Антенна Wi-Fi: полный обзор всех типов и функций

Для чего нужна антенна, классификация антенн

Принципы беспроводной связи основаны на приеме и передаче радиочастотной энергии. Работа с сетевыми ресурсами по беспроводным каналам обеспечивается сигналом, передаваемым от общего источника на антенну роутера пользователя. Чем дальше от роутера находится вышка, излучающая основной сигнал, тем более необходимо использовать систему с антенным усилителем Wi-Fi.

По способу установки

По способу установки антенны делятся на два типа:

1. На улице. Внешняя антенна роутера имеет повышенный коэффициент усиления при установке в зоне прямой видимости вышки. Наружная антенна Wi-Fi может иметь внушительные размеры, поэтому ее устанавливают вне помещения.
2. Внутренний. Внутренняя антенна Wi-Fi характеризуется относительно слабым усилением беспроводного сигнала. Небольшие размеры и конструкция оборудования позволяют устанавливать устройство в помещении.

По направлению сигнала

Для усиления сигнала антенны Wi-Fi учитывается не только расстояние, но и направление на источник сигнала. По направлению передаваемых и принимаемых сигналов антенны делятся на:

На фото — антенна всенаправленного диапазона:

• Всенаправленный. Они характеризуются равномерным излучением сигнала и небольшим коэффициентом усиления. Монтируется как внутри помещения, так и снаружи. Идеально подходит для городского использования. Заводской аналог всенаправленной антенны – антенна D-Link Wi-Fi.

А это направленная антенна:

• Режиссер. Охватывает более широкую полосу пропускания беспроводных сигналов и имеет более высокий коэффициент усиления. Уровень мощности сигнала не зависит от места установки (в помещении или на улице).

По поляризации

Качество приема сигнала в помещении (поляризация) определяется не только способом установки антенны, но и ее конструкцией. В зависимости от типа конструкции волны могут иметь:

• Круговая поляризация. Действительно, при работе с большим количеством беспроводных устройств. Сигнал круглой антенны преодолевает как вертикальные, так и горизонтальные препятствия без потери мощности.

• Вертикальная линейная поляризация. Конструкция имеет небольшие размеры и проста в установке.

• Горизонтальная линейная поляризация. Эффективен при работе в условиях отсутствия видимости источника, излучающего основной сигнал. Лучший вариант в городе, так как легко преодолевает вертикальные препятствия.

Как самостоятельно усилить сигнал?

Зная принципы беспроводной передачи сигнала, вы сможете сделать Wi-Fi антенну своими руками. Это значительно расширит возможности роутера. Существуют следующие способы улучшить производительность Wi-Fi.

Усилитель из биквадрата и CD-диска

Воздушный образец с биквадом на снимке:

Инструкция довольно проста:

• Подготовьте компакт-диск.
• Сделайте биквадрат из медной проволоки (диаметром 2,5 мм). Для построения двойной геометрической фигуры нам потребуется 300 мм медного кабеля. Расстояние между центрами квадратов должно соответствовать 30 мм.

Размеры биквадрата смотрите на картинке:

• Спаяйте концы медной проволоки.
• Прикрепите готовый биквадрат к пластиковой пластине (расстояние по вертикали между точками крепления должно быть 16 мм).
• Прикрепите компакт-диск к нижней части коробки с помощью силиконового клея.
• Подключите готовую Wi-Fi антенну к роутеру (маршрутизатору). Самый надежный и простой способ подключения — разъем SMA.

Для оптимальной работы усилителя важно правильно выбрать направление приема и передачи сигнала и обеспечить безопасность устройства.

Усилитель с использованием жестяных банок

Здание подходит для усиления сигнала в квартире. Он поможет убрать препятствия в виде стен и мебели. Что нужно подготовить:

• провод (50 Ом);
• две канистры емкостью 1 л.;
• металлопластиковые трубы;
• контакт.

Что мы должны сделать:

• В днище ящиков проделайте отверстия (диаметр отверстий должен соответствовать диаметру металлопластиковой трубы).
• Наденьте коробки на трубу.
• Сверните и закрепите концы трубочки.
• Припаяйте обе коробки к проводу.

