Сейчас в радиолюбительской практике очень распространены антенны для усиления 3G, 4G, Wi-Fi сигнала типа «Биквадрат».

Такая антенна имеет направленное действие, что может быть не всегда достоинством, но и даже недостатком. Пример такой: вам нужно усилить сигнал вашего роутера, чтобы можно было ловить его в любой части вашего дома. Если вы будете использовать направленную антенну, то сигнал, скорей всего, будет хорошо доступен только в поле действия этой антенны. Наверняка это будет только одна комната, куда она будет направлена. Такую антенну хорошо использовать только для дальней связи, при условии, если вы знаете куда её направить.
Для усиления своего WI-FI сигнала во всех направлениях подойдет антенна, которую покажу вам я. Она по своим характеристикам направленности близка к штыревой антенне, за исключением большей чувствительности.
По строению это фактически тот же биквадрат, только дважды направленный в противоположные стороны. Плюс ко всему эта антенна в разы проще классического биквадрата, так как не имеет ни стойки, ни рефлектора.

Как рассчитать антенну?

Только пожалуйста не пугайтесь, математика пятый класс. Нам нужно рассчитать только одно плечо, так как антенна квадратная. Но для начала нужно узнать под какую частоту мы будем делать антенну. Лично я в примере буду делать под WI-FI. Известно, что частота WI-FI равна примерно 2,4 ГГц или 2400 МГц (так же есть ещё более современный Wi-Fi – 5500 МГц). Если будете делать под 3G – 2100 МГц, а 4G (YOTA)- 2600 МГц.
Берем скорость распространения радиоволн (300,000 км/с) и делим на нужную частоту (2400 МГц) в килогерцах.
300.000/2.400.000 = 0,125 м
Это мы получили длину волны. Теперь поделим на четыре и получим длину плеча квадрата.
0.125/4 примерно получиться 0,0315 м. Переведем в миллиметры для удобства и получим 31,5 мм.

Изготовление простой антенны для Wi-Fi своими руками

Брем толстую проволоку толщиной 2-3 мм. И шаблон, вырезанный из кусочка алюминия. Можно конечно обойтись без него, но с ним попроще.

Гнем две петли из одной проволоки и две из другой. Разрыв должен быть между квадратами.

Затем, малярным скотчем временно фиксирую квадраты крест-накрест, чтобы было проще спаивать. И запаиваю середину сверху, чтобы конструкция приобрела жесткость.

Теперь нужно взять толстый кусок кабеля с разъемом (можно взять от той же штыревой антенны).

Вставить внутрь антенны и припаять. Средний провод к верху, а нижние плечи квадратов - к общему.

Антенна готова. Для завершения можно залить паянное соединение горячим клеем и покрасить.

Испытания антенны

Сравним силу сигнала со штыревой антенной, которая шла изначально с роутером.

Штыревая антенна:

Теперь в сравнении. Первая штыревая, а затем наш всенаправленный биквадрат.

Видно, что наша антенна принимает и усиливает сигнал на 30% лучше. Вот вам и результат работы.
Хороший уровень сигнала - это залог высокой скорости интернета, а значит залог стабильной работы. 30 процентов это очень высокий показатель, учитывая то что кардинально ничего менять не пришлось.
Делайте свою простую антенну для 3G, 4G или Wi-Fi и больше не мучайтесь с нестабильным и слабым сигналом.

Превратите антенну обычного WiFi роутера в улучшенную, которая будет иметь больший радиус действия, и все это можно сделать за 15 минут без всяких на то затрат.
Очень часто к недорогих WiFi роутерах используется узкодиапазонная штыревая антенна. По сути это всего лишь отрезок провода. В дорогих же роутерах уже идет более длинная антенна с согласующими витками. Естественно, такая антенна ловит в разы лучше. У меня дома используется дешевая модель роутера, для которой я буду делать хорошую антенну, на подобии дорогих моделей.
И так, приступим...
Снимите верхнюю часть пластика с антенны.

