Меню

Фрактальная wi-fi антенна

Фрактальная Wi-Fi антенна

Всем Привет! Продолжаем мастерить антенны для интернета. Не так давно, в одной из публикаций, я рассказывал о фрактальных антеннах, это была теория. На западе давно уже практикуют подобные конструкции, я наслышан о чудесной работе таких антенн, об их эффективности, компактности и простоте. Эта тема меня всегда интересовала, хотелось самому собрать фрактальную антенну и проверить ее работу. Недавно мне это удалось, и сегодня я хочу поделиться с вами одной конструкцией фрактальной Wi-Fi антенны, которую я собрал и проверил в действии. Скажу сразу, антенна превзошла все ожидания, и хотя она получилась у меня с третьего раза, результат того стоил. Отличная работа на расстоянии 1000 м от точки доступа, думаю говорит о многом.

Как и все антенны о которых я стараюсь рассказать вам на моем блоге, эту антенну мы так же будем собирать своими руками, из подручных средств, не прикладывая больших усилий, и что самое главное денег. Вся инструкция по изготовлению фрактальной Wi-Fi антенны будет проиллюстрирована фотографиями, сам процесс я подробно опишу, поэтому проблем возникнуть не должно, но появившиеся вопросы вы можете задавать в комментариях.

Основная часть процесса изготовления заключается в травлении платы с рисунком самоподобного треугольника, который наносится на пластину фольгированного текстолита, методом перевода с помощью специальной бумаги. У кого есть опыт в травлении плат, тому будет проще, для тех же, у кого этого опыта нет, не отчаивайтесь – это весьма не сложное занятие.

Все начинается с размеров, самое главное это соблюсти размеры, которые указаны на рисунке:

Рисунок фрактальной антенны

Рисунок скачиваем здесь: Fraktal’naya_wi-fi_antenna.pdf. Если размеры рисунка не совпадают с теми, что я указал, их можно подкорректировать при помощи любого графического редактора, главное чтобы при распечатке пропорции были соблюдены. Этот рисунок необходимо отобразить на текстолите, для этого его нужно распечатать на принтере. Я это делал при помощи обычного черно-белого лазерного принтера, только бумага для печати должна быть особенной.

Распечатка фрактального рисунка.

Печатать нужно на подложке от самоклеящейся бумаги. Такую бумагу можно найти в канцелярских магазинах или как я нашел ее в магазине обоев, а именно это были самоклеящиеся обои цвета дерева, ими обычно столы обклеивают или другую мебель. Нам понадобится не та сторона которую используют для обклейки, а обратная, которую обычно выбрасывают, эта бумага имеет специфическую глянцевую поверхность, свойства которой нам и понадобятся. Вырезаем бумагу под формат А4 или А5, что бы принтер прокрутил ее, и распечатываем на ней подготовленный для печати, с выдержанными размерами рисунок. Перед печатью настраиваем принтер под максимальный расход тонера, что бы слой краски не был слишком тонким.

Далее, на заранее вырезанную пластину 2-х миллиметрового фольгированного стеклотекстолита, с помощью утюга, мы переводим рисунок нашей антенны. Для этого, накладываем его на одну из фольгированных сторон пластины, заранее обезжиренную ацетоном или бензином, и разогретым утюгом, слегка надавив, водим по бумаге. Эта процедура занимает не более минуты, пластина должна хорошо прогреться. После этого даем пластине остыть и плавно удаляем бумагу, рисунок  должен остаться на плате.

Переводим рисунок антенны

рисунок антенны

Травление платы.

Есть много разных способов травления плат, лично я предпочитаю травление в растворе хлорного железа. Хлорное железо можно купить там же где и текстолит, в любом радиотехническом магазине, или как я нашел его в строительном магазине, емкость 250 грамм мне досталась за 50 р. Хлорное железо разводится в теплой, желательно кипяченой воде (50-60 0С) в пропорции 1:2, например я разводил 100 г. хлорного железа в 250 мл. воды (в стакане воды). Раствор можно приготовить в ненужной чистой пластиковой ёмкости. Растворить порошок нужно хорошо, для этого в воду его нужно добавлять постепенно, постоянно помешивая.

Травление Фрактальной антенны

В готовый теплый раствор, окунаем плату с рисунком, (предварительно защитив сторону без рисунка, если она не заклеена пленкой) и оставляем на некоторое время, у меня весь процесс травления занял 12 минут, чем свежее раствор, тем быстрее происходит травление. В процессе травления можно периодически покачивать плату в растворе при помощи пинцета, удаляя таким образом остатки разъеденной меди.

