Паяльная маска из пленочного фоторезиста. Изготовление печатных плат при помощи паяльной маски FSR8000

Хотите собрать дальнобойную WiFi антенну, тогда следует знать о некоторых её особенностях.

Первое и самое простое: большие антенны в 15 или 20 dBi (децибел изотропных) являются предельными по мощности, и не нужно делать их ещё мощнее.

Вот наглядная иллюстрация, как с ростом мощности антенны в dBi уменьшается зона её покрытия.

Так получается, что с увеличением дистанции действия антенны, площадь её покрытия значительно уменьшается. Дома вам придется постоянно ловить узкую полоску действия сигнала при слишком мощном WiFi излучателе. Встанете с дивана или приляжете на пол, и связь тут же пропадет.

Вот почему домашние роутеры имеют обычные, излучающие во все стороны, антенны мощностью в 2 dBi-так они наиболее эффективны на короткой дистанции.

Направленная

Антенны на 9 dBi работают только в заданном направлении (направленного действия) - в комнате они бесполезны, их лучше применять для дальней связи, во дворе, в гараже рядом с домом. Направленную антенну при установке потребуется регулировать для передачи четкого сигнала в нужном направлении.

Теперь к вопросу о несущей частоте. Какая антенна будет лучше работать на дальнем расстоянии, в 2.4 или 5 ГГц?

Сейчас есть новые роутеры, работающие на удвоенной частоте в 5 ГГц. Такие маршрутизаторы все еще остаются новинкой, они хороши для скоростной передачи данных. Но сигнал 5 ГГц не очень хорош для дальних расстояний, так как затухает быстрее, чем при 2.4 ГГц.

Потому старые роутеры на 2.4 ГГц будут работать лучше в дальнобойном режиме, чем новые быстродействующие в 5 ГГц.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

Первые образцы самодельных распространителейWiFi сигнала, появились еще в 2005 году.

Наилучшие из них конструкции биквадрат, обеспечивающие усиление до 11–12 dBi и двойной биквадрат, имеющие несколько лучший результат в 14 dBi.

Согласно опыту использования, конструкция биквадрат является более подходящей в качестве многофункционального излучателя. Действительно, преимуществом этой антенны является то, что при неизбежном сжатии поля излучения, угол раскрытия сигнала остается достаточно широким, чтобы покрыть всю площадь квартиры при правильной установке.

Все, возможные, версии биквадратной антенны являются простыми в реализации.

Необходимые детали

• Металлический рефлектор-кусок фольгированноготекстолита123х123 мм, лист фольги, CD, DVD компакт диск, алюминиевая крышка с чайной банки.
• Медная проволока сечением 2.5 мм.кв.
• Отрезок коаксиального кабеля, лучше с волновым сопротивлением 50 Ом.
• Пластмассовые трубочки - можно нарезать из шариковой ручки, фломастера, маркера.
• Немного термоклея.
• Разъем N-типа - пригодится для удобного подсоединения антенны.

Для частоты 2.4 ГГц, на которой планируется использовать передатчик, идеальными размерами биквадрата будут 30.5 мм. Но все-таки мы делаем не спутниковую антенну, поэтому допустимы некоторые отклонения в размерах активного элемента -30–31 мм.

К вопросу о толщине проволоки также нужно отнестись внимательно. С учетом выбранной частоты 2.4 ГГц, медную жилу надобно найти толщиной точно в 1.8 мм (сечением 2.5 мм.кв.).

От края проволоки отмеряем расстояние 29 мм до загиба.

Делаем следующий загиб, проконтролировав наружный размер в 30–31 мм.

Следующие загибы вовнутрь делаем на расстоянии 29 мм.

Проверяем самый важный параметр у готового биквадрата -31 мм по средней линии.

Пропаиваем места для будущего крепления выводов коаксиального кабеля.

Рефлектор

Основная задача железного экрана за излучателем - отражать электромагнитные волны. Правильно отраженные волны будут накладываться своими амплитудами на колебания только что выпущенные активным элементом. Возникающая усиливающая интерференция даст возможность максимально далеко распространитьэлектромагнитныеволны от антенны.

Чтобы добиться полезной интерференции надо расположить излучатель на расстоянии кратном четверти длины волны от отражателя.

Расстояние от излучателя до рефлектора для антенн биквадрат и двойной биквадрат находим как лямбда / 10 - определяемую особенностями данной конструкции / 4.

Лямбда - длина волны, равная скорости света в м/с деленной на частоту в Гц.

Длина волны при частоте 2.4 ГГц - 0.125 м.

Увеличив пятикратно рассчитанное значение, получим оптимальное расстояние - 15.625 мм.

Размер рефлектора сказывается на коэффициенте усиления антенны в дБи. Оптимальные размеры экрана для биквадрата - 123х123 мм или больше, только в этом случае можно добиться усиления в 12 dBi.

Размеров CD иDVD дисков явно недостаточно для полного отражения, поэтому антенны биквадраты, построенные на них, имеют коэффициент усиления лишь в 8 dBi.

Ниже приведен пример использования крышки с чайной банки в качестве рефлектора. Размера такого экрана тоже недостаточно, коэффициент усиления антенны меньше, чем ожидалось.

Форма рефлектора должна быть только плоской. Старайтесь также найти пластинки максимально гладкие. Изгибы, царапины на экране приводят к рассеиванию высокочастотных волн, по причине нарушения отражения в заданном направлении.

В выше рассмотренном примере бортики на крышке явно лишние - они снижают угол раскрытия сигнала, создают рассеиваемые помехи.

Как только пластинка рефлектора будет готова, у вас есть два способа собрать на нем излучатель.

1. Установить медную трубку с помощью пайки.

Чтобы зафиксировать двойной биквадрат понадобилось дополнительно сделать две стоечки из шариковой ручки.

1. Закрепить все на пластмассовой трубке используя термоклей.

Берем пластмассовую коробочку для дисков на 25 штук.

Отрезаем центральный штырь, оставив по высоте на 18 мм.

Прорезаем надфилем или напильником четыре шлица в пластмассовом штыре.

Подравниваем шлицы одинаково по глубине

Устанавливаем самодельную рамочку на шпиндель, проверяем, дабы её края оказались на одинаковой высоте от дна коробочки - около 16 мм.

Припаиваем выводы кабеля к рамке излучателя.

Взяв клеевой пистолет, закрепляем CD диск на дне пластмассой коробочки.

Продолжаем работать клеевым пистолетом, фиксируем на шпинделе рамку излучателя.

С обратной стороны коробочки фиксируем термоклеем кабель.

Подключение к роутеру

У кого есть опыт, тот с легкостью припаяется к контактным площадкам на монтажной плате внутри роутера.

Иначе, будьте осторожны, тонкие дорожки могут оторваться от печатной платы при долговременном прогреве паяльником.

Можно к уже припаянномукусочку кабеляродной антенны подключиться через разъем SMA. С приобретением любого другого радиочастотного соединителя N-типа в ближайшей точке торговли электроникой не должно возникнуть проблем.

Тесты антенны

Испытания показали, что идеальный биквадрат дает усиление около 11–12 дБи, а это до 4 км направленного сигнала.

Антенна из CDдиска дает 8 дБи, поскольку получается поймать WiFiсигнал на расстоянии 2 км.

Двойной биквадрат предоставляет 14 дБи- немного больше 6км.

Угол раскрытия антенн с квадратным излучателем составляет около 60 градусов, чего вполне достаточно для двора частного дома.

О дальности действия Вай Фай антен

От родной роутерной антенны на 2 dBi сигнал 2.4 ГГц, стандарта 802.11n может распространиться на 400 метров в пределах прямой видимости. Сигналы 2.4 ГГц, старых стандартов 802.11b, 802.11g хуже распространяются, имея вдвое меньшую дальность по сравнению с 802.11n.

Считая WiFi антенну за изотропный излучатель - идеальный источник, распространяющий электромагнитную энергию равномерно во всех направлениях, можно руководствоваться логарифмической формулой перевода дБи в прирост мощности.

