Проекты




Антенны для изделий беспроводных локальных сетей стандарта 802.11b


Если Вы читаете эту страничку, то видимо Вам не нужно объяснять для чего нужна внешняя антенна. В радиолюбительской практике давно считается что лучший усилитель - это антенна. При том что на диапазоне 2,4 ГГц построить усилитель с активными элементами, в домашних условиях и не обладая специальными знаниями и навыками, практически невозможно. Таким образом, построение эффективной внешней антенны вобще единственный путь увеличения дальности связи. Ибо "хард" способы лишают Вас гарантии продавца, а "софт" методы весьма неоднозначны. В интернете есть масса описаний самодельных антенн, но крайне мало информации о качественных характеристиках этих антенн. Для внесения ясности относительно их работоспособности, мною были построены и испытаны несколько типов внешних антенн для беспроводного оборудования стандарта 802.11b.

Направленная антенна "Волновой канал". Источник здесь. А выглядит так:

Волновой канал

Успешно использовалась совместно с кабелем длиной 10 м (от "Senao") для связи между точками доступа расположенными на расстоянии 500 м.

Антенна имеет 9 элементов. Траверса выполнена из двухстороннего фольгированого текстолита. Элементы имеют диаметр 1,8 мм. Проволока для изготовления элементов взята из электрического кабеля сечением 2,5 мм2. В источнике говорится что антенна лучше работает когда элементы изолированы от траверсы. У меня получилось наоборот. Лучшие результаты наблюдались когда элементы с траверсой были электрически соединены. На антенне виден полиэтиленовый пакет, он должен был выполнять функции обтекателя и предохранять антенну от воздействия атмосферных осадков, однако свою функцию не выполнял. При дожде связь нарушалась. "Потряхивания" мачты, восстанавливали связь. Предполагается, что из-за негерметичности пакета, вода затекала в место припайки кабеля к активному вибратору, а "потряхивания" накопившуюся воду удаляли. Сравнительные испытания не проводились, об усилении говорить сложно. Но однозначно значительно лучше чем штатный 2 dB штырек.

Из достоинств следует отметить грозозащищенность - короткозамкнутый активный вибратор не дает скапливаться статике.

Недостатки - сложность в изготовлении и настройке. Трудна герметизация.

Еще фото:

Чуть позже.

КСВ:

Чуть позже.



Направленная антенна "Банка". По научному - резонатор.

Конструктив взят отсюда. Выглядит так:

Банка


Сравнительные испытания показали что усиление антенны составляет 9-10 дБ.

Из достоинств хочется отметить высокую повторяемость, простоту изготовления и легкую герметизируемость конструкции. Закрытие банки "штатной" крышкой, на работе антенны никак не отразились.
Из недостатков - нет грозозащиты, сложно крепить к мачте.

Еще фото:

Банка    Банка


Результаты измерений:

КСВ:

VCWR banka

Соответственно на частоте 2,44 ГГц КСВ = 1.78, что не так плохо.

Потери в процентах в зависимости от КСВ:

VCWR banka

Откуда видно, что при КСВ=1.78, в нашем случае, потери на отражение составят 7,9%.

Ну и для маньяков - Диаграмма Смита для банки.

VCWR banka




Ненаправленная коллинеарная антенна.

Конструкция подсмотрена здесь.

В моем варианте выглядит так:

Коллинеарная антенна

Описание вполне подробное, добавлю только что кабель я использовал неизвестной мне марки, с одной толстой центральной жилой, вспененным диэлектриком, фольгой под оплеткой, и наружный диаметр у этого чуда был 10 мм. Белое на фото - лист бумаги формата А3, в который завернута вся конструкция для прочности.

По результатам сравнительных испытаний усиление антенны - 5 дБ.

Весьма любопытен факт большой широкополосности антенны.

Из недостатков хочется отметить хрупкость конструкции - обязательно нужно вставлять ее в защитный кожух.

Результаты измерений:

КСВ:

VCWR collinear

Соответственно на частоте 2,44 ГГц КСВ = 1.2098

Потери в процентах в зависимости от КСВ:

Persent collinear

При КСВ=1.2098, в нашем случае, потери на отражение составят 0,9%.

Диаграмма Смита для коллинеара.

Smith chart



Результаты испытаний заводских антенн D-Link и сравнительные "полевые" испытания, показывают, что самодельные антенны весьма неплохо работают, легко могут быть изготовлены своими руками, и при этом качественно обеспечат связь.
Экономия денег оказывается очень значительной.


© Ю. Рыженко aka Altair