Для этого отлично подойдет маленькая отвертка.
Нужно повторить форму улучшенной антенны, как показано фото

Вам понадобится: небольшой изолированный или неизолированный медный провод, шуруп по дереву, мерная рулетка и паяльник

Отмеряйте 7 см провода и сделайте в этом месте изгиб

Используя шуруп в качестве шаблона, намотайте на него полные семь витков провода начиная с отмеченного места. Для того, чтобы вытащить шуруп, проверните его против часовой стрелки.
Обрежьте провод на 2 см ниже полученной пружины.

После этого нужно очистить 3 мм от изоляции или зачистить 3 мм неизолированного провода (в зависимости от того, какой вы используете).

Отрежьте провод стандартной антенны, оставив примерно 6 мм
После этого очистите от изоляции 3 мм.
Припаяйте новую антенну к остатку провода.

Для этого нужно наложить неизолированные части проводов.

Возьмите крупную соломинку для коктейлей и наденьте ее на антенну.
Например, такие используют в McDonald’s.
Соломинка должна идеально подходить и для основы WiFi антенны.
Их даже не пройдется склеивать. Похоже, что так было задумано.
Чтобы соломинка не выделялась, ее можно окрасить перманентным маркером.

Беспроводная связь на основе технологии WiFi сегодня присутствует везде. Это стандарт радиосвязи, предусматривающий передачу данных на частоте 2,4 ГГц. В основном используется для организации интернет-соединения между точкой доступа и абонентским устройством, однако в промышленности может иметь и другие области применения.

Наиболее широко используется для подключения к проводной точке доступа, т. н. роутеру с возможностью передвигаться в радиусе действия WiFi сигнала. Качество распространения последнего напрямую зависит от антенны, встроенной или внешней.

Принцип работы WiFi антенны

Это устройство работает так же как и антенны в обычных радиоприемниках. Разница состоит лишь в том что в роутере антенна одновременно передает и принимает сигналы. В ней индуцируются токи высокой частоты, на качество этого процесса оказывает влияние конструкция устройства и материал, из которого оно сделано.

Размер же имеет второстепенное значение поэтому нынешние антенны для Wi-Fi связи достаточно эргономичны, к тому же имеют эстетичный дизайн

Существует два типа антенн:

• Внутренние – устанавливающиеся для оптимального распределения Wi-Fi сигнала внутри здания.
• Наружные – применяемые вне зданий для увеличения зоны покрытия на открытой местности.

Все антенные устройства также подразделяются в зависимости от направления сигнала, на однонаправленные и равнонаправленные. Первые, посылают импульсы только в одну сторону в виде луча и оснащены отражателем. Такая конструкция значительно увеличивает мощность сигнала в заданном направлении при этом он отсутствует на остальных, что позволяет уменьшить риск несанкционированного подключения к сети.

Равнонаправленные антенны – это наиболее часто встречающаяся конструкция в бытовой электронике. Ими оборудуются все роутеры, сигнал распространяется с одинаковой мощностью во всех направлениях.

Удобны для использования в доме или офисе, но из-за равнонаправленного действия, зона покрытия меньше чем у однонаправленных конструкций.

При прохождении через физические препятствия сигнал теряет часть мощности поэтому в разных точках зоны покрытия прием может быть различного качества. Для оптимального распределения сигнала через равнонаправленную антенну, точка доступа должна устанавливаться в центре помещения.

Достоинства и недостатки

Современные антенны, в том числе и для стандарта Wi-Fi не имеют каких-либо недостатков что во многом стало возможным благодаря использованию современных электронных компонентов.

Уход от штыревых телескопических моделей из металла, еще применяемых сегодня в аналоговом радиоприеме, позволил значительно уменьшить габариты, стоимость и вес. Основные компоненты из которых изготавливаются антенны – пластик, его производные, а также полимерные материалы.

Современный дизайн и миниатюрный размер позволяют расположить в любой обстановке или даже задекорировать предметами интерьера. Специальный интерфейс подключения делает антенну максимально эффективной и минимизирует потери сигнала на соединительных контактах. Большой выбор моделей дает возможность подобрать изделие, наиболее отвечающее техническим параметрам конкретной зоны покрытия.

Разновидности

Основное отличие помимо места установки и направления действия, это размеры, определяющие дальность действия и коэффициент усиления сигнала.

• Штыревые – могут быть до полуметра в высоту. Создают всенаправленное распространение сигнала и используются для усиления зоны приема от точки доступа, находящейся в здании.
• Плоские – представляют собой пластину чаще всего квадратной формы толщиной не менее 10 мм и сторонами около 300 мм. Предназначены передавать сигнал к другой точке доступа и могут покрыть расстояние в несколько километров. Монтируются снаружи на опоре или стене.
• Панельные внутренние – представляют собой настольный девайс с направленным спектром действия. Особое отличие – плоская панель с регулированием угла наклона относительно основания что позволяет наиболее точно направить луч. Отличаются небольшими размерами и также предусматривается возможность настенного крепления за счет длины провода.

Какую антенну выбрать

Все антенны для внутренней установки, как правило, имеют одинаковые показатели усиления сигнала и отличаются дизайном. Поэтому при выборе основополагающее значение имеет направление зоны покрытия, а соответственно и ее площадь.

1. В больших помещениях (офисах), расположенных обособленно – применяются всенаправленные модели, если радиуса покрытия хватает для устойчивой связи во всем помещении.
2. В помещениях с большим количеством перегородок и точкой ввода, расположенной в крайней комнате целесообразно применять однонаправленные Wi-Fi передатчики.
3. В зданиях с большим количеством интернет-клиентов при необходимости обезопасить сеть от взлома используют однонаправленные модели.
4. В домашних условиях обычно используется всенаправленная антенна, однако следует учитывать расположение точки ввода и толщину перегородок. В старых зданиях с толстой кирпичной кладкой может наблюдаться значительное ослабление сигнала уже через одну перегородку. В таких случаях лучше локализовать луч при помощи однонаправленной антенны.

На что обратить внимание при выборе

Основное внимание уделяется коэффициенту усиления сигнала и, конечно же, бренду производителя. Именно от коэффициента зависит на какой площади можно будет в хорошем качестве получить доступ к сети. В сопроводительных документах к устройству указывается этот параметр и соответствующая ему площадь покрытия.

Длина соединительного шнура тоже имеет значение особенно, если антенну будут располагать выше роутера, что обычно и делают.

Желательно чтобы соединительный штекер соответствовал входному отверстию на роутере. Следует иметь в виду, что при использовании переходника, часть мощности сигнала будет теряться.

Обзор лучших моделей

– устройство для внутреннего использования. Характеризуется односторонним действием и может устанавливаться на горизонтальную и вертикальную поверхность в том числе и крепиться к стенке системного блока при помощи встроенных магнитов.

Соединительный кабель длиной 1 м, имеет сопротивление 50 Ом и оснащается разъемом типа SMA. Коэффициент усиления составляет 6 dBi. Излучающим элементом служит металлическая прямоугольная пластина со сторонами 28х52мм заключенная внутри корпуса излучателя. Цена устройства начинается от 1200 рублей.

– антенна для внутренней установки с горизонтальным или вертикальным креплением. Коэффициент усиления достигает 9 dBi. Сопротивление соединительного кабеля 50 Ом, длина 1 м. Оснащается разъемом типа RCA. Излучатель имеет квадратную форму и находится внутри пластикового корпуса. Стоимость изделия составляет 1600 рублей.

– штыревая антенна для внутреннего пользования всенаправленного действия. Характеризуется высоким коэффициентом усиления – до 7 dBi что значительно выше чем у штатных антенн, идущих в комплекте вместе с роутером. Крепится на горизонтальную поверхность, стену или к системному блоку ПК магнитами.

При установке на стене есть возможность изменять угол наклона. Оснащается кабелем с сопротивлением 50 Ом, длиной 1,5 м с разъемом типа SMA. Предусмотрено прямое соединение с точкой доступа без кабеля. Стоимость устройства составит около 1600 рублей.

– панельная антенна для наружной установки. Обеспечивает передачу сигнала между двумя точками доступа, находящимися на значительном удалении друг от друга. Способна обеспечить связь на расстоянии до 8 км со скоростью до 1 Мб/с. Со скоростью до 11 Мб/с на расстоянии до 3 км.

