W ramach Koła Naukowego Studentów Telekomunikacji i Teleinformatyki na Politechnice Wrocławskiej razem ze współlokatorem zbudowaliśmy antenę typu BiQuad przeznaczoną do pracy w paśmie częstotliwości ISM 2,4 GHz. Notkę można by śmiało nazwać "Zbuduj własną antenę WiFi", ponieważ postaram się jasno i klarownie wyjaśnić jak taką antenę zrobić, co będzie do tego potrzebne, a także napiszę o tym co nam nie wyszło i dlaczego.

Projekt anteny

Tak jak napisałem na wstępie - antena jest typu BiQuad, czyli dipol anteny ma formę dwóch jednakowych kwadratów, częstotliwość pracy to ISM 2,4 GHz, czyli nielicencjonowane pasmo, w którym działają takie technologie jak IEEE 802.11b/g/n jak i Bluetooth. Długość fali wpływa oczywiście na rozmiary dipola, oprócz tego antena będzie wyposażona w płaski reflektor.

Całość będzie wyglądała mniej więcej tak:

Potrzebne do budowy anteny

Aby wykonać antenę dla sieci bezprzewodowej musimy zaopatrzyć się w kilka niezbędnych rzeczy:

• Laminat do płytek drukowanych
• Hydrauliczna rurka miedziana o średnicy 1/2"
• Drut miedziany o średnicy 1,5 mm
• Kabel antenowy np. RG58, jednak zalecany jest H1000
• Złącze antenowy np. typu N lub SMA
• Szczypta cyny lutowniczej

Do samego wykonania anteny przydadzą nam się:

• Lutownica np. transformatorowa lub grzałkowa (ważne by nie miała grubego grotu)
• Piła do metalu
• Suwmiarka
• Cążki, obcęgi..

Czas pracy to około kilku godzin.

Wykonanie anteny

Laminat do płytek drukowanych posłuży nam jako reflektor, jego wymiary to mniej więcej 110 mm na 150 mm, jednak nic nie stoi na przeszkodzie jak będzie większy. Laminat oczywiście przycinamy do wymaganej wielkości. Następnie ustalamy środek reflektora i wywiercamy w nim otwór o średnicy dokładnie takiej jaką posiada nasza miedziana rurka hydrauliczna.

Samą rurkę przycinamy do długości około 500 mm, a na jednym końcu ją trochę deformujemy, tak jak na rysunku poniżej:

Następnie bierzemy drut i przycinamy go dokładnie na długość równą podwójnej długości fali. Najlepiej robić antenę na 7 kanał, czyli 2442 MHz. Drut zginamy tak, by powstały nam dwa kwadraty (tak jak pokazane na pierwszym rysunku) przy czym bok kwadratu musi mieć długość 1/4 długości fali. Tak pozginany kabel przylutowujemy do zdeformowanej końcówki miedzianej rurki.

Rurkę miedzianą wkładamy w wywiercony otwór reflektora, na razie nie lutujemy.
Kabel przepuszczamy przez rurkę, przewód przylutowujemy do naszego dipola, natomiast ekran do miedzianej rurki, z drugiej strony montujemy wtyk antenowy. Sposób montażu wtyków znajdziecie na stronie dipola.

I to byłby koniec - antena gotowa - pytanie tylko czy działa?

Pomiary anteny

Idealnie jakbyśmy mieli pod ręką reflektometr i zbadali współczynnik fali stojącej anteny (WFS). WFS jest to stosunek wartości amplitudy maksymalnej do amplitudy minimalnej napięcia elektrycznego fali stojącej w linii zasilającej antenę, określa stopień dopasowania anteny do linii ją zasilającej. W idealnym przypadku WFS powinien wynosić 1. Pomiary dla anteny pokazanej wyżej na rysunku przeprowadzono za pomocą miernika Site Master S331.

Jak widać na wykresie antena "rozminęła" się z pasmem, dla którego była projektowana. Można by spróbować podłączyć ją do Access Pointa i sprawdzić jak działa na ostatnim kanale, ale z braku przejściówki ze złącza N na SMA było to niemożliwe. Co miało wpływ na takie wyniki? Przede wszystkim odległość dipola od reflektora, musi być ona w okolicach 1/8 długości fali. Dochodzi do tego także precyzja wykonania dipola - boki kwadratu mogą nie być idealne.

Także nie można się poddawać i dążyć do ideału.