Панельная секторная антенна FA-20 (18-22 dBi)
С любезного разрешения Владимира (VBM), перепечатываем его описание конструкции панельной секторной антенны FA-20, которая при всей простоте зарекомендовала себя как высопроизводительная и надежная.
Введение
Оригинальное описание автора находится по адресу https://sterr.narod.ru/wifi/fa20.htm. Описание от Володи — https://vbm.lan23.ru/wifi/fa20.html. О этой конструкции можно найти очень много положительных отзывов в сети, но при этом отмечается, что очень большое значение имеет точность изготовления, в особенно это касается вибраторов и крепежных отверстий в рефлекторе. Также большое значение имеет соблюдение расстояния между рефлектором и вибраторами. Обязательно придерживаетесь указанных размеров, это позволит добиться максимальной эффективности антенны.
Конструкция
Антенна состоит из четырех конструктивных элементов: рефлектора (1), вибраторов двух типов (2, 3) и соединительной шины (4), которая служит для соединения вибраторов:
Рефлектор
Вибраторы
Автор оригинального описания, Sterr, рекомендует использовать в качестве материала для вибраторов пищевую жесть, VBM изготавливал эти элементы из двустороннего фольгированного текстолита.
Материалы
Для сборки антенны нам понадобятся:
- Односторонный фольгированный текстолит (для рефлектора)
- Двусторонний фольгированный текстолит (для вибраторов)
- Полоска латунной или медной фольги (для шины)
- Алюминиевый уголок 25×25 мм
- Заклепки
- F-коннектор
Изготовление
Прежде всего нужно изготовить “корыто” рефлектора. Для этого вырезаем согласно чертежа прямоугольник из фольгированного текстолита 490×222 мм для дна, размечаем (кернить лучше всего со стороны фольги) и сверлим отверстия диаметром 2,5 мм под стойки для вибраторов, залуживаем их. После этого изготавливаем бортики соответствующего размера из алюминиевого уголка 25×25 мм, и крепим их заклепками с обратной стороны рефлектора:
Заготовки
Для точной разметки лучше всего воспользоваться штангенциркулем
Прикрепляя уголки заклепками закрепите также и края уголков
После сборки “корыта” рефлектора его можно немного усилить, проклеив уголки с обратной стороны монтажным скотчем, а вертикальные швы склеив двухкомпонентным эпоксидным клеем:
Усиление конструкции
Володя придумал оригинальную технологию изготовления вибраторов из стеклотекстолита, фольгированного с двух сторон. Преимущество данного метода в том, что из одной заготовки получается два абсолютно одинаковых вибратора.
Сначала вырезается прямоугольная заготовка нужных размеров из текстолита:
Заготовка для изготовления вибраторов
Далее делаем следующее:
- Вырезаем ножницами по металлу прямоугольники 1
- Расслаиваим стеклотекстолит, стараемся расслоить половинки одинаковой толщины
- Делаем прорези по красным линиям прямоугольников 2 обыкновенными бытовыми ножницами
- Берем сломанное полотно ножовки для металла и прорезаем по зеленым линиям прямоугольников 2
- Мелкой наждачной бумагой аккуратно зачищаем торцы получившихся вибраторов
Готовые вибраторы
В результате получаем два вибратора идентичных размеров. Нужно позаботиться, чтобы нефольгированная сторона вибратора была гладкой, для этого возможно понадобиться снять слой стекловолокна. После этого сверлим и лудим отверстия диаметром 2,5 мм под стойки.
После изготовления вибраторов необходимо из латунной или медной фольги изготовить шину (4), при помощи которой позже соединим “хвосты” вибраторов.
Все элементы будущей антенны готовы, можно приступить к сборке. Для этого нужно найти дистанционную прокладку под вибратор. Её толщину подбирайте так, чтобы суммарная толщина текстолита и прокладки давала расстояние 6 мм между рефлектором и фольгой вибратора.
Для установки вибраторов лучше всего использовать ровную толстую медную проволоку диаметром около 2 мм. Нарезаем ее на небольшие куски, припаеваем их в отверстиях “корыта”. Затем, подложив дистанционную прокладку рядом со стойкой, припаеваем один край вибратора, потом аналогично — другой, предварительно переместив прокладку. Лишние части стоек откусываем. При установке узкие вибраторы ставятся по краям, более широкие — в центре.
Сборка антенны
После установки вибраторов закрепляем коннектор на “корыте” и соединяем “хвосты” вибраторов при помощи шины, аккуратно пропаивая их, затем припаеваем центральную жилку коннектора к шине.
Установка
Проще всего прикреплять антенну к бруску, просверлив отверстия в “корыте” между центральными вибраторами, и прикрутив ее при помощи шурупов или винтов. Если планируете закреплять антенну на трубе, то лучше прикрепить заклепками к антенне с обратной стороны рефлектора алюминиевый уголок длиной около 30 см, затем прикрепить уголок к мачте при помощи хомутов или стяжек.
Четвертьволновая всенаправленная антенна "паук" для диапазона 2.4 ГГц (802.11b/WiFi/WLAN)
Категория: Антенны —
Эта всенаправленная (omnidirectional) Wi-Fi антенна, которую еще называют “паучком”, была построена на основе простой схемы, найденной в старой книге. После масштабирования размеров под заданную частоту, она была построена для того, чтобы улучшить эффективность подвижной 802.11b сети и уменьшить ее стоимость. Прототип отлично работает до сих пор, после трех лет с момента изготовления. Этот документ объясняет, как она была изготовлена.
