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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
[img]http://images.vfl.ru/ii/1352698786/7c7dbba2/1195692_m.jpg[/img][float=left]
Вот ещё бы пояснения к фото. Лаком покрыли?
с лаком была плохая идея, лучше лудить. Где почитать про размер картинок для форума как можно закинуть несколько фото
Пришлите мне на BlogAnten@yandex.ru я выложу.
[img]http://images.vfl.ru/ii/1352698476/2be5a05e/1195678_m.jpg[/img][float=left]
[img]http://images.vfl.ru/ii/1352698229/561c069e/1195674_m.jpg[/img][float=center]
[img]http://images.vfl.ru/ii/1352697733/f3dcca55/1195667_m.jpg[/img][float=center]
Фотоотчет по установке фрактальной антенны в samsung P29[img]http://s017.radikal.ru/i422/1211/74/6acef3f90b2c.jpg[/img][float=center][img]http://s017.radikal.ru/i422/1211/74/6acef3f90b2c.jpg[/img][float=center][img]http://s017.radikal.ru/i422/1211/74/6acef3f90b2c.jpg[/img][float=center]
Еще один интересный материал http://www.sworld.com.ua/konfer25/831.htm
Я когда делал антенны для бука одну сделал по местному эскизу(пришлось подгонять размер), а вторую перерисовал с острыми углами согласно размерам из ссылки http://www.andrewhazelden.com/files/2011/February/paul-416-report.pdf стр. 17 особой разница нет. Мое мнение одно условие для этих антенн прямая видимость точки доступа, при наличии препятствий как я писал выше, играет роль каждый сантиметр, чуть дальше и качество связи резко падает.
Также влияет ориентация антенн. Это наглядно демонстрируют диаграммы из описаний на которые есть ссылки выше.
Также хочу отметить.
Из опыта изготовления через пару дней прием ухудшился из за окисления меди зачистил покрыл лаком все равно плохой прием. Исправило ситуацию лужение всей поверхности но только тонким ровным слоем.
спасибо
Добрый день,Игорь.
Если размеры 61 и 30 мм,а не 62 и 32 мм,роль играет?
Важную роль играет точное соблюдение размеров.
а если перерисовать,и сделать все углы у треугольников острые или оставить как есть?
Антенна конечно супер! В итоге получилась не большого размера, но долбит конкретно, у нас на здании института стоит точка доступа до нее от общаги в которой живу 500 м, полет нормальный, интернет качает, доволен как слон )))) Сейчас ещё одну делаем для друга. Автору уважуха!!! И вопрос, я приклеял антенну скотчем к крышке ноутбука, не повлияет ли это на его работу? Монитор не крякнет?
Не крякнет, будьте спокойны.
Я изготовил и установил в ноут samsung P29 две такие антенны wifi адаптер TP-link TL-WN861N. Одна с отражателем на второй стороне двухстороннего стеклотекстолита а другая простая.
Прием хороший только через одну железобетонную стенку и шкаф, через две стены сигнал ловит, подключается но скорость ооочень маленькая страница грузится 5 минут.
А зачем разъём припаивать к антенне , можно ведь сразу к сердечнику кабеля
Прочёл статью, прочёл отзывы и коментарии, но так и не понял:
Сколько децибел выдаёт антенна?
Пожалуйста уточните хоть приблизительно.
Спасбио.
Нашел ещё кое-какую инфу по фрактальным вайфай антеннам. Хорошая работа, описаны результаты, есть какие-то формулы. Но, работа на англ., я с ним не особо дружу, кому интересно, вот: http://www.andrewhazelden.com/files/2011/February/paul-416-report.pdf
Какая у нее диаграмма направленности? Для квартиры пойдет?
Один час практики даёт больше чем 10 часов теории.)
По бабочке могу посоветовать просто найти информацию на английском — bow-tie antenna в поисковик, и сразу же куча мануала вылезет. А так просто попробуйте вытравить на плате две такие одинаковые салфетки фрактальные по размерам, которые у вас есть, и потом сделать их по подобию готового диполя-бабочки по инструкции из интернета. Получится самодополнительная фрактальная антенна. Хотя, мне почему-то кажется, что вы уже пробовали так сделать или нет… Ну если пробовали, то жду результатов, а пока сам попробую одну салфетку сделать.