Корпус имеет защитное покрытие из герметика. Коэффициент усиления достигает 18 dBi. Кабель подключается через разъем типа N длина кабеля выбирается самостоятельно исходя из удаленности точки доступа. Стоимость антенны составляет около 10500 рублей.

Как сделать своими руками

Такое устройство можно сделать и самостоятельно, в пределах квартиры оно поможет усилить сигнал, если он ослабляется большим количеством перегородок. Конструкция из алюминиевых пивных банок наиболее популярна благодаря эффективности и простоте. Понадобятся:

• Тремпель для одежды.
• Две литровые алюминиевые банки.
• Паяльник, припой.
• Провод 50 Ом.
• Соединительный разъем.

Вместо тремпеля можно брать металлопластиковую гибкую трубу. Она используется как для наружной и внутренней установки, поскольку имеет эстетичный вид, не поддается воздействию природных факторов.

Пошаговая инструкция

1. В дне банок прорезаются отверстия после чего их необходимо насадить на нижнюю часть тремпеля, предварительно ее разрезав либо пропустить через них трубу.
2. Отверстия в банках делаются такого размера, чтобы они насаживались с натягом и не сдвигались при изменении положения в пространстве. Трубу необходимо закольцевать и предусмотреть зацеп для фиксации на основании.
3. Для банок, расположенных на тремпеле – необходимо зачистить от краски места припайки кабеля. После чего зачистить кабель, разделив оплетку и фидер, залудить их и припаять каждый к одной из банок. К другому концу кабеля припаять разъем соответствующий тому что расположен на точке доступа.
4. Для банок на металлопластиковой трубе – в данном случае обе банки припаиваются к фидерному проводу. Можно сделать между ними мост из проволоки такого же сечения припаяв фидер к одной из банок. Экраном антенны будет являться слой металлической фольги, проложенный под внешним покрытием МП трубы. Необходимо аккуратно сделать срез, удалить защитную пленку и припаять оплетку к фольге. Данное место надо заизолировать и зафиксировать клейкой лентой во избежание обрыва.

Подключение и настройка

Перед подключением снимается штатная антенна. Следует свериться с настройками точки доступа что установлен максимальный уровень приема сигнала, если этого нет, то применить индивидуальные параметры.

Несколько месяцев назад передо мной и моими коллегами по работе встала задача, связать точку доступа из отдалённого дома и тачку на работе сеткой, да чтобы хорошо работало и пакеты не терялись. Последовав старой поговорке «На фиг медь!», было решено соединяться воздухом. Для чего была в складчину приобретена довольна дешёвая WiFi карточка. Но вот незадача, дом стоит не впритык, хоть и не километр, но всё равно не рядом, но в прямой видимости, где-то метров 150. Связь конечно была, но всё равно процент был маленький. Полезли в инет на сайт местного магазина, посмотрели цены на антенны… тут пришла жаба:) Со словами, «Да ну на фиг, я и сам так могу» я положил начало доооолгой, но занимательной и увлекательной работе:)

Был прошустрён инет на предмет схем антенн, на ходу изучались и вспоминались основы физики, длина волны, поляризация и т.д. Было изготовлено пара антенн, из подручных материалов, которыми оказались бабины из под болванок. Но по прошествии времени они нас перестали удовлетворять, поэтому углубляться в изготовление этих антенн не буду.

Решено было заняться по-взрослому и изготовить волновой канал, вернее сразу два, чтобы с обеих сторон било.
Нашли схему, думали над материалом, и не нашли ни чего лучшего, как использовать полимерные трубы:) Вот краткий фото отчёт с комментариями.

1) Была найдена схема 16-ть элементного волнового канала.

