Maison / Skype / Nous fabriquons de nos propres mains une antenne Wi-Fi biquadratique ultra-longue pour un routeur. Vue d'ensemble de l'antenne Wifi longue portée Antenne Wifi jusqu'à 50 km

Nous fabriquons de nos propres mains une antenne Wi-Fi biquadratique ultra-longue pour un routeur. Vue d'ensemble de l'antenne Wifi longue portée Antenne Wifi jusqu'à 50 km

À l'ère de la technologie, de nombreuses personnes utilisent Internet transmis à vos appareils à l'aide des technologies Wi-Fi. Tout le monde sait qui a un tel point d'accès à la maison sur la puissance du rwalter Wi-Fi. Souvent, le signal chute brusquement, voire se perd même dans les coins d'un appartement de 3 pièces. Ils traitent ce problème de différentes manières, modifient les paramètres de rwalter, si possible (dans les rwalters zyxel, par exemple, il y a un réglage de la puissance du signal), ou remplacent les antennes natives par des antennes plus puissantes à la recherche d'une amplification du signal. Ils achètent des antennes, les fabriquent eux-mêmes, recherchent différentes solutions, quelqu'un utilise des répéteurs (répéteurs de signal), mais ce n'est réel qu'à l'intérieur, ou dans un petit espace, car le rwalter ne peut pas supporter complètement l'antenne, par exemple, avec une puissance de 20dbi, l'antenne native est généralement de 5 dbi, voire 3. Une autre chose est un répéteur, par exemple TP-Link, se branche sur n'importe quelle prise appropriée et syntonise le rwalter, immédiatement et distribue un signal avec une puissance déclarée de 20d bi, ce dont je doute fortement. Mais un répéteur résout souvent le problème signal faibleà l'intérieur sans trop de difficulté, mais, en même temps, le signal semble scintiller, il ne se distribue pas correctement et le ping augmente considérablement. Donc, si vous jouez à des jeux d'action, des tireurs en ligne comme Warface, alors ce n'est pas si facile avec un répéteur, il y a divers bugs avec des déconnexions. Dans mon cas, les choses sont un peu différentes. Je travaille dans une entreprise, au travail j'ai beaucoup de temps libre et il n'y a pas d'Internet normal, uniquement via modem mobile avec une sim. De mon bureau au bâtiment voisin, où se trouve un point d'accès, à environ 100 mètres en ligne droite, compte tenu de plusieurs cloisons en bois et sur la rue des arbres, le signal n'atteint tout simplement pas. En utilisant un répéteur, Internet est tout à fait normal pour un torrent ou un cinéma en ligne, mais je ne peux pas jouer à un jeu de tir en ligne, je me déconnecte constamment, j'ai besoin d'une bonne connexion fiable et d'un ping faible. J'ai acheté un point USB de TP-link, avec une antenne de 5 dbi, le signal est apparu, pas génial, mais tolérable 2-3 sur 5, vous pouvez en quelque sorte jouer. Il n'était pas possible d'amplifier le signal à l'aide d'antennes de 16-20dbi (comme le disent les vendeurs d'Ali). J'ai décidé de chercher quelque chose de plus sérieux, mais pas encombrant et pas cher.

Je suis tombé sur cette merveille.
Comme l'a déclaré le vendeur, l'antenne a un amplificateur et une puissance d'antenne de 50 km (maintenant je la regarde, à 3 km) avec un signal de 58 dbi. Le prix est assez bas, ce qui coûte étrangement 920 roubles avec livraison gratuite, mais ce sont des chinois, tout peut arriver. J'ai commandé, payé avec une carte du Conseil de sécurité de la Russie en ligne instantanément et j'ai commencé à attendre mon livraison gratuite marchandises. Cette joie est venue en un mois. Après avoir ouvert l'emballage, j'étais un peu contrarié par le fait que la petite taille, à ma connaissance, une antenne de cette forme avec une puissance déclarée de 58 dbi devrait être d'au moins un demi-mètre, voire plus. Ils m'ont envoyé un remake d'une antenne 3G d'Hawaï (au fait, c'est 5 dbi au total, un vrai Haway, et c'est pas cher). L'antenne est livrée avec un câble USB pour connecter l'amplificateur de signal au PC, et à son tour, l'amplificateur est connecté à l'antenne avec un câble haute fréquence que l'antenne possède déjà. Un CD avec le logiciel était également joint, (une sorte de variante ala ALFA awus)

