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.
Парни подскажите неофиту в этих делах- плиз!!! Подключение этой антенны к ноуту нужно производить также как описано в https://bloganten.ru/podklyuchaem-wi-fi-antennu-k-noutbuku/ ?????? на этом же сайте.
И ещё. Чем выше светочувствительность фотопленки — тем больше в ней серебра. Еще раз подчеркиваю — фотопленка ЧЕРНО-БЕЛАЯ!!!
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
Пы.СЫ.
Фотопленка должна быть черно-белая, цветная не годится
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
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
Часа два назад сделал биквадратную антенну себе, с соседнего дома вай фай ловлю, метров 300-то до точки, уровень сигнала 70%. Завтра попробую гетинакс двухсторонний раздобыть и сделать по вашей схеме. Сравню с биквадратом, по результатам отпишусь. Всё равно за ранее спасибо, Игорь, и за шаблон, и за то что поделились идеей
Здравствуйте Игорь, а возможно данную антенну из фольги вырезать, а то сейчас текстолита нет.
Я видел видео как в планшет делали такую же, только из фольги, будет ли работать?
Из фольги делают. Если точно сможете вырезать то будет работать.
Походу у меня кривые руки(( сделал 2 шт. и обе не работают
Для таких антенн важным является материал, из которого изготовлена антенна (марка текстолита, от нее зависит диэлектрическая проницаемость) и ее толщина. Влияет и толщина фольги.
В описании конструкции эти параметры опущены. Возможно по-этому, у одних работает, у других нет.
Вытравил данную конструкцию на текстолите, проверил на ноутбуке — ловит хуже стоковой антенны. Чего и стоило ожидать — конструкция капризная и расчётов нормальных нету.
Решил проверить ещё раз на другом ноуте — доигрался, убил статикой беспроводной модуль. Искал такой-же модуль на Али, но без результатов. Подскажите, подойдёт ли любой беспроводной модуль с соответствующим разъёмом подключения на место старого?
Да. Драйвера только поставь.
А на самом деле чтоб пересчитать правильно надо знать поднесущие, ширина диаппазонакаждой поднесущей и в целом. Потому как одни треугольники могут согласовываться на одних частотах другие на других и т.д. Я так думаю, если руки прямые, так лучше из направленных попробовать- антенны бегущих волн. Там и нарравленность можно поиграть в вертикале и горизонтале и диаппазон обеспечить.
Справка: коэфициент усиления антенны показывает насколько антенна лучше принимает / передает сигнал в нужном направлении по отношению к элементарной антенне. Т.е. радиомодуль( при правильном согласовании) пострадать не может. Дальность увеличивается за счет ненужных направлений (к примеру вертикально вверх) эта энергия просто направляете в нужную сторону и все.
По какой фомуле рассчитать размеры этой антены для lte ?
Сейчас выяснил , что мегафон работает в fdd lte 800Mhz , и по преведённой формуле Павлом вышло 21.6мм ; а вот по Валеренной , я особо не понял , так как он написал , что высота треугольника равна половине длины волны , и как из 2440Mhz у него вышло 62мм я не понял(
Да считали мне 3 раза по каким то формулам для LTE и 3G. Собирал я эти антенны они не работают. Если есть реально чел. который сможет расчитать размеры фрактальной антенны для 3G/4G диапазонов, пишите сюда в комментарии или сразу мне в скайп или на почту.
Здрасте всем. Не парьтесь, геометрия здесь имеет прямую зависимость. Делайте пропорцию и пересчитайте размеры, частоты то известны? Такието размеры при wifi, здесь все известно и на другие посчитайте. Только полосковые линии они очень привередливые. Кстати толщина платы тоже немаловажна.
Здравия! У меня вопрос по поводу пайки. Не понятно куда паять центральную жилу кабеля а куда у вас впаяна оплетка? Подскажите пожалуйста!
