Блог Антенщика

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.

240 комментариев: Фрактальная wi-fi антенна

  • Николай говорит:

    Здравствуйте. От домашнего TP-Link TD-W8961ND до рабочего компьютера на прямую не больше 250 метров, на пути сигнала две кирпичные стены. На рабочий компьютер установил TP-LINK WN851ND. Домашняя сеть не находится. Стал искать инфу по самодельным wi-fi антеннам, так попал сюда, заинтересовала данная конструкция. Покопался в гугле, инфы мало. Попытался как нибудь привязать имеющиеся знания к размерам этого монополя Серпинского. Мне кажется что не высота треугольника должна быть 62 мм, а длинна ребра треугольника: Скорость света в вакууме = 299 792 458 м/с частота 1го канала wi-fi = 2412000000 Гц от сюда длинна волны 299 792 458/2412000000=0,124292 м или 124,292 мм половина длинны волны получается как раз 62,146≈62мм. Конечно может я и не прав.

  • Сергей говорит:

    Надо через две стальные стенки прокинуть wi-fi, пришло в голову сделать типа повторителя на ваших антеннах. Кусок кабеля на концах антенны,кабель 3 м длиной, как думаете заработает такая конструкция.
    Спасибо за ответ.

  • Илья говорит:

    Есть задумка распечатать такую же антенну на 3D принтере, сталью. Но не понятно какой должен быть рисунок , ведь тогда антенна будет объемная. Как разрабатывают форму фрактальных антенн?

  • Алекс говорит:

    Очень интересен вопрос «..надо пересчитать..»

    Можете показать свои теоретические выкладки? На основании чего и как производились расчеты, выбор рисунка и порядка фрактала.

    Очень хочу вкурить матчасть))

    И на досуге попробую повторить)

  • Илья говорит:

    Добрый день! У меня на роутере 2 антенны, как правильно расположить между собой 2 антенны сделанные по вашему варианту. И еще влияет ли положение антенны на уровень передаваемого сигнала (лежа, стоя)

  • Иван говорит:

    очень долго мудился с переносом краски с бумажки ну с 4го раза решил недостающие детали просто дорисовать,) работает отлично , автору респект!! но возник ряд сопутствующих вопросов, вот на ноутбуке на вай фай плате имеется два разъема main и aux я прочитав соответствующий материал на у вас на сайте подключил антенну к aux сделал это интересным образом) разобрал ноут полностью вытащил антенну которая подключалась к aux вытащил провод и все собрал на одной антенне соответственно этот провод снял припаял к самодельной антенне и подключил обратно) и в итоге получается так что комп скочет с одной антенны на другую и например вай фай из соседнего дома имеет уровень то 18% то 100% хотя родными антеннами он вообще не виделся.. ну я отключил вторую родную антенну компа и оставил гнездо свободным — все равно присутствуют эти скачки где то 2 — 3 секнуды — то сигнал есть то нет, подскажите как решать подобную проблему? можно два гнезда на одну антенну пустить? или делать две антенны? а вот еще вспомнил каким местом она должа быть направленна на источник сигнала? поэксперементировал с вай фаем расположенным в 5и метрах и программой wifi scanner и получается что наилучший сигнал получается при расположении боком в сторону источника,а это как то странно..

    пока портил текстолит утюгом придумал — вытравливаем антенну потом полируем ее до состояния зеркала греем текстолит пока не отвалится фальга — и полученную фрактальную фальгу скотчем или сперва чем то а потом сверху все равно скотчем клеем на крышку ноутбука — вот и встроенная фрактальная антенна, а еще можно просто приклееть эту фальгу под матрицу к крышке изнутри )

    на днях попробую эту антенну на 2G/3G сетях, да знаю частота не та но просто ради интереса, все равно в телефоне разъем для дополнительой антенны один в один с этим )

  • Павел говорит:

    А реальный коэффициент усиления какой у нее? С таким монстром на другой стороне как зеркало 24дБ будет работать и кусок провода…
    Чо-то мне здается что ен больше 5Дб. Как и любая штатная вай вай онтенна…

  • Юрий говорит:

    Игорь, доброго дня!

    Имею ASUS RT-N 16 в частном доме. Как известно у данного роутера 3 антенны. Будет ли увеличение покрытия и увеличение сигнала, если штатные антенны заменить на фрактальные и разнести их в пространстве, одну, возможно, даже вынесу во двор?