Après avoir rassemblé toute cette installation, j'ai dirigé l'antenne vers le point d'accès, et, ô surprise ! Il y a un signal ! Mais, il est très discutable de savoir si c'est mieux à partir d'un signal avec TP -Link. Au hasard, j'ai essayé de connecter l'antenne à TP-Link dans l'espoir que le signal serait meilleur, mais rien ne s'est amélioré sur le scanner, mais plutôt aggravé. J'ai quelques antennes différentes, par un test similaire, j'ai découvert que l'amplificateur chinois est un peu plus puissant de TP-Link (au moins quelque chose m'a plu dans cet achat). Je n'ai pas oublié le disque du logiciel. Le disque démarre bien et s'affiche dans l'explorateur, mais c'est tout. Le logiciel lui-même ne peut pas être lancé, le système ne jure que par les messages d'erreur. Windows lui-même a récupéré le pilote de l'amplificateur sans aucun problème, il n'y a rien à redire sur son travail, mais il y avait des questions sur l'antenne. Le test suivant montra sa totale inadéquation en termes de puissance. Sur un segment rectiligne de 300 mètres, l'antenne a en quelque sorte vu un point d'accès à travers le scanner, mais il n'était pas question de s'y connecter tant le signal était faible.

Considérez maintenant en quoi consiste cette merveilleuse antenne. Je ne rentrerai pas dans les détails techniques et précis, car cela ne vaut pas le temps passé. Ainsi, nous démontons l'antenne en composants, un joli bonus sur la base - des attaches au mur ou ailleurs, ainsi que tout angle de rotation.
Sur ce, les bonus ont effectivement pris fin, ainsi que les commodités. Plus loin, on voit un boîtier en plastique qui est relié à une base en métal, servant apparemment de réflecteur (quelque part des ingénieurs l'ont espionné et ont collé un morceau de fer qui n'a rien affecté du tout) avec le boîtier de l'antenne, peut-être que tout est clair, mais l'essentiel est déjà intéressant. Ainsi, nous voyons une plaque avec un morceau de câble soudé.
Une spirale d'antenne recouverte d'une feuille d'aluminium est appliquée sur la plaque. De l'autre côté, une feuille de cuivre sert apparemment d'écran. Les extrémités des câbles sont soudées à ces 2 composants d'antenne, c'est tout.

En ce qui concerne l'amplificateur, je n'ai pas trouvé la page du fabricant pour le nom de l'unité et je n'ai rien trouvé du tout dessus. Je peux seulement dire qu'il est possible qu'il donne de 0,5 vata à 0,8.

Ce qui en soi n'est pas si mal. Fonctionne de manière tolérable, on peut dire stable. Un peu plus puissant que TP-link, montré sur la photo, bien sûr, il n'était même pas proche d'Alfa awus à 2 watts de puissance, Alfa est capable de balancer librement l'antenne à 16 dbi.

Alors qu'est-ce que nous avons? Et nous avons des ordures dans un bel emballage. Quelque chose comme ça peut être appelé une antenne. J'ai appris à présenter magnifiquement à l'acheteur déchets inutiles au détriment de la conception, de plus, la conception n'est pas leur décision, mais Huawei, ce sont eux qui ont développé le design de leur antenne 3G d'une puissance de 5 dbi, et des frères entreprenants ont volé et fait une parodie de l'antenne. C'est donc à vous de l'acheter ou non, l'ayant acheté et réalisant qu'ils essayaient de me tromper, j'ai proposé au vendeur de rembourser la moitié du prix, sinon je contesterai et prouverai facilement mon cas. Le vendeur a rendu l'argent et a demandé à l'éclairer sur la marchandise, lui-même ne savait pas que l'antenne ne fonctionnait pas, à en juger par son magasin, le vendeur ne vend pas d'équipement, très probablement, il a obtenu un lot bon marché, alors il l'a pris. Maintenant lui, je regarde la commande, la met à jour, les commentaires ont été supprimés, mais croyez-moi, toutes ces antennes sont des ordures.

p.s. sur cette photo il y a 3 antennes, Yagi 25dbi, blanche 20dbi et noire 5 dbi.

Devinez lequel est le plus puissant et le meilleur.

Je vais vous dire) noir. Est-ce que tu sais pourquoi? car c'est l'Alfa d'origine !

