Самый простой способ усиления сигнала
Если вы возьмете линейку и измерите длину штыревой антенны домашнего роутера, то окажется, что ее длина от 10 до 12 см. Длиннее не делают потому, что в штыре, размер которого больше длины волны, значительно возрастает внутреннее сопротивление и сигнал вместо усиления гаснет. Это увеличение размера приводит сужению толщины «бублика» диаграммы направленности и незначительному увеличению удельной мощности излучаемого сигнала. Гораздо больший эффект дает экранирование передающей антенны с одной стороны.
Экран позволяет сконцентрировать излучение роутера в нужном вам направлении. Например, если он стоит у стены, то нет никакого резона передавать сигнал Wi-Fi соседям или на улицу. Его установка увеличивает коэффициент усиления передающей антенны до 3 дБ, то есть, в два раза. Что фактически отражает физическую суть дела, ведь вы половину бесполезно направленного сигнала переориентировали в нужную сторону.
Вся хитрость в том, на каком расстоянии от антенны роутера расположить экран. По законам распространения радиосигналов оно должно быть равно 1/8 длины волны. Для Wi-Fi это 1,56 см.
Им может быть лист железа (раскроенная пивная или консервная банка), компакт-диск или толстая фольга. Лучше всего выполнить конструкцию в виде подставки под роутер, перпендикулярно которой поставлен экран. Добиться результата можно опытным путем, передвигая по миллиметру источник сигнала ближе или дальше от экрана. В помощь вам будет интерфейс отображения уровня сети.
Достоинством способа является простота, а также то, что антенна для планшета вам не понадобится. То есть, не придется его вскрывать или изыскивать возможности для подключения дополнительного оборудования. Недостатком – малая дальность приема сигнала.
Рамка для двойной биквадратной антенны
Рамка для антенны Харченко изготавливается следующим образом:
- от выправленной проволоки откусывается отрезок, длина выбирается исходя из того, какой размер будет иметь устройство итого 260 мм;
- при помощи утконосов и поверочного чертежа придается нужная форма, излишек проволоки удаляется кусачками;
- в центральной части получаются два примыкающих кончика, их нужно спаять так, чтобы они не прикасались к противоположному углу, который необходимо залудить.
Обратите внимание! Дополнительно усилить радиоволну можно, увеличив количество рамок в конструкции (усиленная биквадратная вай фай антенна). Такой двойной биквадрат или двойная WiFi-антенна своими руками изготавливается так же, как и обычный вариант. Отличительной чертой будет то, что длину заготовки из проволоки нужно будет увеличить еще на 24,4 см, а в чертеж добавить с каждой стороны еще по две рамки
Следует также помнить, что для крайних квадратов отсутствует центральное соединение, они просто пересекают друг друга, а между ними прокладывается изоляция
Отличительной чертой будет то, что длину заготовки из проволоки нужно будет увеличить еще на 24,4 см, а в чертеж добавить с каждой стороны еще по две рамки. Следует также помнить, что для крайних квадратов отсутствует центральное соединение, они просто пересекают друг друга, а между ними прокладывается изоляция.
Тестирование
Провёл первое тестирование biquad антенны в качестве облучателя 24дБ параболической антенны. Результаты меня вполне удовлетворили.
Мне также удалось получить связь на расстоянии 10 км используя только biquad соединённый с 30мВт RoamAbout Wi-Fi картой.
Некоторое, более детальное тестирование с многократными антеннами, включая biquad, показанный выше, указывает, что biquad имеет усиление 11-12дБ.
Друг имеет доступ к некоторому испытательному оборудованию антенны, и выполнил некоторые тесты на biquad, показанные на этой странице.
Диаграмма направленности biquad показанная ниже, показывает ширину луча ~50 градусов.
Чертёж двойного самодельного биквадрата
В дополнение к вышесказанному следует отметить, что при изготовлении антенны под определенную частоту очень важно соблюдать все размеры, которые приведены ниже (совместно с чертежом):
- первичное значение угла между плечами рамки – 90 градусов, далее при выставлении зазора он незначительно изменится до нужной величины;
- внешняя длина каждого ребра квадрата – 30,5 мм, отклонение допустимо в пределах 0,5 мм, не более;
- величина зазора между центральными изгибами – 1-5 мм, выбирается непосредственно во время настройки;
- рефлектор выполнен в виде прямоугольника со сторонами 100 х 120 мм.
