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.

249 комментариев: Фрактальная wi-fi антенна

  • Fricker говорит:

    Ищите в google  — Sierpinski Gasket Monopole Antenna.

    Расчеты и pdf, здесь — _https://www.researchgate.net/publication/3017755_Analysis_of_a_Modified_Sierpinski_Gasket_Monopole_Antenna_Printed_on_Dual_Band_Wireless_Devices

  • Дмитрий говорит:

    Или такую антенну можно вообще на улицу не выводить ?

  • Дмитрий говорит:

    Парни ещё вопрос по Ви-Фи!В рабочем городке раздают  ви-фи так как нет связи. В вагончиках которых мы живем ви-фи не ловит , что бы поймать инет нужно выйти на улицу, а там холодно.Вопрос вот в чём-подойдёт ли такая антенна для  «ловли «ви-фи если ноут стоит с вагончике,а антенна через трёх или пяти метровый кабель выведена на улицу? Раздача wi-fi  с разных мест примерно 50-100 метров.

  • Дмитрий говорит:

    Парни подскажите неофиту в этих делах- плиз!!! Подключение этой антенны к ноуту нужно производить также как описано в http://bloganten.ru/podklyuchaem-wi-fi-antennu-k-noutbuku/    ?????? на этом же сайте.

     

  • Владимир говорит:

    И ещё. Чем выше светочувствительность фотопленки — тем больше в ней серебра. Еще раз подчеркиваю — фотопленка ЧЕРНО-БЕЛАЯ!!!

  • Владимир говорит:

    Пы.СЫ.

    Фотопленка должна быть черно-белая, цветная не годится

  • Владимир говорит:

    Сопротивление олова значительно выше, чем меди, тем более на высоких частотах. Лудить антенну — однозначно ухудшать ее характеристики. Нужный контакт можно организовать с помощью лака для ногтей перед травлением. А чтобы улучшить антенну — ее следует отшлифовать, обезжирить затем  посеребрить. Серебро — наилучший проводник! Способов серебрения много. Самый простой — взять кусок ЗАСВЕЧЕННОЙ фотопленки, намочить ее, немного присолить поваренной солью и натирать обезжиренную поверхность. Уже обработанная  — то есть проявленная и фиксированная фотопленка не годится. Фотобумага тоже не годится — серебра в ней очень мало

  • Вадим говорит:

    В интернете много работ о фракталах по треугольнику Серпинского не на суржике.

    _http://www.studfiles.ru/preview/2210428/

    _https://habrahabr.ru/post/167817/

    _http://allbest.ru/k-2c0b65635b3bd78a5c53a88521306d37.html

  • Александр говорит:

    ребята даный фрактал есть «салфетка серпинского» если хотите заморочится с тонкими расчотами то ищите там написано треугольник является ровностороний с высотой половина волны длину волни можна посмотреть и расчитатьна сайте http://www.tularadio.ru/?pg=content/chastota-dlina. для 2,4ГГц  длина волни 125 мм,половина от нее 61,5мм , для частоти 800МГц  равна 375 мм половина соответствено 187,5мм тощина текстолита рекомендуетса не менее 1,5мм, лаболаторная работа  по серветке серпинского _http://eir.zntu.edu.ua/bitstream/123456789/134/1/ЛР%20Дослідження%20характеристик%20фрактальних%20антен.pdf

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.