Децибел изотропный (дБи) - коэффициент усиления антенны, определяемый как умноженный на десять десятичный алгоритм отношения усиленного электромагнитного сигнала к исходному его значению.

AdBi = 10lg(A1/A0)

Перевод дБи антен в прирост мощностей.

A,дБи	30	20	18	16	15	14	13	12	10	9	6	5	3	2	1
A1/A0	1000	100	≈64	≈40	≈32	≈25	≈20	≈16	10	≈8	≈4	≈3.2	≈2	≈1.6	≈1.26

Судя по таблице, несложно сделать вывод, что направленный WiFi передатчик максимально допустимой мощности в 20 дБи может распространить сигнал в даль на 25 км при отсутствии преград.

Телевидение сегодня есть в каждом доме. С развитием технологий меняются качество телевизионных сигналов и способы их передачи. И если еще вчера использовалось допотопное аналоговое вещание, сегодня настойчиво обсуждается исключительно цифровое.
На территории России телерадиовещанием занимается государственная компания РТРС. С 2012 года правительственным распоряжением был признан единым стандартом цифрового эфирного телевидения DVB-T2, мультиплексный стандарт цифрового вещания. Компания РТРС, как единственный эфирный оператор, предлагает сразу два мультиплексных пакета (РТРС-1 и РТРС-2) к бесплатному просмотру. Все что нужно - это современный приемник-антенна, один из вариантов которой мы сегодня предлагаем сделать своими руками.

За основу данной самоделки взята разработка инженера Харченко К.П., который предложил подобные антенны для дециметрового диапазона (ДЦВ), популярного в 90-х годах прошлого века. Это подобие апертурных антенн, в основе которых облучатель в виде зигзагообразной формы. Аккумулирует сигнал плоский рефлектор, который по размерам превосходит вибратор минимум на 20 %.
Телевизионный сигнал передается волнами с горизонтальной поляризацией. В упрощенном виде такая антенна представляет собой два горизонтальных петлевых вибратора, соединенных между собой параллельно, но разъединенных в точке подключения фидера (кабеля). Габаритные размеры даны на основе статьи Харченко «Антенна диапазона ДЦВ», и рассчитываются согласно предложенных формул. Согласно этой технологии, такие антенны можно рассчитать даже для слабого сигнала около 500 МГц.

Что потребуется для сборки антенны

Материалы:

• Решетка для барбекю;
• Аэрозольная краска для автомобилей;
• Растворитель или ацетон;
• Набор сверл для обычной дрели;
• Коаксиальный телевизионный кабель – не более 10 м;
• Полметра ПВХ трубы ХВ, диаметр – 20 мм;
• Дюбеля металлические для гипсокартона;
• Медный провод для вибратора антенны, диаметр жилы – 2-3,5 мм;
• Две тонкие металлические пластины.

Инструменты:

• Паяльник мощный на 100 Вт;
• Шуруповерт с насадками;
• Термоклеевой пистолет;
• Плоскогубцы, молоток, кусачки;
• Малярный нож, рулетка, карандаш.

Приступаем к изготовлению антенны

Делаем рамку-вибратор

Отмеряем необходимую длину медного провода с запасом около 1 см. Также можно использовать медную или алюминиевую трубку, диаметром до 12 мм.

Очищаем медную жилу от изоляции, и выравниваем ее молотком на твердой поверхности. Отмечаем середину и делаем изгиб на 90о. Аккуратнее всего это получится сделать в тисках, слегка поджав медную жилу и выравнивая ее молотком.

По нашим расчетам стороны квадратов будут составлять 125 мм. Размечаем их рулеткой, и производим загибы.

С одного конца бокорезами откусываем небольшой фрагмент, сделав наконечник заостренным под 45о. После изгиба второго квадрата, проводим ту же процедуру, откусывая завершающий конец жилы. Квадраты для этого можно слегка разогнуть.

На серединных изгибах квадратов добиваемся расстояния 10-12 мм. На концах делаем неглубокие пропилы надфилем. Это поможет нам стянуть вместе оба свободных конца, и зафиксировать их тонкой медной проволокой.

