast pokrov iz pločevinke za čaj.
Bakrena žica s presekom 2,5 mm2.
Kos koaksialnega kabla, po možnosti z karakteristično impedanco 50 Ohmov.
Plastične cevi - lahko jih izrežete iz kemičnega svinčnika, flomastra, markerja.
Malo vročega lepila.
Priključek tipa N - uporaben za priročno priključitev antene.

Za frekvenco 2,4 GHz, na kateri je načrtovana uporaba oddajnika, bi bila idealna velikost bikvadrata 30,5 mm. Še vedno pa ne izdelujemo satelitskega krožnika, zato so nekatera odstopanja v velikosti aktivnega elementa - 30–31 mm - sprejemljiva.

Prav tako je treba skrbno preučiti vprašanje debeline žice. Ob upoštevanju izbrane frekvence 2,4 GHz je treba najti bakreno jedro z debelino natančno 1,8 mm (presek 2,5 mm2).

Od roba žice izmerimo razdaljo 29 mm do ovinka.

Naredimo naslednji ovinek, pri čemer preverimo zunanjo velikost 30–31 mm.

Naslednje zavoje navznoter naredimo na razdalji 29 mm.

Preverimo najpomembnejši parameter končnega bikvadrata -31 mm vzdolž središčne črte.

Spajkamo mesta za prihodnjo pritrditev vodnikov koaksialnega kabla.

Reflektor

Glavna naloga železnega zaslona za oddajnikom je odbijanje elektromagnetnih valov. Pravilno odbiti valovi bodo svoje amplitude prekrivali z vibracijami, ki jih pravkar sprošča aktivni element. Nastala ojačevalna motnja bo omogočila širjenje elektromagnetnih valov čim dlje od antene.

Da bi dosegli uporabne motnje, mora biti oddajnik nameščen na razdalji, ki je večkratnik četrtine valovne dolžine od reflektorja.

Razdalja od oddajnika do reflektorja za biquad in dvojne biquad antene najdemo lambda / 10 - določeno z značilnostmi te zasnove / 4.

Lambda je valovna dolžina, ki je enaka hitrosti svetlobe v m/s, deljena s frekvenco v Hz.

Valovna dolžina pri frekvenci 2,4 GHz je 0,125 m.

Če petkrat povečamo izračunano vrednost, dobimo optimalna razdalja - 15.625 mm.

Velikost reflektorja vpliva na ojačanje antene v dBi. Optimalna velikost zaslona za biquad je 123x123 mm ali več, le v tem primeru je mogoče doseči dobiček 12 dBi.

Velikosti CD-jev in DVD-jev očitno niso dovolj za popoln odboj, zato imajo biquad antene, zgrajene na njih, ojačenje le 8 dBi.

Spodaj je primer uporabe pokrova kozarca za čaj kot odsevnika. Tudi velikost takega zaslona ni dovolj, dobiček antene je manjši od pričakovanega.

Oblika reflektorja mora biti le ravna. Poskusite najti tudi krožnike, ki so čim bolj gladki. Upogibi in praske na zaslonu vodijo do disperzije visokofrekvenčnih valov zaradi motenj odboja v določeni smeri.

V zgoraj obravnavanem primeru so stranice na pokrovu očitno nepotrebne - zmanjšujejo kot odpiranja signala in ustvarjajo razpršene motnje.

Ko je reflektorska plošča pripravljena, imate dva načina za namestitev oddajnika nanjo.

Namestite bakreno cev s spajkanjem.

Za pritrditev dvojnega bikvadrata je bilo potrebno dodatno izdelati dve stojali iz kemičnega svinčnika.

Vse pritrdite na plastično cev z vročim lepilom.

Vzamemo plastično škatlo za diske za 25 kosov.

Odrežite osrednji zatič in pustite višino 18 mm.

Z pilico ali pilico izrežite štiri reže v plastičnem zatiču.

Reže poravnamo na enako globino

Domači okvir namestimo na vreteno, preverimo, ali so njegovi robovi na isti višini od dna škatle - približno 16 mm.

Prispajkajte kable na okvir oddajnika.