Процесс травления

Протравленную плату следует промыть под струёй теплой воды, после чего удалить при помощи ацетона краску с меди, и защитную пленку или краску с обратной стороны платы. У вас должен получиться четкий рисунок самоподобного треугольника со всеми выдержанными размерами, все маленькие треугольники должны иметь контакт друг с другом.

Готовая плата

Припаивание разъём.

Антенна практически готова, теперь нам нужно припаять подходящий разъём для согласования wi-fi антенны с устройством, если к антенне будет подведен обычный 50 Ом кабель, можно припаять коннектор BNC. Так как я проверял антенну с помощью ноутбука, я припаял ее с помощью тонкого кабеля RG-59 к адаптеру ноутбука. Как паять видно на фото ниже, кабель лучше подвести с тыльной стороны платы, просверлив в ней отверстие. Центральная жила продевается в отверстие и припаивается к нижнему маленькому треугольничку, а оплетка кабеля паяется к не тронутой второй стороне текстолита. Сам рисунок на плате можно залудить, для лучшего контакта всех фрактальных треугольников, но у меня отлично работал и не луженный экземпляр.

Фрактальная wi-fi антенна

Теперь подробнее о результатах. Антенна тестировалась в стандарте 802.11g, но как мне известно, такие антенны отлично работают во всем районе 2.4 ГГц. В США и Южной Корее подобные антенны используют на базовых станциях беспроводных сетей LTI (4G). Хочу проверить на 3G, размеры конечно нужно пересчитать. Для wi-fi антенна, именно я этими размерами работает просто отлично. На расстоянии в 1 км ноутбук с такой антенной отлично подключается к точке доступа работающей в режиме «access point» и раздающей автоматически IP адреса, условия прямой видимости присутствуют частично, много помех в виде деревьев и зданий. На точке доступа в качестве антенны используется MMDS зеркало с облучателем в фокусе, коэффициент усиления 24 Дб. На ноутбуке показывает «три палки», подключается без проблем. Ниже диаграмма RSSI.

RSSI

В следующем месяце хочу собрать на таких антеннах «линк», и проверить дальность на прямой видимости. В качестве внутренней wi-fi антенны фрактальная антенна тоже работает отлично, пока не совсем понятна её работа, не ясна диаграмма направленности. Если кто-то знаком с подобными антеннами прошу отписаться в комментариях, на вопросы отвечу там же.

Было интересно? Тогда подпишись на ЭТОТ САЙТ по E-mail

Комментарии 252

  • Доброго времени суток! Изготовил две таких антены из медного листа 1мм.Резал на лазерном станке
    с ЧПУ.Гальваникой нанес серебренный слой. Отрожатель сделал из тогоже листа без серебра.Растояние
    между директором и отражателем сделал примерно 15-16мм.Точкой доступа вышел Dlink dir-300 перешитый
    под DD-WRT.Клиент тоже DIR-300.Получил линк на ростоянии 1,5км.Причем через березавую рощу.
    Скорость провайдера 15мб. Получаю на клиенте 10-12мб.Не решался написать пока непротестил во все времена года.
    Вывод! Супер!!!!!!!!!!!!!!!!!! Автору УВАЖУХА!!!!!!!!!!!!!!!

  • Здравствуйте купил двухсторонний текстолит на одной стороне будет сама антенна (треугольники), вторую сторону хочу закрыть при травлении, и припаять туда экран. Это будет правильно?

  • Игорь здравствуйте!
    я тоже повторил с десяток таких антенн в разных вариациях, работает, работает лучше штатной, тестил с Dlink 700AP wiwe-ng. Что могу сказать, рисунок слизаный с пдф во — первых двухдиапазонная антенна — 5 и 2.4ГГц, следовательно кто нарыл кое какие макументы по фракталам серпинского мог худо — бедно перевести и увидеть, что она широкополосная,но рассчитана так, что пики усиления попадают на 2.4 и 5 соотв.
    рассчитал кое что сам, сделал, результат ошеломляющий. вне прямой видимости точки (находятся на разных этажах, и даже естественных отражателей нет) приконектились на -54db, что собственно говорит о том, что это лучшее из того что видел при равных условиях.
    Теория изготовления у Вас с изъяном (уголки треугольников чем острее по фольге тем лучше,сознательно их обрезать, что бы не протравилось — убить всю задачу, но тут важна технология изготовления печати).Спасибо за отклики.