Обратите внимание! Еще раз следует упомянуть о важности соблюдения точных размеров. Под этим подразумевается то, что антенна должна быть абсолютно симметричной относительно ее центральной части, независимо от величины длины граней
Причины плохого сигнала от Wi-Fi роутера
Для начала стоит разобраться с тем, от чего сигнал Wi-Fi роутера может быть плохим. Это поможет определиться с методом решения проблемы в дальнейшем. Выделим наиболее популярные случаи:
- Дело не в роутере, а в качестве самого подключения. Проверить это можно, подключившись к сети через провод. Если скорость такая же низкая, то это именно тот случай. В таком случае не нужно ничего делать с роутером. Рекомендуется обратиться в службу технической поддержки и запросить бесплатный выезд мастера на дом.
- Роутер работает на полной мощности, но этого недостаточно для хорошего сигнала во всем доме. Лучше всего приобрести или взять в аренду более сильный роутер или терминал, что сразу решит проблему. Однако есть и другие способы, которые мы рассмотрим ниже.
- Устройство расположено или настроено неправильно.
Инструкция
- Для того чтобы плотно закрепить двойной квадрат я решил использовать защитный колпачок от велосипедных колес. Но вообще может подойти все что угодно, даже пластиковая крышка – правда смотреться будет не эстетично;
- Из фольгированного стеклотекстолита вырезаем прямоугольник 100 на 140 мм;
- Надеюсь все помнят – как найти центр прямоугольника. Там нужно просверлить дырку диаметром чуть больше чем толщина кабеля. Это нужно, чтобы в будущем мы его закрепили клеем;
- Теперь надо отрезать наш держатель на высотку примерно 1,8 см;
- Отражатель или наш диск 100 на 140 мм у нас будет около основания. Нам нужно круглым надфилем проделать вот такие отверстия. В них у нас и будет сидеть квадрат. Нужно сделать это таким образом, чтобы в дальнейшем от отражателя до квадратов было ровно 15 мм расстояния;
- Для квадратов WiFi антенны мы будем использовать медный кабель толщиной 2,5mm2 или 4mm2. Посмотрите на картинку выше – его нужно аккуратно согнуть так, чтобы внутри расстояние от граней было примерно 29 мм, а снаружи 31 мм. Внутренние углы должны иметь расстояние друг от друга и не соприкасаться;
- Внутренний угол спаиваем, в том месте где вы соединяли кабель;
- Теперь нужно правильно «развернуть» коаксиальный кабель. Откусываем внешнюю оплетку так, чтобы остался экранированный слой и пластиковая основа. Центральную жилу припаиваем к одному внутреннему углу. А оплетку к другому. Смотрите, чтобы они не соприкасались друг с другом.
- Пластиковую крышку приклеиваем к отражателю. А в дырку продеваем провод с биквадратной антенной.
- Приклеиваем вайфай квадраты к пластиковому основанию;
- А также не забываем приклеить сам провод к отверстию.
Далее антенну обжимаем и прикручиваем к роутеру. Можно также припаять к внутренней части вайфай маршрутизатора, если вы знаете как это сделать. Как видите ничего сложного нет. Усиление происходит в пределах одного дома или квартиры. Также советую ещё одну статью по самодельным антеннам по этой ссылке. Там можно найти ещё один вариант подобной антенны, а также чертеж мощной Wi-Fi пушки.
Отражатель
Отрежте из фольгированного текстолита пластину размером 123×123 мм.
Отметьте, что Тревор Маршал рекомендует размер 123×123 мм, используя biquad в качестве автономной антенны, в то время как 110×110 оптимально для использования biquad в качестве облучателя параболической антенны.
Фольгированный текстолит
Отрежте от медной трубки кусок длиной 50мм и отполируйте его (включая внутреннюю часть , чтобы гарантировать хорошую связь с кабелем).
Сделайте вырез размером 2мм с одной стороны трубкиВырез в трубке
Просверлите отверстие в текстолите так, чтобы получившаяся трубка плотно сидела в отверстии. Я нашел, что удобнее всего это сделать буром, предварительно просверлив отверстие.
создание отверстия в центре текстолита
Вставьте медную трубку в отверстие вырезом к медной стороне текстолита. Медная труба должна высовываться из отверстия на 16 мм.
вставьте медную трубу в отражатель
Припаяйте медную трубку к текстолиту, чтобы получить хорошее электрическое соединение.
Припаяйте медную трубку к текстолиту
Для пайки трубки необходима достаточно большая мощность паяльника. Я нашел, что для этой цели хорошо подходит маленькая газовая гарелка.
Виды антенн
Wi-Fi-антенны для роутеров бывают разных размеров и форм и могут использоваться как в помещении, так и на открытом пространстве. По этому признаку их разделяют на два класса:
- внутренние (комнатные, внутридомовые);
- наружные (внешние, выносные, уличные).
