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本帖最后由 jerry60 于 2009-8-13 20:54 编辑
这次很荣幸能参加这个盛会,以下是我的DIY作品(四菱天线)和我对无线知识的认识.可能有不当之处,欢迎各位坛友来指导和交流.把DIY精神发扬,共同感受DIY给我们带来的乐趣。我选择四菱天线的理由,从技术角度,制作难度,成功率,使用环境等方面相对平板天线,8木天线,背投天线等更简单易学,普及率高,体积小,增益高适用于城市内小范围无线数据传输,更适合大众口味。因没有测试仪器,天线的增益只是个人根据实际比较推测出来的,实际数据应该也差不多。希望以后我有设备能检测。
一 .对天线的认识
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力,这就是天线的方向性。根据方向性的不同,天线有全向和定向两种。
全向天线 :
全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,也就是平常所说的无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。
特点:
1.全向天线在通信系统中一般应用距离近
2.覆盖范围大
3.价格便宜。
增益一般在9dB以下 (现在已经有大型的12DB玻璃钢天线)。
下图所示为全向天线的信号辐射图。
全向天线的辐射范围比较象一个苹果
定向天线 :
定向天线,在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,同全向
天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。
特点:
1.定向天线在通信系统中一般应用于通信距离远
2.覆盖范围小
3.目标密度大,频率利用率高。
有通过反射板的定向天线,也有通过阵列合成而成(成本太高,特别相控阵天线,一个移相器有上千块,一个T/R组件大概上万),增益可达到
20dB以上。在卫星通信中用到高增益螺旋天线。
我们也可以这样子来思考全向天线和定向天线之间的关系:全向天线会向四面八方发射信号,前后左右都可以接受到信号,定向天线就好
像在天线后面罩一个碗壮的反射面,信号只能向前面传递,射向后面的信号被反射面挡住并反射到前方,加强了前面的信号强度。下图为定向天线的信号辐射图。
定向天线的主要辐射范围象个倒立的不太完整的圆锥
天线的选购
1.如果需要满足多个站点,并且这些站点是分布在AP的不同方向时,需要采用全向天线
2.如果集中在一个方向,建议采用定向天线
3.另外还要考虑天线的接头形式是否和AP匹配、天线的增益大小等是否符合您的需求
天线的安装
1.对于室外天线,天线与无线AP之间需要增加防雷设备
2.定向天线要注意天线的正面朝向远端站点的方向
3.天线应该安装在尽可能高的位置,天线和站点之间尽可能满足视距(肉眼可见,中间避开障碍)
二. 四菱天线的介绍
四菱天线制作原理
2.4G信道与频点对应关系:
信道 频点(MHz)
1 2412
2 2417
3 2422
4 2427
5 2432
6 2437
7 2442
8 2447
9 2452
10 2457
11 2462
12 2467
13 2472
14 2484
輻射器使用一般 1.0 的單芯電線繞製
/\
/ \
/ \
\ /
\ /
\/ 此處交叉, 但不短路
/\
/ \
/ \
\ /
\ /
)( 此處不交叉, 形成 > <, 中央 > < 處接
/ \ 同軸電纜, 同軸電纜中心導體接一邊> , 外部導體接另一邊 <
/ \
\ /
\ /
\/ 此處交叉, 但不短路
/\
/ \
/ \
\ /
\ /
\/
振子用的线是 绝缘 或 裸线 均可, 如果2.4GHz用裸线好些, 2.4GHz以下可用pvc單芯電線
关键词:抛物面、焦点
对于增益天线工作原理较为通俗的说法就是:在现有天线周围放置规则的金属抛物面,使天线位于抛物面的内反射焦点处,通过电磁波反射
在焦点处形成能量集中,从而增强电磁信号的收发,实现在特定方向增强信号。
制作简单的增益天线的关键就在于找到比较规则的金属抛物面和计算抛物面的焦点位置。金属抛物面并不一定要求用金属板,也可以是网