    • Хотелось бы узнать размеры в вашем исполнении? Как вы расчитывали? Если дадите размеры и описание конструкции буду очень благодарен, и думаю не один я. Сразу же соберу и протестирую.

  • Приветствую Игорь!
    Скажите как ваши эксперименты с 3g модемом проходят?
    Можно ли подключить к нему фрактальную антену?
    Какие размеры антены лучше использовать?
    Заранее благодарен за ответы.

  • Подскажите, насколько эффективно такая антенна будет работать в связке с маршрутизатором?

  • Не работает =(((

  • «два квадрата»
    поделитесь пожалуйста mail-37@bk.ru
    =================================

    Игорь Анетннщик, выставленный на сайте «Рисунок скачиваем здесь: Fraktal’naya_wi-fi_antenna.pdf» у него размер 1:1 ?

  • кому скучно-лепите. я пользую два крадрата уже 3 года.перепробовал всё что нашол в литературе и инете.чтобы построить треугольник нужно серьёзное оборудование

  • МНОГОДИАПАЗОННЫЕ И ШИРОКОПОЛОСНЫЕ
    СВОЙСТВА ФРАКТАЛЬНЫХ АНТЕНН
    http://aspirantura.mipt.ru/zastchita/avtoreferats/fpfe/f_4a6wq9

  • Если размер увеличить в два раза, мощность увеличиться ?

  • Так как там с экспериментом!!! бабочка описным на предыдущей странице, а может кто то пробовал 3 или даже 4 штуки соединить и припаять в 1 точке пропорции не соблюдены но мысль я думаю понятна[img]https://bloganten.ru/wp-content/uploads/comment_images/post-551/2013/5/dbebacdc63f3514382e890c47e7fc35e.jpg[/img][float=left]

    • Сказать по правде, надоели уже эти эксперименты с фракталами, чего я только не пробовал, с чего вы взяли что такая сдвоенная строенная модель вообще будет работать? Последние опыты показали, что салфетка лучше всего работает с экраном на оплетке, только вот расстояние от экрана до салфетки, и размеры экрана, никак не могу точно рассчитать, перелопатил кучу всевозможной литературы, формылы, чего только не подставлял. Самый отлично работающий вариант, это вариант описанный в этой статье, только плюс экран, на расстоянии 2 мм, выполняется вся модель на двухстороннем текстолите. Знаю, что есть более мощьные антенны, охватывающие более широкий диаппазон, американцы держат эти разработки в секрете, в сети ничего не найти.

  • Собрал две таких антенны, все делал точь в точь как описанно в статье, работают обе, но вторая работает просто на убой! Она ловит все что есть в поселке, у нас катеджный поселок рядом с городом стоит, так эта антенна ловит вайфай с моей работы, расстояние до офиса около километра, там из роутера направленная антенна 4 Дб Д-линк стоит, так вторая фракталка без проблем подключается к этому роутеру. Первая антенна ловит только по двору. Отсюда вопрос, почему две абсолютно одинаковые антенны работают по разному, с размерами все впорядке проверял не раз, тот же кабель, тот же разъём?

    • и еще раз здравствуйте….

      на ваш вопрос могу прокомментировать…разные схемы согласования антенны с прибором….поменяйте их местами….результат должен быть тот же….если нет значит внимательно осмотреть сами антенны….различия могут быть в долях миллиметров…..и если возможно выложите фото работающей антенны….
      я собрал…5 копий этой антенны….результат ….ХУЖЕ СТАЦИОНАРНОЙ….намного хуже…..поэтому здесь оставляю отрицательный отзыв….
      НЕ ТРАТЬТЕ СВОЕ ВРЕМЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭТОЙ АНТЕННЫ

  • дважды вытравил антенну…результат хуже чем стандартные…пробовал разные вариации…на толстом текстолите и тонком…кабель использовал стандартный тонкий (которым подключается антенны в ноутбуке….может согласования нет?

  • Здравствуйте. Такой вопрос: на рисунке некоторые маленькие треугольники имеют острый угол, а некоторые как бы «спиленные». Я так понимаю, что там , где угол треугольника «спилен» есть электрический контакт (фольга), а где острый угол, там фольги нет. Всё так?

      • Рисунок в тексте статьи с указанными размерами треугольника. Самый верхний левый маленький белый треугольник. Видно, что сверху от него фольга есть, слева снизу тоже есть электрическое соединение, а снизу справа (где он касается треугольника чуть большего размера)[img]https://bloganten.ru/wp-content/uploads/comment_images/post-551/2013/5/91da3d6800cf528e4f0ae0d03d9e8ea2.jpg[/img][float=left]

        • Все треугольники имеют контакт друг с другом.

