Антенна Харченко для Wi-Fi своими руками
Сегодня публикуем вариант антенны двойной квадрат, она же антенна Харченко, для Wi-Fi диапазона 2,4 Ггц. От нашего подписчика Максима. В статье подробно будет рассказан процесс изготовления и схема с размерами антенны. Также материалы и инструменты которые понадобятся человеку для того что бы сделать такую антенну Харченко своими руками.
Наверное, каждый из нас сталкивался с плохим приемом сигнала вай-фай. В этой статье я расскажу, как самостоятельно, своими руками сделать зигзагообразную антенну Харченко или, как ее еще называет – двойной квадрат. Это устройство обладает отличным, направленным приемом, что позволит ловить сеть на расстояниях до 2 км (на открытой местности), а также найти Wi-Fi точку доступа без пароля и пользоваться интернетом бесплатно. Процесс изготовления очень прост и не отнимет много времени, сил и средств.
Что понадобится для изготовления антенны Двойной квадрат
Для начала, подготовьте все необходимые компоненты, которые вам понадобятся, чтобы потом не искать их второпях.
Вай-фай антенна только принимает сигнал, однако его еще нужно расшифровать и предоставить в удобной форме для вашего устройства. Поэтому мы будем собирать нашу конструкцию на базе покупного адаптера. Они стоят не дорого, и продаются в любом магазине электроники. Сам собой возникает резонный вопрос: «А зачем нам что-то мастерить и переделывать, если в магазине за 500 рублей можно купить уже готовое устройство?». Дело в том, что дальность и качество их приема с завода очень низкое и подходит только для домашнего использования, если между вашим роутером и приемником маленькое расстояние, нет железобетонных стен. Это происходит потому, что комплектная антенна очень маленькая и слабая.
Нам подойдет любой адаптер, желательно, чтобы он имел внешнюю антенну на разъеме, там есть специальный экранированный провод, который нам пригодится. Примерами таких устройств могут служить:
Нам также нужен лист фольгированного текстолита размерами 100 на 120 миллиметров. Его можно купить на рынке или в магазине радиодеталей, он обойдется рублей в 100. Также такие листы часто лежат с советских времен в закромах бережливых хозяев. Можно обойтись и без него, однако свойства антенны поменяются.
Кусок медной проволоки или обязательно одножильного медного провода диаметром около 1,5 – 3,0 мм и длинной с полметра, можно больше, чтобы сделать несколько вариантов и выбрать из них самый ровный. Они продаются в магазине электрики. Как вариант, можно купить провод в изоляции и аккуратно ее счистить с помощью канцелярского ножа, это не отнимет много сил.
Если ваш адаптер без выносной антенны, то понадобится также кусочек высокочастотного интернет кабеля длинной около 5-10 см. Его без труда можно найти в магазине радиокомпонентов, так как они часто рвутся или перетираются. В крайнем случае его можно заказать в интернете.
Еще понадобятся паяльник, припой, флюс. Дрель или шуруповерт (не обязательно, но желательно)
Изготовление антенны
Теперь, когда мы подготовили все необходимые детали, давайте перейдем к изготовлению нашей антенны.
Для начала необходимо выпрямить проволоку до ровного прута. Это можно сделать с помощью плоскогубцев, однако идеального результата добиться не получится, а точность на этих этапах изготовления очень важна. Для того, чтобы очень качественно выпрямить проволоку, привяжите один из ее концов к чему-то основательному, пример, к ножке стола, ручке двери, лучше всего, конечно, зажать в тисках.
Второй конец вставьте в патрон дрели или шуруповерта. Одновременно натяните проволоку и включите вращение. Через несколько секунд вы получите идеально ровный кусок.
Если у вас нету шуруповерта, то закрепите конец на карандаше или рейке, и точно также, натягивая, вращайте ее, на это уйдет чуть больше времени, но результат будет такой же, как и с применением электрического инструмента.
Затем, следуя схеме, согните проволоку особым образом, чтобы получилось два квадрата со сторонами в 30,5 миллиметров. Постарайтесь сделать это максимально точно. Один из концов проволоки нужно отогнуть под 90 градусов к плоскости антенны, чтобы получилось крепление.
Стык начала и конца фигуры необходимо пропаять, но не соединять середину и концы. Для этого включите паяльник в сеть, дайте ему нагреться 5 минут. Нанесите немного жидкого флюса на место пайки или обмакните паяльник в канифоль. Захватите на жале капельку припоя и прикоснитесь к месту пайки. Вы услышите характерный звук испарения жидкости. Прогрейте место в течении 2-3 секунд. Помните, что работать обязательно нужно в хорошо провариваемых помещениях, так как пары флюса вредны.
Закрепите полученную конструкцию на листе текстолита с помощью пайки, предварительно просверлив или проковыряв чем-то острым, например ножом, в нем отверстие под провод. Соблюдайте параллельность плоскостей антенны и экрана, а также расстояние между ними.
Припаяйте высокочастотный кабель: его экран, к отражателю антенны, а центральную жилу к противоположному краю. Старайтесь не перегреть его, чтобы не расплавить изоляцию.
Для дополнительного уменьшения помех можно выпаять штатный разъем и подключиться к плате напрямую. Однако восстановить заводское состояние, если вам не понравится работа устройства, будет сложнее.
Закрепите корпус адаптера с помощью клея, подойдет суперклей или клеевой пистолет, тогда вы сможете легко отклеить корпус устройства в случае необходимости.
Вот и все, устройство готово, с помощью USB удлинителя можно подключить антенну к компьютеру или ноутбуку, а с них раздавать интернет и на другие устройства.
Особенности работы
Главной особенностью данного устройства является то, что оно ловит сигналы направленно, то есть необходимо поворачивать антенну на предполагаемый источник сигнала, за счет этого и достигается такая эффективность. Можно, конечно, использовать ее и без отражателя, тогда она будет принимать сигнал условно со всех сторон, но и эффективность упадет примерно на треть. Таким образом, с помощью этой самоделки вы можете обеспечить отличный прием сигнала в своем доме или квартире, даже при большом расстоянии до роутера и наличии препятствий, что увеличит скорость и стабильность интернет-соединения.
Если все сделать правильно и аккуратно, то с помощью этой антенны можно ловить сигналы Wi-Fi на расстоянии до 2 км, разумеется, на открытой местности, где не мешают стены домов и холмы. В итоге у вас есть возможность получить бесплатный интернет: необходимо направить устройство на ближайшее кафе, в котором есть Wi-Fi или найти сеть без пароля среди соседних домов. В большом городе сделать это будет не сложно.
Для дополнительного улучшения приема, вы можете с помощью USB удлинителя вывести конструкцию на крышу, или закрепить ее на окне, балконе, а для защиты от дождя и снега, поместить в пластиковую бутылку.
Антенна Харченко для 4G модема Yota
Добрый день. Люди, живущие в частном доме, часто сталкиваются с проблемой отсутствия качественно интернета. ADSL сейчас мало где используется, да и скорость оставляет желать лучшего. Особенно проблематично если дом новый и телефона нет, тогда придется тянуть провод ради не очень быстрого интернета. А если и есть телефон, не факт, что линия, проложенная уже давно, подойдет для интернета. Оптоволокно тянуть дорого. Некоторые складываются с соседями и тогда затраты могут стать приемлемыми. Однако не всем нужен хороший интернет. Остается мобильный интернет. Технология 4G максимально позволяет достичь 150 Мбит\сек, но для такой скорости нужен качественный прием сигнала. Не всегда встроенной антенны (точнее двух) модема достаточно для этого. Итак, сегодня мы будем изготавливать антенну Харченко для 4G модема Yota. На данный момент в продаже имеются модемы YOTA 4G LTE WLTUBQ-108.
Нам необходимо:
— YOTA 4G LTE WLTUBQ-108
— Медный провод сечением 2.5 мм
— Лист железа
— Коаксиальный провод сопротивлением 75 Ом, тонкий
— Пигтейл двойной с MS156 на SMA Female
— Разъем SMA Male
— Дрель
— Сверло 3 мм
— Пластиковая трубочка или любой диэлектрик
— Паяльник
— Припой, канифоль
— Термоклей
— Хомутики
— USB удлинитель
Шаг 1 Подготовка модема.
Перед началом изготовления антенны, стоит подключить модем к компьютеру. Зайдя в настройки модема по адресу 10.0.0.1, записать значения SINR/RSRP. Делать это надо для сравнения изменения уровня сигнала, после подключения антенны. Модем разбирается достаточно легко. Необходимо чем-нибудь острым, например, шилом или ножом, поддеть и вынуть верхнюю крышку. Делать это надо очень аккуратно, так как под крышкой находится встроенная антенна. Главное не повредить ее. Снимаем крышку:
Далее держим модем за USB разъем одной рукой, а второй снимаем вверх корпус модема:
И с обратной стороны он выглядит так:
Наш модем поддерживает технологию MIMO. MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественные входы, множественные выходы) — технология пространственного кодирования сигнала, благодаря которой можно увеличить полосу пропускания канала. При использовании этой технологии, для передачи данных используются две или более антенны и столько же антенн для приёма. В нашем случае у нас две антенны. Для каждой антенны свое гнездо:
Одно гнездо находится в верхней части модема, второе сбоку справа. Оставлять модем открытым нехорошо, поэтому прикладывая корпус к модему, вымеряем места отверстий под гнезда, и сверлим сверлом диаметром 3 мм:
Вымереть точно достаточно сложно. Просверлив отверстия надеваем корпус на модем и смотрим совпадают ли отверстия с гнездами. При необходимости увеличиваем отверстия ножом в нужном направлении. Убедившись, что отверстия совпадают с гнездами, надеваем корпус и закрываем верхнюю крышку.
Антенну будем подключать к специально подготовленным гнездам. Для этого нам необходим переходник. С одной стороны, которого будет два разъема MS156 (подключаем одну антенну к двум гнездам), с другой стороны высокочастотный разъем SMA Female. Его можно заказать на aliexpress или купить в магазине радиодеталей:
Подключаем пигтейл к модему:
На этом откладываем, на время, модем в сторону.
