Hacemos una antena WiFi biquad de ultra largo alcance para un enrutador con nuestras propias manos. Revisión de la antena Wi-Fi de largo alcance Potente antena Wi-Fi de 50 km

Principios de funcionamiento de las antenas wifi de largo alcance:

1. uso de reflectores. Se trata de reflectores similares a las antenas parabólicas de televisión por satélite. Concentran la señal en una determinada dirección y así la amplifican;
2. para amplificar la señal de una antena wifi de largo alcance son efectivas las rejillas que, colocadas de cierta manera, dirigen la señal en la dirección deseada;
3. Tiene sentido utilizar estas opciones en una combinación de reflector y rejilla. Entonces la señal se puede reforzar aún más. Esta es la forma más radical de fortalecer.

De las opciones enumeradas se desprende claramente que para amplificar la señal a larga distancia, es necesario concentrarla en la dirección deseada y, al mismo tiempo, es posible seleccionar antenas producidas industrialmente que cumplan con los requisitos pertinentes. requisitos.

Antenas industriales

Los fabricantes de equipos para la industria de redes también se han asegurado de que los consumidores tengan a su disposición antenas Wi-Fi de largo alcance. A continuación, veremos ejemplos de dispositivos y sus características distintivas.

Wi-Fi TL-ANT5830B tiene un reflector que puede dirigir el haz de señal en la dirección deseada, amplificándolo significativamente. El dispositivo está diseñado específicamente para una comunicación clara a largas distancias.

En nuestra era de la tecnología, muchas personas utilizan Internet, transmitida a sus dispositivos mediante tecnologías Wi-Fi. Todo el que tenga un punto de acceso de este tipo en casa sabe la potencia del enrutador Wi-Fi. A menudo, la señal cae mucho o incluso se pierde, incluso en los rincones de un apartamento de tres habitaciones. Tratan este problema de diferentes maneras, cambian la configuración del rodillo, si es posible (los rodillos zyxel, por ejemplo, tienen ajuste de potencia de señal), o cambian las antenas originales por otras más potentes en busca de fortalecer la señal. Compran antenas, las fabrican ellos mismos, buscan diferentes soluciones, algunos usan repetidores (repetidores de señal), pero esto solo es realista en interiores o en un espacio pequeño, porque un Rowalter no puede soportar completamente una antena, digamos, con una potencia de, digamos, 20dbi, una antena nativa suele ser de 5 dbi, o incluso 3. Otra cosa es que un repetidor, por ejemplo TP-Link, se conecta a cualquier toma de corriente adecuada y se sintoniza con el enrutador, e inmediatamente distribuye una señal con la potencia indicada. de 20dbi, lo cual dudo mucho. Pero el repetidor a menudo resuelve el problema de una señal débil en interiores sin mucha dificultad, pero al mismo tiempo la señal parece parpadear, no se distribuye del todo correctamente y el ping aumenta significativamente. Entonces, si juegas juegos de acción, shooters en línea como Warface, entonces no es tan fácil a través del repetidor, hay varios errores con desconexiones; En mi caso, las cosas son un poco diferentes. Trabajo en una empresa, tengo mucho tiempo libre en el trabajo y no hay Internet normal, solo a través de un módem móvil con tarjeta SIM. Desde mi oficina hasta el edificio vecino donde hay un punto de acceso, unos 100 metros en línea recta, teniendo en cuenta varios tabiques de madera y árboles en la calle, la señal simplemente no llega. Usando un repetidor, hay Internet, bastante normal para un torrent o un cine en línea, pero no puedo jugar un shooter en línea, me desconecto constantemente, necesito una conexión buena y confiable y un ping bajo. Compré un punto USB de TP-link, con una antena de 5 dbi, apareció la señal, no excelente, pero tolerable 2-3 de 5, puedes jugar de alguna manera. No fue posible amplificar la señal utilizando antenas de 16-20dbi (como afirman los vendedores de Ali). Decidí buscar algo más serio, pero que no fuera voluminoso ni caro.

Me encontré con este milagro.
Tal y como indica el vendedor, la antena tiene amplificador y potencia de antena para 50 km (ahora veo corregida, para 3 km) con señal de 58dbi. El precio es bastante bajo, lo que resulta algo sospechoso, cuesta 920 rublos con envío gratuito, pero son chinos, puede pasar cualquier cosa. Hice el pedido, pagué en línea con una tarjeta SB rusa al instante y comencé a esperar la entrega gratuita de la mercancía. Esta alegría llegó al cabo de un mes. Al abrir el paquete, me decepcionó un poco el tamaño pequeño; según tengo entendido, una antena de esta forma con una potencia declarada de 58 dbi debería medir al menos medio metro, o incluso más. Me enviaron una especie de remake de una antena 3G de Hawaii (por cierto, tiene 5 dbi en total, una Hawaii real, y es económica). La antena viene con un cable USB para conectar el amplificador de señal a la PC, y a su vez, el amplificador se conecta a la antena con un cable de alta frecuencia, que ya tiene la antena. También se incluyó un disco con software (una especie de opción al estilo ALFA awus)

Una vez montada toda la instalación, apunté la antena hacia el punto de acceso y ¡he aquí! ¡Hay una señal! Pero es muy discutible si es mejor que la señal de TP-Link. Al azar, intenté conectar la antena a TP-Link con la esperanza de que la señal fuera mejor, pero nada mejoró en el escáner, sino que empeoró. También tengo varias antenas diferentes y, mediante una prueba similar, descubrí que el amplificador chino es un poco más potente que el de TP-Link (al menos algo me complació con esta compra). No me olvidé del disco de software. El disco arranca bien y es visible en el Explorador, pero eso es todo. El software en sí no se puede iniciar; el sistema presenta mensajes de error. El propio Windows sin problemas emparejó el controlador con el amplificador, no hay quejas sobre su funcionamiento, pero todavía hay dudas sobre la antena. La siguiente prueba demostró su total inadecuación en términos de potencia. En un tramo recto de 300 metros, la antena de alguna manera vio el punto de acceso a través del escáner, pero no era posible conectarse a él, ya que la señal era muy débil.

Ahora veamos en qué consiste esta maravillosa antena. No entraré en detalles técnicos y precisos, ya que no vale la pena dedicarle tiempo. Entonces, desmontemos la antena en sus componentes, una buena ventaja en la base es el montaje en una pared o en otro lugar, así como cualquier ángulo de rotación.
Aquí es donde realmente terminaron los bonos, así como las comodidades. A continuación, vemos un cuerpo de plástico que está conectado a una base de metal, aparentemente sirviendo como una especie de reflector (los ingenieros lo vieron en algún lugar y pegaron aquí un trozo de hierro que no afecta nada en absoluto) con el cuerpo de la antena, tal vez Todo está claro, pero lo principal es que ya es interesante. Entonces, vemos una placa con un trozo de cable soldado.
Se aplica una espiral de antena de lámina a la placa. Por otro lado, la lámina de cobre aparentemente sirve como una especie de pantalla. Los extremos del cable están soldados a estos dos componentes de la antena, eso es todo.

En cuanto al amplificador, no encontré la página del fabricante con el nombre de la unidad y no encontré nada en él. Sólo puedo decir que existe la posibilidad de que produzca de 0,5 a 0,8 vatios.

Lo cual en sí mismo no es tan malo. Funciona de manera tolerable, se podría decir de manera estable. Un poco más potente que el TP-link que se muestra en la foto, por supuesto, ni siquiera estaba cerca del Alfa awus con 2 vatios de potencia, el Alfa es capaz de bombear libremente una antena a 16 dbi.

Entonces, ¿qué tenemos? Y lo que tenemos es basura en un bonito envoltorio. Esto es más o menos lo que llamarías una antena. Han aprendido a servir maravillosamente basura innecesaria al comprador a través del diseño, y el diseño no es decisión suya, sino de Huawei, fueron ellos quienes desarrollaron el diseño de su antena 3G con una potencia de 5 dbi, y sus hermanos emprendedores. Robó e hizo una parodia de la antena. Así que tú decides si comprarlo o no. Después de comprarlo y darme cuenta de que estaban tratando de engañarme, le ofrecí al vendedor que me devolviera la mitad del costo; de lo contrario, lo desafiaré y probaré fácilmente que lo soy. bien. El vendedor devolvió el dinero y pidió informarle sobre el producto, él mismo no sabía que la antena no funcionaba, a juzgar por su tienda, el vendedor no vende equipos, lo más probable es que se haya topado con un lote barato, por lo que tomó él. Ahora miro el pedido, lo han actualizado, los comentarios han sido eliminados, pero créanme, todas estas antenas son basura.

PD. en esta foto hay 3 antenas, Yagi 25dbi, blanca 20dbi y negra 5dbi.

Adivina cuál es el mejor y más poderoso.

Te daré una pista) negro. ¿Sabes por qué? ¡Porque es un Alfa original!

Entre los numerosos problemas de la transmisión inalámbrica de datos, cuya solución pasa por el uso de equipos profesionales, el lugar principal lo ocupa la tarea de organizar un puente WiFi. Si es necesaria la transmisión inalámbrica de datos a largas distancias, es necesario estudiar cuidadosamente las condiciones de transmisión y seleccionar equipos de alta calidad, a partir de los cuales se construirá un puente WiFi de largo alcance. Y si, además, es importante lograr la mayor velocidad de transferencia inalámbrica de datos con costos mínimos de equipo, entonces la tarea se vuelve más complicada y su solución se vuelve mucho más costosa. ¡Pero! La tecnología MIMO viene al rescate en tal situación y el equipo basado en ella nos permite minimizar los costos de compra varias veces.

Utilizando el conjunto de equipos presentados en esta solución, se organizaron con éxito varios puentes inalámbricos de largo alcance.

Dos puntos de acceso de alta velocidad compatibles con el nuevo estándar 802.11n y tecnología patentada airmax, proporciona velocidad de conexión hasta 150 Mbit/s y tráfico TCP\IP hasta 100 Mbit/s. La alta velocidad y la resistencia a las interferencias están garantizadas mediante el uso de multiplexación espacial para la transmisión simultánea de varios flujos de información a través de un canal, así como la reflexión multitrayectoria, que asegura la entrega de cada bit de información al destinatario correspondiente con un bajo probabilidad de interferencia y pérdida de datos.

Antena de enfoque directo de nivel de operador para puentes inalámbricos punto a punto que admiten tecnología MIMO.

Combinados con antenas direccionales diseñadas específicamente para estos puntos, forman una excelente solución para organizar una conexión inalámbrica de alta velocidad a distancia. hasta 50.000 m.

Ejemplo

Si deseas montar una antena WiFi de largo alcance, entonces debes conocer algunas de sus características.

La primera y más sencilla: las antenas grandes de 15 o 20 dBi (decibeles isotrópicos) son la potencia máxima, y ​​no hace falta hacerlas aún más potentes.

A continuación se muestra una clara ilustración de cómo, a medida que aumenta la potencia de la antena en dBi, su área de cobertura disminuye.

Resulta que a medida que aumenta la distancia operativa de la antena, su área de cobertura disminuye significativamente. En casa, tendrás que captar constantemente una banda estrecha de cobertura de señal si el emisor WiFi es demasiado potente. Levántese del sofá o acuéstese en el suelo y la conexión desaparecerá inmediatamente.

Por eso los routers domésticos tienen antenas convencionales de 2 dBi que irradian en todas direcciones, por lo que son más eficaces en distancias cortas.

Dirigido

Las antenas de 9 dBi funcionan solo en una dirección determinada (direccional); son inútiles en una habitación, se usan mejor para comunicaciones de larga distancia, en el patio, en el garaje al lado de la casa. Será necesario ajustar la antena direccional durante la instalación para transmitir una señal clara en la dirección deseada.

Pasemos ahora a la cuestión de la frecuencia portadora. ¿Qué antena funcionará mejor a largo alcance, 2,4 o 5 GHz?

Ahora hay nuevos enrutadores que funcionan al doble de la frecuencia de 5 GHz. Estos enrutadores aún son nuevos y son buenos para la transferencia de datos de alta velocidad. Pero la señal de 5 GHz no es muy buena para largas distancias, ya que se desvanece más rápido que a 2,4 GHz.

Por lo tanto, los enrutadores antiguos de 2,4 GHz funcionarán mejor en modo de largo alcance que los nuevos de alta velocidad de 5 GHz.

Dibujo de un biquadrat doble casero.

Los primeros ejemplos de distribuidores de señal WiFi caseros aparecieron allá por 2005.

Los mejores son los diseños bicuadrados, que proporcionan una ganancia de hasta 11-12 dBi, y los bicuadrados dobles, que tienen un resultado ligeramente mejor de 14 dBi.

Según la experiencia de uso, el diseño bicuadrado es más adecuado como emisor multifuncional. De hecho, la ventaja de esta antena es que con la inevitable compresión del campo de radiación, el ángulo de apertura de la señal sigue siendo lo suficientemente amplio como para cubrir toda el área del apartamento cuando se instala correctamente.

Todas las versiones posibles de la antena biquad son fáciles de implementar.

Piezas requeridas

• Reflector de metal: un trozo de lámina de textolita de 123x123 mm, una hoja de lámina, un CD, un DVD-CD, una tapa de aluminio de una lata de té.
• Alambre de cobre con una sección transversal de 2,5 mm2.
• Un trozo de cable coaxial, preferiblemente con una impedancia característica de 50 Ohmios.
• Tubos de plástico: se pueden cortar con un bolígrafo, un rotulador o un marcador.
• Un poco de pegamento caliente.
• Conector tipo N: útil para conectar cómodamente una antena.

Para la frecuencia de 2,4 GHz en la que se prevé utilizar el transmisor, el tamaño bicuadrado ideal sería 30,5 mm. Pero aún así no fabricamos una antena parabólica, por lo que algunas desviaciones en las dimensiones del elemento activo (30-31 mm) son aceptables.

También es necesario considerar detenidamente la cuestión del espesor del alambre. Teniendo en cuenta la frecuencia seleccionada de 2,4 GHz, se debe encontrar un núcleo de cobre con un espesor de exactamente 1,8 mm (sección 2,5 mm2).

Desde el borde del cable medimos una distancia de 29 mm hasta el doblez.

Hacemos la siguiente curva, comprobando el tamaño exterior de 30 a 31 mm.

Hacemos las siguientes curvas hacia adentro a una distancia de 29 mm.

Verificamos el parámetro más importante del bicuadrado terminado -31 mm a lo largo de la línea central.

Soldamos los lugares para la futura fijación de los conductores del cable coaxial.

Reflector

La tarea principal de la pantalla de hierro detrás del emisor es reflejar las ondas electromagnéticas. Las ondas correctamente reflejadas superpondrán sus amplitudes a las vibraciones que acaba de liberar el elemento activo. La interferencia amplificadora resultante permitirá propagar las ondas electromagnéticas lo más lejos posible de la antena.

Para lograr una interferencia útil, el emisor debe colocarse a una distancia múltiplo de un cuarto de la longitud de onda del reflector.

Distancia del emisor al reflector para antenas biquad y doble biquad encontramos lambda / 10 - determinado por las características de este diseño / 4.

Lambda es una longitud de onda igual a la velocidad de la luz en m/s dividida por la frecuencia en Hz.

La longitud de onda a una frecuencia de 2,4 GHz es de 0,125 m.

Aumentando el valor calculado cinco veces, obtenemos distancia optima - 15,625 mm.

Tamaño del reflector afecta la ganancia de la antena en dBi. El tamaño de pantalla óptimo para un biquad es de 123x123 mm o más, solo en este caso se puede lograr una ganancia de 12 dBi.

Los tamaños de los CD y DVD claramente no son suficientes para una reflexión completa, por lo que las antenas biquad construidas sobre ellos tienen una ganancia de solo 8 dBi.

A continuación se muestra un ejemplo del uso de la tapa de un tarro de té como reflector. El tamaño de dicha pantalla tampoco es suficiente, la ganancia de la antena es menor de lo esperado.

Forma del reflector sólo debe ser plano. También trate de encontrar platos que sean lo más lisos posible. Las curvaturas y rayones en la pantalla provocan la dispersión de ondas de alta frecuencia debido a la interrupción de la reflexión en una dirección determinada.

En el ejemplo discutido anteriormente, los lados de la tapa son claramente innecesarios: reducen el ángulo de apertura de la señal y crean interferencias dispersas.

Una vez lista la placa reflectora, tienes dos formas de montar el emisor sobre ella.

1. Instale el tubo de cobre mediante soldadura.

Para arreglar el doble biquadrat, fue necesario hacer además dos soportes con un bolígrafo.

1. Asegure todo al tubo de plástico con pegamento caliente.

Cogemos una caja de plástico para discos de 25 piezas.

Cortar el pasador central dejando una altura de 18 mm.

Utilice una lima o lima para cortar cuatro ranuras en el pasador de plástico.

Alineamos las ranuras a la misma profundidad.

Instalamos un marco casero en el eje, verificamos que sus bordes estén a la misma altura desde el fondo de la caja, aproximadamente 16 mm.

Suelde los cables al marco del emisor.

Tomando una pistola de pegamento, pegamos el CD al fondo de la caja de plástico.

Seguimos trabajando con pistola de pegamento y fijamos el marco del emisor en el eje.

Fijamos el cable en la parte trasera de la caja con pegamento termofusible.

Conexión a un enrutador

Aquellos que tienen experiencia pueden soldar fácilmente las almohadillas de contacto de la placa de circuito dentro del enrutador.

De lo contrario, tenga cuidado, pueden desprenderse finos rastros de la placa de circuito impreso cuando se calienta durante mucho tiempo con un soldador.

Puede conectarse a un trozo de cable ya soldado desde una antena nativa a través de un conector SMA. No debería haber ningún problema para comprar cualquier otro conector RF tipo N en su distribuidor local de electrónica.

Pruebas de antena

Las pruebas han demostrado que un biquad ideal proporciona una ganancia de aproximadamente 11 a 12 dBi, lo que equivale a hasta 4 km de señal direccional.

La antena de CD da 8 dBi, ya que puede captar una señal WiFi a una distancia de 2 km.

El doble bicuadrado proporciona 14 dBi, un poco más de 6 km.

El ángulo de apertura de las antenas con emisor cuadrado es de unos 60 grados, lo que es suficiente para el patio de una casa privada.

Sobre el alcance de las antenas Wi-Fi

Desde una antena de enrutador nativa de 2 dBi, una señal de 2,4 GHz del estándar 802.11n puede extenderse a más de 400 metros dentro de la línea de visión. Las señales de 2,4 GHz, antiguos estándares 802.11b, 802.11g, viajan peor, teniendo la mitad de alcance que 802.11n.

Teniendo en cuenta que una antena WiFi es un emisor isotrópico, una fuente ideal que distribuye la energía electromagnética de manera uniforme en todas las direcciones, puede guiarse por la fórmula logarítmica para convertir dBi en ganancia de potencia.

El decibelio isotrópico (dBi) es la ganancia de la antena, determinada como la relación entre la señal electromagnética amplificada y su valor original multiplicada por diez.

AdBi = 10 litros(A1/A0)

Conversión de antenas dBi en ganancia de potencia.

A juzgar por la tabla, es fácil concluir que un transmisor WiFi direccional con una potencia máxima permitida de 20 dBi puede distribuir una señal a una distancia de 25 km en ausencia de obstáculos.