S pištolo za lepilo pritrdimo CD na dno plastične škatle.

Nadaljujemo z delom z lepilno pištolo in pritrdimo okvir oddajnika na vreteno.

Kabel pritrdimo na zadnji strani škatle z vročim lepilom.

Povezovanje z usmerjevalnikom

Tisti, ki imajo izkušnje, lahko enostavno spajkajo na kontaktne ploščice na vezju znotraj usmerjevalnika.

V nasprotnem primeru bodite previdni, saj se lahko pri dolgotrajnem segrevanju s spajkalnikom s tiskanega vezja odlepijo tanke sledi.

Lahko se povežete z že spajkanim kosom kabla iz domače antene prek priključka SMA. Ne bi smeli imeti nobenih težav pri nakupu katerega koli drugega RF priključka tipa N v lokalni trgovini z elektroniko.

Testi antene

Preizkusi so pokazali, da idealen biquad daje dobiček približno 11–12 dBi, kar je do 4 km usmerjenega signala.

Antena CD daje 8 dBi, saj lahko ujame WiFi signal na razdalji 2 km.

Dvojni bikvadrat zagotavlja 14 dBi - nekaj več kot 6 km.

Kot odpiranja anten s kvadratnim oddajnikom je približno 60 stopinj, kar je povsem dovolj za dvorišče zasebne hiše.

O dosegu anten Wi-Fi

Iz domače antene usmerjevalnika z 2 dBi se lahko signal 2,4 GHz standarda 802.11n razširi na več kot 400 metrov znotraj vidnega polja. Signali 2,4 GHz, stari standardi 802.11b, 802.11g, potujejo slabše, imajo polovico manjši doseg v primerjavi z 802.11n.

Glede na to, da je WiFi antena izotropni oddajnik – idealen vir, ki enakomerno porazdeli elektromagnetno energijo v vse smeri, vas lahko vodi logaritemska formula za pretvorbo dBi v dobiček moči.

Izotropni decibel (dBi) je ojačanje antene, določeno kot razmerje med ojačenim elektromagnetnim signalom in njegovo prvotno vrednostjo, pomnoženo z deset.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Pretvorba dBi anten v dobiček moči.

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

Sodeč po tabeli je enostavno sklepati, da lahko usmerjeni WiFi oddajnik z največjo dovoljeno močjo 20 dBi brez ovir distribuira signal na razdalji 25 km.

Znana in zelo priljubljena wifi antena Biquad ali Zigzag Kharchenko, kot tudi antena Trevor Marshall, imata odlične lastnosti in enostavnost montaže. Obstaja veliko modifikacij takšne wifi antene, vendar predlagam, da se držite običajne biquad antene, saj ima odlično razmerje delo + material / dobiček.
Za začetek izdelave antene moramo pripraviti materiale:

bakrene žice s premerom od 1,5 mm do 3 mm

enostranski tekstolit

bakrena cev ali N konektor

koaksialni kabel RG-6U

Iz tiskanega vezja izrežemo reflektor dimenzij 110 x 110 mm in v sredini izvrtamo luknjo, ki je enaka zunanjemu premeru bakrene cevi. Cev je treba izbrati tako, da se obstoječi kabel tesno prilega vanjo z enakomerno položeno zunanjo pletenico in dolžino 5 cm.

Luknjo pocinkamo in pripravimo cev, glede na premer žice + 0,5 mm odbrusimo polovico polmera zgornjega dela.

Cev vstavimo v PCB tako, da je vrh cevi 16 mm nad reflektorjem. Mislim, da ni treba reči, da je vse narejeno skrbno in čim bolj natančno. Zdaj pa upognimo drugi del antene iz žice. Pripravimo žico dolžine 244 mm in naredimo zareze vsakih 30,5 mm. Sedaj ostane le še upogniti žico v skladu s spodnjimi slikami.

Ostaja še povezava dveh delov wifi antene. Proste konce žice spajkamo na najvišjo točko cevi, v odseku pa ostane cel del, na katerega je spajkano osrednje jedro kabla RG-6U.