          • Не все. два треугольника в верхней части справа и слева от большой трегольной прорези не имеют контакта и их, судя по данной схеме, можно выкинуть.
            Зачем они там оставлены, если к ним нет толстых дорожек?

  • в программе ММАNA не пробовали рассчитывать?

  • Очень заинтересовала возможность увеличить радиус приема, и хотел бы попробовать изготовить такую антенну. Но, не совсем представляю, будет ли в конечном счете удобно использовать ноут со съемной (не обязательно с этой) антенной? Что, из ноута будет выходить (и болтаться) кабель с припаянной к нему антенной? Если так, то мне кажется, что она оторвется в первый же день. Даже если антенну закрепить (напр., конкретно эту можно приклеить на двусторонний скотч к крышке ноута), то все равно, кабель будет все время торчать? Если так, то он ведь будет цепляться за все, да и переломится рано или поздно от постоянных изгибов. Может, каким-то образом можно приспособить разъем на корпус ноута, чтобы антенну можно было подсоединять только при необходимости? Если есть кто-то, у кого описанные эксперименты переросли в регулярное практическое использование, прошу поделиться своими наработками и впечатлениями. Очень просил бы также выложить фотки своих ноутов с внешней антенной.

    • Разъём можно и в корпус встроить, это можно сделать с помощью переходника как покаанно здесь: https://bloganten.ru/podklyuchaem-wi-fi-antennu-k-noutbuku/

      • Спасибо за оперативный ответ, Игорь, но ваша ссылка иллюстрирует именно описанный мной выше вариант – из ноута выходит кабель, на котором висит антенна. Этот вариант исполнения годится на этапе испытаний, но, как мне кажется, будет не удобен в практическом использовании. Ведь разъем находится под на самом блоке Wi-Fi, т.е. внутри компа. Ну, согласитесь, совсем не айс ни перемещаться с ноутбуком, к которому намертво привязана такая банка, как на одном из указанных Вами фото, ни каждый раз снимать крышку ноута для подключения антенны. Может, есть варианты с антенным разъемом на корпусе ноута? Ну, или как у кого выглядит комп готовый к использованию (собранный, с закрытыми крышками)? Со снятой и с подсоединенной антенной?
        Заранее прошу прощения, если мой вопрос компетентным людям покажется нелепым, а ответ на него очевидным – я в этом деле полный дилетант и мне для понимания требуется разжевывание с картинками.

        • В корпусе ноутбука делается специальное отверстие и крепется гнездо переходника, далее просто прикручиваете или откручиваете внешнюю антенну.

          • Спасибо. При большом увеличении фоток рассмотрел, что на антенном разъеме переходника есть резьба, которой и можно закрепиться за корпус.
            Но, т.к. искомых изображений так и нет, то ответьте, пожалуйста, еще на такой вопрос: эта (фрактальная) антенна узконаправленная или всеракурсная? Т.е. можно ли ее крепить к ноуту произвольно (самый желаемый малозаметный вариант – приклеить горизонтально под нижнюю крышку ноутбука) или обязательно вертикально (на откидную крышку с обратной стороны дисплея), а может вообще нельзя стационарно приклеивать, а нужно нащупывать и фиксировать наиболее эффективное направление?

  • а зачем травить при столь простой конструкции?проще вырезать бумажным ножом..потом прогреть удаляемые фрагменты мощным паяльником..так и ровнее будет и без поттравки

  • Здравствуйте. Сделал антенну по вашим эскизам. В какой программе вы проверяли работоспособность? И что такое «диаграмма RSSI» и по каким критериям вы узнали » усиления 24 Дб»?

    • Эта антенна не может давать 24 Дб, в статье говорилось про источник сигнала антенну MMDS она дает такой коэффициент, сигнал можете замерить любой программой для этих целей, их в интрнете куча. Мы изначально тестировали антенну с помощью специального прибора радарного сканера.

  • Сделал антенну в половину меньше вашей для планшета TEXET TM-7026 поместил в корпус.Сигнал выше стандартной антенны на 25 процентов.Тяжело подогнать под корпус,точнее под плассмассовую крышку с боку,так как корпус из метала.Кстати без крышки ловит лучше.Огромное спасибо за схему.Буду и дальше эксперементировать,есликому интересно кину фото.

  • Антенны две, и они съемные.[img]https://bloganten.ru/wp-content/uploads/comment_images/post-551/2013/2/c4ca821b6e97f2cf9fcfd549287d0347.jpg[/img][float=left]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *