Статья Wi-Fi Cantenna на 2,4 ГГц: инструкция как сделать бюджетную антенну большой дальности действия

Приветствую всех форумчан и с Наступающим! Это моя последняя статья в этом году.

Написана по многочисленным просьбам и только в ознакомительных целях!
Никогда не направляйте показанное ниже изделие на людей и другие живые организмы.


Посвящается тем, кто не может купить себе нормальную дорогую антенну. Сделай сам.

images.duckduckgo.com.jpeg


Изготовление cantenna резко усилит ваш Wi-Fi сигнал! Работает не только с адаптерами, но и маршрутизаторами, которые имеют внешний разъем под съемную антенну.

Требования для этого пошагового руководства

Материалы
  • Беспроводной маршрутизатор с внешним разъемом под съемные антенны, желательно с кастомной прошивкой или беспроводной USB-адаптер со съемной антенной (ALFA, TP-Link)
  • ПК, ноутбук или RPi. Работает даже на Nexus 5 c установленной Kali Nethunter
  • Пустая банка с плоским дном, желательно толстостенная и алюминиевая
  • Female N-connector (N-разьем "мама") с креплением под винты
  • RP-TNC-to-N-male cable - кабель для подключения к большинству маршрутизаторов (a.k.a. pigtail) или N-male to RP-SMA-male cable - кабель для подключения к USB адаптерам
  • Винты (иногда они поставляются с разъемом Female N-connector)
  • 2 мм медная проволока (если у вас есть обрезки кабелей, можно также найти достаточно толстый медный провод, чтобы вписаться в размер Female N-connector)
  • Паяльник (лучше использовать с тонким наконечником)
  • Припой
  • Кусачки
  • Цифровой (предпочтительно) или аналоговый штангециркуль (или просто линейка или рулетка) и отвертка
  • Открывашка (или что-то, чем снять крышку с банки)
  • Маркер для обозначения расположения винтов
Знания, навыки и способности
  • Умение паять
  • Установка компонентов с винтами
  • Базовое понимание концепции беспроводных сетей (радиостанции, волны, частоты и т.д.)
Как работает cantenna

Волновод

Радиоволны будут улавливаться в алюминиевой консервной банке и взаимодействовать с проволочным элементом, который посылает сигнал по соединительному кабелю в адаптер или маршрутизатор, а затем в ваш компьютер.

123.jpg


Размеры

cantenna1.jpg


Радио каждой частоты имеет различные волны. Длина сигнала волны это скорость волны, деленное на частоту. Представьте, что вы можете создать волны в небольшом бассейне. Скорость - это скорость, с которой волна меняет положение. Частота - как много волн вы можете сделать за x количество времени. Длина волны будет расстоянием между каждой волной, которую вы производите.

Sine_wavelength.jpg


Теперь представьте, что вы хотите поймать некоторых из этих волн в алюминиевую банку. В нашем случае вместо волн беспроводной сигнал. Единственное различие - радио волны невидимы. Чтобы выяснить правильный размер банки, нам нужно сделать некоторые математические расчеты.

Руководящие принципы для измерения cantenna

Есть несколько основных руководящих принципов при расчете cantenna. Это также поможет осмыслить то, что делать, когда делать это, или если вы что то изменяете, это может работать на другой частоте.

cantenna6.jpg

  • Длина должна быть больше, чем 3/4 длины волны
  • Диаметр банки должен быть больше, чем 1/2 длины волны
  • Медный элемент должен быть около 1/4 длины волны
  • Медный элемент должен находиться на x миллиметров от задней части банки – это может основываться на наружном диаметре. Используйте калькулятор, чтобы определить свои размеры.
Существует , который поможет вам определить размеры вашей cantenna.
Но вот больше не доступен из под рашки, что не есть благо. Можно посмотреть сами знаете как.
Как бонус прикреплю скачаную страницу в архиве к теме в самом низу. Пользуйтесь.

Формула для расчета длины волны

Важно знать, что радио волны распространяются со скоростью света, который составляет около 300 Мегаметров (Мм) в секунду (точной скоростью является 299,792,458 м/сек). Для этих целей легко впомнить формулы округления и преобразования Мегаметров в метры.

Длина волны (mm) ≈ скорости волны (Mm/sec) / частоту (GHz)

w = v / f

Мы знаем, v будет 300 (округляется, основанном на скорости света, упомянутым выше). Для f нам нужно подключить частоту Wi-Fi. Вы могли бы просто использовать 2.4, но для того, чтобы быть немного более точным, мы будем использовать более двух десятичных знаков. Для канала 6 в 2,4 GHz мы должны подключить 2.437. Решения для w дает ~ 123 мм.

w = 300 Mm / 2.437 GHz

w = 123.102175

Теперь, когда мы знаем волны для нашей радио частоты, мы можем начать расчет размеров на основе руководящих принципов, упомянутых ранее.

Так же можно рассчитытать антенну по этому методу:

cantenna10.jpg



• D - внутренний диаметр банки

• Lo - длина волны в открытом воздухе, равна 0.122 метра

• Lc - нижняя граница затухания, GHz

• Lu - верхняя граница затухания, GHz

• Lg - длина волны в волноводе (в нашем случае - в банке)
Lc = 1.706D
Lu = 1.306D
Lg = 1 / (sqr_rt{(1/Lo)2 - (1/Lc)2})

Для использования с адаптерами стандарта 802.11b идеальны следующие параметры:

• Нижняя граница затухания должна быть меньше 2400 GHz

• Верхняя граница затухания должна быть больше 2480 GHz

cantenna.png


Разберем 2,4 GHz на мелкие кусочки

Если вы запутались, вместо 2.437 возьмите просто 2.4, Взгляните на таблицу ниже, чтобы увидеть, что каждый канал имеет свою собственную частоту. Можете изучить распределение радиочастотной диаграммы, которая дает очень широкие, но сложные обзоры всех доступных радиочастот. В основном просто знайте, что частота 2,4 GHz это не только 2,4 GHz, а на самом деле имеет значение от 2.401 GHz до 2.483 GHz. Хотя это может показаться странным, но если вы когда-нибудь изменяли ваш канал беспроводной связи в маршрутизаторе для получения лучшего сигнала, вы знаете, что это дает существенную разницу.

456.png


Нахождение волны любой частоты

Делаем cantenna работающей с любым беспроводным сигналом

2.4 GHz является общей частотой для Wi-Fi и его длина волны делает canntenna идеального размера – не слишком большой, но и не слишком маленький. Как только вы начинаете работать с другими частотами, размеры cantenna могут стать до смешного большими или невероятно малыми. По формуле выше вы теоретически можно сделать cantenna для любой частоты.

Создание cantenna (пошаговое руководство)

Размеры

Размер можно будет изменить для поднятия качества сигнала. Я буду использовать числа из таблицы выше для вычисления и измерения. Если размеры моей и вашей банки совпадают, то вы можете просто следовать инструкциям ниже. Если у вас есть различия в размерах, вам будет нужно рассчитать их на основании инструкции выше.

Очистка банки

Очистить от содержимого, удалить одно из донышек и так же можно убрать этикетку.
Старайтесь не использовать банки с ребристыми стенками, так как они могут вызвать внутренние отражение и рассеивание радиоволн. В интернете можно найти рекомендации по использованию банки от чипсов Pringles: это не лучший вариант, во-первых, она слишком узкая, во-вторых, в ней мало металла, в-третьих, она совсем неустойчива к плохой погоде, если располагать ее на улице.