И вот сайт американской фирмы, которая наладила серийное производство фрактальных антенн. Что творят! Неземные вещи))
http://www.fractenna.com/defense/defense.html
Здравствуйте Алексей. Насчет фрактальных антенн хочу сказать что крайне сложно найти об этом более подробную информацию, почему то никто не хочет о них рассказывать,некая тайна в этой области почемуто присутствует и крайне сложно узнать какие либо подробности, особенно о формулах и расчетах. Есть некоторые источники, которые просят деньги за такую информацию, но суммы просто не реальные. Я просто любитель, причем любитель с маленькой буквы, никакими расчетами, я никогда не занимался, образования специального в этой сфере у меня тоже нет. Мне просто нравится радио техника с детства, особенно "антенная" ее часть, поэтому я всегда этим интересовался, это просто некого рода хобби. Соответственно вопросы по расчетам ко мне не актуальны, я делаю антенны по готовым расчетам и размерам, потом их тестирую получаю результат. Но фрактальные антенны мне настолько интересны, что я готов был даже заняться расчетами, но повторяю информации очень мало. Теперь про "бабочку", очень интересно, искал как то чертежи, но ничего не нашел, если поделитесь буду рад. За ссылки спасибо.
Здравствуйте Игорь. Очень заинтересовала ваша антенна. У вас получилась "салфетка" Серпинского, насколько я понял. Хотелось бы узнать следующие вещи:
— получили ли вы расчётные формулы для вашей антенны?
— удалось ли вам получить диаграммы направленности в различных системах координат?
— каков коэффициент усиления вашей антенны и частотный диапазон?
— не хотите ли попробовать сделать фрактальную антенну типа "бабочка"? (меня особенно её характеристики интересуют)
И ещё вот вам некоторая информация по теории фрактальных антенн с расчётными формулами числа итераций и некоторыми результатами http://www.terraelectronica.ru/files/mail/s071120.pdf
Скажите, как могут ухудшится или улучшиться характеристики дипольной фрактальной антенны сделанной по этим размерам?
Т.е. центр на один фрактал, экран — на другой?
(типа как на сайте по нижнему рисунку)
http://fractalfoundation.org/OFC/OFC-12-2.html
Ещё один вопрос,а стеклотекстолит 1.5 мм подойдет или нужен только 1 мм?
Подойдёт
Здравствуйте,Игорь!Прочитав статью,загорелся желанием собрать данную вещь,ибо судя по характеристикам — это просто нечто.Но есть небольшая проблема в плане того,что я абсолютный новичок в таких делах,всвязи с этим прошу вас ответить на несколько вопросов,чтобы в процессе сборки ни о чем,так сказать,не думать)
1. В итоге у меня должна получиться треугольная антенна со стороной ~ 7.5 см,которую,допустим,я подключу вместо стандартной к маршрутизатору dlink dir 300 или наоборот,подключу к ноутбуку,а маршрутизатор не трону;предположим,что я всё сделал правильно,из этого следует,что я могу расположить маршрутизатор на расстоянии 1км от ноута и ноут будет ловить сигнал,пускай даже в прямой видимости?Меня тут больше всего смущают размеры антенны — какая-то маленькая получается (постоянно кажется,что чем больше-тем лучше)).Размеры должны быть именно такие,как указаны в статье или можно,допустим, не 62 и 31,а 124 и 62?Или будет ли толк,если сделать несколько таких антенн и потом соединить их как-то между собой,чтоб одна получилась?
2.Будет ли зависеть мощность сигнала от длины провода от ноута/маршрутизатора до антенны?
3. Если паять к ноуту,то это очень опасно,трудно да и я в себе не уверен-боюсь,сожгу wi-fi карту.Но у меня есть два провода: <a href=+"http:=//s018.radikal.ru/i524/1208/70/ee9c94582f59.jpg">
Верхний как раз с разъёмом mmcx для wi-fi адаптера,а нижний такой же,только без разъёмов и значительно побольше.Так вот,если я хочу вывести антенну из ноута,можно их друг с другом спаять и как это отразится на мощности сигнала (я уже проделывал подобные операции с обычными антеннами-хотел увеличить радиус приема wi-fi ноутом,но ничего не получилось,так как оказалось,что в результате прием был чуть слабее,чем у встроенной антенны)?Или лучше антенну сразу к маленькому проводу припаять и оставить где-нибудь под крышкой?
Буду очень благодарен вам за помощь,и извините,если вопросы уж слишком глупые)
P,S. Если интересно,то ноут марки Samsung r 720.
Вопросы не глупые и ответить на все не смогу. Антенна слишком "сыра", не готова. Точные размеры пока не известны, расчет сложен, вариант который описан в статье отлично работает в режиме AP клиент в радиусе до 1 км, в режиме AP работает слабо, из-за рефлектора, точнее его отсутствия. Размеры рефлектора не известны, и расстояние его от активной части. Появился человек который взялся довести все расчеты до конца, жду результаты, после которых будет тест, результаты которого опубликую.
Хотелось бы увидеть не конечный результат , а и ход расчетов и по каким формулам.
Если это не государственная тайна конечно.