WiFi天线制作
WiFi天线制作
摘要：WiFi是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。
WIFI天线特性：选择天线时，需注意天线的接头与所接设备的接头是否匹配,一般WIFI用SMA和TNC的主要用在路由器上，但是2.4G的无线监控设备上接头如果匹配的话，也能达到增强无线信号传输的效果天线底座有磁性，可吸在金属物体表面，使得天线接收信号更强即插即用，无任何附加条件。WIFI天线功能主要是为了增强无线网络信号。
关键字：无线路由器，无线信号增益，自制无线天线，wifi天线，wifi增益，无线网卡增益
WiFi天线制作
一、选型
先上网收集天线资料，看到很多国外的天线DIYER做出来的WIFI天线真是五花八门！有螺旋天线、有八木天线、有菱形天线、有栅网天线、还有罐头天线......让人看得眼花缭乱。经过再三筛选，最终把制作目标锁定在罐头天线上。选择它为DIY对象主要是因为这种天线取材方便、效率高！十分适合初学者制作。二、制作
圆筒天线之所以取材方便，是由于人人家里必定有铁罐、金属筒之类的东西。笔者就是随便拿了一个奶粉罐制作的。
下面是参照外国WIFI网站的图片而画的制作图。
各数据如下：
中心频点＝2.445G
圆筒直径＝127mm
圆筒长度＝111mm
振子长度＝31mm
振子距圆筒底部边距＝37mm
从图片可以看出，馈线的屏蔽网连接金属圆筒，信号通过圆筒反射到振子上，
当然振子就是馈线的芯线了，芯线与金属筒是绝缘的，这点必须注意！
在参照外国爱好者制作WIFI天线的同时，笔者加入了自己的想法：很多爱好者都喜欢在圆筒加装N座或BNC座，然后在馈线的连接处做对应的N头或BNC头，用于连接。但笔者觉得虽然该方法对使用十分方便，但同时也对信号造成了损耗（估计1－2DBI），尤其在2.4G的频段更加明显！因此，mr7决定把屏蔽网直接焊在圆筒上（焊接前先把外壳打磨光滑），而作为振子的芯线则保留其原来的泡沫绝缘。这样一来把损耗减到最低。有点专线专用的味道了！
建议大家最好在焊接前找根直径稍比馈线粗一点的小铜管和热缩套管，先把铜管套在馈线上，然后跟屏蔽网一起焊牢在金属圆筒的外壳上，然后用热风筒把热缩套管来回吹多次，把馈线固定在铜管上，这样一来可以很好的减低由于调节天线时给馈线和振子带来的影响！
馈线笔者是选用双屏蔽的RG-58电缆，接头是SMA母头，用于接在WIFI
的AP上面。一般来说馈线
直径越粗越好，而且长度要尽量短，不然馈线过长所造成的损耗比天线增益还大，失去DIY的意义！笔者使用的馈线直径由于比较小，所以长度取在1米这个数值。良好的馈线是制作天线的关键，2.4G频段的信号在线材中的损耗和泄漏比400Mhz的大很多，所以馈线必须用屏蔽网加铝薄双屏蔽，而且芯线要尽量粗。
三、测试
开始的时候，mr7浏览外国爱好者们讨论WIFI 天线增益如何如何的高，改善情况如何如何的好，总觉得有点吹嘘的感觉。但当mr7在实际测试时发现使用效果真的发生了天大的变化!
