Усиление Wi-Fi сигнала с помощью биквадратных антен.

Сегодня я хочу затронуть тему усиления Wi-fi сигнала с помощью антены которую легко изготовить в домашних условиях. Очень полезная информация для параноиков и просто людей, которые беспокоятся о своей анонимности в сети. Благодаря такому девайсу можно спокойно ловить Wi-Fi сигнал на больших расстояниях, например с MacDonald.

Изготовление антенны для Wi-Fi в домашних условиях из подручных материалов:

К тому времени, как дописывался этот текст, две представленные на фотографии антенны уже несколько дней работали в конечных точках примерно двухсотметрового линка «из окна в окно». Вот как это выглядит с одной стороны – точка доступа с антенной закреплены над окном в офисе, вид снизу:

А теперь об этом по-порядку.

Зачем?

Есть множество ситуаций, когда показано применение внешних антенн. Под внешней в данном случае я имею ввиду антенну, подключаемую взамен штатной из комплекта устройства. Наиболее типичные ситуации применения специальных антенн сводятся к трём наиболее характерным случаям:

1. Для увеличения зоны покрытия точки доступа беспроводной сети. В таком случае обычно ненаправленная (всенаправленная) штатная антенна заменяется на так же ненаправленную, но более эффективную.

2. Для улучшения эффективности зоны покрытия, совмещённой с удобством размещения беспроводной точки доступа и антенны. Обычная ситуация, если необходимо обеспечить уверенный сигнал в ограниченном, но сравнительно большом помещении, а точку доступа с антенной наиболее удобно разместить на одной из стен или в углу. Для этого случая подойдёт антенна с секторной диаграммой направленности (широконаправленная). Кроме того, направленные антенны могут пригодиться для решения задачи уменьшения взаимного влияния близко расположенных беспроводных сетей.

3. Для создания беспроводного моста на большем расстоянии. Для этого случая предназначены узконаправленные антенны. «Дальнобойность» напрямую зависит от того, насколько узкий пучок радиоволн обеспечивает конструкция антенны.

Упомянутый выше случай беспроводного моста примерно на двести метров более похож на третий вариант, однако ввиду «несерьёзности» расстояния вполне сгодятся направленные антенны с довольно широкой диаграммой направленности.

Тут стоит отметить один факт – цены на отдельные Wi-Fi антенны сравнимы с ценами на сами беспроводные устройства. И если в нише узконаправленных антенн с коэффициентом усиления более 18dBi это ещё хоть как-то оправдано (самостоятельное изготовление таких антенн требует некоторого опыта, тщательных расчётов и высокой точности исполнения), то при меньших требованиях частенько бывает вполне резонно попробовать свои силы с антенностроении.

 Выбор конструкции антенн упрощался тем, что не нужно было заботиться о защите антенны от воздействия внешней среды (напомню, установить беспроводной мост необходимо было из окна в окно).

Так же антенны должны были получиться достаточно лёгкими и не требовать дополнительного крепления, кроме штатного антенного гнезда беспроводных точек доступа. Опираясь на несколько лет опыта изготовления антенн разных конструкций, я пришёл к выводу, что здесь как нельзя лучше подойдёт простая и проверенная хорошо известная схема «двойной квадрат» (biquad antenna), она же зигзаг, она же антенна Харченко.

Как?

Начну, пожалуй, с упоминания того факта, что на самом деле в интернете можно найти огромное количество материалов по самостоятельному изготовлению антенн для усиления Wi-Fi, в том числе и выбранного типа biquad; для примера могу порекомендовать начать изучение вопроса с этой странички. Однако большинство представленных материалов, объясняя как, уделяют мало внимания почему. На этом и постараюсь сосредоточиться. И как всегда, объяснять почему удобнее на конкретном примере.

Итак, первое почему – почему квадрат, а не, например, шестиугольник, или вообще круг? Ответ очень прост. Круг был бы немного эффективнее, но квадрат мне показался технологичнее в изготовлении. Если же понадобится заметно больший коэффициент усиления, лучше посмотреть в сторону антенн других типов, например спиральной или секторной панельной.