Подготовка N-connector
  • Отмерьте ~63.5 мм от задней части банки (у вас будет своя длина из таблицы)
1.jpg

  • Отметьте место маркером - это будет расположение отверстия
  • Вырежьте отверстие и убедитесь, что центр круга совпал с отметкой выше и не "уехал"
2.jpg

  • Сделайте четыре отверстия для винтов, используя N-connector в качестве шаблона для их расположения
3.jpg


Подготовка медного провода нужного размера

Отрежьте кусок 2 мм медного провода длиной чуть больше чем 31 мм (ваш размер возможно другой и берется из таблицы)

Примечание: Эта сложный шаг, потому что провод должен быть 31 мм от точки, когда он выходит из N-connector. Для того чтобы припаять его к разъему, он должен быть немного больше по размеру. Чтобы не ошибиться я предлагаю отрезать больший кусок, установить его в разъем, а затем обрезать лишнее, после его установки.

4.jpg


5.jpg


Припайка медного провода к N-connector

Как только у вас есть медная проволока, отрезанная по размеру, она должна быть припаяна к разъему.
Если вы никогда не паяли раньше - учитесь! Никогда не поздно. Или попросите того кто умеет.

Предупреждение: Будьте осторожны, чтобы не расплавить пластик, содержащийся в N-connector. Его легко расплавить, поэтому я предложил бы использовать паяльник, который имеет более тонкий наконечник и меньше греется.

0.jpg


09.jpg


Монтирование N-connector

После того, как N-connector модифицирован, вы можете смонтировать его с помощью четырех винтов.

99.jpg


Подключение cantenna

Ваша cantenna готова: просто подключите соединительный кабель от cantenna к беспроводному маршрутизатору или беспроводному USB адаптеру. Маршрутизатор или адаптер должен иметь съемные антенны. Картинка ниже показывает пример как это сделать.
  • Прикрутите один конец pigtail в N-connector вашей cantenna

с1.jpg


  • Прикрутите другой конец pigtail в совместимый маршрутизатор или USB адаптер
с2.jpg


Усиление данной Wi-Fi антенны будет находится в пределах 10-14 dBi и лучевым покрытием равным 60 градусов.
Если вам потребуется использовать антенну на улице - придется изготовить водонепроницаемый контейнер. Подойдет трубa из PVC - целиком вложим антенну в трубу и загерметизируем при помощи крышек и PVC клея. Необходимо помнить об отверстии для Female N-connector. Что делать дальше? Да что фантазия подскажет. Хоть это. Всем спасибо за внимание :) и понимание.
 

Вложения

Последнее редактирование:
Тут можно собрать другие антенны если есть желание, баночная меня не порадовала
 
Тут можно собрать другие антенны если есть желание, баночная меня не порадовала.
***Скрытый текст***
Значит возможно не соблюдали точно размеры. Чем большую частоту должна принимать или передавать антенна, тем точнее надо ее делать. А что касается в принципе антенн, то могу сказать квадрат Харченка, панелька и труба, наиболее простые и добротные по ксв из направленных, к тому же у них диаграмма направленности схожи. Если заморочится, то можно и фрактал сделать, очень компактная и скрытая.
 
Последнее редактирование:
  • Нравится
Реакции: ghost
Собирал порядка 3-5 видов антенна, больше всего понравилась планарная антенна
 
  • Нравится
Реакции: Yamaxa
Тут можно собрать другие антенны если есть желание, баночная меня не порадовала.
***Скрытый текст***
Баночная антенна, как хорошо вы подметили порадовать не может, потому что это полный бред. Человек который писал про антенны, явно с ними никогда дела не имел. Тем более в диапазоне СВЧ.
Явно автор не держал в руках волновод, не крутил его не вертел, не заглядывал внутрь и уж явно далек от матчасти. И конечно же даже не видел "рупорную" антенну, про подобию который он и пишет.
Начну с критики. Что категорически нельзя делать на СВЧ диапазоне.

