Kaip pasigaminti efektyvią WiFi anteną: nuodugnus vadovas

Silpnas interneto ryšys namuose gali sukelti nemažai nepatogumų, pradedant nuo lėtai kraunančių puslapių ir baigiant nutrūkstančiomis vaizdo konferencijomis. Nors daugelis iš karto galvoja apie brangių stiprintuvų ar naujų maršrutizatorių pirkimą, kartais sprendimas gali būti paprastesnis ir pigesnis - pasigaminti savo WiFi anteną. Šis straipsnis suteiks išsamų supratimą apie tai, kaip veikia antenos, kokie yra jų tipai ir kaip galite pasigaminti efektyvią anteną namuose, pasinaudodami turima informacija ir žiniomis.

Antenos veikimo principai: kodėl stiprinimas svarbus?

Prieš pereinant prie konkrečių antenų tipų, svarbu suprasti, kaip jos veikia. Antena pati savaime signalo nei stiprina, nei silpnina. Ji veikia su tuo pačiu signalu, kurį siunčia modemo siųstuvas. Pagrindinis skirtumas tarp įvairių antenų yra jų gebėjimas nukreipti ir sutelkti signalą. Daugiakryptė antena signalą skleidžia visomis kryptimis vienodai, todėl pasiekiama tik nedidelis atstumas. Norint pasiekti didesnį atstumą, reikia sumažinti spinduliavimą į nenaudingas puses ir sutelkti visą energiją į dominančią kryptį.

Tai paaiškina, kodėl didesnį stiprinimą turinčios antenos nėra tos, kurios stiprina signalą, bet tos, kurios sugeba didesnę gauto signalo dalį nukreipti ten, kur reikia, nešvaistant energijos į šalis. Pavyzdžiui, 27 dB stiprinančios antenos atveju, signalo spindulys yra labai siauras. Tai panašu į tą patį galingumo šviesos šaltinį, kuris šviečia prožektoriuje ir lazeryje - lazeris sutelkia visą šviesą į vieną tašką, todėl pasiekiamas didesnis atstumas ir intensyvumas.

Svarbu suprasti, kad interneto greitis labiau priklauso nuo signalo ir aplinkinių triukšmų stiprumo santykio, o ne tik nuo paties signalo stiprumo. Todėl, siekiant geresnio rezultato, reikia ne tik didelio stiprinimo, bet ir mažesnio triukšmo. Tai pasiekiama naudojant siauresnio kryptingumo antenas, kurios sumažina triukšmą nuo aplinkinių siųstuvų, dirbančių kitais dažniais.

MIMO technologijos svarba ir antenų pasirinkimas

Šiuolaikinės 4G ryšio antenos dažniausiai yra MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) tipo. Tai reiškia, kad jos naudoja kelias siuntimo ir priėmimo antenas, siekiant padidinti duomenų perdavimo spartą ir ryšio patikimumą. Naudojant prastesnes antenas, rezultatai būtų gerokai prastesni.

Renkantis anteną, svarbu atsižvelgti į kelis veiksnius:

• Dažnių ruožas: Jei dar nesate tikri, koks dažnis jūsų teritorijoje suteikia geriausią rezultatą, verta rinktis platesnio dažnių ruožo antenas, net ir aukojant maksimalų stiprinimą. Interneto greičiai nebūtinai bus didžiausi iš to stulpo, prie kurio prisijungia jūsų telefonas.
• Kryptingumas ir stiprinimas: Kaip jau minėta, didelis stiprinimas reiškia didelį kryptingumą. Svarbu rasti tinkamą balansą, kad antena nebūtų per daug jautri net menkiausiam nukrypimui nuo tikslo.
• Kabelio pasirinkimas: Ryšio antenoms dažniausiai naudojamas 50 Ω banginės varžos koaksialinis kabelis, o ne 75 Ω, kaip TV antenoms. Taip pat svarbu, kad kabelis palaikytų reikiamą dažnį, nes aukšti dažniai gali sukelti didelį signalo slopinimą. Pavyzdžiui, H155 kabelis prie 2,4 GHz signalą slopina -49.6dB, o RG174U - -240dB.

Savadarbės antenos gali būti puiki alternatyva, ypač turint omenyje, kad gamyklinės, net ir logoperiodinės, antenos gali kainuoti nuo 40€ už komplektą, o rimtesnių stiprinančių kaina viršija 100€ už vienetą.

Savadarbės antenos: populiarūs ir efektyvūs modeliai

Yra keletas populiarių savadarbės antenų tipų, kuriuos galima pasigaminti namuose. Svarbiausia - tiksliai laikytis matmenų ir naudoti tinkamas medžiagas.

1. Bi Kvadratas (Double BiQuad)

Ši antena, dar vadinama zigzaginė, yra viena pirmųjų, kurią radijo mėgėjai siūlo pasigaminti. Ji pakankamai nesudėtinga gamyboje.

• Konstrukcija: Gali būti gaminama be ekrano, tuomet bus dvikryptė ir stiprinimo koeficientas bus silpnesnis (apie 2 dB). Poliarizacija gali būti priešinga, nei tikėtasi: ištempta vertikaliai gaudo horizontalios poliarizacijos bangas, o ištįsusi horizontaliai - vertikalios poliarizacijos.
• Dažnių diapazonas: Paprastai skirta gana siauram dažnių diapazonui. Vielos storis įtakoja antenos gaudomų dažnių diapazoną. Kai kuriais atvejais, naudojant 1,2 mm vielą, diapazonas gali būti per siauras Wi-Fi 2,4 GHz ryšiui. Padidinus vielos storį iki 1,6 mm, bus apimti visi 14 kanalų, bet antenos stiprinimas sumažės 1 dB.
• Matmenys: Antenos forma turėtų būti artimesnė taisyklingiems kvadratams, nors sutinkami ir rombai. Reflektoriaus dydis gali būti ir didesnis nei apskaičiuotas. Reflektorius gali būti ne skardos lakštas, bet tinklelis, tačiau pilnaviduris reflektorius yra efektyvesnis.

2. Panelinė antena (Panel Antenna)

Ši antena yra panelinio tipo, pavadinimas kilo iš jos formos. Rekomenduojama ją gaminti, o ne "BiQuad", nes matmenų tikslumas bus didesnis, o prie to paties stiprinimo bus apimtas platesnis diapazonas (nuo 1800 MHz iki 2,6 GHz), įskaitant visą 4G diapazoną ir 2,4 GHz Wi-Fi.

• Konstrukcija: Tai ta pati "BiQuad" antena su papildomais sulankstytais kvadratais.
• Stiprinimas: Gali siekti apie 12 dB, o su 6 kvadratais - apie 14 dB. Teorija teigia, kad kiekviena papildoma kvadratų pora turėtų stiprinimo galingumą padidinti ~3 dB, tačiau dėl per didelio artumo tarp kvadratų prasideda slopinimai.

3. "Double/Triple BiQuad" patobulintos versijos (pvz., "Amos" antena)

Šios antenos yra "Double/Triple BiQuad" patobulintos versijos, padidinančios antenos stiprinimą.

• Konstrukcija: Kvadratukai atskirti vienas nuo kito λ/4 (ketvirtadalis bangos ilgio), taip išnaudojant kvadratukų stiprinimą maksimaliai. Pavyzdžiui, 8 kvadratukų antenos stiprinimas turėtų siekti 17.6 dB.
• Problematiškumas: Didelio stiprinimo atveju antena tampa labai ištįsusi, todėl MIMO kombinaciją suderinti gali būti problematiška. Geriausia naudoti tos pačios poliarizacijos antenas.

4. Yagi-Uda (Banginis kanalas)

Tai viena iš labiausiai paplitusių antenų rūšių.

• Konstrukcija: Pagrindinis elementas yra vienas strypas - aktyvusis vibratorius, prie kurio pajungiamas kabelis. Papildomai dedamas ilgesnis strypas (reflektorius) ir vis mažėjantys strypai (direktoriai) kryptingumui ir stiprinimui padidinti.
• Stiprinimas: Su 7 vibratoriais realu pasiekti 8 dB-10 dB stiprinimą, o su 22 vibratoriais - apie 18 dB.
• Apribojimai: Yagi antenos yra pakankamai siauro diapazono. Norint platesnio diapazono, geriau rinktis logoperiodines antenas.

5. Logoperiodinė antena

Šios antenos yra panašios į Yagi tipo, bet skiriasi tuo, kad naudoja ne vieną, o du kotus, ir vibratoriai išlindę į skirtingas puses.

• Privalumai: Apima platų dažnių diapazoną, todėl su viena antena galima priimti visus mobilaus ryšio naudojamus dažnius. Stiprinimo duomenys neblogi, siekia iki 11.5 dB. Tai geras pasirinkimas kaip pirmas pirkinys, ypač palyginti su brangesnėmis panelinėmis-sektorinėmis antenomis.

6. "Wi-Fi Pūška" (Wi-Fi Gun)

Ši antena, siejama su tinklaraštininko "KREOSAN" vardu, yra pakankamai nesudėtinga surinkti.