Les principes de fonctionnement des antennes wi-fi longue portée :

  1. utilisation de réflecteurs. Ce sont des réflecteurs qui ressemblent à des plaques pour Télévision par satellite. Ils concentrent le signal dans une certaine direction et l'amplifient ainsi ;
  2. améliorer signal Wi-Fi Les antennes longue portée sont des réseaux efficaces qui, à un certain endroit, dirigent le signal vers la bonne direction;
  3. il est logique d'appliquer ces options dans une combinaison combinée de réflecteur et de grille. Ensuite, vous pouvez encore amplifier le signal. C'est la façon la plus radicale de se mettre en valeur.

D'après les options ci-dessus, il est clair que pour amplifier le signal sur une longue distance, il est nécessaire de le concentrer dans la bonne direction, et en même temps, il est possible de sélectionner des antennes de fabrication industrielle qui répondront aux exigences pertinentes.

Antennes industrielles

Les fabricants d'équipements pour l'industrie des réseaux ont également veillé à ce que antennes Wi-Fià longue portée étaient à la disposition du consommateur. Ensuite, nous analyserons des exemples d'appareils et leurs caractéristiques distinctives.

Le Wi-Fi TL-ANT5830B possède un réflecteur capable de diriger le faisceau du signal dans la bonne direction, l'amplifiant ainsi considérablement. L'appareil est spécialement adapté pour une communication claire sur de longues distances.

Parmi les nombreux problèmes de transmission de données sans fil, dont la solution est associée à l'utilisation d'équipements professionnels, la première place est occupée par le problème Organisations Wi-Fi pont. Si la transmission de données sans fil est nécessaire sur de longues distances, il devient nécessaire d'étudier attentivement les conditions de transmission et de sélectionner un équipement de haute qualité, sur la base duquel un pont WiFi longue portée sera construit. Et si, en plus, il est important d'atteindre le taux de transfert de données sans fil le plus élevé avec des coûts d'équipement minimaux, la tâche devient alors plus compliquée et sa solution devient beaucoup plus coûteuse. Mais! La technologie MIMO vient à la rescousse dans une telle situation, et les équipements basés sur celle-ci permettent de minimiser plusieurs fois le coût d'achat.

Sur l'ensemble des équipements présentés en cette décision, plusieurs longue portée ponts sans fil.

Deux points d'accès haut débit prenant en charge la nouvelle norme 802.11n et la technologie propriétaire Air Max, fournir la vitesse de connexion jusqu'à 150 Mbps et le trafic TCP\IP jusqu'à 100 Mbps. La vitesse élevée et la résistance aux interférences permettent - l'utilisation du multiplexage spatial aux fins de la transmission simultanée de plusieurs flux d'informations sur un seul canal, ainsi que la réflexion par trajets multiples, qui garantit que chaque bit d'information est transmis au destinataire approprié avec une faible probabilité d'interférence et de perte de données.

Antenne à mise au point directe de qualité opérateur pour ponts sans fil point à point avec technologie MIMO.

dans le cadre d'antennes directionnelles, conçues spécifiquement pour ces points, forment une excellente solution pour organiser le haut débit connexion sans fil pour une distance jusqu'à 50 000 mètres.

Exemple

Si vous souhaitez assembler une antenne WiFi longue portée, vous devez connaître certaines de ses caractéristiques.

Avant tout, les grandes antennes de 15 ou 20 dBi (décibels isotropes) limitent la puissance et n'ont pas besoin d'être encore plus puissantes.

Voici une illustration claire de la façon dont, à mesure que la puissance de l'antenne en dBi augmente, sa zone de couverture diminue.

Il s'avère donc qu'avec une augmentation de la distance de l'antenne, la zone de couverture diminue considérablement. À la maison, vous devrez constamment attraper une bande étroite de couverture du signal avec un émetteur WiFi trop puissant. Levez-vous du canapé ou allongez-vous sur le sol et la connexion disparaîtra immédiatement.

C'est pourquoi les routeurs domestiques ont des antennes rayonnantes conventionnelles de 2 dBi afin qu'ils soient plus efficaces sur de courtes distances.

directionnel

Les antennes à 9 dBi ne fonctionnent que dans une direction donnée (action directionnelle) - elles sont inutiles dans une pièce, elles sont mieux utilisées pour les communications longue distance, dans la cour, dans le garage à côté de la maison. Une antenne directionnelle devra être ajustée lors de l'installation pour transmettre un signal clair dans la direction souhaitée.

Passons maintenant à la question de la fréquence porteuse. Quelle antenne fonctionnera mieux à longue portée, à 2,4 ou 5 GHz ?