В полости трубки находится металлическая фольга. Он будет служить экраном антенны. Поэтому провод следует припаять к фольге. Места крепления шнура должны быть надежно закреплены и изолированы.

Сверхдальняя Вай-Фай антенна

Для мощной антенны нам понадобится:

• лист фольгированного гетинакса (стеклоткани). Обратите внимание, что необходимо изготовить два листа размером 450х350 мм;
• самоклеящиеся виниловые трафареты с монтажной пленкой – для защиты листов гетинакса от травления;
• листовой металл (можно фольгированный) — для изготовления стенки рефлектора.

Для травления печатной платы используется раствор хлорного железа и емкость, в которую должны поместиться листы гетинакса. Лучше сделать это самостоятельно. Самодельный контейнер представляет собой каркас из четырех реек и пленки в несколько слоев.

Соблюдайте правила безопасности при травлении, а именно:

• работать в защитных перчатках;
• не используйте стеклянную или пластиковую тару;
• в процессе смешивания не используйте металлические конструкции;
• не работайте в маленьких и плохо проветриваемых помещениях;
• утилизировать раствор в соответствии с мерами безопасности;
• носить защитные очки и маску;
• храните оставшийся раствор в прохладном и недоступном месте.

Перед травлением материал необходимо обработать мелкой наждачной бумагой.

Важно соблюдать следующие условия:

• между отражателем и платой должно быть 9 мм.
• при склеивании пластиковых деталей рекомендуется оставлять отверстия для припайки провода в дальнейшем.

Мы получим сверхдлинную антенну с коэффициентом усиления 80 дБ на расстоянии 1 км от основного источника сигнала.

Мощная Wi-Fi антенна-пушка

Пример пушечной антенны на картинке:

Для изготовления пушечной антенны необходимо подготовить:

• листовой металл – лучше медь (подойдет и олово из банок);
• Wi-Fi адаптер (или подключиться к роутеру);
• длинная шпилька и гайки;
• компас.

Размеры должны быть соблюдены с точностью до миллиметра. Для этих целей лучше использовать точную металлическую линейку.

Используйте схему чертежа, чтобы сделать мощную антенну:

Выполняем следующие действия:

1. На листе металла отметьте центры диаметров кругов.
2. Сверлим отмеченные центры (чередуем тонкие и толстые сверла).
3. Доводим отверстия до диаметров чуть больше диаметра штифта.
4. Используйте циркуль, чтобы нарисовать круги на листе металла.
5. Предварительно вырезаем квадраты, из которых потом аккуратно вырезаем круги.
6. Отпиливаем лишнюю длину штифта (учитывая ширину гайки).
7. Получаем полный комплект деталей.
8. Собираем конструкцию.
9. В последних двух дисках не забудьте просверлить отверстия для последующего подключения кабеля.
10. Соединитель с кабелем делаем из старой антенны роутера (переходника).
11. Аккуратно снимите крышку с изоляцией со старой антенны и снимите металлическую крышку.
12. После изготовления контакта приступаем к лужению дисков (медь).
13. Продеваем кабель через отверстие в крайнем круге, и припаиваем экранную обмотку.
14. Продеваем среднюю жилу кабеля в отверстие второго круга и припаиваем.
15. Устанавливаем готовую антенну на кронштейн (при желании.
16. К выходу розетки присоединяем Wi-Fi адаптер.

Продукт готов. Осталось выбрать правильное направление для приема сигнала. Если вы хотите расширить возможности орудийной антенны, установите ее на крыше. Затем нужно припаять экранированный кабель (вместо разъема).

Зона покрытия при использовании такой конструкции составляет не менее 10 км.

Наипростейшая доработка родной антенны Wi-Fi роутера или адаптера

Если вы хотите улучшить сигнал Wi-Fi в радиусе действия квартиры, то это не может быть проще.

Расположите антенны вертикально

Излучение от точки доступа в космосе представляет собой не сферу, а тороидальное поле, по форме напоминающее бублик. Чтобы покрытие Wi-Fi в пределах одного этажа было оптимальным, радиоволны должны распространяться в горизонтальной плоскости — параллельно полу. Для этого есть возможность наклонить усики.

Антенна — ось «бублика». Угол распространения сигнала зависит от наклона.

При наклоне антенны относительно горизонта часть излучения направлена ​​наружу: ниже плоскости «смазки» образуются мертвые зоны.

Вертикально установленная антенна излучает в горизонтальной плоскости: максимальное покрытие достигается в помещении.

На практике: Вертикальная установка антенны — самый простой способ оптимизировать покрытие Wi-Fi в помещении.

Разместить роутер ближе к центру помещения

Еще одна причина появления мертвых зон — неудачное расположение точки доступа. Антенна излучает радиоволны во всех направлениях. При этом интенсивность излучения максимальна вблизи роутера и уменьшается по мере приближения к краю зоны покрытия. Если установить точку доступа посреди дома, сигнал будет более эффективно распределяться по комнатам.

Роутер, установленный в углу, обеспечивает часть мощности за пределами дома, а крайние комнаты находятся на краю зоны покрытия.

Установка в середине дома позволяет добиться равномерного распределения сигнала по всем помещениям и минимизировать мертвые зоны.

На практике: установка точки доступа в «центре» дома далеко не всегда возможна из-за сложной планировки, отсутствия розеток в нужном месте или необходимости прокладки кабеля.

Акустическая система

Обеспечить прямую видимость между роутером и клиентами

Частота сигнала WiFi — 2,4 ГГц. Это дециметровые радиоволны, которые плохо огибают препятствия и имеют малую проникающую способность. Поэтому дальность и стабильность сигнала напрямую зависят от количества и структуры препятствий между точкой доступа и клиентами.

Когда электромагнитная волна проходит через стену или потолок, она теряет часть своей энергии.

Величина затухания сигнала зависит от материала, через который проходят радиоволны.

Акустика пола

*Эффективное расстояние — это значение, определяющее, как изменится радиус беспроводной сети по сравнению с открытым пространством при прохождении волны через препятствие.

Пример расчета: сигнал WiFi 802.11n распространяется в пределах прямой видимости до 400 метров. После преодоления непостоянной стены между комнатами мощность сигнала падает до 400 м * 15% = 60 м. Вторая стена сделает сигнал еще слабее: 60 м * 15 % = 9 м. Третья стена делает прием сигнала практически невозможным: 9 м. * 15% = 1,35 м.

Такие расчеты помогут рассчитать мертвые зоны, возникающие из-за поглощения радиоволн стенами.

Следующая проблема на пути радиоволн: зеркала и металлоконструкции. В отличие от стен они не ослабляют, а отражают сигнал и рассеивают его в произвольных направлениях.

Держатель кабеля для зарядных кабелей 5 контактов

Зеркала и металлические конструкции отражают и рассеивают сигнал, образуя за собой мертвые зоны.

Если переместить внутренние элементы, отражающие сигнал, можно устранить мертвые зоны.

На практике: Крайне редко удается добиться идеальных условий, когда все гаджеты находятся на одной линии с роутером. Поэтому в реальном доме каждую мертвую зону необходимо устранять отдельно:

• выяснить, что мешает сигналу (поглощение или отражение);
• подумайте, куда вы переместите роутер (или мебель).

Читайте также: Лучшие сканеры с автоподачей

Разместить роутер подальше от источников помех

Диапазон 2,4 ГГц не требует лицензии и поэтому используется для работы стандартов бытовой радиосвязи: WiFi и Bluetooth. Несмотря на низкую пропускную способность, Bluetooth все еще способен создавать помехи для маршрутизатора.

Зеленые области — это питание от маршрутизатора WiFi. Красные точки — это данные Bluetooth. Близость двух стандартов радиосвязи в одном диапазоне вызывает помехи, уменьшающие радиус действия беспроводной сети.

В том же диапазоне частот излучает микроволновый магнетрон. Интенсивность излучения этого устройства настолько велика, что даже сквозь защитный экран духовки излучение магнетрона способно «подсветить» радиолуч WiFi роутера.

Универсальная беспроводная зарядка

Излучение магнетрона микроволновки вызывает интерференционные помехи практически на всех каналах WiFi.

На практике:

• При использовании аксессуаров Bluetooth рядом с маршрутизатором включите параметр AFH в последних настройках.
• Микроволновая печь является мощным источником помех, но используется не так часто. Поэтому, если нет возможности переместить роутер, вы не сможете позвонить по скайпу только во время приготовления завтрака

Отключить поддержку режимов 802.11 B/G

В диапазоне 2,4 ГГц устройства Wi-Fi работают с тремя спецификациями: 802.11 b/g/n.N является новейшим стандартом и предлагает большую скорость и дальность действия, чем B и G.

Спецификация 802.11n (2,4 ГГц) обеспечивает большую дальность действия, чем старые стандарты B и G.

Маршрутизаторы 802.11n поддерживают предыдущие стандарты Wi-Fi, но механика обратной совместимости такова, что когда устройство B/G, такое как старый телефон или маршрутизатор соседа, появляется в зоне покрытия маршрутизатора N, вся сеть переключиться в ч/б режим. Физически происходит изменение алгоритма модуляции, что приводит к падению скорости и дальности действия роутера.

На практике: переключение роутера в режим «чистого 802.11n» однозначно положительно скажется на качестве покрытия и пропускной способности беспроводной сети.

Однако устройства B/G не смогут подключаться через WiFi. Если это ноутбук или телевизор, их можно легко подключить к роутеру через Ethernet.

Выбрать оптимальный WiFi канал в настройках

Практически в каждой квартире сегодня есть WiFi-роутер, поэтому плотность сетей в городе очень высока. Сигналы от соседних точек доступа перекрывают друг друга, отбирая энергию у радиотракта и значительно снижая эффективность.

Соседние сети, работающие на одной частоте, создают взаимные интерференционные помехи, которые огибают воду.

Беспроводные сети работают в пределах досягаемости на разных каналах. Таких каналов 13 (в России) и роутер переключается между ними автоматически.

Чтобы минимизировать помехи, нужно понять, на каких каналах работают соседние сети, и переключиться на менее загруженную.
Подробную инструкцию по настройке канала можно найти здесь.

Перегруженность каналов WiFi в подъезде многоэтажки.

На практике: Выбор наименее загруженного канала — эффективный способ расширить актуальную для жителей многоквартирного дома зону покрытия.

Но в некоторых случаях в эфире так много сетей, что ни один канал не дает заметного увеличения скорости и дальности WiFi. Тогда есть смысл перейти к способу №2 и разместить роутер подальше от стен, граничащих с соседними квартирами. Если это не сработает, рассмотрите возможность переключения на диапазон 5 ГГц (метод №10).

Отрегулировать мощность передатчика роутера

Мощность передатчика определяет энергию радиотракта и напрямую влияет на дальность действия точки доступа: чем мощнее луч, тем дальше он попадает. Но этот принцип бесполезен в случае всенаправленных антенн для бытовых роутеров: при беспроводной передаче обмен данными происходит двунаправленно, и не только клиенты должны «слышать» роутер, но и наоборот.

Асимметрия: роутер «тянется» к мобильному устройству в подсобке, но не получает от него ответа из-за малой мощности WiFi-модуля смартфона. Связь не установлена.

На практике: рекомендуемая мощность передатчика составляет 75%. Повышать его следует только в крайних случаях: выключенное на 100% питание не только улучшает качество сигнала в дальних помещениях, но даже ухудшает стабильность приема вблизи роутера, т к его мощный радиоток «забивает» слабый ответный сигнал от роутера смартфон.

Заменить штатную антенну на более мощную

Большинство роутеров оснащены стандартными антеннами с коэффициентом усиления 2 – 3 дБи. Антенна является пассивным элементом радиосистемы и не способна увеличивать мощность тока. Однако увеличение усиления позволяет перефокусировать радиосигнал за счет изменения диаграммы направленности.

Антенное усиление похоже на фокусировку луча фонарика: узкий луч светит дольше, чем широкий.

Чем выше коэффициент усиления антенны, тем дольше распространяется радиосигнал. При этом более узкая струя выглядит не как «бублик», а как плоский диск.

На рынке представлен большой выбор антенн для роутеров с универсальным разъемом SMA.

Сменная всенаправленная антенна.