Комнатные антенны
Предназначены для использования внутри помещений, поэтому имеют компактные размеры и сравнительно небольшой коэффициент усиления (КУ). Основная их задача — стабилизация сигнала и его доставка в наиболее удалённые уголки дома. Чаще всего внутренние антенны, в зависимости от конструкции, устанавливаются на столе, крепятся на стене/потолке либо подсоединяются к роутеру вместо штатных антенн. Самыми распространёнными вариациями комнатных устройств являются штыревая и панельная антенны.
Штыревая антенна — это самый простой и распространённый вариант передающей антенны, распространяющей радиоволны во всех направлениях
Внешние антенны
Используются для установки снаружи зданий, отличаются от предыдущих устройств более крупными размерами и более высоким КУ. Поскольку их применяют для организации сети на открытом пространстве, то конструкция таких антенн предусматривает защиту от негативного воздействия атмосферных осадков. В комплекте с наружным усилителем обычно идут дополнительные крепёжные элементы для установки на крыше, наружной стене здания или столбе.
Наружные Wi-Fi-антенны чаще всего используются в частном секторе, где нужно распространить действие беспроводной сети на придомовую территорию
В свою очередь, и выносные, и комнатные антенны в зависимости от направления сигнала подразделяются на два типа:
- всенаправленные (ненаправленные, круговые);
- направленные (узконаправленные).
Всенаправленные антенны
Такие устройства излучают радиоволны равномерно во всех направлениях в пространстве. Принцип действия круговых антенн можно сравнить с комнатной лампочкой, освещающей в одинаковой степени всю комнату, а диаграмму направленности — со сферой. Уровень сигнала в такой сети неравномерен: чем дальше от центра, тем слабее. Всенаправленные Wi-Fi-антенны отличаются меньшим радиусом действия и используются в тех квартирах и домах, где есть необходимость подключения к беспроводной сети нескольких пользователей.
Направленные антенны
Пассивные усилители этого типа посылают беспроводные сигналы в одном направлении, что позволяет добиться устойчивого сигнала в проблемных местах. Действие узконаправленной антенны похоже на работу фонарика, который не в состоянии осветить всю комнату, но способен передать луч света на более дальнее расстояние. Диаграмма направленности таких антенн по своей форме напоминает цветочный лепесток или дирижабль. В жилых помещениях направленные усилители используются в тех случаях, когда нужно обеспечить стабильным Wi-Fi-сигналом один девайс или несколько размещённых рядом.
Диаграмма направленности графически представляет зависимость коэффициента усиления антенны от её направления в заданной плоскости
Антенны-насадки
Отдельную нишу занимают антенны-насадки, способные превратить всенаправленную антенну роутера в узконаправленную. Надеваются они на штатные антенны Wi-Fi-роутеров и благодаря своей конструкции увеличивают зону действия локальной сети в нужном направлении. Несмотря на компактные размеры, КУ таких антенн может достигать 8–12 дБ. Антенны-насадки удобны в домашнем применении: легко крепятся, не имеют проводов и не занимают лишнего места на столе или стене.
Антенна-насадка — это простейшее устройство направленного типа, не требующее установки и подключения
Усиленные (активные) антенны
Главное отличие активной антенны от пассивной состоит в наличии встроенного электронного оборудования. В активных антеннах поступающий сигнал сначала обрабатывается (усиливается, очищается от шумов), а затем передаётся непосредственно на роутер или другое принимающее устройство. Такие антенны мало подвержены внешним помехам и способны усиливать сигнал до 20 дБ. Однако они более сложны в настройке и по стоимости дороже своих пассивных аналогов. Работают от источника питания, дополнительно могут комплектоваться аккумуляторами.
Активная антенна в своей конструкции имеет усилитель и нуждается в подключении к источнику питания
Самодельные Wi-Fi-антенны
Смастерить устройство для усиления сигнала беспроводной сети можно самостоятельно. В интернете есть множество примеров антенн, собранных своими руками. Для их создания авторы используют подручные средства: жестяные банки, медную проволоку, DVD-диски, плотную фольгированную бумагу, листы металла и др. Самыми популярными усилителями, собранными вручную, являются следующие модели:
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.
Wi-Fi антенна – пушка
Данный вариант передатчика очень мощный, как настоящая пушка. Антенна-пушка может напомнить космический бластер, и по аналогии с этим фантастическим оружием обладает направленным и очень сильным действием.
Именно направленность в одну точку, как основной принцип работы Wi-Fi антенны, позволяет обеспечить довольно большое расстояние приема и передачи сигналов, так как происходит высокая концентрация импульсов в одном направлении.
