Причина, по которой беспроводные сети пока не вытеснили технологии мобильной связи, вполне объяснимы: дальность действия беспроводных сетей невелика. Конечно, существуют и другие особенности. К ним относятся величина расходуемой энергии, сложности с идентификацией, однако ключевым пунктом является именно дальность действия. Можно ли своими руками изготовить направленную wi-fi антенну?
Здесь все достаточно просто. Нужно только освоить несколько простых терминов. Во времена изобретения радио о распространении электромагнитных волн мало что было известно. Было всего два провода-антенны: одна – принимала, вторая – излучала. Со временем стало ясно, что характер распространения электромагнитных волн зависит также и от погодных условий. Государство сразу же забрало себе оптимальный частотный диапазон и приспособило их под нужды военных. Вещания и радиолюбителям пришлось довольствоваться остатками.
Направленность антенны
В организации стабильного частотного канала большую роль играет именно антенна. Если с диапазоном электромагнитных волн нельзя ничего поделать, то с антеннами можно проводить любые эксперименты. Антенны, которые использовал Попов, были всенаправленными, т.е. мощность сигнала в них равномерно излучалась во все стороны. Однако инженеры очень быстро сообразили, что этот большой недостаток, и стали искать способы его исправления.
В результате было найдено достаточно много решений.
Излучатель в простейшем случае следует поместить в точке фокуса гиперболической антенны. Так выглядит большинство антенн для спутникового ТВ. Подобный эффект используется в оптике: лучи, падающие на раскрыв антенны под прямым углом, собираются в фокусе. В данном случае тарелку называют отражателем или рефлектором. Приемные и передающие антенны, расположенные в фокусе, работают намного эффективнее, чем всенаправленные антенны.
Коэффициент усиления и диаграмма направленности
Человека, не имеющего инженерного образования, наверняка будет интересовать следующий вопрос: если все лучи собираются в одной точки, при этом усиливая во много раз мощность сигнала, причем тут передатчики? Оказываются, свойства антенны на передачу и прием абсолютно идентичны. И те, и другие можно охарактеризовать при помощи диаграммы направленности.
Такая диаграмма показывает, какую мощность антенна излучает в том или ином направлении. Диаграмма направленности антенн Попова по форме напоминала круг. Диаграмма направленно wi-fi антенны выглядит несколько иначе: у нее впереди образуется продолговатый пик. Высота данного пика настолько велика, что выражается она в относительных единицах – децибелах. Иначе он бы выглядел как тонкая иголка по середине с ровными нулевыми горизонталями по бокам.
Еще один термин, с которым нам предстоит познакомиться, это коэффициент усиления. Коэффициент усиления — это отношение пиковой мощности к мощности, которую излучала бы в тех же условиях всенаправленная антенна. Величина этого параметра также выражена в децибелах.
Направленная антенна wi-fi очень эффективна. С помощью нее можно усилить сигнал во много раз. Ниже будут рассмотрены некоторые самодельные варианты направленных антенн, которые хоть и не обладают такими огромными показателями, но тем не менее дают выигрыш в 6 дБ.
Простейшие варианты направленных антенн для wi-fi
Способ №1
Антенну обычного wi-fi роутера можно сделать направленной. Для этого ее нужно снабдить рефлектором. В данном случае поместить излучатель антенны в фокус, конечно, вряд ли получиться, однако нулевым эффект при таком преобразовании тоже не будет.
Самый простой способ – надеть на антенну роутера лазерный диск блестящей стороной наружу. При этом алюминиевое покрытие диска будет отражать электромагнитные волны. Диаграмма направленности антенны кардинально поменяется. Ярко выраженный максимум появится перпендикулярно диску. Шпиль антенны при этом придется расположить горизонтально, иначе львиная доля энергии будет уходить в никуда.
Способ №2
Для такой антенны вам понадобится пустая банка из-под пива или любого другого напитка. Нужно отрезать донышко банки, отделить горлышко и оставить только узкий перешеек. Боковину банки противоположно перешейку необходимо рассечь вдоль по прямой. После этого необходимо выровнять стенки банки.
Далее рефлектор через отверстие яйцевидной формы, с которого убрали открывалку, нужно надеть на антенну. Скругленная стенка такой антенны напоминает параболоид, урезанный по краям. Преимущество такого решения состоит в том, что отражатель можно вращать по кругу, перемещая таким образом в нужное направление. Коэффициент усиления придется немного отрегулировать вручную.
