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.

У многих недорогих Wi-Fi USB адаптеров нет внешней антенны. Именно поэтому такие устройства и являются столь недорогими. Так вот, если вас не устраивает отсутствие внешней WiFi антенны в таком устройстве, вы можете ее добавить самостоятельно!

Материалы и инструменты:

— USB WiFi адаптер;
— Плоская отвертка;
— Внешняя антенна;
— Медная проволока диаметром 1мм;
— Ножницы и скотч;
— Дрель;
— Клеевой «пистолет»;

Шаг 1

Используя плоскую отвертку, откручиваем винты крышки WiFi адаптера, и снимаем крышку. Затем ищем встроенную антенну (обычно в виде небольшого прямоугольника), и замечаем, где именно эта антенна расположена.

Шаг 2

Берем внешнюю антенну, и вставляем медный провод так, как это показано на фотографии. Используем горячий клей для закрепления провода.

Шаг 3

Просверливаем небольшое отверстие в крышке адаптера, как раз над прямоугольной антенной.

Шаг 4

Загибаем медный провод, ранее вставленный в конец внешней антенны. Вставляем внешнюю антенну в отверстие, просверленное в крышке адаптера. Убедитесь, что медный провод соприкасается с прямоугольной антенной.

Шаг 5

Закрепляем внешнюю антенну клеем.

Шаг 6

Проводим несколько тестов, чтобы убедиться в том, что сигнал стал лучше. В нашем случае прием сигнала улучшился с «хороший» до «отличный». Все работает!

Приобретите USB-адаптер беспроводной сети "донгл". Благодаря этому устройству размером с палец руки, компьютер получает возможность подключения к Wi-Fi сетям. Он вам нужен даже тогда, если в вашем компьютере уже есть встроенный адаптер беспроводной сети.

  • Для наилучшей совместимости покупайте Wi-Fi адаптер, который также работает со стандартами 802.11b и 802.11g.
  • Чтобы узнать стоимость, посетите Google Commerce или Pricewatch . Простые адаптеры, которые достаточно эффективны на близком расстоянии, обойдутся примерно в 15-20 долларов.
  • Форма имеет значение. Для оптимальной экономии выбирайте небольшой адаптер пальцеобразной формы. Большие адаптеры формы "расплющенной мыши" (50 - 60 долларов) в основном более чувствительные и мощные. Несмотря на то, что их установка может быть затруднена, они лучше работают в более сложных условиях.

Покупаем пассивный USB удлинитель. Вам нужен кабель Tип A (папа) - Tип A (мама). Приобрести его можно в магазине единой цены, местном компьютерном магазине или онлайн. С его помощью вы подключите USB Wi-Fi адаптер к USB порту компьютера.

  • Антенна является направленной, поэтому вам нужно разместить ее таким образом, чтобы она была направлена на беспроводную точку доступа. Убедитесь, что кабель достаточно длинный (максимальная длина 5 м) для размещения антенны в требуемом месте.
  • Если это необходимо, можно соединить несколько кабелей-удлинителей.
  • Активные USB удлинители (~$10 долларов) позволяют использовать кабель длиной более 5 м, благодаря чему антенну можно установить еще выше для получения наилучшего результата.
  • Возьмите сетчатый дуршлаг. Лучше всего использовать азиатскую кухонную посуду типа "совок" (как котелок с выпуклым днищем, но сетчатый), который используется для жарки. Его форма идеальна для наших целей, а также он оснащен деревянной ручкой!

    • Также можно использовать сито, пароварку, крышку котелка и абажур для лампы, при условии, что они имеют полусферическую форму и выполнены из металла. Подойдет любой сетчатый кусок металла параболической формы - чем больше, тем лучше будет сигнал, хотя это может затруднять установку.
    • Для вариантов большего размера подойдут старые параболические телевизионные антенны или сетчатый каркас зонта. Хотя они дадут большее усиление сигнала, могут возникнуть проблемы с установкой и аэродинамическим сопротивлением, поэтому диаметр 300 мм кажется наиболее практичным.
    • Гибкая ножка от настольной лампы позволит аккуратно установить и направить вашу антенну.
  • Собираем систему. С помощью проволоки, клейкой ленты или термоклея прикрепите Wi-Fi адаптер и USB удлинитель к тарелке.