С помощью жидкой канифоли или флюса залуживаем паяльником серединные изгибы. Это необходимо проделать со всех сторон медной жилы вибратора.

Зачищаем коаксиальный кабель на 4-5 см. Оплетку или внешний проводник скручиваем в единый провод, обматываем его вокруг одного из изгибов. Припаиваем его к медной жиле паяльником.

Зачищаем изоляцию внутреннего проводника, и также обматываем его вокруг следующего изгиба рамки. Пропаивать его нужно аккуратно придерживая изоляцию плоскогубцами, поскольку от температуры она может попросту сместиться от центра. Нагреваем сначала рамку в зоне пайки, а лишь затем сам проводник.

Фиксируем подводку коаксиального кабеля нейлоновой стяжкой, обезжириваем растворителем и изолируем места пайки горячим клеем при помощи пистолета. Подправить дефекты получившейся литой формы клея можно феном.

Готовим рефлектор

В качестве рефлектора или отражающего экрана используем недорогую сетку для барбекю. Это неплохой материал, поскольку даже стальные образцы такой продукции покрывают коррозионностойким анодированным покрытием, не говоря уже о нержавейке. Подойдет также и теплообменник от современного холодильника или решетка-сушилка для посуды. Главное, чтобы этот элемент по возможности не ржавел на воздухе.
Решетка рефлектора должна превосходить по размерам рамку вибратора, но не обязательно быть симметричной. Отрезаем от решетки ручки, они будут лишними в нашей конструкции.

Располагаем рамку антенны посередине рефлектора, и отмечаем места ее крепежа. Для закрепления можно использовать две пластины из любого металла. Сгибаем их по решетке, и сверлим отверстия диаметром 5 мм.

Собираем антенну

Отрезаем два куска ПВХ трубы длиной 75 мм, и вкручиваем в конец каждой по саморезу, обрезая выступающие части. У гипсокартонных дюбелей обламываем заостренные кончики, и вкручиваем их в противоположный конец трубок.

Прикручиваем саморезами обе ПВХ стойки к планкам на рефлекторе. Залуживаем рамку по концам, подходящим к стойкам, для лучшей теплопередачи.

На стойках отмечаем высоту 68 мм, и ставим риску. Концы рамки прогреваем паяльником, и впаиваем в стойки до нужных отметок.

В г. Москва и Московской области с 15.01.2014 года эфирное цифровое телевещание ведётся только с DVB-T2 на ДМВ каналах 24, 30 и 34.

Для уверенного приема цифровых телевизионных каналов в городе Жуковском Московской области мной вначале использовалась активная комнатная антенна «Дельта», которая не всегда обеспечивала устойчивый прием радиосигнала внутри многоквартирного дома.

Лучшие результаты показала ранее опубликованная антенна «Тройной квадрат» . Вместе с тем, не были устранены некоторые неудобства с размещением комнатной антенны для уверенного приема сигнала. Для установки антенны на балконе, обращенном с сторону передающего центра, была изготовлена модификация рамочной антенны Харченко. Она плоская и легко разместилась на стене балкона. Антенна изготовлена из одножильного медного кабеля, приобретенного в магазине «Электромастер». Для ее создания понадобились, линейка, фломастер, плоскогубцы, 60-ваттный паяльник и полчаса свободного времени. Изоляция с медной жилы диаметром 4 мм была снята только в местах соединения провода и пайки телевизионного кабеля.

Расчет антены Харченко для приема DVB-T2

Сторона квадрата определяется просто. Она равна четверти длины волны (λ ) принимаемого радиосигнала.

Для первого мультиплекса (30-й канал) λ=300000/546(МГц)=549,45(мм). Соответственно сторона квадрата а= λ/4, а=549,45/4=137(мм) .