Второе – откуда взялись размеры? Из длины волны в вакууме, конечно. В расчёте конструкции длина волны участвует несколько раз: периметр каждого квадрата близок к длине волны (добиваемся, чтобы резонансная частота излучающего элемента была приближена к частоте выбранного канала Wi-Fi диапазона), расстояние от плоскости антенны до отражателя – у меня восьмая часть длины волны (расчёт исключительно с точки зрения распространения электромагнитного излучения показывает, что надо делать четверть, тогда разница в пути прямой и отражённой волн составит половину длины волны, что с учётом изменения фазы от отражения даст сложение амплитуд прямой и отражённой волн в направлении, перпендикулярном плоскости отражателя, но на самом деле есть и другие факторы, вроде согласования и КНД, поэтому на практике можно принять, что расстояние от излучающего элемента до отражателя должно быть где-то в диапазоне от 1/4 до 1/8 длины волны, из технологических соображений конкретно этой переделки я взял минимум), и наконец, размеры отражателя – сравнимы с длиной волны (меньше – хуже, много больше – неоправданно).

В таблице ниже представлены опорные частоты и длины волн тринадцати актуальных для нас (принятых в Европе) каналов Wi-Fi диапазона 2,4 ГГц.

Номер канала Частота, МГц Длина волны, мм 1 2412 124,3 2 2417 124,0 3 2422 123,8 4 2427 123,5 5 2432 123,3 6 2437 123,0 7 2442 122,8 8 2447 122,5 9 2452 122,3 10 2457 122,0 11 2462 121,8 12 2467 121,5 13 2472 121,3

Определившись с каналом (за некоторыми исключениями, во многих случаях достаточно будет ориентироваться на середину диапазона, антенна вполне удовлетворительно будет работать и на краях), можно приступать к изготовлению. Вот, собственно, те самые подручные материалы, из которых скоро возникнет новая антенна: штатная антенна, кусок медного провода и банка шпрот.

Вообще-то, банка для правильного отражателя маловата, но бить рекорды дальности мне и не требовалось. Зато конструкция получится компактнее, и бортики банки послужат защитой излучающему элементу от случайного механического повреждения.

И бонус в виде шпрот.

Задействованные инструменты и материалы:

Для начала посмотрим на «внутренности» штатной антенны, кое-что от неё ещё пригодится.

Заготовка для излучающего элемента – кусок проволоки, равный двум длинам волн выбранного канала Wi-Fi, с разметкой для сгибания.

Согнутая рамка концами припаяна к металлической трубке, извлечённой из штатной антенны. Трубочку я немного подпилил, чтобы изгиб в центре её не касался. Угол в середине рамки залужён, туда позже будет подпаяна центральная жила.

Припаиваем получившуюся конструкцию к отражателю.

Для удобства установки по высоте на трубку надет 15-миллиметровый кусочек внешней изоляции, оставшейся от очистки медного провода.

Осталось только укоротить до нужной длины кабель в обрезке штатной антенны, подпаять куда нужно центральную жилу и оплётку, и зафиксировать обрезок бывшей антенны на отражателе. Для фиксации удобно воспользоваться клеящим пистолетом. И пора приступать к испытаниям.

Разве что можно антенну ещё покрасить. Как она выгладит после окрашивания, можно ещё раз посмотреть на снимке вначале статьи.

В испытаниях участвовали две Wi-Fi точки доступа D-Link DWL-2100AP. На одной стороне всё время была подключена антенна, показанная вверху на первом в статье снимке (кстати, в банке из-под тушёнки ), на другой стороне подключались для теста штатная антенна из комплекта точки доступа и конструкция, описанная выше. Их-то и сравним, показания снимались с помощью AP Manager by ACOWA (отдельная благодарность автору программы). Расстояние – около 85 метров.

С антенной из комплекта.

Со свежеизготовленной антенной «двойной квадрат».

Как говорится, комментарии излишни, 8-10dBi разницы будут совсем не лишние.

Другие материалы по теме:

• Все что нужно знать о Вардрайвинге (Wardriving).
• Wifiphisher инструмент для фишинговых атак в wi-fi сетях.
• Взлом Wi-Fi сети WPA/WPA2 – перехват handshake – часть 1
• Взлом Wi-Fi сети WPA/WPA2 – перехват handshake – часть 2
• Reaver. Взлом Wi-Fi сети
• Взлом WPA сети Wi-Fi с помощью Reaver
• Как узнать SSID скрытой точки доступа без клиентов
• Medusa. Как взломать пароль от Wi-Fi роутера.

Click to rate this post!