• Konstrukcija: Susideda iš žiedų, kurių dydžiai ir atstumai yra identiški, kas leidžia lengvai padidinti jų skaičių, tuo pačiu didinant stiprinimą ir kryptingumą.
• Stiprinimas: 7 plokštelių antenos stiprinimas siekia apie 11 dB, kas leidžia namų sąlygomis pasigaminti gana tiksliai matmenis atitinkantį produktą. Stiprinimą galima padidinti, dedant daugiau plokštelių.
• Pajungimas: Galima pajungti du kabelius prie to paties vibratoriaus 90° kampu, kas leidžia gaudyti skirtingos poliarizacijos bangas.

7. Cantennator

Tai dar vienas lengvai pagaminamos antenos variantas.

• Konstrukcija: Antena pagaminta ant storo vamzdžio, ant kurio vyniojama viela. Kuo daugiau vijų, tuo didesnis stiprinimas. 7 vijų pakanka, kad antenos stiprinimas siektų 10 dB.
• Matmenys: Svarbiausia surasti tinkamo diametro vamzdį ir išlaikyti vienodą atstumą tarp vyniojamų vielučių. Pavyzdžiui, 1800 MHz dažniui reikėtų 133 mm diametro vamzdžio.
• Alternatyvos: Nors galima įsigyti parduodamas tokias antenas, didesnio stiprinimo atveju verta rinktis parabolę, o nedidelio stiprinimo - pigesnę logoperiodinę.

Kaip pagerinti WiFi signalą namuose: papildomi patarimai

Be antenos pasirinkimo ar pasigaminimo, yra ir kitų būdų pagerinti belaidžio interneto ryšį namuose:

• Modemo pozicija: Modemą reikėtų laikyti ten, kur įeinančio ryšio signalas yra pats stipriausias, pavyzdžiui, netoli lango. Stipriausio signalo vietą namuose padeda rasti specialūs interneto spartos matavimo įrankiai, tokie kaip matuok.lt ar speedtest.net. Taip pat galite pasinaudoti "Tele2 4G interneto ryšio stiprumo žemėlapiu".
• Modemo perkrovimas: Paprasčiausias būdas išspręsti problemas - ištraukti maitinimo laidą, suskaičiuoti iki dešimties ir vėl įkišti.
• Dažnio keitimas: Jei modemas palaiko dvi dažnių juostas (2.4 GHz ir 5 GHz), galite pasirinkti tinkamiausią. 5 GHz dažnis užtikrina didesnį greitį, bet sklinda trumpiau, o 2.4 GHz - toliau.
• Antenų padėtis: Maršrutizatoriaus antenos skleidžia signalą aplink save. Pabandykite skirtingus kampus, kad užtikrintumėte geriausią signalo aprėptį. Viena antena gali būti nukreipta aukštyn, kita - šoninė.
• Kliūčių šalinimas: Nestatykite modemo už baldų, knygų lentynų ar arti metalinių konstrukcijų. Metaliniai paviršiai ir vanduo (pvz., akvariumai) gali atspindėti arba slopinti radijo bangas. Taip pat venkite statyti modemą šalia kitų elektroninių prietaisų, tokių kaip mikrobangų krosnelės ar mobilieji telefonai.
• Programinės įrangos atnaujinimas: Reguliariai atnaujinkite maršrutizatoriaus programinę įrangą. Tai gali pagerinti saugumą, našumą ir išvengti signalo praradimų.
• Papildoma įranga: Jei vis tiek susiduriate su silpnu signalu, galite apsvarstyti papildomos įrangos įsigijimą:
  • Išorinė kryptinė antena arba išorinis modemas: Kryptinė antena montuojama lauke, nukreipta į bazinę stotį. Išorinis modemas turi visakryptę anteną ir jungiasi prie bet kokio Wi-Fi modemo.
  • WiFi signalo plėtiklis (Extender): Šis įrenginys gauna signalą iš jūsų maršrutizatoriaus ir jį platina toliau.
  • Pagalbinis maršrutizatorius: Tokie įrenginiai gali praplėsti belaidžių įrenginių tinklą ir sukurti "Mesh" tinklą, užtikrinantį greitą ir sklandų ryšį visuose namuose.
  • PLC (Power Line Communications): Šie įrenginiai perduoda tinklo signalą per jūsų namų elektros sistemą. Jie gali būti tinkami, jei norite tinklo lizdą perkelti į kitą patalpą.

Pasirinkus tinkamą antenos tipą ir laikantis paprastų patarimų, galite žymiai pagerinti savo belaidžio interneto ryšį ir mėgautis greitesniu bei stabilesniu internetu visuose namuose.

tags: #kaip #pasidaryti #wifi #antena