Эксперименты с WI-Fi

Понадобилось подключить дома еще один компьютер к роутеру. Благо роутер был с WI-FI, и с ноутбуком работал без проблем.

Купил в магазине карту PCI с поддержкой WI-FI (Trident), но счастья не испытал, карта отказывалась получать с роутера IP адреса, хотя соединение было установлено. Попробовал эту же карту на двух компьютерах и двух операционных системах XP and Win2k и понёс её в магазин. Истратил 6 часов на эксперименты (многовато будет). 

На следующий день начал испытания с картой asus wl-138g v2, результат оказался не намного лучше. Адреса карта иногда получала, но общее состояние связи оставляло желать лучшего, скорость гуляла, а соединение постоянно отваливалось (еще 3 часа). Пообщавщись с друзьями осознал что решение проблемы лежит совсем рядом, нужна нормальная антенна на роутер.

Выбор антенн в интернете поразил воображение, но по старой памяти решил сделать антенну своими руками, тем более что не хватало как я считал буквально 2-3 db. В общем вот что из этого вышло.

Вскрытие стандартной антенны от сетевой карты:

В Ротхаммеле я нашел - это коаксиальная антенна.

Вскрытие показало:

1. Длина четверть волнового штыря не 30,5 мм, а только 25, даже с учетом укорочения по Ротхаммелю, должно быть 28
2. Симметрирующая трубка 23 мм, по Ротхаммелю, должна быть 27 И всё... :)

При удлиннении центральной жилы сигнал стал лучше, но счастья не наступило.

Продолжение экспериментов:

В один прекрасный момент развернул включенный комп задней стенкой в сторону роутера, и о чудо, связь появилась, сигнал был очень хороший. Это означало, что корпус копьютера загораживал антенну, которая была на его задней стенке. Это открытие и определило дальнейший ход событий, мне нужна всего лишь внешняя антенна для сетевой карты компьютера и по параметрам как штатная. Антенну на роутер делать нет нужды, т.к. сигнал всё равно будет закрывать корпус компьютера.

Создание собственной антенны:

Я не стал изобретать ни чего нового, взял конструкцию штатной коаксиальной антенны и проверил её в Manna. Она даже лучше подходила для согласования с 50 Ом, чем четвертьволновой штырь.

Длина трубки действительно должна быть порядка 23 мм, в этом случае активное сопротивление понижается до 47- 50 Ом, центральный проводник должен быть действительно 25 мм, что я и повторил (но штырь пока 28 мм, отрезать больше побоялся).

Антенну делал прямо на кабеле, т.к. любой разъем на частоте 2,4 гГц, съест как минимум 1 дБ.

Трубку взял от кондиционера, её диамметр не критичен, главное что бы кабель прошёл, длина трубки с учетом загиба плоскости возле центральной жилы составляет 23 мм. Центральный проводник длиной 28 мм - это центральная жила кабеля прямо в изоляции. Экран кабеля, завернут на трубку снаружи. Затем взят тонкий проводник монтажного провода (одна жила) и виток к витку обмотан сверху экрана на трубке, теперь экран закреплён и его легче пропаять.

Для тех кто не сталкивался с СВЧ скажу:

1. Обязательно все соединения после пайки надо промыть и отчистить от флюса,. всё должно быть чистым, ровным и гладким.
2. Не крепите ни какими герметиками нижнюю часть трубки к кабелю и не набивайте трубку внутри наполнителями, т.к. это все поменяет свойства среды и что получится в результате ни кто не знает.

После сборки антенны выяснилось, что работает она хуже чем штатная резинка установленная на компе. Продолжение экспериментов позволило выяснить - задняя стенка компа служит отражателем и расстояние между антенной и корпусом около 3 см, т.е. опять четверть волны. Ну и хитрецы эти буржуи :)
Моделирование в Manna, опять показало, что это и есть тот грааль, который может дать порядка 5-6 dBd усиления в нужную сторону.
В результате был установлен отражатель из стеклотекстолита размером 6х12 см, т.е. примерно половина длинны волны по горизонтали и длина волны по вертикали. Антенна отнесена от отражателя на 3 см и закреплена на выносных стойках из стеклотекстолита, место крепления выбрано на глазок, см. фото.

Как видно из фото:

1. Две перпендикулярные стойки держат трубку и кабель.
2. Сама антенна припаяна к планке из стеклотекстолита в верхней части трубки и так закреплена. В верхней части трубки пучность тока и минимум напряжения и соответственно примерно земля (можно крепить). Но на всякий случай я сделал пропил в фольге стойки на 3 мм, что бы не было соединения трубки с отражателем.
3. Кабель вставлен в пропил нижней планки и закреплён тепловым пистолетом с термоклеем.
4. Стойки усилены уголками и пропаяны.
5. Углы под шурупы имеют пропил в фольге. для того что бы устранить влияние стены (т.к. антенна прикручивается к стене, а хочется иметь резонансный отражатель).
6. Все опять очищено от флюса.

Забыл сказать про кабель и разъём :) Кабель у меня очень хороший, фторопластовая оплётка и посеребрённый провод диаметр по оплётке 3 мм, остался с советскх времён кусочек. Длина кабеля 2м, но я удивлён результатом, т.к. даже при таком кабеле я должен был потерять как минимум по 0,6-0,8 дБ на метр, а итоговая антенна работает много лучше штатной резинки.

Разъем купил в "Буром Медведе" родной RS-SMA покрытый палладием - 65 р.

Выводы:

1. Антенна работает изумительно и с отражателем получилось исходя из данных программы от Asus +6.5 dBd в нужном направлении по сравнению с простым штырём без отражателя, что есть враньё. Теоретически моделировщик обещал 5.5 dBd общего усиления конструкции, чему я больше верю.
2. Можно собрать простую направленную антенну и даже не париться с настройкой. Я имел даже в режиме экперимента только данные программы, которая показывала уровень сигнала роутера в дБ.
3. Работает лучше штатной резинки, наверное у меня лучше отражатель, т.к. он резонансный.
4. В итоге я соединил роутер и компьютер на расстояние порядка 20м через 3 кирпичных толстых стены в двух разных углах квартиры. Правда пока протокол стоит 802.b и скорость 11м/бит, до этого руки не дошли.
5. Ротхаммель безнадёжно устарел, всё надо проверять, а концепции естественно верны.
6. Трудозатраты на изготовление 2 часа, если вы нашли родной разъем и нормальный кабель :))
7. Получилась замечательная WI-FI антенна для дома, квартиры, офиса.

Диаграмма направленности

В моделировщике диаграмма полученной антенны вообще как в сказке, см. файл приложение для Manna, и фотку прилагаю