Il existe maintenant de nouveaux routeurs fonctionnant à une fréquence double de 5 GHz. Ces routeurs sont encore nouveaux, ils sont bons pour le transfert de données à haut débit. Mais le signal à 5 ​​GHz n'est pas très bon pour les longues distances, car il décroît plus rapidement qu'à 2,4 GHz.

Par conséquent, les routeurs 2,4 GHz plus anciens fonctionneront mieux en mode longue portée que les routeurs 5 GHz plus récents et plus rapides.

Dessin d'un double bicarré fait maison

Les premiers échantillons de distributeurs de signaux WiFi faits maison sont apparus en 2005.

Les meilleures de ces conceptions sont bi-carrées, offrant un gain jusqu'à 11-12 dBi et double bi-carré, ayant un résultat légèrement meilleur à 14 dBi.

Selon l'expérience de l'utilisateur, la conception bi-carrée est plus appropriée comme radiateur multifonctionnel. En effet, l'avantage de cette antenne est qu'avec la compression inévitable du champ de rayonnement, l'angle d'ouverture du signal reste suffisamment large pour couvrir toute la surface de l'appartement avec une installation correcte.

Toutes les versions possibles de l'antenne biquad sont faciles à mettre en œuvre.

Pièces requises

  • Réflecteur en métal - un morceau de feuille de textolite 123x123 mm, feuille d'aluminium, CD, CD DVD, couvercle en aluminium d'une boîte à thé.
  • Fil de cuivre d'une section de 2,5 mm.kv.
  • Un morceau de câble coaxial, de préférence avec une impédance d'onde de 50 ohms.
  • Tubes en plastique - peuvent être découpés à partir d'un stylo à bille, d'un stylo-feutre, d'un marqueur.
  • Un peu de colle chaude.
  • Connecteur de type N - utile pour une connexion pratique de l'antenne.

Pour la fréquence 2,4 GHz sur laquelle l'émetteur est prévu d'être utilisé, les dimensions bi-carrées idéales seraient de 30,5 mm. Mais nous ne le faisons toujours pas Antenne satellite, par conséquent, certains écarts dans les dimensions de l'élément actif -30–31 mm sont autorisés.

La question de l'épaisseur du fil doit également être prise avec soin. Compte tenu de la fréquence choisie de 2,4 GHz, l'âme en cuivre doit avoir exactement 1,8 mm d'épaisseur (avec une section de 2,5 mm2).

Du bord du fil, nous mesurons la distance de 29 mm au coude.

Nous faisons le prochain virage en contrôlant la taille extérieure de 30-31 mm.

Nous réalisons les coudes suivants vers l'intérieur à une distance de 29 mm.

Nous vérifions le paramètre le plus important pour le biquadrate fini -31 mm le long de la ligne médiane.

Nous soudons les emplacements pour la future fixation des câbles coaxiaux.

Réflecteur

La tâche principale de l'écran de fer derrière l'émetteur est de réfléchir les ondes électromagnétiques. Des ondes correctement réfléchies superposeront leurs amplitudes aux vibrations qui viennent d'être émises par l'élément actif. Les perturbations amplificatrices qui en résultent permettront de propager le plus loin possible les ondes électromagnétiques de l'antenne.

Pour obtenir des interférences utiles, il est nécessaire de placer l'émetteur à une distance d'un multiple du quart de la longueur d'onde du réflecteur.

Distance de l'émetteur au réflecteur pour les antennes biquadrate et double biquadrate on trouve comme lambda / 10 - déterminé par les caractéristiques de cette conception / 4.

Lambda est la longueur d'onde égale à la vitesse de la lumière en m/s divisée par la fréquence en Hz.

Longueur d'onde à une fréquence de 2,4 GHz - 0,125 m.

En multipliant cinq fois la valeur calculée, on obtient distance optimale - 15,625 millimètres.

Taille du réflecteur affecte le gain d'antenne en dBi. La taille d'écran optimale pour un bi-carré est de 123x123 mm ou plus, seulement dans ce cas, il est possible d'obtenir un gain de 12 dBi.

La taille des CD et des DVD n'est clairement pas suffisante pour une réflexion complète, de sorte que les antennes biquad construites dessus ont un gain de seulement 8 dBi.

Vous trouverez ci-dessous un exemple d'utilisation d'un couvercle de boîte à thé comme réflecteur. La taille d'un tel écran n'est pas non plus suffisante, le gain d'antenne est moindre que prévu.

