WLAN-antenn 2.4 GHz Gör-det-själv
Homebrew utomhusantenn till 2.4 GHz-bandet.
Antennförstärkningen är jämförbar med panel antenner inklusive Frihet Antenn Set säljs i Finland. Jämföra görs enkelt genom att ansluta antenner till samma dator med Orinoco WLAN-kortet och visar resultat i länktest av Client Manager. Min antenn har visat om 2 dB bättre förstärkning än Frihet antenn, Vilket anges som 12 dBi antenn. Och priserna ... Åh, behöver jag inte ens nämna här! I Europa finns en maximalt tillåten uteffekt 20 dBm (100 mW) på grund av ETSI standard vi använder. Medan Orinoco "rött" kort sänder 8 dBm-signal och min antennförstärkning är ungefär 14 dBi. Det måste bara finnas 2 dB-kabel och anslutningsförlust för att hålla utgångsnivån under 20 dBm. De Orinoco adapterkabel tar ca 1 dB och H1000 antennkabel tar 2 dB / 10m. Så använder 5 meter antennkabel finns det ingen risk att överskrida uteffekten inom ETSI standarden. Denna antenn kan också byggas utan ringen för att minska antennförstärkningen om det behövs särskilt med mycket kort antennkabel.
Dimensionering
Den allra första punkten i antennen dimensionering är att beräkna våglängden (lambda tecknet har ersatts med bokstaven L):
L / mm = 300 / (f / GHz) -> vid 2.45 GHz L = 122 mm.
Antenn bilden utan mast fästanordningar:
Med locket Utan locket
Huvuddelar finns även i mammas diskskåp men kanske säkrare att köpa dem från ett varuhus. Reflektorn är tillverkad av en aluminiumkakapanna och locket av en mikrovågslampa i plast, båda 240--250 mm dia. Kokkärlet måste vara rakt och slätt utan profiler och sidorna är ortogonala med botten. Om du hittar en panna gjord av rostfritt stål kan det vara bättre. Jag använde en panna från italo Ottinetti koda 140024 , Vars sidor var 60 mm och jag skär dem till 32 mm.
Övriga delar som behövs:
En bit av koppar vattenledningen, inre dia 10 mm, längd nedanför 40 mm
Ett stycke mässingsstång, ytterdiameter 4-4.5 mm, längd <40 mm
Koppartråd ca 2 mm dia, längd <70 mm
N-kontakt, panel socket
Ett par bitar av konserverad stålplåt, t.ex. från burk
En bit av PVC-belagd elektrisk tråd 1,5 mm2
Skruvar och bultar M3, löda tenn etc.
Antenn konstruktion:
Smakämnen Reflektor (Aluminiumpanna) dia = L x 2, höjden av sidorna = L/4.
I centrum av botten finns det N-kontakt till vänster och från dipolen till höger. Ett avstånd från botten till dipolen är lite mer än L/4. De dipol är monterad med en luftisolerat koaxial typ fot, Vars impedans är 50 ohm och längd L/4. Innervira av koaxial är gjord av 4 till 4.5 mm stav eller ledningen och sköld från Split koppar ledning som interna dia är 10 mm. Till höger om dipolen det finns en skiva vars dia är L x 0.4 (= 49 mm) och avståndet från dipolen är åter L/4. Disc material kan vara tunn aluminium eller förtent stålplåt.
På samma avstånd som skivan, det finns också en ringa tillverkade av PVC-belagd elektrisk tråd 1,5 mm2 genom att knyta det till ringa diameter om L x 2. Det är inte nödvändigt att korta ändarna på ringen, lämnade jag ~ 1 mm utrymme. Om du vill kan du kortsluta ihop ändarna liksom. PVC beläggning på tråden har ingen magi, kan du använda t.ex. 2 mm klar koppartråd också.
Jag har monterat skivan och Ring till plasten täcka tillverkad av mikrovågsugnen glödlampa. En bit av plastark och lim behövs för att montera skivan. Ringen Jag limmade på insidan av locket, så att ringens diameter blir något mindre än L/4.
Montering:
Sidorna av reflektorn (tårta pan) måste vara L/4 eller 32 mm, så extra höjd måste klippas bort. I mitten av pannan kommer det att finnas ett hål på 12 dia och fyra 3.5 mm hål enligt N-kontakten. Dipolens fötter är gjorda av delad kopparledning och inuti den en stav eller ett rör. Impedansen på fötterna måste vara 50 ohm vilket faktiskt betyder att förhållandet mellan den inre diametern hos den yttre ledningen och diametern på den inre stången är 2.3. Det är ganska nära när innerstången eller röret har 4 till 4.5 mm ytterdia och kopparledningen har 10 mm innerdiameter. Den exakta ekvationen av förhållandet mellan impedans och diameter är:
Z = 138 * Log (D/d)
Tabellen över Impedans och diameterförhållande
D = inre diametern hos röret
d = yttre diameter av stången Z = impedansen i fri luft
| D / d |
Z / Ohm |
| 2.2 |
47.3 |
| 2.3 |
50 |
| 2.4 |
52.5 |
| 2.5 |
54.9 |
Om den inre tråden är tillverkad av staven är det god idé att borra axiellt en 3 mm hål i änden av den så att stången kan vara löda fast till den inre kranen av N-kontakten. Längden av staven blir om L/4, Men det är bättre att först lämna det längre och skär den senare efter delarna först förmonterade.