Female N-connector (N-разьем "мама") с креплением под винты
Каждая клепка выступающая в антенне будет являться ЕМКОСТЬЮ. То же касается и самого разьема, который ни в коем случае не должен "вылезать" из корпуса.
Фотография ребристой банки - это вообще палата №6. От этих ребер волна будет отражаться и накладываться, куда только душа пожелает. Автор потом, поправляется,но к чему же тогда фотки того как делать? Когда так делать категорически нельзя.
Опущу тему распространение радиоволн, где и так понятно что и как высчитывается.
она совсем неустойчива к плохой погоде, если располагать ее на улице.
Пора бы знать что не для антенны, а на для прохождения СВЧ туман, "бич божий".
Вывод. Для того что бы собирать антенну, необходимо владеть не только паяльником и основами знания в антенно фидерных устройствах и распространению радиоволн, но и в передатчиках и приемниках.
Антенна работать будет с "грехом на пополам" только на передачу, а на прием извините. Так как рупор лямда/2 не обладает большой площадью поверхности для отражения сигнала на вибратор, как параболическая антенна. И будет ловить слабый сигнал в это узкое горлышко.
Делайте директорную антенну типа "волновой канал"
А вообще на СВЧ из за утечки через паразитные емкости что-то творить очень тяжело.
И вообще согласование фидера с антенной для получения хорошего КСВ - это особая тема разговора. С китайскими кабелями и банками из под пива рассчитать его практически не возможно.
 
Последнее редактирование модератором:
  • Нравится
Реакции: ~localhost
Могу ещё добавить про дешовый кабель у которого на СВЧ затухание на метр 140+
 
  • Нравится
Реакции: Yamaxa
При хороших результатах (большая высота расположения, отсутствие помех, хорошие погодные условия и т.д.) показывало расстояние до 2 км! Но не забываем, что чем дальше расстояние - тем будет меньше скорость интернета от целевой ТД.
У радиорелейной станции "Электроника" была выходная мощность 250мВатт, а била на 50 километров. Но у неё параболическая антенна была диаметром с метр.)))
 
C0deby
Странно, ведь работает нормально. В чем суть спора не пойму, ведь при правильном согласовании и скрепка будет отлично wi-fi ловить.
 
  • Нравится
Реакции: ghost
C0deby
Странно, ведь работает нормально. В чем суть спора не пойму, ведь при правильном согласовании и скрепка будет отлично wi-fi ловить.
Да, все нормально работает. Спора и нет. Пусть критикуют. Здоровая критика - это неплохо.
От себя замечу, что тема посвящается тем, кто не может купить себе нормальную дорогую антенну.
И фото не мои. Это свободный перевод с англоязычного ресурса. Что на данном форуме не запрещено.
Это инструкция как сделать бюджетную антенну большой дальности действия. А не для забивания мозгов матчастью.
Можно сделать и другие, гораздо более лучшие антенны :) У кого есть желание - создайте тему и расскажите читателям.
 
я делал вот такую только с одним вибратором



делается не сложно, по сравнению с антенной из банки и би-квадрат (Харченко) по моим ощущениям работает по лучше в паре с китайской альфой.


И еще если будите делать то особое внимание уделите кабелю (любой не подойдет!!!) Смотри коэффициент его затухания на данной частоте 2.4 обычно хорошие с маленьким затуханиям стоят хороших денег.

Я делал из антенны для адаптера, отрезал пластик, волновод, цилиндр для согласования, и просто уже провод припаял к антенне, центр на вибратор, оплетку на рефлектор, не знаю на сколько это правильно, но результат у меня не плохой.
 