Forme du réflecteur ne doit être qu'à plat. Essayez aussi de trouver les plaques les plus lisses possible. Les courbures, les rayures sur l'écran entraînent la diffusion d'ondes à haute fréquence, en raison de la violation de la réflexion dans une direction donnée.

Dans l'exemple ci-dessus, les côtés du couvercle sont clairement superflus - ils réduisent l'angle d'ouverture du signal et créent des interférences dissipées.

Une fois la plaque de réflecteur prête, vous avez deux façons d'assembler l'émetteur dessus.

  1. Installez le tube de cuivre par soudure.

Pour fixer le double bicarré, il a fallu fabriquer en plus deux petits porte-stylos à bille.

  1. Fixez le tout sur un tube en plastique à l'aide de colle chaude.

Nous prenons une boîte en plastique pour disques pour 25 pièces.

Nous avons coupé la broche centrale en laissant 18 mm de hauteur.

Nous découpons quatre fentes dans la goupille en plastique avec une lime à aiguille ou une lime.

Nous coupons les fentes de manière égale en profondeur

Nous installons un cadre fait maison sur la broche, vérifions que ses bords sont à la même hauteur depuis le bas de la boîte - environ 16 mm.

Soudez les fils du câble au cadre de l'émetteur.

Prenant un pistolet à colle, on fixe le CD au fond de la boite avec du plastique.

Nous continuons à travailler avec un pistolet à colle, fixons le cadre de l'émetteur sur la broche.

Au dos de la boîte, nous fixons le câble avec de la colle chaude.

Connexion à un routeur

Toute personne expérimentée peut facilement souder sur les pastilles du circuit imprimé à l'intérieur du routeur.

Sinon, soyez prudent, des traces fines peuvent se détacher circuit imprimé lors d'un chauffage prolongé avec un fer à souder.

Vous pouvez vous connecter à un morceau de câble d'antenne natif déjà soudé via un connecteur SMA. L'achat de tout autre connecteur RF de type N chez votre revendeur d'électronique local ne devrait poser aucun problème.

Essais d'antenne

Des tests ont montré qu'un bi-carré idéal donne un gain d'environ 11-12 dBi, soit jusqu'à 4 km d'un signal directionnel.

L'antenne du CD donne 8 dBi, car il s'avère qu'elle capte un signal WiFi à une distance de 2 km.

Le double bi-carré délivre 14dBi - un peu plus de 6km.

L'angle d'ouverture des antennes avec un radiateur carré est d'environ 60 degrés, ce qui est tout à fait suffisant pour la cour d'une maison privée.

À propos de la gamme d'antennes WiFi

À partir d'une antenne de routeur native de 2 dBi, un signal 2,4 GHz, 802.11n peut s'étendre jusqu'à 400 mètres en ligne de mire. Les signaux de 2,4 GHz, les anciennes normes 802.11b, 802.11g se propagent moins bien, ayant la moitié de la portée par rapport au 802.11n.

Considérant l'antenne WiFi comme un radiateur isotrope - une source idéale qui se propage énergie électromagnétique uniformément dans toutes les directions, vous pouvez utiliser la formule logarithmique pour convertir dBi en gain de puissance.

Décibel isotrope (dBi) - gain d'antenne, défini comme dix fois l'algorithme décimal du rapport du signal électromagnétique amplifié à sa valeur d'origine.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Conversion des antennes dBi en gains de puissance.

Tâche: Il y a deux tours/tours à une distance de 30 km. Besoin d'organiser transmission sans fil données.
Conditions de solution :
  • Possibilité de monter en toute sécurité des points d'accès et des antennes sur des tours/tours.
  • Assurer une élévation maximale des antennes au-dessus des obstacles possibles
  • Ligne de mire entre les niveaux de montage de l'antenne. La présence de certains obstacles n'est pas souhaitable, mais toujours autorisée : la cime des arbres ou des installations de production isolées, telles que des tuyaux de production (avec des liaisons étendues, le signal est capable de "contourner" de tels obstacles).
  • La présence d'un spécialiste technique pour le bon réglage des équipements et le pointage précis des antennes.
Limites et recommandations :
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

À en juger par le tableau, il est facile de conclure qu'un émetteur WiFi directionnel avec une puissance maximale autorisée de 20 dBi peut propager le signal à une distance de 25 km en l'absence d'obstacles.