Kopparledningen måste delas med en metallsåg så exakt som möjligt och avgrasas med en fil. Änden på den delade ledningen fästs sedan i mitten av pannan. Det är inte möjligt att löda det direkt på aluminium men vi tillverkade en fläns av konserverad stålplåt till samma mått som N-kontaktens fläns. I mitten av flänsen borras ett hål lika med ledningens yttre diameter och fyra 3.5 mm hål som i N-anslutningen. Den ena änden av den delade ledningen löds sedan i flänsens mitthål samtidigt som spårens bredd hålls mellan halvorna till 1-1.5 mm.
Den delade ledningen skärs sedan så att längden av de öppna slitsarna blir en mycket noggrann L/4. Detta är den mest exakta punkten i antennkonstruktionen. Bland med många roller, fungerar facket som ett bandpassfilter som avvisar andra frekvenser än nominell HF.
Nu är rätt tid att pre-montera delarna. Med fyra 3 mm skruvar, är det N-kontakt med mitt spö och flänsen med delad ledning monterad på motsatta sidor av hålet i mitten av pannan, N-kontakt till den yttre sidan. Centret staven nu kapas till samma längd som den delade ledningen.
Den Dipol gjordes från 2 mm lackerad tråd. Den ena armen av dipolen är lödd till både den centrala axeln och ena hälften av kopparen ledningen. Den andra armen av dipolen är lödd endast till den andra halvan av ledningen. Armarna på dipolen kapas till L/4 från axeln, blir så total bredd dipolen L/2.
Före lödning är det bra idé att lämna spår för dipol tråd till centrum stången och halvorna av ledningen.
Till höger om dipolen finns skivan och trådringen som kan monteras till locket glödlampa så att deras avstånd från dipolen blir till L/4.
Locket glödlampa kan låsas med tre 3 mm skruvar och tätas med silikon massa samt N-kontakt leden.
På den allra lägsta punkten av pannan där måste borras ett litet hål för kondensvatten avgaser.
Vanliga uppgifter
|
|
Den viktigaste dimensionen av antennen är längden av slitsen,
som måste vara 31 mm @ 2.45 GHz.
Jag vet inte den optimala bredden på slitsen. Jag gjorde det med metall handsåg sätta två blad parallellt. Så det blir ca. 1.5 mm.
|
Ja verkligen!
Den ena armen av dipolen är lödd till både den centrala axeln (2) och ena hälften av kopparen ledningen (1). Den andra armen av dipolen är lödd endast till den andra hälften av ledningen (3).
Det betyder inte en "kortslutning". Kom ihåg att signalen här inte är likström utan hög frekvens!
Se: Specialfall av kvarts våglängd
|
Mast montering av antennen
Mast fästelement kan göras från avgasröret klämmor. Se ovan några monterings idéer. Vara noga med att inte montera klämmor i mittlinjen annars masten förhindrar anslutning av kabeln till N-kontakten. Den högra bilden är från baksidan.
Åskskydd
När antennen är monterad ovanför taket finns blir en risk för åsknedslag till WLAN-kortet.
Masten måste jordas ordentligt t.ex. med 16 mm2 kopparrep till en bra jordningspunkt. Blixtskyddsmodul rekommenderas mellan antennkabeln på den plats där kabeln går in i taket.
Antennkabel och kontakter
Kabel typ Belden H1000 befinns vara låg förlusten på mikrovågsbandet och det är inte särskilt dyrt. Alla kablar och kontaktdon impedanser måste vara 50 ohm. Utomhus anslutningar är inte vattentäta nog som sådan. Så kallade själv vulcanizing band är bästa valet att varva över anslutning och framför allt måste det vara lindat svart eltejp för att skydda vulkaniserande tejp mot ultraviolett ljus. Se kablage detaljer .
Källor
Antenn konstruktion är från sidan http://6mt.com/2304tech.htm där finns en punkt mikrovågsantenn Du kan bygga (73 10-82) c56.zip . Jag har dimensionerat det till 2.4 GHz-bandet och gjorde några tillägg.
Vår andra produkt:
