Радиоволны пронизывают пространство вокруг нас. Мы все уже привыкли к беспроводным технологиям, особенно к Wi-Fi, однако не всех устраивает покрытие домашних роутеров. Стены, деревья и прочие препятствия ослабляют сигнал. Если для квартиры качество связи вполне подходящее, то для загородного участка в несколько соток мощности стандартных моделей роутеров явно недостаточно. Недалеко от дома, например в гараже, тоже хотелось бы пользоваться домашним интернетом без прокладки дополнительных кабелей или установки мощного оборудования. Да мало ли где может понадобиться усиление радиосигнала! В любом случае применение антенны будет простейшим и выгодным вариантом.
Используем опыт радиотехники
Простой кусок проводника, присоединённый к антенне, конечно, способен улучшить сигнал, но зачастую не сработает. А всё из-за свойств радиоволн. Телевизионная модель тоже не даст никаких результатов для Wi-Fi, поскольку рассчитана на работу с частотами телевещания. Чтобы создать правильную антенну, нужно знать длину волны сигнала, усиление которого планируется. Форму устройства стоит позаимствовать у радиолюбителей. Например, антенна биквадрат давно зарекомендовала себя как лёгкий в изготовлении и надёжный прибор усиления сигнала. Эти компактные устройства дают приличное усиление от 11 дБи и выше, тогда как встроенные в роутер аппараты мощностью не превышают 5 дБи.
Для людей, крайне далёких от электромагнитной части физики, расшифровать эти показатели можно как повышение скорости соединения по Wi-Fi в несколько раз, а также увеличение расстояния подключения. Антенна биквадрат является направленной, покрывающей сектор в 40-50° перед собой, что вполне подходит для подключения удалённого от основного жилища строения, а также для создания локальной беспроводной сети между стационарными станциями. Различные умельцы отмечают устойчивый сигнал на расстоянии от 400 до 2500 м, но это вряд ли понадобится, достаточно и нескольких десятков метров.
В магазин при деньгах или с паяльником в руках?
Всегда проще приобрести готовое фабричное изделие, однако цена такого устройства соразмерна стоимости нового роутера, да и исполнение не всегда надёжное. Недорогие модели с дружественного Востока довольно хрупкие, а контакты и соединения в них далеки от совершенства. Где взять хорошее устройство биквадрат? WiFi-антенна своими руками может быть собрана любым радиолюбителем. Для этого понадобится паяльник. Если вы знакомы с этим инструментом, то инструкция подскажет, что и как сделать.
Биквадрат - антенна, состоящая из двух квадратов, сделанных из проволоки или другого электропроводящего материала. Они расположены в одной плоскости и соединены определённым образом. Контур этот является основной рабочей деталью антенны, вибратором, предназначенным для приёма и передачи радиоволн. Изготовить такой элемент антенны лучше всего из куска одножильного силового медного провода сечением не менее 2 мм2.
Толщина медной проволоки зависит скорее от выбранных размеров антенны, количества креплений и условий использования. Это влияет лишь на прочность конструкции, а не на качество сигнала, так что подбирать лучше, исходя из планируемых размеров и наличия материала. Простейшая самодельная биквадрат-антенна собирается только из контура, присоединённого к коаксиальному кабелю, как показано на рисунке выше.
Дополнительные материалы и инструменты
Само собой, для улучшения качеств антенны потребуются дополнительные детали. В качестве рефлектора подойдёт пластина из любого электропроводящего материала, предъявляются требования лишь к износоустойчивости и прочности. Подойдут даже CD-диск или алюминиевая фольга, используемая в кулинарии для выпечки. Главное, закрепить её на ровном прочном основании из дерева или пластика, куда будут установлены остальные детали антенны. Дополнительно понадобятся крепежи из диэлектрика, чтобы жёстко зафиксировать антенну относительно рефлектора, а также коаксиальный кабель сопротивлением 50 Ом.
Присоединить устройство к роутеру позволит специальный штекер, который придётся приобрести в магазине. В случае отсутствия разъёмов у роутера, как у большинства недорогих моделей, придётся разобрать его и припаять кабель прямо на плату. Помните, такие действия с роутером лишат его гарантии, и вся ответственность за такие действия ляжет целиком на вас. Остальные материалы можно подобрать по месту из того, что найдётся в кладовой у домашнего мастера.
Как понятно из вышеизложенного, обязательным инструментом является паяльник, немного припоя и флюса. Линейка с миллиметровыми делениями позволит соблюдать точные размеры изделия, а пассатижи или плоскогубцы потребуются для точного сгибания проволоки в контур. Нож и бокорезы (кусачки) понадобятся для работы с кабелем, а при сверлении отверстий нужна будет дрель или шуруповёрт и сверло.