планшет с ручкой

Всенаправленная штыревая антенна.

Направленная комнатная антенна.

На практике: использование антенны с высоким коэффициентом усиления — эффективный способ расширить зону покрытия, ведь вместе с усилением сигнала повышается чувствительность антенны, а значит, роутер начинает «слышать» внешние устройства. Но из-за сужения радиолуча от антенны появляются мертвые зоны у пола и потолка.

Использовать повторители сигнала

В помещениях со сложной планировкой и многоэтажных домах эффективно использовать ретрансляторы — устройства, которые повторяют сигнал на основной роутер.

Ретрансляторы расширяют сеть WiFi, охватывая окрестности и верхние этажи загородного дома.

Репитеры помогают раздать беспроводную сеть в помещениях со сложной планировкой.

Самое простое решение — использовать старый роутер в качестве повторителя. Недостаток такой компоновки в том, что пропускная способность дочерней сети в два раза меньше, потому что вместе с данными клиента точка доступа WDS собирает восходящий поток от вышестоящего маршрутизатора.

Роутер в режиме WDS помогает расширить зону покрытия сети WiFi.

Выделенные повторители свободны от проблемы ограничения пропускной способности и оснащены дополнительными функциями. Например, некоторые модели ретрансляторов Asus поддерживают роуминг.

В режиме роуминга устройства автоматически подключаются к более сильной сети и соединение не прерывается при переходе между точками доступа.

На практике: какой бы сложной ни была настройка, повторители помогут раздать сеть Wi-Fi. Но любой репитер является источником интерференционных помех. На открытом воздухе ретрансляторы хорошо справляются со своей задачей, но при высокой плотности соседних сетей использование релейного оборудования в диапазоне 2,4 ГГц нецелесообразно.

Использовать диапазон 5 ГГц

Бюджетные WiFi-устройства работают на частоте 2,4 ГГц, поэтому полоса 5 ГГц относительно свободна и мало помех.

5 ГГц — перспективная область. Работает с гигабитными потоками и имеет увеличенную пропускную способность по сравнению с 2,4 ГГц.

На практике: «Переезд» на новую частоту — вариант радикальный, требующий покупки дорогого двухдиапазонного роутера и накладывающий ограничения на клиентские устройства: в диапазоне 5 ГГц работают только последние модели гаджетов.

Проблема с качеством сигнала WiFi не всегда связана с реальным радиусом действия точки доступа, и решение обычно сводится к двум сценариям:

• В загородном доме часто необходимо в условиях открытого воздуха охватить территорию, превышающую эффективную дальность действия роутера.
• Для городской квартиры обычно достаточно радиуса действия роутера, и основная проблема — устранение мертвых зон и помех.

Методы, представленные в этом материале, помогут выявить причины плохого приема и оптимизировать беспроводную сеть, не прибегая к замене роутера или услугам платных специалистов.

моноблок

Как улучшить антенну WiFi роутера

Оригинальные антенны роутеров и адаптеров Wi-Fi представляют собой небольшой отрезок провода, соответствующий 1/4 или 1/8 длины волны. Прием с ними бесполезен. Как поменять штатную антенну смотрите здесь — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/4055-kak-uluchshit-antennu-wifi-routera.html

Как сделать направленную Wi-Fi антенну

Антенну Wi-Fi своими руками сделать несложно. Вот вариант миниатюрной биквадратной антенны, с которой можно оставаться на связи до 1 километра — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/4230-kak-sdelat-napravlennuyu-wi-fi-antennu.html

Простая всенаправленная антенна 3G 4G Wi-Fi

Модернизированная биквадратная всенаправленная антенна, используемая вместо основной антенны, дает хорошие результаты во всех направлениях — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/3856-prostaya-vsenapravlennaya-antenna-3g-4g-wi-fi html

Мощная Wi-Fi антенна

Это самый популярный вариант с точки зрения простоты/досягаемости. Делается из коробочных крышек, так что с материалом проблем не будет — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/4225-moschnaya-wi-fi-pushka.html

Мощная самодельная Wi-Fi антенна для приема сигнала удаленных открытых сетей

Удлиненная антенна, имеет узкую направленность и способна улавливать сигнал на 10 километров.html