Чтобы собственноручно смастерить такое устройство приготовьте:
- длинную металлическую шпильку;
- 18 гаек соответствующего диаметра;
- металлический лист, например, медный;
- вай фай адаптер (однако, можно подключить уже установленный роутер).
Инструкция, как сделать мощную Wi-Fi антенну, будет следующей:
- возьмите металлический лист и разметьте центры каждого круга (всего кругов семь, первый диаметром 9 см, второй 6,8 см, третий 5,4 см, четвертый 3,8 см, оставшиеся три – 3,7 см);
- просверлите центра (диаметр полученных отверстий должен на немного быть больше диаметра шпильки);
- с помощью циркуля прочертите круги на металле и аккуратно вырежьте их;
- обрежьте от шпильки лишнее, оставив длину 18 — 22 см;
- поочередно насаживайте круги на шпильку и закрепляйте их с помощью гаек;
- в двух последних кругах просверлите отверстия для кабеля;
- лудим диски;
- пропустите сквозь отверстие в последнем кружке кабель и припаяйте экранирующую обмотку к металлу;
- среднюю жилу кабеля проденьте через дыру во втором диске и припаяйте;
- к выходу разъема прикрутите имеющийся вай фай адаптер.
Перед началом работ внимательно изучите фото вай фай антенны данного типа. Так вам будет проще вникнуть в суть всего процесса.
Варианты самодельных приемников
Прежде чем сделать средство для улучшения сигнала, надо ознакомиться с видами самодельных анкет.
С медной обмоткой
Медная проволока — часто используется при создании самодельных приемников
Это бюджетный вариант, который сделать из подручных средств самостоятельно проще всего. Устройство должно оснащаться длинным рефлектором, так как именно от него зависит качество приема сигнала.
Еще одна важная деталь, о которой не стоит забывать — медная проволока. Наматывается она поверх мачты. Рекомендуется использовать проволоку диаметром 2-3 миллиметра.
Из проволоки
В этом варианте тоже используется медная проволока. Она сгибается под углом 45 градусов, чтобы в итоге получилась ромбовидная конструкция. Затем ее прикрепляют к деревянному или металлическому каркасу и подключают к усилителю. Подобная конструкция способна улавливать сигнал на расстоянии 20-30 км от вышки.
Модификация без фидера
Большинство покупных антенн для интернета и телевидения оснащаются специальным фидером. Однако использовать его не обязательно. Устройства, которые не оснащены им, работают на частоте 300 Гц.
Модификации без фидера надо обязательно делать с медной или алюминиевой обмоткой. Она размещается на мачте диаметром 23-25 мм.
Двойная центральная жила
Рефлекторы — помогают усилить сигнал
Такая модель чаще всего используется для установки на улице. Частота ее работы составляет около 400 Гц. От остальных модификаций она отличается наличием ромбового вибратора. Также конструкция содержит несколько металлических решеток длиной 30-40 см.
С вертикальной поляризацией и с оплеткой
Если правильно настроить такую панельную антенну, она сможет выдать 300 Гц. Как и в прошлом варианте, здесь используются специальные вибраторы и решетки из металла, которые способствуют улучшению приема сигнала. На мачту устанавливается алюминиевая обмотка.
Также имеются боковые стойки, которые располагаются под наклоном в 45 градусов.
Вертикальная поляризация без оплетки
Такая модификация подходит для модемов, которые работают на частоте не больше 200 Гц. Конструкция состоят из боковых металлических стоек и алюминиевой пластины. К модему ее принято подсоединять специальным двухпроводным кабелем.
Антенна Харченко
Это универсальное устройство, которое способно работать в диапазоне частот от 450 до 900 МГц. Конструкция изготавливается из медной проволоки диаметром 4 мм. Ее надо согнуть таким образом, чтобы в итоге получилась восьмерка. Она прикрепляется к алюминиевой пластине. К модему устройство подсоединяется кабелем, который выдерживает сопротивление в 50 Ом.
Логопериодическая
Модификация Харченко — самая популярная самодельная антенна
Такое устройство считается высокочастотным приемником. Она принимает сигнал лишь в одном направлении, но при этом улавливает широкий диапазон частот.
Конструкция состоит из нескольких металлических трубок, которые расположены параллельно друг к другу. У основания размещаются самые длинные трубки. С краю находятся наиболее короткие.
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.
Характеристики устройств
Такие устройства должны отвечать следующим требованиям.
Дальность
Является одной из важнейших характеристик, поскольку именно от нее зависит скорость передачи информации. Различные типы приборов имеют разные параметры дальности. Например, направленная антенна «пушка» может ловить неплохой сигнал на расстоянии в несколько километров. И это при условии отсутствия помех и сильных изменений рельефа.