Vstavite kabel in ga spajkajte.

Biquad sestavljen.

Lahko storite brez cevi z uporabo posebnega priključka tipa N, to je stvar vseh.

Na koncu bom rekel, da je ta antena odlična zamenjava za "pločevinko". Dobiček te antene je okoli 6-8dbi. Zaradi majhnih dimenzij se lahko uporablja kot parabolični zrcalni podajalnik, ki bo dal minimalno 19 dB ojačanja.

S podporo DVB-T2 je seveda potreboval anteno, ki jo je seveda moral izdelati sam. Nadalje bomo govorili o tem, kako narediti anteno za DVB-T2 z lastnimi rokami.

Za začetek sem se odločil preizkusiti bikvadratno anteno Kharchenko ali v običajnem jeziku "osem". Za izdelavo potrebujemo bakreno ali aluminijasto žico s premerom 2-5 mm. Pri roki sem imel 2,5 kvadratni VVG in odločil sem se, da poskusim iz njega narediti anteno za DVB-T2.

Izračun antene

Poglejmo naše frekvence obeh paketov DVB-T2 na našem območju. Če želite to narediti, lahko greste na spletno stran interaktivnega zemljevida CETV in si oglejte, kateri stolp vam je bližje, en ali oba paketa kanalov oddajata in na katerih frekvencah. V našem predmestju Sankt Peterburga sta to 586 MHz in 666 MHz.

Zdaj, ko poznamo paketne frekvence, moramo izračunati dolžino kvadratne stranice naše antene DVB-T2. Je enaka četrtini valovne dolžine.

To je za naših 586 MHz: 300000000/586000000=0,51 meter. Četrtina valovne dolžine oz 0,51/4=0,127 metrov oz 12,7 cm.

Za drugi multipleks 666 MHz izračunamo podobno in dobimo 11,2 cm.

Zanima nas L1. H in B za anteno z reflektorjem (matriko), ojača signal. Uspelo mi je brez njega.

Zdaj, če naredimo anteno za dva paketa kanalov DVB-T2, določimo povprečno dolžino. To pomeni, da svoje dolžine seštejemo in delimo na pol.

L1=(12,7+11,2)/2=11,95 zaokrožite na 12 cm.

Antenski sklop za DVB-T2

Tukaj bi moralo biti vse jasno. Vzamemo naš segment VVG ali karkoli že imate. Če želite določiti približno dolžino žice, ki je potrebna za sestavljanje antene, lahko L1 * 8 in vržete nekaj centimetrov. Za izdelavo moje antene je bilo potrebnih 12*8+2=98 cm.

Če imate debelo žico s premerom 4-5 mm, potem najverjetneje ne boste mogli brez primeža. Imel sem dovolj klešč.

Žico odstranimo iz izolacije. Nato s kleščami upognite bikvadrat. Poglejmo fotografije. Vsi koti so 90 stopinj.

Nato spajkamo televizijski kabel 75 ohmov. Jedro spajkamo na en kvadrat, pletenico na drugega.

Visokofrekvenčni signal se širi po površini prevodnika, zato je bolje, da anteno po montaži pobarvate. Uporabil sem ostanke akrilne zunanje barve. Bolje je, da območje spajkanja napolnite z vročim lepilom ali tesnilom.

Žico od mesta spajkanja pritrdimo z vezmi (pasovi) ob straneh kvadrata, kot je na sliki. To obvezno dejanje je usklajevanje antene.

Testiranje domače antene na domačem televizorju

Torej bikvadrat daje ojačanje signala približno 6 dB, razdalja do stolpa pa je 26 km v ravni črti. Čeprav na spletni strani CETV piše, da smo v območju zanesljivega signala, sem podvomil v to in pripravil tisto, kar je bilo narejeno že zdavnaj.

Povzpel sem se v drugo nadstropje hiše in potegnil anteno na gradbeni oder. Pokazal je proti stolpu in prižgal TV. Televizor je samozavestno sprejel oba paketa digitalne televizije.

Domačo anteno sem prinesel v hišo, TV je še naprej samozavestno kazal odlično.