Советы и техника безопасности
Новички, возможно, столкнутся с трудностями при паянии, но помните, что мастерство приходит со временем. Выполнять все работы с разогретым паяльником нужно не спеша, соблюдая меры предосторожности и все необходимые этапы, чтобы не обжечься и произвести прочное соединение. Перед использованием электроприбора обязательно нужно проводить проверку на целостность корпуса, кабеля и вилки.
Защитите рабочее пространство стола от возможных повреждений расплавленным припоем или каплями горячего флюса, накрыв его деревянным щитом или специальным огнеупорным материалом. Не оставляйте нагретый паяльник без присмотра даже после его отключения. Разогретый прибор может привести к возгоранию поверхностей и предметов из легковоспламеняющихся материалов. Тем, кто держит паяльник в руках впервые, рекомендуется выполнить несколько соединений на остатках материала или кусках похожей проволоки, чтобы набить руку.
Немного формул
Перед началом работы произведём небольшой расчёт антенны биквадрат. Диапазон большинства Wi-Fi-роутеров, согласно стандарту IEEE 802.11n, составляет 2.4 ГГц. Применяя формулу соотношения длины волны, скорости и частоты, нужно разделить скорость света на частоту. 0,1249 м или 125 мм - это приблизительно нужный нам размер, значит, сторона квадратов антенны должна быть кратной именно этому расстоянию для работы в нужном диапазоне. Для небольшой антенны, описанной здесь, было выбрано расстояние в 32 мм. Само собой, кратное увеличение этого расстояния приведёт к улучшению сигнала на большей площади покрытия.
Оптимальный отражатель
Было множество идей, что использовать в качестве рефлектора, но для таких размеров оптимально подошла пустая монтажная плата размером 10 х 10 см. Во-первых, это упростило соединение оплётки коаксиального кабеля с рефлектором. Обычным припоем кабель плотно устанавливается в нужном месте. Во-вторых, жёсткость текстолита вполне удовлетворяет размерам изделия и позволяет отказаться от дополнительных крепежей. Проблемы при использовании модели таких размеров могут возникнуть в случае неточного соблюдения размеров, поэтому все действия производятся с помощью миллиметровой линейки.
Ход работы
Самодельная антенна биквадрат для wifi довольно проста в изготовлении. В центре монтажной платы или другого подходящего листа металла нужно высверлить отверстие согласно диаметру коаксиального кабеля или чуть больше. Кабель нужно зачистить от верхней изоляции на 2,5 см и аккуратно вставить в отверстие в плате. Верхнюю экранирующую оплётку или кожух кабеля пропаивают по всей окружности. Кабель должен плотно сидеть в плате редуктора, потому что кроме него в этой модели не предусмотрено креплений для антенны. Можно дополнительно использовать металлическую трубку для усиления конструкции, это особенно актуально, если вы задумаете увеличить размеры антенны.
Расположение антенны
Для биквадратного вибратора потребуется 256 мм медного провода. Можно выполнить маркером отметки на местах сгиба через каждые 32 мм и взять немного больше провода, чтобы отрезать лишнее в конце. А можно сгибать точно отмеренный кусок провода каждый раз ровно посередине. Концы его нужно аккуратно спаять и отвести от противолежащего угла на 2 мм, также можно оставить соединение концов на следующий этап.
Последним шагом будет пайка соединений биквадратного вибратора и кабеля. Следите за его расположением относительно рефлектора, расстояние между ними должно сохраняться около 15 мм на всей плоскости. Такой зазор вымерен различными испытателями опытным путём. При наличии оборудования можно собственноручно поискать оптимальное расстояние с лучшим коэффициентом стоячей волны для конкретной модели.
Совершенству предела нет
Направьте вашу антенну в сторону рабочей зоны и присоедините к роутеру, используя специальный штекер, или установите с помощью паяльника прямо на рабочую плату. Увеличение дальности сигнала Wi-Fi не заставит себя ждать. Что ещё можно сделать для увеличения мощности антенны, кроме увеличения размеров? Тех, кто уже сооружал что-либо подобное, может заинтересовать двойная или тройная антенна биквадрат. Своими руками умельцы добиваются усиления сигнала на 2 и 4 дБи больше, а это ощутимое улучшение.
Выполняется это увеличением количества квадратов и, соответственно, площади отражателя (металлического редуктора). Умельцы также создают дугообразные или круговые антенны на базе биквадрата, основное правило при изготовлении которых - чёткое соблюдение расстояния в 15 мм от рефлектора на всей площади устройства. Также стоит упомянуть, что пересечения проводов должны быть изолированы, чтобы не было соединений проводника.
Места, где устанавливается антенна биквадрат, могут быть самыми разнообразными. Чаще всего такие изделия монтируют на окнах или снаружи здания. Для защиты от непогоды маленькой модели, вроде описанной выше, прекрасно подойдёт пластиковый контейнер. Усиление сигнала, полученное благодаря биквадрат-антенне, соответствует моделям фабричного производства, а порою превосходит их.