状、栅栏状金属材料。焦点位置的确定需要根据所选抛物面的形状来计算。
计算公式:F=D×D/16H (m)
其中,D为抛物面的直径,H为抛物面的深度,单位为m。
三.制作前的工具准备
以上工具主要制作天线和改网卡的工具
四.天线制作
1.同轴电缆常见的种类
从上到下,依次是50-1.5镀银同轴电缆,50-3同轴电缆,50-3特富龙双层镀银屏蔽同轴电缆
2.SMA接头与同轴电缆连接(以标准50-3同轴电缆为例)
剥线
焊接芯线
冷压钳夹紧套管
热缩管套上
风枪加热热缩管
完成品
3.反射板(本人根据产品的性价比上考虑,选择铝塑板材料做为反射板。相比传统的铜敷板,性能上没有太大的差异,但是性价比上和重量上超越铜敷板和铝板)
反射板切割,钻孔
对反射板四周倒角,攻螺纹
安装底座(照片在压缩过程中可能出现照片失真边角不是很清楚,望见谅)
4.菱形振子制作
上面1根是已经拉直的2mm铜丝,下面的是还没有拉直的铜丝
焊接同轴电缆
5.天线组装后的成品
五,比较测试数据
1。测试设备
网卡 选用和瑞银相当的5061网卡
天线 从左到右依次是是是LINKSYS 5DB全向天线,DIY 天线
2。测试环境
室内窗口大致放在一个位置,全向天线没有方向性,定向天线对准150~200M左右的信号源(不能确定实际位置只能大概推测方位)
LINKSYS 5DB全向天线配合5061网卡
DIY天线配合5061网卡
3。测试软件比较图 信号源sh**(全向天线无法调整信号强度,定向天线数据都是调整到信号最强位置截图。)
A: WirelessMon v2.0.1013_绿色汉化版
LINKSYS 5DB全向天线 数值-78
DIY天线 数值-66
B: Network Stumbler
LINKSYS 5DB全向天线 数值-78
DIY天线 数值-65
C:WINDOWS XP
LINKSYS 5DB全向天线
DIY天线
D: 迅雷下载软件(测试的时候流量一直在跳动,以下测试的数据基本在中间值附近)
LINKSYS 5DB全向天线
DIY天线
个人感想
本次参赛让我从坛友的各自作品中学到了很多东西,同时我也想发表一下我个人的一些观点,如果有什么不对的地方,请坛友指教。
不同的天线有各自的特点,气候和周围建筑物都会对发射,接收无线信号强度(也就是无线电波)有影响。一般来说,小型定向天线的测试距离在400M左右,大型定向天线的测试距离在1~3KM,如果进行改良会更远。测试信号发射距离不能单纯看天线,接收设备和发射设备都会对距离产生影响。距离越远,对天线角度的要求越高,特别是小型天线,反射板小,如果对超远距离进行信号传输,对角度更苛刻,所以说小型天线基本不能满足远距离信号传输,特别是点对点。合理选择天线,合理使用天线,这样才能把天线的作用发挥到最大。
我个人觉得DIY精神不单纯看制作,还有创新的含义。我看了一下本次参赛的坛友作品,很多都有自己的创新,而不是照搬网络上的国外天线的图纸,因为国外很多设计图纸有的是按自己环境进行设计的,有的设计是有缺陷的,只有创新这样才能让他们的天线设计在我们的环境发挥更好的作用。我的天线在原来基础上根据我的实际情况,根据自身的特点对反射板材料和菱的很多相关尺寸做了改进。其实这个也回答了很多坛友一直困惑的问题:为什么我按照图纸上的尺寸做的天线(哪怕是高精密的设备加工出来的天线)就是没有制作者所说的那个效果呢。
有些没有工具条件的朋友,不要以为只有用了好设备才能做出好产品。其实,好的设备还要有好的技术和经验,这样的做出来的天线才会是最好的。做天线的时候焊锡也是很重要的,尽量使用含银高点的好的焊锡丝,焊接的时候表面尽量光滑,这样能尽量减少信号的衰竭,这是经验。喜欢DIY的坛友可以根据自身条件,苦练基本功,从最基本的天线做起,说不定哪天你的天线做到位了,可能会比别人机器做出来的天线还要好哦。
关于天线制作重要的指标“驻波比”,驻波一般在1.5以下比较好,本人非常认同坛友的观点。因为没有相关设备,这项测试只能搁浅,希望以后有机会能做这方面的实验。
最后预祝本次大赛能圆满成功,各位天线制作高手都能各取所须,各位坛友能继续DIY精神。谢谢 |
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