在这次测试中，mr7使用的设备是D-LINK的DWL-G810（800AP）五合一AP，该AP可以通过软件刷机同时拥有AP、网桥、中继等功能，发射功率是32mW。
测试地点时家里阳台，在防盗网内（没办法，金属圆筒直径粗了点，伸不出防盗网外）。按照经验，一般WIFI设备放在防盗网内使用的效果时十分差的，因此mr7也没抱多大希望。在使用原配天线时，mr7用AP搜索到3－4个外界信号（正常现象），当换上自制的WIFI圆筒天线后惊奇地发现居然可以收到7－8个外界信号，接收数目是更换天线前多出100％左右，真是出乎意料之外！不禁暗暗为自己制作的天线叫好。
小结：
1、该天线的确适合初学者业余制作，大家不要被未尝试过的制作而难倒，要相信自己相信科学。笔者也是新手，之前也没抱多少希望制作天线的，当果断迈出第一步之后，你会尝试到实践带来的无穷乐趣和知识！
2、多与身旁的同好们交流心得，听取各方意见，边做边学，这样会少走弯路。
3、制作天线时的尺寸和用料是成功的关键，要把握好尺寸的精确度，材料要选质量过关的。在这次制作中我每次裁剪时都要反复量度尺寸，精确度起码是mm 级。材料方面，我用的是厚底的铁罐，而馈线则是进口的双屏蔽电缆。
4、由于附近比较多写字楼，自然用无线网络的公司也比较多，同时楼宇之间距离比较宽，所以在家中的阳台可以收到这么多网络的信号，这一点再次验证了“好机不如好天线，好天线不如好传播！”这个经验。
5、根据玩家提供的数据，该WIFI圆筒天线的增益在12DBI左右。假如改进一下，在天线外口加一个喇叭状的金属圆环，该天线还可以增加3DBI的增益，大家不妨试试！
同时说明一下该天线不适合担当无线中继功能的AP用，建议做无线中继时最好使用高增益的同轴全向天线。
加强改进型漏勺天线（摘自Pconline无线网络特区）
如果无线路由器或无线AP不适合加装增益天线，那么我们该如何增加无线信号的传输距离和效率呢?显然，只有给无线网卡增加增益天线了。下面笔者以USB无线网卡为基础元件，介绍一下如何制作无线网卡增益天线。
一、寻找材料
首先寻找有规则抛物面的金属器具，那么你会想到什么呢?很快你就会想到家里的铁锅，但是铁锅质量较重且不适合固定和安装，也不美观。好在，我们的祖先在千年以前就为我们发明了制作增益天线的好物件“漏勺”(图3)，是不是有点疑问?马上你就知道它除了可以用来捞饺子和面条，还能用来制作增益天线。
二、准备工具
制作过程中可能用到的工具有手锯、尖头钳子、橡胶管以及USB连接线等。手锯是用于将漏勺把锯掉或让它长短合适。尖头钳子则用于在漏勺中心为橡胶管剪一个合适的缺口(图4)。橡胶管的作用就是根据焦点的距离将USB接头固定在漏勺上;而USB连接线就是为了将无线网卡与电脑连接起来。
当然，你还是要准备好一把尺子，如果必要也需要纸、笔和计算器，以测量和计算焦点位置。
三、计算焦点位置
确定了焦点位置才可以确定胶皮管的长度，才能固定胶皮管和无线网卡。
采用上面所介绍的焦点计算公式即可计算出焦点距离漏勺底部中心(胶皮管安放处)的长度，要注意的是要考虑USB网卡的长度，因为USB无线网卡的天线是内置的。
打开USB无线网卡，内置天线就位于左侧白色位置。这样只要保证USB无线网卡的底部位于焦点位置即可，如果USB无线网卡本身长度不够，则需要用胶皮管来支撑USB无线网卡。
四、固定USB无线网卡
在确定焦点位置之后，就可以对USB无线网卡进行固定了。一定要注意测量好USB网卡的长度和胶皮管的长度，二者连接后的长度之和应等于计算好的焦点距离。
五、为天线制作支架
可以使用漏勺原来的竹板作为支撑，不过每次使用都需要找合适的位置固定，这种情况下就需要给天线制作一个支架，做一个三脚支架就很牢固。材料可以任意选择，只要支架材料与漏勺天线绝缘即可。例如，可以使用三只竹筷子做成一个支架，当然你也可以奢侈一点，用废旧的照相机的三脚架来做支架。
经过以上五个步骤，一个超酷的USB无线网卡增益天线就制作成功了，使用USB连接线与你的电脑相连，你就可以体验自制增益天线给你带来的“快感”了。
小结：
这种方法也是根据我们所介绍的制作增益天线的基本原理，将USB无线网卡的原有天线改装为效果更好的增益天线，关键也在于要选择合适的金属抛物面材料，计算好抛物面焦点，其特点是效果显著、简单、零成本，是从末端增强无线信号收发效果的最佳解决方案。
奶粉罐天线、漏勺天线都看过了，觉得还不够强劲？国外狂热的无线网络爱好者成功的DIY了一台无线信号发射器，并且通过旧的10英尺卫星天线建立了一个
125英里范围的无线网络区域。下面我们就来详细看一下这究竟是如何实现的。
工具准备好了，我们就来开始制作吧。首先将一根比较粗的铜丝通过工具折成下图的样子。
整个天线的主题部分是一个银制的连接器，铜质天线将通过这个连接器与底板相连。
天线通过连接器固定
天线安装的位置
天线通过银质连接器固定在底板上，需要注意的是，天线不能和底板接触，因此在安装的时候可以借助一些支撑工具，保持天线和底板的距离。
接下来就是天线的组装工作了，利用旧的卫星接受天线我们很容易的就装好了这台无线网络信号发射器。
卫星天线的高频头
连接天线的底座
天线和底座的连接
最终成品
从上面的图片我们可以看到，当摆放在水平面上的时候，接收器的盆与水平成了大概45度的角度，而与接收器的盆平行的天线也和地面成了45度。
对于DIY的成果，我们也做了简单的测试，请看下图。
从测试软件中看，CH6的信号发涞阍赥own B，距离测试点英里；CH5的信号发射点在Town A，距离测试点2.4英里；而在CH1的两个AP桥接自Town A和距离发射点2.6英里的Town C。可以看到，自制的无线信号发射器覆盖范围还是很广的。
更多AP测试
安装在车上，便于移动
小结：
虽然现在DIY之风流行，不过这个变态型的无线信号发射器的制作对于一般用户稍显难了一些，并且对制作者网络和动手能力要求较高，而最后部分的的测试，更是普通用户无法完成的，同时如此大面积的无线网络覆盖在安全性方面也存在一些问题，不过这种DIY的精神还是只等推崇的，试想一下，今后在广袤的田野上使用笔记本通过无线网络聊天的情景是多么的惬意。
正小巧适合自制，全向7dBi增益的CobWebb天线
2008年08月21日星期四06:42 P.M.
原发明者为英国的G3TPW，
网站：https://www.360docs.net/doc/bd5506952.html,
14, 18, 21, 24, 28 MHz 五个波段，7dBi增益，大小只要2.6米见方。
比Moxon天线体积小多了，而且全向无盲区，不需要用转向器转来转去。eHam对该天线的评价还不错，https://www.360docs.net/doc/bd5506952.html,/reviews/detail/1671
发明者出售成品天线，价格大约300英镑。
网上有部分爱好者自制成功，只要5根4-5米的玻璃钢鱼竿，50米导线，就可以轻松自制，
是空间受限Ham的首选天线，大家一齐动手来做吧。
自制用的设计图纸：
是英制的尺寸，大家自己转换吧。
1 英寸＝25.4 mm 1英尺＝12英寸自己算吧
关于阻抗匹配的说明：
发明者说自己的天线是伽马匹配的，但是自制的Ham多数用的是1：1的巴伦。另外有Ham讲到2个振子间的3英寸的间隙对匹配很重要。
使用1：1巴伦，按照低波段到高波段的顺序开始调整，先从14MHz开始，然后18MHz，21MHz，24MHz。
看了一下此天线，感觉做起来相对容易一些，并且材料也相对便宜，有以下几点不明之处请教：
１、麻烦解释一下篮框里的文字，有些模糊，看不清楚。
２、绿框里的尺寸是从中心点沿着支撑杆向导线的固定点量的尺寸吗？
３、几个波段的馈电点是直接连接在一起的吗？
４、是否是在馈电点的相对一面的中心部位将电线的一根剪断了？（我看到是双股电线，其它的照片上似乎是剪断了一根，图上看不清楚）
Approx 3" GAP （大约3英寸间隔），看不清尺寸的最上1个是5英尺6英寸，另外2个一个是4英尺10英寸，一个是4英尺5英寸。（其实您可以根据勾股定理自行计算）
2、正确。
3、正确。
4、2根均剪断，那3英寸间隔靠绝缘材料连接
一款适合自制的２.４ＧＨｚ高增益定向天线
我们都知道射频无线网络器材用上高增益天线后连接距离能够增加很多很多，但高增益天线的价格也确实昂贵，高端天线比网络器材还要贵甚至贵得多。
想自己动手制作出微波天线不难，因为微波天线频率高，波长短，天线小，进而带来的便是材料易得，制作容易。
自己动手制作微波天线也有难的一方面。通常制作ＶＨＦ频段天线时，只要按照设计好的尺寸做好，一般都能取得不错的效果，对尺寸要求不那么严格。微
波天线则不同，相对很小的尺寸误差即可使做出的天线不可用。以下面将要介绍的天线为例，四分之一短路线的尺寸仅仅小了４毫米，天线的下限频率便升高到了２.６ＧＨｚ，在２.５５ＧＨｚ的增益低了９分贝，在２.４－２.４８５ＧＨｚ的增益可想而知了。
这一频段，采用网状抛物面反射天线应该是比较合理的选择，恰好我国的ＭＭＤＳ也在这一频段附近，市场上有大量的反射网供应，几元钱一面，用在这里非常超值，自己只要做一个２.４－２.４８５ＧＨｚ频段的馈源就可以了。
这款设计是参照我们产品的结构拓下来的，结构方面以易于自制取材为标准，见下图。
图中的馈源是用单面覆铜板对接的，爱好者手中恐怕都不缺这东西，详细结构分解如下图。
图中的材料一共只有两种，１.５毫米厚的覆铜板和不到１０厘米长的一段５０－５物理射频同轴发泡电缆。上面一块大的作反射器，中间两块小的作半波振子，下面一块正方形的作支撑，上下两块同时还作短路点。两块竖条非常关键，
其长度直接关系天线的工作频率范围，几毫米的误差即可导致天线不能正常使用。
下面介绍测试和调整的方法。
按说，自制高增益定向天线时，理应首选此页介绍的抛物面反射网天线，用现成的反射网，制作起来特别容易。但是有人说这种反射网买不到，也是，由于如今城市很少有人接收ＭＭＤＳ信号，自然也就买不到反射网了，总不至于为买两个网而跑乡下去吧？这种反射网还不便于邮寄，因为运包费用远远高于反射网的价格（市场售价几元钱一个）。
其实，在２.４ＧＨｚ频段采用背射天线也是一种不错的选择。一是体积小，结构紧凑，也便于邮寄；二是背射天线前后比大，侧瓣少而小，抗干扰能力很强，是抛物面天线所绝对无法比拟的。还有一个最大的优势就是选材更容易。
下面图片上的这个东西叫什么名字我不知道，但肯定有人生活的地方就能买到。选２６厘米的，去掉两个耳朵就成了右边图片这个样子，用作天线正好合适。
主要材料准备好了，再了解一下背射天线的基本结构，见下图。
图中的反射体，就用上面图片中的物件来做，其尺寸惊人地合适。图中的馈电组件叫馈源也说得过去，参照此页做一个组装起来就行了，见下图。
实测这种天线比６０厘米口径的抛物面天线增益低了４分贝，但是材料易得。
天线增益：是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。
可以这样来理解增益的物理含义------ 为在一定的距离上的某点处产生一定大小的信号，如果用理想的无方向性点源作为发射天线，需要100W 的输入功率，而用增益为G = 13 dB = 20 的某定向天线作为发射天线时，输入功率只需100 / 20 = 5W 。换言之，某天线的增益，就其最大辐射方向上的辐射效果来说，与无方向性的理想点源相比，把输入功率放大的倍数。
半波对称振子的增益为G=2.15dBi。4 个半波对称振子沿垂线上下排列，构成一个垂直四元阵，其增益约为G=8.15dBi( dBi 这个单位表示比较对象是各向均匀辐射的理想点源)。
如果以半波对称振子作比较对象，其增益的单位是dBd 。
半波对称振子的增益为G=0dBd （因为是自己跟自己比，比值为 1 ，取对数得零值。）垂直四元阵，其增益约为G=8.15 – 2.15=6dBd 。
天线增益的若干计算公式
1）天线主瓣宽度越窄，增益越高。对于一般天线，可用下式估算其增益：
G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}
式中，2θ3dB,E与2θ3dB,H分别为天线在两个主平面上的波瓣宽度；
32000 是统计出来的经验数据。
2）对于抛物面天线，可用下式近似计算其增益：
G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2}
式中，D 为抛物面直径；
λ0为中心工作波长；
4.5 是统计出来的经验数据。
3）对于直立全向天线，有近似计算式
G（dBi）=10Lg{2L/λ0}
式中，L 为天线长度；
λ0 为中心工作波长；
乐在其中WiFi增益天线的低成本DIY
在部署无线网，连接点距离较远的时候。信号就会变得很微弱。本人有一无线网桥，一端使用室外型棒状天线，一端使用普通桌面天线，放在窗口外的空调
机上。两个AP距离好几百米，最近中央更有几棵大树越长越高，严重消减了WIFI的信号强度，远端SNR最近弱到了5dB上下，而且一旦风吹树摇，信号还严重的不稳定，使得我的无线网桥相当的不稳定。几乎都只能跑在1-2M的速度上。
为解决这个问题，我考虑使用增益天线来替换那个普通的桌面天线。然而上网一查价格，一个普通的WIFI用网状抛面天线最便宜都要6~700 RMB，还有这个大家伙邮寄起来恐怕也是够呛。回想起大学里选修的电子课，其实抛物面天线原理并不复杂，象太阳灶一样把电磁波聚焦到天线接收位置，同时把焦点发射出来的电磁波定向投射出去。只要实现一个金属抛网面，计算出焦点位置，并把我原来的普通外置天线固定在焦点处，最后把抛面对准另外一端AP的位置，就可以了。
说干就干，我选择了一个非常简单的实现抛物面的方案......
我去了楼顶，那里到处是林立的电视天线，大多数都在有线电视以后被废弃了.....大家知道我要干什么了吧..
我在那些已经被剪掉信号线的废弃天线中找了一个成色较好，网面较大的天线。开始制作我的WIFI增益天线。
材料：
旧的带反射网的电视天线1个
1元钱买的细铁丝
60元一个的普通WIFI桌面天线
封箱胶带若干
工具：
钳子一把
螺丝刀一把
(以下过程请先认真看成品图，比较好理解
首先，我根据自己放天线的地方(窗口外的空调机箱)的大小比了一下。
然后使用螺丝刀拆掉天线上多余的部分，只留下反射面和中轴。当然，在拆掉天线上的信号接收器（原来TV信号线连入的装置)的时候要留个心眼，记住它的位置，这就是抛物面反射的焦点了，也是以后放WIFI接受器的地方。
然后，我把天线的中轴在阳台的栏杆上利用杠杆原理折断大部分，又利用中轴上留下的螺丝孔和拆卸下的螺丝，做了一个连接在中轴上的支架，配合后面的反射面，这样天线就可以立起来了。
用铁丝把天线的每个细棒缠一圈，加强强度和反射。
把桌面天线用封箱胶带固定到中轴上原来接受器的位置，(最好先不要粘死，实际测试信号强度时微调到最佳位置后在定位)。
把做好的天线中轴对准远处的AP,用管理软件监控信号强度，微调桌面天线位置。达到状态最佳后固定桌面天线。
我用了剩下的铁丝绕过中轴，两头各弯一个钩，扣在空调机壳的两边开口处，很结实也很容易拆卸。
至此大功告成。由上楼找天线起，共耗时117分钟......
SNR由原来的4~12dB增强到了22~24dB! 网桥稳稳的跑在了11M......爽
乐在其中WiFi增益天线的低成本DIY乐在其中WiFi增益天线的低成本DIY2006-6-22 0:28:25乐在其中WiFi增益天线的低成本DIY2006-6-22 0:28:25乐在其中WiFi增益天线的低成本DIY
附1:天线口径和2.4G频率的增益
0.3M 15.7DBi
0.6M 21.8DBi
0.9M 25.3DBi
1.2M 27.8DBi
1.6M 30.3DBi
1.8M 31.3DBi
2.4M 3
3.8DBi
3.6M 37.3DBi
4.8M 39.8DBi
附2:空间损耗计算公式
Ls=92.4+20Logf+20Logd
附3:接收场强计算公式
Po-Co+Ao-92.4-20logF-20logD+Ar-Cr=Rr
其中Po为发射功率,单位为dbm.
Co为发射端天线馈线损耗.单位为db.
Ao为天线增益.单位为dbi.
F为频率.单位为GHz.
D为距离,单位为KM.
Ar为接收天线增益.单位为dbi.
Cr为接收端天线馈线损耗.单位为db.
Rr为接收端信号电平.单位为dbm.
例如:AP发射功率为17dbm(50MW).忽略馈线损耗.天线增益为10dbi.距离为2KM.接收天线增益为10dbi.到达接收端电平为17+10-92.4-7.6-6+10=-69dbm
附4: 802.11b 接收灵敏度
22 Mbps (PBCC): -80dBm
11 Mbps (CCK): -84dBm
5.5 Mbps (CCK): -87dBm
2 Mbps (DQPSK): -90dBm
1 Mbps (DBPSK): -92dBm
(典型的测试环境：包错误率PER < 8% 包大小：1024 测试温度：25oC + 5oC) 附5: 802.11g 接收灵敏度
54Mbps (OFDM) -66 dBm
8Mbps (OFDM) -64 dBm
36Mbps (OFDM) -70 dBm
24Mbps (OFDM) -72 dBm
bps (OFDM) -80 dBm
2Mbps (OFDM) -84 dBm
9Mbps (OFDM) -86 dBm
6Mbps (OFDM) -88 dBm
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发一个计算抛物面半径的公式，不少人拿到抛物面可以一下子计算不出来焦点。
r=(4*h*h+l*l)/8*h
式中r是抛物面半径，l是抛物面开口口径，也就是弦长，h是弦长中点到抛物
面顶点的距离，抛物面的深度，也就是弦高。直径D=2r.
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。
考虑到存在一定误差，因此可以用更简单的估算公式进行计算，即F=0.3D～0.4D。近日，搬了新家，原来用的是网通的宽带，在南方应该选择电信才对，但电信访问网通那个速度实现不行。至少网通访问电信慢点还可以忍受。新家的地方网通怎么都没有资源了没有办法。去电信宽带。这个电信太黑了。新装要200元初装费，100元专线。每月60元/300小时。还没用就交300块，实在受不了，网通只要你报就安。不上网也不行呀，好在对面楼的同事家有宽带，自己手里有一个无线路由器。为了这个无线路由器还要女朋友争了好久这个无线路由以前买的，以前自己家ADSL实在用不着，被说我浪费，这下好了，终于有用处了。路由下接路由，方法是把子路由的DHCP关了，都插在LAN口上。手动Ip接上是接上了。我们在不同的楼间，一个A幢三楼，一个B幢2楼，中间还有一个楼。关键吧都有防盗网，我家的防盗网上还有一层密不通风的铁皮，这个可好，信号基本被损失了，网上找了半天的资料，买天线不合适。于是找到了最简单便宜的方法，用可乐瓶做。
制作方法
1、两个清洁的可乐瓶，剪子，泡沫板
把可乐瓶剪开，展平，而不是像网上说的把瓶的一半去了，展开重新弄成一个半圆，这样接收面积是原来的二倍，效果会改进很多，现在我在路由器和USB无线网卡上各用一个，测试已经可以达到500米。设计的图片如下面
信号强度由20%增强到50%速度也上升了。由1M上升为11M
无线路由器部分：我的是NETCORE 608
USB网卡部分：