Мощная самодельная Wi-Fi антенна

Отдельного внимания заслуживает плоская блочная антенна на фольгированном текстолите про прототипы антенн СССР — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/4208-moschnaya-samodelnaya-wi-fi-antenna.html

Дальнобойные антенны с АлиЭкспресс кто не хочет мастерить свою

Если не хотите заморачиваться со сборкой антенны, то можете просто купить на Алиэкспресс мощную дальнобойную антенну — http://alii.pub/5kx95r

Рекомендации по установке усилителей

При установке оборудования соблюдайте условия видимости источников приема и передачи сигнала. Учитываются не только здания и сооружения, но и деревья, которые также блокируют сигнал.

Размер кабеля для подключения должен быть минимальным, а от использования карты PCI рекомендуется отказаться. Оптимальный вариант – кабель с плотной изоляцией РГ-6У. Допускается изменение поляризации усилителя (при помехах в эфире).

Отзывы мастеров свидетельствуют о том, что самодельные усилители работают не хуже заводских агрегатов. При этом они не требуют значительных материальных затрат, а процесс производства прост и доступен.

Вам это помогло

Другие способы

Низкий уровень сигнала может быть вызван программными ошибками, неправильным размещением роутера и внешними помехами. Устройства, которые подключаются к роутеру, тоже могут тормозить. При этом сигнал можно улучшить без использования дополнительных устройств.

Перезагрузите роутер

Если интернет работал нормально, а потом вдруг стал тормозить, причина может быть в ошибке прошивки роутера. Лечится перезагрузкой. Выключите и снова включите маршрутизатор. Вполне вероятно, что проблема исчезнет. Чтобы ошибки не накапливались, перезагружайтесь регулярно, раз в несколько дней.

Найдите новое место для маршрутизатора

Бетонные стены, металлические конструкции и даже обычные зеркала могут отражать радиоволны и ухудшать качество сигнала. На этой схеме маршрутизатор расположен неправильно.

Благодаря такому расположению в квартире две зоны с плохим сигналом. Для решения проблемы нужно переставить роутер в место указанное стрелкой.

Также есть смысл разместить роутер как можно выше. Например, повесить на стену. Это поможет расширить зону устойчивого покрытия.

Переместите маршрутизатор и проверьте уровень сигнала, чтобы найти для него лучшее место.

Избавьтесь от помех

Все электрооборудование может создавать помехи, даже те, которые не используют радиочастоты. Холодильники, телевизоры, микроволновки генерируют электромагнитные поля, влияющие на работу роутера. Не устанавливайте роутер рядом с другой бытовой техникой. Также обратите внимание, не падает ли скорость вашего Wi-Fi при включении устройства. Если это так, отодвиньте виновника от маршрутизатора.

Настройте приемник на ноутбуке или компьютере

Если интернет медленнее только на одном ПК, проблема скорее всего в настройках Wi-Fi ресивера на этом устройстве. Установите последние версии драйверов. Это помогает решить проблему плохого приема.
Контролируйте доступ приложений к Интернету. Программы, которые постоянно подключаются к сети, снижают скорость интернета. Они могут работать в фоновом режиме незаметно для пользователя.

Чтобы увидеть, какие приложения используют пропускную способность, запустите диспетчер задач.

1. Для этого одновременно нажмите клавиши Shift+Ctrl+Esc.
2. Перейдите на вкладку «Производительность» и откройте ссылку «Монитор ресурсов».
3. В открывшемся окне вы увидите, какие процессы загружают ваше сетевое подключение. Ограничьте или заблокируйте доступ программ к Интернету и загрузку обновлений. Удалите из автозагрузки программы, использующие интенсивный фоновый трафик.

Смените роутер

Если ничего не помогает, скорее всего, ваш маршрутизатор просто не справляется с нагрузкой. Возможно, в доме есть новые устройства, которые подключаются к Интернету. Или вы начали использовать больше приложений, использующих данные.

В этом случае логичным решением будет замена роутера на новый, более мощный. Чаще всего это помогает решить все проблемы со скоростью и охватом. Старый роутер не стоит выбрасывать. Его всегда можно использовать как репитер.