    Или все это от лукавого и лучше поставить доп. ТД?

  • Юрий говорит:

    Игорь, доброго дня!
    Имеет ли смысл заменить этой антенной 3 штатные антенны на роутере ASUS RT-N16 с разносом их в разные комнаты для увеличения зоны покрытия?

      • Юрий говорит:

        Эээх, тогда буду потихоньку, пересматривать топологию сети. К тому же маячит возможность подключения интернета по Wi-Fi (сейчас 3G, другого нет) вроде установили мачту, подвели к ней оптику, но, пока никаких объявлений и т.п..
        Не могли бы Вы, Игорь, подсказать конструктив антенны Wi-Fi (вышка в зоне прямой видимости, метров 500) и оборудование для безотказной работы. Т.е. требуется принять Wi-Fi и передать его на роутер, а тот уже локалку организует.

        С уважением, Юрий.

  • Артем говорит:

    Игорь, здравствуйте. Хочу сделать антенну по вашему шаблону. Обнаружил, что шаблон, который вы даете не соответствует требуемым размерам, которые вы указали, а именно: высота антенны = 62 мм.. Никак не могу подогнать в графическом редакторе данный шаблон к требуемым размерам. Не могли бы вы предоставить исправленный шаблон именно по тем размерам, которые вы написали? Буду очень Вам благодарен.

    • Шаблон везде распечатывается по разному. На всех принтерах по разному. не возможно дать шаблон, что бы он везде распечатывался одинаково. так что извините. Без подгонки никак.

  • Артем говорит:

    Игорь, здравствуйте! Вчера сделал антенну по вашей инструкции, подключил ее к роутеру TP-Link TL-WR741ND вместо штатной антенны. Обнаружил, что уровень сигнала остался прежним, ни лучше и ни хуже. В чем может быть проблема? Или при подключении такой антенны к роутеру сигнал не будет значительно усиливаться?
    -Использовал 50 Ом кабель.
    -Экран не припаивал
    -Размеры антенны по высоте вышел = 61 мм.
    -Обрывов контуров нет.
    -Прилагаю фото антенны http://dropmefiles.com/OETGH
    -Насчет высоты антенны 62 мм я так и не понял, как именно добиться этого недостающего 1 мм, так как даже в данном pdf-шаблоне я использовал инструмент линейку и замерил высоту шаблона в электронном варианте, высота вышла = 61,05 мм.

  • Алексей говорит:

    Привет, можешь сказать какая должна быть толщина текстолита?

  • Алексей говорит:

    А ширина рисунка?
    И если можно подробнее как подсоединить кабель к антене, используется один контакт? И можно наклонить антенну по отношению провода?

    • Игорь Анетнщик
      Игорь Анетнщик говорит:

      Центральная жила на рисунок, оплетка на обратную сторону текстолита к нетронутой фольге. Читайте статью, размеры там все указанны.

      • Алексей говорит:

        Простите за настойчивость, но из размеров указаны только высота, а ширина какая? Или это квадрат?

        • Игорь
          Игорь говорит:

          Вот этот рисунок: http://bloganten.ru/wp-content/uploads/Fraktal%27naya_wi-fi_antenna.pdf скачиваете, распечатываете 1:1 и переводите на двусторонний фольгированный текстолит, травите сторону на которой рисунок (фрактальный треугольник), к нетронутой стороне текстолита припаиваете оплетку 50 Ом кабеля, центральную жилу к рисунку.

  • Дмитрий говорит:

    Скажите, а гетинакс или текстолит должен быть двусторонним? И куда паять экран от 50 омного кабеля? Или как я понял к треугольнику паяеться только центральная жила?

    • Игорь
      Игорь говорит:

      Да. А оплетка паяется к нетронутой второй стороне платы. Двусторонний текстолит используется 2 мм.

  • Егор говорит:

    А что с обратной стороны антены? Просто полигон или антена состоит только из одного слоя?

  • Константин говорит:

    Здравствуйте Игорь! Я живу в много квартирном панельном 5 этажном доме из 4 подъездов. С ребятами хотим соорудить вайфай сеть. Можно ли такой антенной перекрыть весь дом, если она будет излучать с квартиры?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


BlogAnten.ru © 2010-2016. Все Права Защищены. Любое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.