Биквадратные устройства не могут похвастаться столь внушительным расстоянием, поэтому пользователям приходится довольствоваться усилением на расстоянии до 800 м.
Обратите внимание! Если установлена всенаправленная антенна, то более-менее четкий сигнал можно ловить до 300 м
Изотропный излучатель
Подобный прибор применяется для того, чтобы оценить качество передачи сигнала в разных направлениях. То есть это точечный источник волн, который направлен во все стороны. Таким образом можно понять, что идеальный изотропный излучатель создает абсолютно равномерное поле в виде сферы. Однако таких излучателей не существует в реальности, поскольку любое устройство отражает определенное количество энергии полностью неравномерно, в одной точке будет ее максимальное количество, а в другой — минимальное.
Коэффициент усиления
Этот параметр отвечает за то, каким образом излучаемая плотность потока больше плотности потока зафиксированной изотропным прибором. Грубо говоря, это означает величину, на которую любое устройство усиливает принимаемый сигнал. Характеристика измеряется в виде изотропных децибелов (дВ).
Диаграмма направленности
Все свойства улавливателей вычисляются в зависимости направления от напряженности излучаемого поля. Если это представить в виде графического изображения, то как раз получится такая диаграмма. Бывают они двух- и трехмерные.
Для различных видов устройств диаграммы будут свои:
- У изотропной антенны, распределяющей энергию по всем направлениям в равных количествах, диаграмма направленности выглядит в виде сферы, центр которой совпадает с положением изотропного излучателя, а горизонтальная и вертикальная диаграммы направленности изотропного излучателя имеют форму окружности;
- Для направленных антенн на диаграмме изображены так называемые лепестки, где направление максимального излучения — главное направление, соответствующий ему лепесток — главный, остальные лепестки — боковые, а лепесток излучения в сторону, обратную главному направлению — задний лепесток. Направления, в которых антенна не принимает и не излучает, называются нулями диаграммы направленности.
Что понадобится?
Финансовые расходы на антенну для Wi-Fi не должны составить более 35 долларов. Вам будут необходимы:
- USB-ресивер для сетей Wi-Fi форм-фактора «донгл». Найти такой можно в крупных магазинах электроники или на радиорынках.
- Любая кухонная посуда полусферической формы (из металла). Подойдёт дуршлаг или сито.
- Пассивный удлинитель USB типа A. Если позволяют финансы, то активный всё же лучше — он позволит разместить антенну выше. Мы сможете соединить 2–3 кабеля, когда нет удлинителя нужных размеров.
- Расходные материалы: термоклей, скотч, кусок садового шланга (обязательно). Фольга, верёвка (опционально).
Что необходимо знать об усилении антенной сигнала
Научная дисциплина, которая занимается изучением распространения низкочастотных и высокочастотных магнитных волн, называется электродинамикой. Это очень непростой раздел физики, который обычно не преподают в школе или затрагивают его лишь мельком. Чтобы создать антенну, улучшающую сигнал Wi-FI, совсем не обязательно изучать физику или углубляться в ее премудрости. Необходимо лишь понимать основы принципов улавливания и усиления сигналов и следовать пошаговым инструкциям.
Всенаправленная самодельная антенна для Wi-Fi роутера типа биквадрат из проволоки
К сведению! Основополагающими моментами в процессе передачи и усиления сигнала являются его частота и длина волны. Чем больше последняя характеристика и меньше частота, тем большие препятствия может преодолевать сигнал.
Именно поэтому волны, обладающие средним и длинным диапазонами, могут проходить более сотки километров. Для сигналов, которые обладают длиной в сантиметр, пройти десяток метров уже будет непосильно, а преодолеть какие-либо преграды невозможно.
Делается Wi-Fi антенна своими руками достаточно просто
Настройка
Настройка самодельной антенны для Wi-Fi сводится, прежде всего, к её установке в нужном направлении. При этом нужно соблюдать следующие условия:
учитывать вектор распространения сигнала приёмника/передатчика Wi-Fi сигнала;
принимать во внимание наличие преград между передающими и приёмными устройствами;
учитывать то, что твёрдые поверхности отражают сигнал, а мягкие, наоборот, поглощают его;
по возможности устанавливать антенну в пределах прямой видимости относительно приёмника/передатчика.
Для большей эффективности антенна должна быть направлена в сторону точки доступа.
На этапе настройки длину кабеля, насколько это возможно, следует уменьшить, так вы избавитесь от излишних потерь сигнала и улучшите его качество.