    • Адаптер должен быть установлен в центре "горячей точки" тарелки - радиосигналы попадают в тарелку и отражаются в центр несколькими пальцами выше ее поверхности.
    • Наилучшее месторасположение адаптера можно определить с помощью простого эксперимента. Один из методов - покрыть тарелку алюминиевой фольгой, чтобы определить, как в ней отражается солнечный свет - наиболее освещаемая точка и является местом фокуса тарелки.
    • Вам может потребоваться небольшая штанга для крепления адаптера в требуемом положении.
    • Альтернативные способы закрепления: используйте веревку, завязанную с лицевой стороны тарелки в виде паутины, выскобленные пластиковые фитинги для садового шланга или даже палочки для еды!
  • Подключение антенны. Подключите один конец USB удлинителя (папа) в ваш компьютер, а в сетевых параметрах настройте его как Wi-Fi адаптер.

    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.


    300 Мбит Беспроводной Usb-адаптер Wi-Fi Lan Сетевая Карта IEEE 802.11b/g/n с Антенной.

    Краткий Обзор
    Этот беспроводный адаптер можно работать с ноутбуков, ноутбуков и настольных ПК компьютера, а также. просто подключите и наслаждайтесь Интернет.

    Особенности:
    802.11n/g/b 300 М Wireless WiFi USB 2.0 Адаптер (Realtek 8191 Чипсет).
    Соответствует IEEE 802.11n (проект), IEEE 802.11 г, IEEE 802.11b.
    Обеспечивает USB 2.0/1.1 высокоскоростной интерфейс.
    Скорость передачи данных до 300Mbps.
    Поддерживает Режим Ad-Hoc, инфраструктура WLAN сети, беспроводной роуминг.
    Поддержка Windows 2000, XP 32/64-bit, Vista 32/64-bit, Linux, MAC OS x.
    С внешней антенной.
    Простая конфигурация и простой в использовании.
    Это могут быть разработаны с ноутбуков, ноутбуков и настольных ПК компьютера.

    Технические характеристики:
    Беспроводные стандарты: IEEE 802.11n (проект), IEEE 802.11 г, стандарты IEEE 802.11b.
    Интерфейс: высокоскоростной USB 2.0/1.1
    Скорость передачи данных:
    802.11n до 300 М (нисходящей линии связи) и 150 М (восходящая линия связи);
    802.11 г 54/48/36/24/18/12/9/6 Мбит авто резервный;
    802.11b 11/5. 5/2/1 Мбит авто резервный.
    Диапазон частот: 2.4 ГГц ISM.
    Чипсет: Realtek 8191
    Диапазон частот: 2412-2462 МГц (Северная Америка); 2412-2472 МГц (Европа); 2412-2484 МГц (Япония).
    Выходная мощность: 13-17dBm.
    Радиоканал: 1-14 каналов.
    Дальность действия: до 3 раз дальше диапазон, чем 802.11 г.
    Роуминг: полный мобильность и бесшовные роуминг от клетки к клетке.
    Модуляции: 11n BPSK QPSK 16QAM 64QAM OFDM; 11 г BPSK QPSK 16QAM 64QAM OFDM; 11b DQPSK DBPSK DSSS CCK.
    Безопасность данных: 64/128-битное Wep-шифрование WPA, WPA-PSK, WPA2-PSK, TKIP/AES.
    Управления доступом к среде: CSMA/CA с ACK.
    СВЕТОДИОДНЫЕ индикаторы: link/active (зеленый).
    Операционная система: Windows 2000, XP 32/64-bit, Vista 32/64-bit, Linux, MAC OS x.




    Нам понадобится:
    Коробка от компакт дисков.
    Медная проволока диаметром 2,5-3 мм.
    Компакт диск(играет роль отражателя).Также можно самому вырезать окружность из меди.
    Антенный кабель.



    Собираем саму антенну, соблюдая размеры.



    Затем высверливаем в центре коробки отверстие диаметром под TV кабель.


    И пропиливаем две прорези, под 90 градусов одна к другой(прорези нужны для фиксации антенны).




    Главное соблюсти расстояние между отражателем и антенной, это ровно 15 мм.
    Также в коробке делаем четыре отверстия(проведем в них хомуты для дальнейшего крепления к мачте).





    Теперь приклеим отражатель к дну коробки.


    Продеваем сзади кабель и припаиваем антенну(никакой разницы между тем куда припаивать центральный или экранный провод).



    Вставляем антенну в прорези и фиксируем горячим клеем с двух сторон.






    Теперь подсоединим WI-FI адаптер.

    Зачищаем кабель с таким расчетом чтоб оплетка экрана была длиннее,чем центральный провод.
    От центрального кабеля оставляем примерно 5 мм.провода в изоляции.

    Шилом или швейной иглой по центру центральной оплетки(рядом с проводом)делаем прокол в него будет заходить центральный провод антенны адаптера.

    Выкручиваем антенну с адаптера.
    Из старого маркера я срезал небольшой кусочек трубки(это будет переходником и фиксатором между адаптером и кабелем).