Wi-Fi антенна из консервной банки
В этой статье я расскажу как сделать простую антенну с хорошим усилением из почти обычной консервной банки.
Эта довольно популярная конструкция, дающая неплохие результаты. Хотя эти результаты сильно зависят от выбранной консервной банки. Но давайте обо всем по порядку.
Эта направленная антенна линейной поляризации. Состоит из волновода и четвертьволнового монополя. Коэффициент усиления от 10 до 14 dBi. Угол раскрытия основного лепестка излучения антенны около 60°. Импеданс около 50 Ом.
На прилавках магазинов куча банок разных размеров. Как выбрать оптимальны? Тут нужно прибегнуть к расчетам.
Оптимальный диаметр волновода (D) будет от 0.6λ до 0.75λ, а оптимальная длина волновода (L) минимально 0.75 λG
λ — это длина волны. Вычисляется она по следующей формуле
полученное значение будет в метрах
Wi-Fi диапазон лежит от 2400 до 2500 МГц. Если брать середину — 2450МГц, то длина волны будет 122 мм
λG — это длина волны в волноводе. Вычисляется по формуле
В пересчете получается что оптимальный диаметр от 73 до 92 мм.
А как быть с длиной? Тут стоит отметить, что чем меньше диаметр, тем длиннее должен быть волновод. Т.е. если мы посчитаем, то для банки из под сгущенки оптимальная длина должна быть минимально 450 мм. Что нереально много. Ее обычная длина равна диаметру — т.е. те же 75 мм.
Банки из под горошка и кукурузы имеют обычную длину также равную диаметру — т.е. около 84 мм. Встречаются банки подлиннее — 115 мм, например из под консервированных ананасов. Но этого все равно мало — минимально рекомендуемая длина согласно формулам — 170 мм.
Если вам попадется банка диаметром 91 мм (таки выпускались при СССР), то вряд ли ее длина будет больше 125 мм. И хоть эта длина почти то что нужно, но все равно немного не хватает — нужно минимально 145 мм.
Тем не менее выход есть. На полках больших супермаркетов можно встретить литровые банки из под оливкового масла. Их диаметр 84 мм, а длина около 210 мм. Это как раз то что нужно. Банку нужно аккуратно открыть дисковым ножем, что бы не было заусенцев. Ибо в процессе работы вы можете поранить себе руку. Также нужно хорошенько вымыть ее от остатков масла.
А далее нужно сделать отметку, которая находиться на расстоянии 0.25 λG от дна, а именно 56 мм. И просверлить дырку под имеющийся у вас разъем. Я использовал SMA, так как он был под рукой. К нему нужно припаять кусок медной проволоки диаметром 1.5-2 мм и длиной около 0.25 λ, т.е. 122/4 = 30.5 мм. Но нужно делать с запасом. Пускай 35 мм. Эту длину нужно будет укорачивать ориентируюсь на какой либо показатель уровня сигнала. Например с помощью программы WiFiInfoView. По началу откусывая по 0.5 мм у вас показатель уровня сигнала должен расти. Как только показатель начнет падать, то нужно прекращать.
Так как у меня есть приборы для настройки антенн, то я пошел другим путем. Я настраивал с помощью подстройки значения КСВ, ориентируюсь на показания антенного анализатора Anritsu. Мне удалось достичь усиления 13 dBi при КСВ около <значение>. Что является очень неплохим показателем. И самое главное антенна ловит нужный мне сигнал, в то время как всенаправленный диполь на 5 dBi с этим не справлялся.
PS. Если ваша антенна будет использоваться на улице — не забудьте закрыть ее подходящей пластиковой крышкой, чтобы она была герметична, в ней не скапливался мусор, а птице не думали что это скворечник 🙂
СТАТЬЯ НЕ ЗАКОНЧЕНА
