WLAN-antenne 2.4 GHz Gør-det-selv
Homebrew udendørs antenne til 2.4 GHz-båndet.
Antenne gevinst er sammenlignelig med panel antenner, herunder Freedom Antenna Set sælges i Finland. Sammenligning er lavet simpelt ved at forbinde antenner til samme computer med Orinoco WLAN-kortet og angiver resultater i Link Test af Client Manager. Min antenne er fundet omkring 2 dB bedre forstærkning end den Freedom antenne, Der er specificeret som 12 dBi antenne. Og priserne ... Åh, jeg behøver ikke engang nævne det! I Europa er der en maksimalt tilladte udgangseffekt på 20 dBm (100 mW) på grund af ETSI-standard, vi bruger. Mens Orinoco "rødt" kort sender 8 dBm signal, og min antenneforstærkning er ca. 14 dBi, der skal kun være 2 dB kabel og stik tab for at holde outputniveauet under 20 dBm. Det Orinoco Adapter Cable tager omkring 1 dB og H1000 antennekabel tager 2 dB / 10m. Så ved hjælp af 5 meter antennekabel der ikke er risiko for overskridelse af udgangseffekten i ETSI-standarden. Denne antenne kan også bygges uden Ringen at mindske antenne gevinst hvis nødvendigt især med meget kort antennekabel.
Dimensionering
Den allerførste punkt i antenne dimensionering er at beregne den bølgelængde (Lambda karakter er blevet erstattet med bogstavet L):
L / mm = 300 / (f / GHz) -> ved 2.45 GHz L = 122 mm.
Antenne billede uden mast lynlåse:
Med dækslet Uden dæksel
Hoveddele kan findes selv i mors skab, men måske sikrere at købe dem fra et stormagasin. Reflektoren er lavet af en aluminiumskagepande og dækslet af en mikrobølgepære af plast, begge 240-250 mm dia. Gryden skal være lige og glat uden profileringer, og siderne er vinkelrette med bunden. Hvis du finder en pande lavet af rustfrit stål, kan det være bedre. Jeg brugte en gryde fra Italo Ottinetti kode 140024 , Hvis sider var 60 mm, og jeg skære dem til 32 mm.
Andre nødvendige dele:
Et stykke af kobber vandledningen, intern dia 10 mm, længde under 40 mm
Et stykke messingstang, udvendig diameter 4-4.5 mm, længde <40 mm
Kobbertråd ca. 2 mm dia, længde <70 mm
N-stik, panelfatning
Et par stykker dåse stålplader, fx fra dåse
Et stykke af PVC-belagt elektrisk ledning 1,5 mm2
Skruer og bolte M3, loddetin etc.
Antenne konstruktion:
Reflektor (Aluminium pan) dia = L x 2, højden af siderne = L/4.
I midten af bunden er der N connector til venstre og dipolen til højre. En afstand fra bund til dipolen er lidt mere end L/4. Det Dipol er monteret med en luft-isolerede coaxial typen fod, Hvis impedans er 50 ohm og længde L/4. Inner ledning koaksiale er lavet af 4 til 4.5 mm stang eller rør og skjold fremstillet af split kobber rør hvor den interne dia er 10 mm. Til højre for dipol der er en disk hvis dia er L x 0.4 (= 49 mm) og afstand fra dipol igen er L/4. Disc materiale kan være tyndt aluminium eller fortinnede stålplade.
På samme afstand som disken, er der også en ring fremstillet af PVC-belagt elektrisk ledning 1,5 mm2 ved at binde den til at ringe diameter omkring L x 2. Det er ikke nødvendig at korte enderne af ringen, jeg forlod ~ 1 mm plads. Hvis du vil kan du kortslutte enderne sammen så godt. PVC-belægning på tråden har ingen magi, kan du bruge f.eks 2 mm klart kobbertråd så godt.
Jeg monterede disken og Ring til plastic dæksel lavet af mikrobølgeovnen pære. Et stykke plastfolie og lim er nødvendige for at montere disken. Ringen jeg limet inde i dækslet, så diameteren af ringen bliver noget mindre end L/4.
Montering:
Siderne af reflektoren (kage pan) skal være L/4 eller 32 mm, så ekstra højde skal skæres væk. I midten af gryden er der et hul på 12 dia og fire 3.5 mm huller i henhold til N-stikket. Dipolens fødder er lavet af delt kobberrør og inde i det en stang eller et rør. Føddernes impedans skal være 50 ohm, hvilket faktisk betyder, at forholdet mellem den indre dia af den ydre ledning og dia af den indre stang er 2.3. Det er ret tæt, når den indre stang eller rør har 4 til 4.5 mm ydre dia, og kobberrør har 10 mm indre dia. Den nøjagtige ligning af forholdet mellem impedans og diameter er:
Z = 138 * Log (D/d)
Tabellen med impedans og diameter Ratio
D = indvendig diameter af røret
d = ydre dia af stangen Z = impedans i fri luft
| D / d |
Z / Ohm |
| 2.2 |
47.3 |
| 2.3 |
50 |
| 2.4 |
52.5 |
| 2.5 |
54.9 |
Hvis det indvendige ledning er lavet af stang er det god ide at bore aksialt en 3 mm hul på enden af det, så stangen kan være lodde fast til den indvendige tryk af N-stikket. Længden af stangen bliver omkring L/4, Men det er bedre først at lade det længere tid og skære det senere efter delene først er formonteret.