Данная антенна имеет коэффициент усиления (в сравнении с диполем) порядка 8...10 дБ, широкую полосу пропускания (уверенно принимает сигналы 24, 30 и 34 телевизионных каналов), не требовательна к точности изготовления и хорошо согласуется с коаксиальным кабелем, как 75 Ом, так и 50 Ом. Расстояние между точками а и б , куда подключаются центральная жила и оплетка телевизионного кабеля, около 10 мм. Коэффициент усиления антенны можно увеличить на 2...3 дБ, если снабдить ее рефлектором (из металлического листа или сетки), расположенным параллельно полотну антенны на расстоянии h=0,21...027 λ. Его размены должны превышать соответственно ширину и высоту полотна антенны на 5...10%. В связи с небольшой площадью балкона меня больше устроила «двойная восьмерка», но без рефлектора. Она обеспечила качественный прием телевизионного цифрового и аналогового сигналов в дециметровом диапозоне.

В качестве справочного материала в таблице приведены радиочастоты эфирных аналоговых и цифровых телеканалов, которые можно поймать на эфирную антенну в г.Москва и Московской области.

Частотный план эфирного аналогового телевидения г. Москва и Московская область
Номер канала	Частота канала	Наименование канала	Примечание
		Первый канал	B I (1-3 канал)
			B I (1-3 канал)
		Россия 2 (Спорт)	B III (6-12 канал)
			B III (6-12 канал)
			B III (6-12 канал)
			UHF (21-69 канал)
		Подмосковье	UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
		Домашний	UHF (21-69 канал)
		Культура	UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
		5 канал СПб	UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
			UHF (21-69 канал)
Эфирное цифровое телевидение с 15.01.2014 ведётся только с DVB-T2
		Первый канал. Россия 1. Россия 2 (Спорт). Россия 24. Культура. Карусель. 5 канал СПб. НТВ. ОТР. ТВЦ	UHF (21-69 канал)
		Рен ТВ. Спас. СТС. Домашний. НТВ плюс спорт. Звезда. Мир. ТНТ. ТВ3. Муз ТВ.	UHF (21-69 канал)
		Спорт 1. Искатель. Русский роман. Сарафан. Мать и Дитя. Москва Доверие. Музыка. Комедия. LifeNews. Наш Футбол	UHF (21-69 канал)

Успехов в техническом творчестве!

Цифровые сигналы известны всем уже долгое время. Все телеорганизации перешли на новый формат. Аналоговые телевизионные устройства отошли в сторону. Но несмотря на это достаточно многие находятся в рабочем состоянии и могут прослужить не один год. Для того чтобы устаревшее оборудование доработало отведенный эксплуатационный срок, при этом присутствовала возможность просмотра цифрового вещания, потребуется подключить DVB-T к телеприемнику и ловить сигналы волны зигзагообразной антенной.

Для тех, кто желает сэкономить семейный бюджет и при этом получить качественное телевизионное вещание, необходимо обратить внимание на антенну Харченко для цифрового ТВ своими руками.

Это уникальная конструкция известна длительное время, но нашла себя относительно недавно.

Принцип работы антенны для цифрового телевидения

После того, как появилась радиосвязь, актуальность применения антенного устройства увеличилась. С 60-х годов ХХ столетия на то время узнаваемый инженер Харченко выставил напоказ конструкцию из 2 ромбов. Такое устройство позволяло ему ловить эфиры США.

Это двойной квадрат из толстой медной проволоки. Квадраты соединяются за счет незамкнутых углов между собой, в этом месте подсоединяется кабель от ТВ. Для повышения направленности сзади монтируется решетка из материала, способного проводить ток.

Периметр квадратов равен длине волны, на которую настраивается прием. Около 12 мм должен составлять диаметр проволоки для трансляции от 1 до 5 телеканалов. Конструкция получается далеко не компактная, в случае сборки для радиосвязи и ТВ метрового диапазона до 12 каналов.

Чтобы облегчить устройство, задействовалась прокладка 3 проводами меньшего сечения. Несмотря на это размер и масса оставались внушительными.

Второе дыхание рассматриваемая антенна получила, когда появилось эфирное вещание в ДМВ диапазоне. Большинству известны ромбы, треугольники и прочие самодельные фигуры в виде антенных устройств для получения сигнала дециметровых волн. Такого плана антенны весели на балконах, окнах как частных домов, так и многоэтажных сооружений.