[Total: 11 Average: 3.1]

Спаяйте компактную Wi-fi антенну для дальней связи

Пропустить и перейти к содержимому

Admin Электроника

В этом видео-уроке канала Креосан показали, как усилить сигнал wi-fi с помощью антенны двойной квадрат. Это поможет для дальней связи в местах с плохим покрытием за городом, на даче. Хороший сигнал послужит увеличению скорости. Ты узнаешь, какой материал потребуется, размеры. Какое усиление даёт двойной квадрат? Как повысить скорость при использовании антенны. Как найти то место на плате, куда впаять провода. Кабели и готовые антенны для обеспечения дальней дистанции приема сигнала продаются в этом китайском магазине.

Приступим к усилению 3G модема, у которого сигнал кислый, скорость тухлая. А затем на примере этого же модема покажем, как усилить 4G и wi-fi. Сначала нужно собрать квадрат. Для этого одножильный провод для антенны 2-3 квадрата, коаксиальный СВЧ кабель. Последний можно достать из старого или разбитого смартфона. Или купить высокочастотный кабель сопротивление 50 ом. Пластина для рефлектора 120 x 168 мм. Его можно изготовить из гетинакса, фольгированного текстолита или листа металла. Достать этот материал можно магазине радиоэлектроники. Также допустимо использовать без рефлектора. Она будет ловить сигнал со всех сторон, она мощностью упадет с 12 до 80 децибел. На чертеже мастер указал размеры для частоты 2100 мегагерц..

Товары для изобретателей Ссылка на магазин.

Приступаем к сборке. Встроенную антенну осторожно снимаем. Если допустить ошибку, покупка нового модема неизбежна. В руки попался модем со съемной, но современные 3g модемы часто имеют разъем под наружную. Если просто в виде дорожки, не беда! Можно впаять антенну вместо неё, центральную жилу. Но делать это следует после деталей: резисторов, конденсаторов и других.

У мастера нет дорожки на плате, но есть контакт. К нему припаяем центральную жилу, а к корпусу или массе — оплетку. Готово.

Электроника для самоделок вкитайском магазине.

Затем изготовим Wi-fi  антенну. Аккуратно зачищаем провод. Размечаем его через каждые 36,8 миллиметра. По отмеченным местам плоскогубцами изгибаем под 90 градусов. Делайте максимально точно.

На скорую руку мастер припаял антенну. Что мы видим? Сигнал вырос! Теперь мы видим целых 5 делений.

Рассмотрим, как осуществить пайку подробнее. Зачищаем провод на 3 — 4 мм. Не более, так как частота высокая и сигнал может рассеиваться. Дали лужение для удобной пайки. Оплетку паяем к ножке антенны, а центральный — к противоположному углу.

Можно сделать лепестки сверху и снизу. Сигнал вырастет на один децибел. Сигнал при поворачивании устройства на вышку показывает на максимум. Скорость выросла с 0,6 мегабит до 16 мегабит. Дальняя связь обеспечена!

Тут про антенны для 3g.

Двухдиапазонная внутренняя антенна с паразитным патчем для мобильных телефонов с учетом корпуса телефона и аккумулятора title={Двухдиапазонная внутренняя антенна с паразитным патчем для мобильных телефонов с учетом корпуса телефона и аккумулятора}, автор = {Ён Джун Чо, Сун Хо Хван и Сон-Ук Пак}, journal={IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters}, год = {2005}, объем = {4}, страницы={429-432} }

• Young Jun Cho, Soon Ho Hwang, Seong-Ook Park
• Опубликовано в 2005 г.
• Business
• IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters

) типа с паразитным пятном. Также учитывается влияние корпуса телефона и аккумулятора. Низкопрофильная конструкция реализована как на верхней, так и на нижней сторонах подложки FR-4. Предлагаемая антенна с небольшими размерами 27,5/раз/12/раз/7 мм/3/, может быть легко размещена в реальном телефоне. Измеренные полосы пропускания предлагаемой антенны с корпусом телефонной трубки и батареей (КСВН… 

Взгляд на IEEE

Конструкция антенны мобильного телефона

В этом документе представлен обзор внутренних антенн в мобильных телефонах с 1997 по 2010 год. текущий…

Конструкция интегрированных в рамку антенн для мобильного телефона

В этом документе представлена ​​новая конструкция антенны для мобильного телефона, основанная всего на двух ортогональных вырезах по 2 мм в корпусе телефона, что создает режим резонанса четырех антенн, подходящих для мобильного телефона…

Влияние компонентов телефонной трубки на поведение антенны телефонной трубки в плоскости заземления с прорезями

• A. Bujalance, C. Picher, J. Anguera, A. Andújar, C. Puente

• Business

  000094
9 2

Необходимо проанализировать влияние компонентов телефонной трубки, чтобы оптимизировать интеграцию антенны в телефонное устройство. Таким образом, многодиапазонная антенна мобильного телефона, сочетающая плоскую…

Исследование усиления и полосы пропускания новой антенны PIFA, использующей частичное заземление на частоте 2,3 ГГц для приложений WiMax/WiFi/WLAN

В этом документе рассматривается модифицированная планарная инвертированная F-антенна, предназначенная для работы на частоте 2,3 ГГц. Модификации сделаны с целью достижения широкой полосы пропускания. Он включает в себя моделирование…

Трехдиапазонная плоская перевернутая F-антенна с квадратной щелью Коха в форме фрактала и короткой паразитной полосой

предлагается коммуникационное приложение. Антенна способна покрывать GSM 900 МГц, DCS 1,8 ГГц и WLAN (IEEE…

Конструкции реконфигурируемых многодиапазонных антенн для устройств беспроводной связи

Результаты подтверждают хорошие характеристики двух исследованных конструкций многодиапазонных реконфигурируемых антенн, которые могут охватывать GSM, DCS, PCS, UMTS, Bluetooth, и беспроводная локальная сеть 2,4 ГГц

Сверхширокополосная плоская обратная F-антенна с периодическими металлическими накладками на плоскости земли

В этой статье мы предлагаем новую сверхширокополосную плоскую обратную F-антенну (PIFA) с периодическими металлическими накладками на земле. Применяя емкостную компенсацию входного сопротивления PIFA…

Компактная планарная перевернутая F-антенна с U-образной полосой для применения в телефоне с цельнометаллическим корпусом

• Chong-Zhi Han, Mo-Lin Fan, Tao Yuan

• Business

• 2018
908105 A compact Двухдиапазонная плоская перевернутая F-антенна (PIFA) с полосой U-образной формы предлагается в этой работе для мобильного телефона с цельнометаллическим корпусом. Поскольку телефонов с металлическим корпусом становится все больше и больше…

Влияние заземления печатной платы и корпуса на внутреннюю патч-антенну WLAN

• H.T. Kim, J. Heo, K.J. Jeong, Sungwoo Hwang

• Business

• 2007

Центральная частота обратных потерь смещается на 0,5 ГГц,…

Конструкция двухчастотной микрополосковой антенны для диапазона УВЧ 700 МГц и приложения WLAN

• Рикардо Менесес Гонсалес, Р. Линарес, Л. М. Перальта

• Бизнес

  2016 Международная осенняя встреча IEEE по энергетике, электронике и вычислительной технике (ROPEC)

• 2016

была открыта для новых телекоммуникационных услуг, особенно для беспроводной мобильной связи…

ПОКАЗАНЫ 1-7 ИЗ 7 ССЫЛОК

Оптимизация комбинации PIFA-IFA в конструкциях антенн мобильных телефонов

Трехмерное измерение эффективности прототипов как в свободном пространстве, так и против будет представлено положение головы, а также будет представлено измерение SAR и его распределение, чтобы продемонстрировать влияние IFA на ближнее поле PIFA.

Двухчастотная треугольная плоская перевернутая F-антенна

В этом документе представлены характеристики треугольной перевернутой F-антенны с одним облучателем и V-образной щелью. Несколько прототипов предлагаемых антенн с разной шириной короткозамыкающих стенок…

Исследование взаимодействия антенны телефона с телом человека

• М. Оконевский, М. Стухлый

• Бизнес

• 1996
5 Антенна излучения картина и другие характеристики значительно изменены присутствием человеческого тела. Это взаимодействие, а также результирующее выделение микроволновой мощности в…

Трехдиапазонные плоские инвертированные F-антенны для портативных устройств

• C.T.P. Song, P. Hall, H. Ghafouri-Shiraz, D. Wake

• Business

• 2000

Представлены две новые трехдиапазонные планарные инвертированные F-антенны (PIFA). Первая антенна реализована путем размещения двухчастотного L-образного ответвленного элемента PIFA, нагруженного в нижнем резонансе…

Двухчастотная плоская перевернутая F-антенна

• Zile Liu, P.