Kobberrøret skal opdeles med en metalsav så nøjagtigt som muligt og afgratet med en fil. Enden af den delte ledning fastgøres derefter til midten af gryden. Det er ikke muligt at lodde det direkte på aluminium, men vi lavede en flange af fortinnet stålplade til samme dimensioner som flangen på N-stikket. Midt i flangen bores et hul, der er lig med den ydre diameter på ledningen og fire 3.5 mm huller som i N-stikket. Den ene ende af den delte ledning loddes derefter i flangens midterhul, mens spaltenes bredde mellem halvdele holdes på 1-1.5 mm.
Opdelingen ledning skæres derefter, således at længden af de åbne spalter bliver en meget præcis L/4. Dette er den mest præcise punkt i antenne konstruktion. Blandt med mange roller optræder slot som et band pass filter som afviser andre frekvenser end den nominelle HF.
Nu er god tid til at pre-samle dele. Med fire 3 mm skruer, er de N-stik med centrum stang og flangen med split conduit monteret på modsatte sider af hullet i midten af panden, N stik til den udvendige side. Den centrale stang er nu skåret i samme længde som split ledningen.
Dipol blev foretaget fra 2 mm emaljeret tråd. Den ene arm af dipolen er loddet både til centrum stang og til halvdelen af kobber ledning. Den anden arm af dipolen er loddet kun den anden halvdel af ledningen. Arme dipol skæres til L/4 fra akslen, bliver så samlet bredde på dipol L/2.
Før lodning er det god idé at indgive riller til dipol ledning til centrum stang og to halvdele ledningen.
Til højre for dipolen der er skiven og Trådringen som kan samles til betrækket pære, således at deres afstand fra dipol bliver til L/4.
Dækslet pære kan låses med tre 3 mm skruer og forsegles med silikone masse samt N connector joint.
På selve laveste punkt af panden der skal bores et lille hul for kondensvand udstødning.
Ofte stillede detaljer
|
|
Den vigtigste dimension af antennen er længden af slidsen,
der skal være 31 mm @ 2.45 GHz.
Jeg kender ikke den optimale bredde af åbningen. Jeg gjorde det med metal håndsav indsætte to blade parallelt. Så det bliver ca. 1.5 mm.
|
Ja virkelig!
Den ene arm af dipolen er loddet både til centrum stang (2), og til halvdelen af kobber ledningen (1). Den anden arm af dipolen er loddet kun den anden halvdel af ledningen (3).
Det betyder ikke en "kortslutning". Husk, at signalet her ikke er jævnstrøm, men høj frekvens!
Se: Særlige Tilfælde af Quarter Bølgelængde
|
Mast montering af antennen
Mast skruer kan foretages fra udstødningsrøret klemmer. Se ovenfor nogle montering ideer. Vær forsigtig med ikke at montere klemmer i midterlinien ellers masten forhindrer tilslutning af kabel til N-stikket. Den længst til højre Billedet er fra bagsiden.
beskyttelse Lightning
Når antennen er monteret over taget er der bliver en risiko for lynnedslag skader på WLAN-kortet.
Masten skal være jordet fast med f.eks 16 mm2 kobber reb til et godt jordforbindelse. Lynbeskyttelsesmodul anbefales mellem antennekablet på det sted, hvor kablet kommer ind i taget.
Antenne kabel og stik
Kabel type Belden H1000 findes at være lav tab på mikrobølge-båndet og det er ikke meget dyrt. Alle kabel-og stik impedanser skal være 50 ohm. Udendørs forbindelser er ikke vandtæt nok som sådan. Såkaldte self vulkaniseringstilsætningsstoffer tape er bedste valg til at vinden over tilslutning og frem for alt er der nødt til at være såret sort elektrisk tape til at beskytte vulkaniseringstilsætningsstoffer tape mod ultraviolet lys. Se kabelføring detaljer .
Kilder
Antenne konstruktion er fra side http://6mt.com/2304tech.htm hvor der findes et element mikrobølgeantenne du kan bygge (73 10-82) c56.zip . Jeg har dimensioneret det til 2.4 GHz-båndet, og lavet nogle tilføjelser.
Vores andet produkt:
