segunda-feira, 22 de fevereiro de 2016

Como fazer uma antena Omni ótimo ganho de sinal 2.4 Ghz Antena Omni


Um fácil guia passo-a-passo vão fazer uma antena wireless caseiro, por uma fração do custo de antena comercial. Utiliza peças facilmente disponíveis, e não requer ferramentas ou conhecimentos especializados. Ou o totó fala - um design dipolo diy homebrew colinear omnidireccional adequado para 802.11 WiFi hardware compatível com conector de antena externa.

Figura 1
fig2
A maioria dos projetos nem tinha ímãs toróide ou uma decoupler on the fly-chumbo da antena. No entanto, a localização do desacoplador parece diferente em cada desenho, e alguns modelos citado um comprimento desacoplamento de um quarto de comprimento de onda, os outros foram! / 4 vezes o comprimento de onda factor de velocidade do tubo desacoplador (tubo de latão cotado a 0,95). Eu tentei a maioria das localidades e podem relatório que sem kit de teste adequada, não vejo qualquer diferença na relação sinal-ruído entre ter um decoupler e não. Eu decidi não se preocupar, uma vez que simplificou o design. Se alguém souber de uma boa razão pela qual você deve ter um decoupler então eu gostaria de saber (especialmente se você sabe onde ele deve ser exatamente). Se você quiser adicionar um decoupler, por favor, eu achei usando 15mm ou 22 milímetros de tubos de cobre e uma paragem de 15mm ou end 22 milímetros fez um bom design, necessitando apenas de ser soldadas em conjunto para obter o comprimento certo, e um buraco perfurado no final da extremidade parar a encaixar o cabo.
fig3
Cada sector da antena tem de ser um comprimento de onda de 1/2 a longo multiplicado pelo factor de velocidade do cabo. O fator de velocidade de RG-213 é 0,66. Se você decidir usar o cabo diferente (como LMR-400), então você precisa para obter o fator de velocidade de que o cabo (que vai ser diferente), e recalcular todas as dimensões.
                   V * C * 0,66 299.792.458
 1/2 de comprimento de onda = ------ = ---------------- = 0.0405m = 40,5 milímetros
                   2 * F 2 * 2441000000
                      
 V = fator de velocidade de RG213 = 0,66
 C = velocidade da luz = 299792458
 F = frequência do sinal = 2441000000 (no meio da faixa de 2,4 GHz)
O elemento de 1/4 de onda não é ajustada pelo factor velocidade, como é a céu aberto, por isso funciona em apenas 31 milímetros longo dando um comprimento total da antena de 355 milímetros + fly-chumbo. (Graças ao Oscar para corrigir-me disso.)

Ficando as partes

Todas as peças estão disponíveis mais barato a partir de qualquer Maplin e qualquer loja de bricolage.
  • cabo de 1m RG-213U (disponível pelo medidor de Maplin). Este é o suficiente para 2 antena. Compre mais por qualquer período flylead quiser.
  • conectores N, dependendo do que você deseja se conectar, use um conectores masculinos ou femininos, e em linha ou antepara. Lembre-se de conectores embutidos precisam se encaixar 10mm de diâmetro de cabo RG-213
  • conduta 20 milímetros pvc (disponível em qualquer loja de bricolage) tem 20mm de diâmetro interno e 22 milímetros exterior.
  • clips de tubos de 22mm (dependendo de como você deseja montar a antena), abraçadeiras torná-lo fácil de montar e desmontar, ou usar os suportes de condutas adequadas (mas eles parecem um pouco caro).
Você não precisa de ferramentas especiais
  • mm governar para medir!
  • serrote júnior
  • faca Stanley
  • alicate
  • ferro de solda padrão (não precisa de um serviço pesado um) e solda
  • off cortes de madeira para fazer um gabarito para auxiliar solda
  • banco ou vice para segurar a cabo enquanto você cortá-la

Cortar os pedaços

Depois de muita tentativa e erro, descobri que a maneira mais legal para cortar o cabo é realmente com uma serra júnior. Ele dá um acabamento muito mais limpo do wirecutters. Cada sector é constituído por um curto comprimento de cabo RG-213, com o núcleo central saindo cada extremidade.
fig5Fig4
Ao construir a antena, o tamanho exato de cada pedaço de RG-213 não é tão importante, é o comprimento total de cada setor que conta. Descobri que cortar o cabo a 37 milímetros com seis milímetros de núcleo saindo cada extremidade, recebe sobreposição suficiente para soldar facilmente os segmentos juntos. Se você permitir que um milímetro para a largura da serra quando cortar os setores separados, isso significa que você precisa 37 6 6 1 = 50 milímetros de cabo para cada sector, de 8sectors + 1 / seção 4wave vir a 420 mm de cabo para a antena + cabo para a liderança mosca.
A melhor maneira de reduzir cada sector está a fazer os cortes em cada extremidade da secção de bainha do sector será, antes de fazer o corte entre cada sector. A figura abaixo mostra os 3 principais seções da antena, e da secção de 1/4 de onda, mostrando a fim de que os cortes devem ser feitos.
fig5
A melhor maneira de fazer os cortes é para marcá-los para fora no primeiro cabo. Ao serrar o cabo que tem uma tendência para se deformar e dobrar, de forma tão leve serrar rodada da bainha externa primeiro, mas não cortando, ajuda a dar um guia para o corte de verdade. I usar o serrote júnior para viu delicadamente em volta do revestimento do cabo para tornar a marca para cada seção.
fig6
A primeira marca será em 31 milímetros desde a extremidade, a qual é para a secção de quarto de onda na parte superior. Depois de ter feito a marca, é hora de cortar em volta do cabo. Você quer cortar através da bainha, protegendo, e apenas no isolamento central, mas não para os fios de cobre centrais. Você pode precisar de praticar um pouco antes, mas você deve ser capaz de sentir como você cortar a blindagem no isolamento central. Ao deixar a abundância de secção ambos os lados dos cortes bainha, as estadias de blindagem no lugar quando está sendo cortado.
fig7
Agora com um alicate, torça delicadamente fora do 31 milímetros final da bainha e blindagem
fig8
Isso deve deixar o isolador cenral exposta. Usando o Stanley pontuação faca redonda através do isolador central, mas não muito difícil, ou você vai cortar o cabo central. Agora torcer fora do isolamento. Você deve ser capaz de ver a torção no cabo central através do isolamento, que irá mostrar-lhe qual o caminho a torcer fora do isolamento, resultando no núcleo central torcer com mais força.
fig9
A próxima marca é 37 milímetros para baixo (68 milímetros de extremidade do cabo) e é o corte para a outra extremidade da secção embainhada do sector superior. A próxima marca é 13 milímetros para baixo (é composto por núcleo 6 milímetros de cada setor e 1mm para o corte entre os setores) (81 milímetros de ponta) e é o topo da seção de bainha do segundo sector. A próxima marca é 37 milímetros para baixo, em seguida, 13 milímetros, em seguida, 37 milímetros, e assim por diante e assim por diante até que você tenha cada uma das seções embainhadas marcado.
fig10
Agora você pode começar a fazer os cortes, lembrando-se apenas cortar através da bainha, protegendo e apenas no isolamento central. Primeiro faça o corte em 37 milímetros para baixo, então o próximo corte mais um 13 milímetros para baixo. Você pode achar que alguns de a blindagem puxa para fora quando você faz este corte, como o comprimento 13 milímetros de bainha não pode segurar o suficiente apertado blindagem. Não se preocupe, isso não importa.
fig11
Agora você está pronto para cortar o sector superior do cabo. Que pretende cortar através de todo o cabo no ponto médio dos dois cortes que acaba de fazer, que é de cerca de 43,5 milímetros a partir da extremidade da bainha, ou 74,5 milímetros a partir da extremidade do cabo. Veja a posição 4 no diagrama acima. Só vi cuidadosamente todo o caminho através do cabo.
fig12
Agora você pode retirar a bainha e blindagem da cada extremidade.
fig13
Agora pontuação rodada do isolamento como você fez antes, com cuidado para não cortar o cabo central
fig14
Agora continuar a fazer cortes de 37 milímetros para baixo a partir da extremidade da bainha, e, em seguida, na parte inferior 13 milímetros (50 mm a partir da extremidade da bainha), e, em seguida, cortada através do cabo no meio dos dois cortes. Outro setor feita. Você vai precisar de oito setores no total. Faça os mesmos cortes, como de costume, para o oitavo sector como ele vai fazer topo da flylead também. Agora você tem todos os oito setores que você precisa verificar rodada final de cada sector para se certificar de que nenhum de a blindagem está tocando o cabo central, como fios ímpares pode começar à esquerda.
fig15
Agora você precisa para fazer um V corte em forma gentil com a faca Stanley, em cada extremidade dos setores, para expor a blindagem, que é onde o núcleo central da próxima sector serão soldados.
fig16
Certifique-se de que os cortes V em cada extremidade da linha sector up, othwise, quando você vem para soldar a antena juntos, a coisa toda será torcido ao redor. Depois de ter todos os oito setores terminado, é hora de colocá-los juntos.

Criar uma Jig

Se você não tem um ajudante útil para manter os setores juntos, então você vai achar que é mais fácil fazer uma pequena giga de sobras de madeira, para manter os setores juntos, como você solda-los. Os grampos no lado direito da imagem precisa de ser superior a 30 milímetros de comprimento. A placa de base do dispositivo de fixação, tem de se estendem para fora ao longo direito o suficiente para tomar todo o comprimento da antena completada, uma vez que terá de suportar durante a soldadura, como a antena não é suficientemente rígido para suportar a si mesma.
fig17
Não faça os grampos muito apertado, que você precisa para ser capaz de levantar facilmente o cabo para fora depois de ter sido soldadas.
fig6
Quando você está readly soldar os setores juntos, você precisa tomar cuidado, que cada setor está corretamente espaçada. O comprimento total de cada setor precisa ser 40,5 milímetros, medida a partir de uma extremidade da blindagem do setor que você está adicionando, para o mesmo fim no próximo setor, e deslize os setores juntos / apart até que a distância é 40,5 mm. Tentar obtê-lo tão preciso quanto possível, uma vez que afeta a direção da antena transmite em se você errar. Deve haver um pequeno intervalo entre as bainhas de 3 milímetros de cada sector.
fig18
fig19
Depois de ter soldados cada setor juntos, levantá-lo, entregá-lo e movê-lo para baixo a braçadeira pronto para o próximo setor. Isso resulta em uma antena reta agradável. Ao soldar, lembre-se para aquecer tanto a blindagem e núcleo de modo que a solda corra bem e fixa-los juntos.
Uma vez completo, teste a cabo com qualquer um bulbo e bateria ou um multímetro. O centro do chumbo mosca deve formar um circuito para a secção de 1/4 de onda, eo escudo do flylead à blindagem da secção superior. Agora teste que não existem ligações cruzadas, por assegurar que não haja circuito entre o centro do flylead e a blindagem do sector superior, e nenhum circuito entre a secção de onda 1/4 e a blindagem do flylead.
Agora fixar o conector N de sua escolha sobre a extremidade do cabo de mosca. O tipo de conector utilizado depende do que você quer se conectar. Eu uso conectores em linha, mas você pode usar qualquer conector que você gosta. Deslize a antena em um comprimento de conduiting. Ele deve ser um ajuste confortável, pode ser necessário para aliviar-o suavemente. Agora encontrar uma capota velha garrafa de bebida, e colocá-la na extremidade superior da antena. Voila uma antena completa! Protegendo a antena na conduta é melhor esquerda até que esteja pronto para montá-lo em algum lugar. Você pode cortar 5cm ranhuras na parte inferior, se a conduta, e usar uma braçadeira jubileu de segurar o flylead, ou fazer um furo através da conduta e usar uma braçadeira para segurar a liderança mosca, ou usar uma antepara montagem do conector em um tampão botle , e colá-la para a parte inferior da conduta, ou a cola flylead no lugar. Você decide.

ensaio

Vou assumir que você está se conectando a antena para uma placa sem fio em um laptop, e se conectar a um accesspoint em algum lugar. Você vai precisar de um sinal para medidor de ruído para examinar a força do sinal. A maioria dos cartões WiFi vêm com software que faz isso. Agora é hora de testar se a antena realmente funciona. Isso pode ser mais difícil do que parece, pois, a menos que você pode remover a antena existente do cartão ou ap, você não pode dizer que ele está usando a sua nova antena homebrew. Bem envolvendo a antena existente completamente em 6-8 camadas de papel alumínio, tem uma dramática redução da intensidade do sinal, agora ligar a antena eo sinal deve voltar a subir. Lembre-se que a antena omni enviar o sinal na horizontal, por isso não testá-lo a partir da sala abaixo do seu ponto de acesso. Esperamos que você deve ver que a sua nova antena realmente funciona. Existem três maneiras de testar o ganho da nova antena
  • Use analisador de espectro em um laboratório profissional de rádio
  • comparar o ganho de sua nova antena, para o ganho de uma antena conhecido (não o cartão PCMCIA)
  • Realizar um teste de gama empírica com a sua nova antena
Se você tem acesso a um analisador de espectro que eu adoraria saber suas descobertas. Se você tiver uma antena omni ou Yagi existente, em seguida, você pode comparar as leituras snr entre os dois antena. Lembre-se de fazer o teste de fora, como saltar o sinal de fora das paredes pode realmente dar resultados estranhos. Tente ficar o mais longe a antena quanto possível ao fazer o teste, como até mesmo se movendo perto dele pode mudar os resultados muito. Posicione os dois antena no mesmo lugar para o teste. Não tente comparar o snr de sua nova antena ao do cartão sem fio em seu laptop, como apenas girando o laptop rodada, ou levantando-a, ou segurá-lo, pode alterar drasticamente o snr. Experimente e veja o que quero dizer. Se você não tem outra antena, então passear até sua rua até que você esteja fora do intervalo. Agora vagar de volta para o seu AP, e esperar que o laptop para badalar que fez uma ligação. Note como longe de casa você é. Tente novamente, com o laptop conectado à nova antena. Lembre-se de manter a antena vertical. Eu achei que os transportava em um saco com a antena que pica para fora a parte superior funciona bem. Tente não segure a antena, pois isso irá mudar o snr. Agora você deve ser capaz de pegar o seu AP aproximadamente duas vezes mais longe, assumindo que não há novos obstáculos enormes. Se você tem um ir em fazer esta antena, e fazê-lo funcionar, mande-me um e-mail (endereço no fundo da página) e deixe-me saber como você encontrou sua construção, se você encontrou uma maneira mais simples, e ... seja honesto ... quanto tempo levou.

problemas

Se você achar que a antena não está funcionando, tente inclinando-o da AP, como se as dimensões estão errados, ele tende a enviar o sinal de ângulo em um cone acima e abaixo da horizontal em vez de horizontalmente. Se este for o caso, verifique as dimensões. Se ainda assim não funcionar, verifique que os setores estão ligados ok, e não há ligações cruzadas. Se tudo mais falhar se certificar de que você não está ligando-o a uma mosca-chumbo 60 pés, pois isso irá reduzir o ganho muito.

aviso Legal

Gostaria de salientar agora que eu não afirmam que o projeto acima é apto para qualquer propósito, e não aceitamos qualquer responsabilidade pelo uso do design, ou qualquer antena com base em seu design. Se você quer construir uma antena usando este projeto, então você é responsável por garantir que não viola quaisquer leis onde você está, e é compatível com qualquer hardware que o ligar ao. Em caso de dúvida, comprar uma antena comercial.

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