2) Купил трубу, разрезал

3) Нарезал элементы. Важно было сделать точь-в-точь со схемой, ибо своими силами длину волны мы бы не измерили.
Притащил из дома штангель, нарезал элементы, потом упорно стачивал лишние миллиметры и десятые их части

4)Размерили, и наделали дырок в трубках

Дальше кропотливо и не без усилия всовывал каждый элемент в дырки, выравнивал
Далее был куплен кабель коаксиальный на 50 Ом и коннекторы (самое затратное из всей поделки). Потом всё было обжато и антенна готова:)

(после того как фото была сделана, кабель был укорочен вдвое, дабы избежать потерь)

Кстати, да! Два волновых канала были сделаны за один рабочий день, и был это День Радио!
з.ы. проценты увеличились в два раза, пакеты не теряем, имеем стабильную связь…
до того как антенна была готова скорость была 24 мбита, после 48 мбита

UPD: схема волнового канала с размерами

UPD2:
материалы которые были задействованы:

Полипропиленовая труба
- медный провод
- коаксиальный кабель на 50 Ом
- коннекторы SMA

Это простоя в изготовлении и очень мощная как пушка Wi-Fi антенна. С помощью неё можно принимать и передавать Wi-Fi сигнал не то что на сотни метров, а на несколько километров!
Антенна-пушка напоминает вид космического бластера и так же как это фантастическое оружие имеет направленное и очень мощное действие.

Это направленная антенна. И именно это свойство дает большое расстояние приема из-за большой концентрации сигнала в одном направлении.

Схема-чертеж антенны

На чертеже представлены размеры между элементами антенны. Её резонансная частота настроена на середину частоты Wi-Fi 2,4 ГГц.

Для изготовления антенны понадобится

• Длинная шпилька с гайками.
• Металлический лист, я взял медный, так как он очень просто режется. Вообще можно взять и жесть от консервных банок.
• . Но можно подключить уже к имеющемуся роутеру.

Изготовление мощной Wi-Fi антенны-пушки

Прежде чем приступить к изготовлению антенны, нужно знать, что любое отклонение от заданных размеров сильно ухудшит ее характеристики. Поэтому все нужно делать максимально точно.
Берем лист металла и примерно размечаем центры диаметров кругов. Затем сверлим центра. Для точности, место перед сверлением керним или проходимся тонким сверло, а затем толстым. В итоге диаметр отверстия должен быть чуть больше шпильки.

Затем берем циркуль и вычерчиваем кругляши на металле.

Вырезаем сначала квадрат.

Потом вырезаем аккуратно круг.

Получились круги для антенны.

Взял длинную шпильку. Обрезал лишнее по длине антенны, учитывая ширину гайки.

Вот и готовый комплект для сборки.

Собираем антенну. Все очень просто, как конструктор в детстве.

Для контроля размеров рекомендую использовать металлическую линейку, так как она более точная.

В последних двух дисках необходимо сделать отверстия для подключения кабеля.

Разъем с кабелем мы сделаем из старой антенны от роутера или адаптера.

Снимаем верхний кожух.

Срезаем изоляцию. Антенна отцепилась сама, потому что была запрессована.

Далее отпаиваем металлический колпак.

И разъем для подключения готов.

Лудим диски. Медь в этом плане отличная штука. Как-то я делал такую антенну из корпуса старого компьютера, так там приходилось лудить с кислотой.

Пропускаем через отверстие последнего круга кабель и припаиваем экранирующую обмотку к диску.

Теперь среднюю жилу пропускаем в отверстие второго диска и припаиваем.

Антенна почти готова. Я установлю ее на кронштейн от фотоаппарата. Будет такой домашний вариант.

К выходу разъема прикручиваем .

Можно примотать его изолентой или скотчем к кронштейну.

Я поставлю антенну на окошко и направлю на объекты, где может быть сигнал.

Ого, сколько сетей появилось. Хотя раньше я ловил сигнал только своего роутера. В нашем городе не много точек для доступа.

Результат поразительный.

Дополнения

Чтобы усилить эффект, я решил установить такую пушку на крышу. Но для этого мне необходимо припаять вместо разъема обычный экранированный кабель, который я использую для спутниковой тарелки.
С помощью такой мощной Wi-Fi пушки - антенны можно передать сигнал в гараж, на работу, в школу, на дачу. Все материалы доступны абсолютно каждому, а делается все очень просто.Более подробную инструкцию по сборке можно узнать посмотрев видео ниже. Так же там показаны более широкие испытания этой мощной Wi-Fi антенны.

PS: Если вы будете делать уличный вариант, то для изоляции и от коррозии всю антенну будет неплохо покрасить обычной краской по металлу.