  • Нравится
Реакции: ghost и Yamaxa
С китайскими кабелями и банками из под пива рассчитать его практически не возможно.
Хотелось бы больше про кабеля узнать, по-моему это из-за плохого кабеля многие антенны становятся убогими. Где взять хороший кабель?
[doublepost=1515254379,1515253711][/doublepost]
Значит возможно не соблюдали точно размеры. Чем большую частоту должна принимать или передавать антенна, тем точнее надо ее делать. А что касается в принципе антенн, то могу сказать квадрат Харченка, панелька и труба, наиболее простые и добротные по ксв из направленных, к тому же у них диаграмма направленности схожи. Если заморочится, то можно и фрактал сделать, очень компактная и скрытая.
Мне гораздо больше баночной понравилась вот эта антенна, не сложная, но намного мощнее, или просто так звезды сложились что она получилась лучше. :)
 
Хотелось бы больше про кабеля узнать, по-моему это из-за плохого кабеля многие антенны становятся убогими. Где взять хороший кабель?
[doublepost=1515254379,1515253711][/doublepost]
Мне гораздо больше баночной понравилась вот эта антенна, не сложная, но намного мощнее, или просто так звезды сложились что она получилась лучше. :)
Я же говорил, что директорная антенная лучше.)))
Да, все нормально работает.
А на прием от жертвы как работает?
 
При регистрации аккаунта Вы нарушили пункт 4.4 правил форума. Зайдите на свою страницу профиля. В правом верхнем углу есть кнопка ПОЖАЛОВАТЬСЯ. В открывшейся форме напишите желаемый никнейм. При игнорировании данной рекомендации Ваш аккаунт будет удален.
 
Хотелось бы больше про кабеля узнать, по-моему это из-за плохого кабеля многие антенны становятся убогими. Где взять хороший кабель?
Можешь купить фирменный TP-Link кабель с сопротивлением не меньше 50Ω
И длина играет немаловажную роль. Лучше удлинить с помощью usb шнура адаптер.
А на прием от жертвы как работает?
Ну назовем это не "жертва" а "целевая точка" :) Так правильнее будет.
При должных расчетах и качественных материалах нормально работает. Ну и прямые руки тоже немаловажны.
 
Можешь купить фирменный TP-Link кабель с сопротивлением не меньше 50Ω
И длина играет немаловажную роль. Лучше удлинить с помощью usb шнура адаптер.
Спасибо! Вот только найти 50 ом кабель, очень сложно, я спрашивал, они даже не знают что это такое. :)
 
vasska

Да ну? что за глупости? О нем знали даже в советские времена. Посчастливилось отрыть в закромах метра 6 где то еще советского такого кабеля, да не простого а с черным ромбиком в обозначении. Кто в курсе поймет))) Берегу , жалко блин расходовать)) И еще касаемо антен. Ранее тут фотки скидывал патча, вот кому надо, нашел все же чертеж. Делается элементарно за час, я вас уверяю, если соблюсти все размеры то качеством будете довольны. Только важно, маленький квадрат, делайте из меди или на крайняк латунь. Низ из толстой оцинковки.
 

Вложения

  • Патч антенна.jpg
    Патч антенна.jpg
    32,7 КБ · Просмотры: 593
  • Нравится
Реакции: Yamaxa, vasska и ghost
Да ну? что за глупости? О нем знали даже в советские времена.
В том то и дело, что знали в советские времена. Сейчас продавец не знает подробностей о своем товаре. Всеобщая безграмотность.
И бездарность. Век гаджетов м*ть его... Это в наше время, чтобы что то новое узнать, приходилось горы бумажной литературы перелопатить. Сейчас такие возможности, но лишь ЕДИНИЦЫ умеют их правильно использовать. Многие и гуглить то толком не умеют...
 
  • Нравится
Реакции: Глюк и Dr.Lafa
В том то и дело, что знали в советские времена. Сейчас продавец не знает подробностей о своем товаре. Всеобщая безграмотность.
И бездарность. Век гаджетов м*ть его... Это в наше время, чтобы что то новое узнать, приходилось горы бумажной литературы перелопатить. Сейчас такие возможности, но лишь ЕДИНИЦЫ умеют их правильно использовать. Многие и гуглить то толком не умеют...
Согласен на все 100%
 
Мы в соцсетях:

Обучение наступательной кибербезопасности в игровой форме. Начать игру!