Центральная жила к рисунку, оплетка к обратной не тронутой стороне двустороннего фольгированного текстолита
спасибо! а то как то этот вопрос в описании был упущен.
Вы просто не внимательно читали. В статье все написано.
а если на струйном оттрафареть? лазерного нет поблизости!!
Не знаю, переведется ли распечатка со струйного принтера.
Тонер с лазерного принтера переводиться на медь, со струйником такое не прокатит — он чернилами печатает.
Немало информации о простой зарисовке перманентым маркером. Но, как и говорилось выше, очень важна точность рисунка. Маркером это сложно.
Здравствуйте Игорь, а размеров для 3g у вас нет? Вы еще не знаете как расчитывать размеры?
Антенну для Wi-Fi сделал, теперь мой и Wi-Fi моего друга «шарят» по всей деревне 😀 все пароли вымогают 😀
К сожалению, для частот 3G/4G пока не могу точно расчитать размеры. Делал опытные образцы парк раз, но они оказались неудачными. Эта антенна очень хорошо работает на Wi-Fi, длямобильного интернета нужен правильный расчет размеров. Сейчас общаюсь с одним товарищем, он вроде как может посчитать, как только даст мне размеры, я сделаю по ним образец, и на эту тему будет статья.
руки не оттуда, мне такое не сделать
Чтобы с химией не париться и заодно текстолит поэкономить можно было бы из него выпилить лобзиком 27 маленьких треугольников, наклеить их (жувачкой:) на фанерку или типо нее. А потом их вершины поспаивать для контакта проволочкой. Думаю не хуже получется)))
Не будет работать вообще. Тут очень важна точность.
Летом сделал две такие антенны для ноута своего. И теперь ноут ловит домашний wifi на работе. Работа находится рядом с домом в соседнем здании на другой стороне улицы. Ну метров 200 расстояние точно есть, и сеть показывает все палки без одной. Очень хорошая антенка! Я бы хотел изготовить такую для 4G . Скажите какие размеры будут у такой же антенны, только для 4G?
С 4g проблема. Какие размеры у такой антенны, я не знаю. В расчетах не силен. Антенна о которая представленна в этой статье, сделанна по размерам найденным на заграничном форуме.
А,поможет она планшету,поместив вовнутрь и припаяв в родной Wifi антенне ?
Вряд ли она туда влезет.
Габариты планшета ~11см х 19см, или по толщине антенны ? Да,и крышка металлическая. Лучше,наверное, заменить этой антенной родную антенну роутера, но это улучшение (если получится) будет только дома.
Куда вы ее там прятать будите? И вообще не все планшеты просто разбираются.
Сорри опечатка: 71,5мм и 35,5мм размеры.
Павел, откуда такая формула? Везде в описаниях — высота равнобедренного треугольника равна половине длины волны. Киньте ссылку на расчет или описание. Сам собрал антенну?
Сори, треугольник равносторонний.
Рассчет антенны для WIFI не верен !!!
Формула высоты данной антенны эьл скорость света деленная на центральную частоту дипазона и на корень квадратный из 3-х. Получаем 299 792 458 /(2440 000 000*1.73)=0,071м =71мм. Т.е размеры на фото должны быть 71мм и 31,5мм соответственно. Под 3G UMTS 84.5 и 42,25 соответственно. На 3G конечно лучше использовать отдельніе антенны для приема и прередачи по причине большо зарноса частот (с пересчетом размеров конечно)…
Можно еще сварганить антенну из 3-х вот таких как тут на сайте, увечичив усиление тем самым до 15Дб.
Как вы считаете? Можно подробнее о расчетах? Если вы говорите, что размеры приведены не верно, хотелось бы понять в чем именно ошибка? По этим размерам была сделанна не одна антенна, и работоспособность для Wi-Fi доказанна. Возможно эффективность можно увеличить, манипулируя размерами и пропорциями. Если вы умеете делать такие расчеты, будем признательны если расскажете как.