Шаг 2 Расчет антенны.
Вариантов антенн достаточно много. На мой взгляд наиболее эффективная и простая в изготовлении — Антенна Харченко. Она названа по фамилии инженера, разработавшего и описавшего конструкцию этой антенны – Харченко К.П. Вибратор антенны будем изготавливать из медной проволоки сечением 2.5 мм. Можно использовать провод сечением 2 мм. Провод легко купить в электрике. Перед изготовление антенны изоляцию провода стоит снять. Вибратор состоит из двух квадратов, соединенных в одной из их вершин и с разъединенными сторонами. Провод антенны припаивается в точках соединения квадратов. Входное сопротивление антенны близко к 50 Ом. Я выбрал 75-Омный кабеле, хотя она также хорошо согласуется и с 50-Омным коаксиальным кабелем. Длина сторон квадратов равна λ/4, где λ — длина волны. В нашем случаем это 115 мм. Изготавливаем вибратор по следующей схеме:
Где:
Центральная частота f: 2600 МГц
Волновое сопротивление антенны ρ: 50 Ом
Длина волны λ: 115 мм
Размер L1 (внешняя сторона квадрата): 28.9 мм
Размер L2 (внутренняя сторона квадрата): 27.6 мм
Размер L3 (общая длина рамок): 81 мм
Размер L4 (ширина рамок): 40.5 мм
Размер L5 (промежуток в месте подключения): 1.7 мм
Расстояние вибратор-рефлектор D: 13.2 мм
Размер B (ширина рефлектора): 115 мм
Размер H (длина рефлектора): 115 мм
Диаметр проволоки вибратора: 2.5 мм
Общая длина проволоки (с запасом на повороты): 237.9 мм
Шаг 3 Собираем антенну.
Припаиваем провод к вибратору. В итоге должно получиться так:
Рефлектор можно изготовить практически из любого металлического листа. Также возможно изготовление сетчатого рефлектора. Я выбрал и вам рекомендую изготовить его из металла от старого системного блока компьютера. Толщина достаточная, а покрытие отлично помогает. Вырезаем квадрат со стороной 115 мм. Можно вырезать и больше, я указываю минимально необходимую сторону квадрата. В центре делаем отверстие 6 мм. В углу рефлектора так же проделываем 6 мм отверстие для крепления антенны. Затем берем небольшую пластиковую трубку или трубку из любого диэлектрика. Отрезаем от нее 13 мм и, используя термоклей, крепим, получившуюся деталь, в центре рефлектора, так, чтобы отверстия рефлектора и трубки совпадали:
Продеваем провод с припаянным вибратором в центральное отверстие рефлектора. При помощи термоклея фиксируем вибратор. Перед установкой хорошо продумайте место установки. Антенну нужно расположить так, чтобы вибратор располагался горизонтально. Также ее надо повернуть вибратором в сторону приёмной вышки. Антенну лучше расположить внутри помещения. Если планируете использовать снаружи, стоит позаботься об гидроизоляции антенны. Я закрепил антенну на откосе окна на улице. Чтобы на нее попадало как можно меньше дождя и снега, закрепил ее в верхней части. Таким образом она находится, как бы, под козырьком:
Не забудьте просверлить отверстие в раме окна и продеть в него провод.
Шаг 4 Подключаем антенну к модему.
На конец провода устанавливаем разъем SMA Male. Средний контакт необходимо припаять, внешняя оплетка фиксируется металлической трубкой, изолируем термоусадкой или изолентой:
Пигтейл держится не очень устойчиво в гнездах модема. При малейшем движении разъемы пигтейла выпадают из гнезд. Поэтому стоит изготовить небольшой постамент для модема. Такой постамент удобен и без антенны. Можно просто его поставить на подоконник или шкаф, и сигнал уже будет лучше, чем если бы модем торчал где-нибудь сзади системно блока. Из фанеры вырезаем квадрат со стороной 10 см. И небольшой прямоугольник 2 х 3 см. Скручиваем их как показано на фото. К прямоугольнику, используя хомутик, крепим один конец USB удлинителя. Насчет удлинителя, стоит выбирать удлинитель с проводом потолще и длиной не больше 70 см. В более длинных будут большие потери, и модем может не запуститься из-за недостаточного питания. Также большие потери будут в слишком тонких проводах. Ставим модем в разъем удлинителя, вставляем пигтейл и фиксируем провод пигтейла еще одним хомутиком. Таким образом мы исключим случайное отключения антенны:
Подключив антенну к модему, а модем к компьютеру, заходим в настройки модема по адресу 10.0.0.1. Ориентируясь на показатели SINR/RSRP находим лучшее место для антенны.
SINR — Показатель характеризующий соотношение шума (помех) и уровня сигнала. Для стабильной передачи данных, значение показателя должно быть больше 2.
RSRP — Показатель характеризующий качество сигнала с базовой станции. Чем выше это значение, тем лучше связь. Достаточным считается значение показателя от -110 и выше.
Для сравнения приведу свои показатели. Без антенны значения следующие:
SINR 7, RSRP -112.
После подключения данной антенны показатели стали:
SINR 15, RSRP -92.