В начале нулевых американский профессор Тревор Маршалл выступил с предложением использовать данную конструкцию в сетях Bluetooth и Wi-Fi.

Биквадратная антенна – это также антенное устройство советского инженера. Данный вариант создается по тем же принципам, что и обычный биквадрат. Отличительной чертой является то, что в вершинах квадратов вместо углов находятся дополнительные квадраты.

Что касается размеров данных квадратов, они идентичны обычным. Это позволяет избежать дополнительных вычислений. Достаточно задействовать расчет стандартного биквадрата.

Напомним, что провода в том месте, где они пересекаются, требуют изоляции друг от друга.

Необходимые материалы и инструменты

Телевизионная антенна Харченко для DVB T2 своими руками достаточно экономна. Для того чтобы собрать конструкцию, потребуются такие детали как:

• Проволока;
• Коаксиальный кабель;
• Деревянная рейка.

Что касается инструментов: плоскогубцы, молоток, острый нож. В случае, если антенное устройство вы планируете прикрепить к стене или другой поверхности, вероятней всего потребуется дрель для крепления.

Расчет антенны

Перед тем как приступать к созданию конструкции, потребуется провести расчет антенны Харченко. Это позволит с максимальной точностью собрать эффективное устройство. Размеры зигзагообразной антенны DVB T2 отыгрывают весомую роль в увеличении приема сигнала.

Поскольку технологии шагнули вперед, теперь отсутствует необходимость листать справочники, отыскивать формулы для вычисления габаритов. А тем более проводить сложные математические вычисления для того, чтобы правильно разработать эскиз или же будущий чертеж.

После этого получаете информацию: о необходимой длине медного провода, его сторонах, диаметре.

Сборка антенны Харченко для цифрового ТВ

Пошаговая инструкция, которая позволит оперативно собрать своими руками антенну Харченко для цифрового телевидения:

1. Определите поляризацию и частоту волны. Устройство должно быть линейным.
2. Биквадратный тип антенного устройства в виде зигзага изготовляется из меди. Все элементы расположены на углах, одним из них они соприкасаются. Для поляризации горизонтального типа восьмерка должна стоять стоймя. Если делать вертикальную поляризацию, то конструкция ложится на бок.

1. Сторона квадрата рассчитывается по специальной формуле – длина волны, которая поделена на четыре.
2. Представьте конструкцию, она должна быть овальной формы, при этом стянута по центру поперек большей стороны. Бока не соприкасаются, но находятся в непосредственной близости друг к другу.
3. Антенный кабель подводим к точкам сближения с обеих сторон. Потребуется заблокировать одно направление диаграммы, для этого монтируется плодный экран, изготовленный из меди, он будет находиться на удалении 0,175 от длины рабочей волны. Его следует насадить на оплетку кабеля.

Что касается рефлектора, то ранее он изготовлялся из текстолитовых плат, которые покрывались медью. Сегодня эту комплектующую производят из металлических пластин. Именно по такому принципу и делается конструкция для приема цифрового телевидения. Ничего сложного. Все необходимое есть под рукой.

Тестирование антенны

Устройство создано, самое время проверить эффективность проделанной работы. Чтобы протестировать качество приема волнового канала, необходимо подключить антенну к ресиверу. Включите телевизор и приемник.

Откройте главное меню приставки, выберите автоматический поиск каналов. В среднем этот процесс займет всего лишь несколько минут. Найти каналы можно и вручную, но для этого придется вводить их частоту. Чтобы протестировать конструкцию Харченко для телевизора, достаточно просто оценить качество трансляции. Если каналы показывают хорошо, значит, работа выполнена правильно.

Как быть, если видны помехи? Поворачивайте телеантенну и следите за тем, улучшается ли качество картинки. Когда оптимальное расположение будет определено, просто зафиксируйте устройство. Естественно, что оно должно быть направлено в сторону ТВ вышки.

Обратите внимание.