Введение
Всенаправленная антенна построена с использованием коннектора N-типа под винтовое крепление и нескольких коротких отрезков толстого медного провода, запаянных в угловых отверстиях коннектора. Излучающий элемент (провод, припаянный в центре, или проводник) имеет длину 32 мм, что равняется четверти длины волны, так же как и противовесы, припаянные в углах коннектора. Каждый противовес укорочен до нужной длины и изогнут вниз на 30 градусов по отношении к горизонту для соответствия волнового сопротивления 50 Ом (также смотрите примечание о волновом сопротивлении ниже).
Конструкция
Эскиз конструкции антенны
Тело антенны — коннектор N-типа
Коннектор N-типа был куплен в R.S. за £2.93 фунта (номер компонента 112-2139). На корпусе указано: Telegartner (предположительно производитель) Type: N-Flanschbuchse J01021H1082 Tel +49 (0) 7157/125-0 Fax -120
Провод
Прототипы были сделаны с использованием более тонкого провода (жилы из 16-амперного провода для домашней проводки), но такая антенна была слишком хрупкая для хранения и использования в реальных условиях. В результате мы пришли к использованию более толстой и жесткой проволоки, взятой из сетки для ограды, которая бы помещалась в отверстиях N-коннектора. Его можно было согнуть только с использованием двух плоскогубцев, что означало, что во время использования он не прогнется даже под весом крпной птицы, если она усядется на антенну.
Пайка
Запаять провод в центральном гнезде под пайку было просто, потому что оно было изначально залужено. Что нельзя сказать о пайке в отверстиях для крепежа винтами. пространство вокруг этих отверстий нужно в начале хорошо зачистить от защитного покрытия при помощи наждачной бумаги, затем залудить зачищенные контактные поверхности, и только после этого припаивать провод, для чего нужно, чтобы сам коннектор был хорошо прогрет. Это ознаяает, что во время пайки коннектор становится чертовски горячим (позаботьтесь о том, чтобы коннектор был надежно закреплен, например удерживая их при помощи круглогубцев), к счастью диэлектрик (изолирующий пластик) не расплавился, как это случалось с более дешевыми коннекторами. Качество пайки было проверенно раскачиванием деталей после остывания. Я получил много писем от людей, которые сделали антенну этой конструкции и получили хорошие результаты. Некоторые антенны выглядят значительно лучше прототипа, показанного выше. После того, как я сделал первую антенну такой конструкции, я купил 90 Вт паяльник, и это намного упростило пайку, так что я рекоментдую использовать паяльник мощностью 80 Вт или больше.
Изоляция
Центральный проводник изолирован при помощи пластиковой изоляции, снятой с провода такого же диаметра. Изначально она не надевалась на излучатель польностью до диэлектрика (этот промежуток видно на фотографии вверху документа). С того времени термоусадочная изоляция стала очень доступной и популярной, намного проще использовать именно ее для того, чтобы заизолировать излучающий элемент до самого диэлектрика. Отрезайте изоляцию под прямым углом и аккуратно, так как в случае неровного среза после нагревание может расколоться, и трещина увеличится со временем.
Волновое сопротивление
Эта антенна должна иметь волновое сопротивление 50 Ом. Мне писали люди, которые использовали этот дизайн с противовесами, которые были отогнуты под углом 45 градусов, и такое устройство антенны давало лучший результат в достижении сопротивления в 50 Ом. Если сопротивление неправильное, это может привести к повреждению усилителя или 802.11 карты, к которой подключена антенна. Оригинальный прототип (с 30-тиградусными противовесами) продолжает работать в течении полутора лет. Хотя глядя на фотографии, один из прототипов мог иметь и все 45 градусов, и оба до сих пор отлично работают. я подправил одну из антенн на глаз в полевых условиях, после повреждения во время использования в интернет-рикше, и она до сих пор работает, как раньше. Я проверю угол на этой антенне попозже. В идеале антенну лучше всего настроить с ипользованием прибора для измерения КСВ (Коэфициент Стоячей Волны) после изготовления.
Защита от непогоды
Пока что не возникало необходимости защищать эту антенну от непогоды. Для временной установки на открытом воздухедостаточно закрыть соединение между N-коннекторами при помощи самозатвердевающей ленты, силиконового герметика, термоусадочной изоляци и т.д. во избежание проникновения влаги и намокания кабеля. Для постоянной установки было бы неплохо использовать пластиковый пищевой контейнер (в начале нуно проверить, что он подходит для использования в микроволновых печках, так как некоторые из них может ухудшать силу сигнала).
Монтаж
Когда мы использовали эту антенну, достаточно было навинтить ее на кабель и надежно закрепить его; такую установку позволяет коаксиальный кабель URM67 который имеет толщину 10 мм и не сгибается. Антенна настолько прочная и легкая одновременно, что похоже кабель предоставляет адекватное крепление сам по себе.
Стоимость
Что я могу сказать? Мелочевка в размере £2.93 GBP, предполагая, что вы найдете кусок проволоки в металлоломе (или в изгороди неподалеку) и вам не нужно платить за припой.
Производительность
По опыту использования в различных ситуациях и окружениях, я могу предположить усиление этой антенны около 3 дБ улучшения со встроенной антенны Buffalo PCMCIA карты, с более ровным круговым покрытием (включая потери в пигтейле, 6-7 метрах кабеля URM67 и коннекторах). На открытой местности при использовании двух таких антенн, присоединенных к 802.11b PCMCIA картам через кабели и пигтейлы, мы могли предоставлять 11 Мб/с соединение на расстоянии 400-500 метров в пределах прямой видимости. Из того, что в моих словах нет точных измерений, вы можете сделать вывод, что я не имею доступа к калибровочному оборудованию для настройки и времени сделать хорошо документированные измерения. Если у вас есть такая возможность, пожалуйста, сообщите результаты!