牛人自制2.4G WIFI高增益天线心得

laoano · 发表于 2015-4-9 13:45:14

以前楼主总觉得DIY天线是一件十分困难的事情，受到IOO的影响，楼主现在对天线也发烧了。由于受到自身技术和器材限制，我一般只玩手持机的天线，平时也经常跟IOO通长途聊天线，权当生活中的一种乐趣！

最近楼主沉迷于2.4G频段的WIFI，WIFI让人着迷之处在于它是有线宽带网络的无线延伸！但由于技术规范的限制，WIFI设备的发射功率都非常低，一般都是mW级的功率。这样一来，数据传输的距离就显得捉襟见肘。有鉴于此，很多业余无线电爱好者都热衷于在WIFI天线上做文章。

第1步：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。

不过，楼主喜欢把它的名字称为“圆筒天线”！

第2步：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。楼主就是随便拿了一个奶粉罐制作的。

下面是楼主参照外国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

对于有玩家质疑天线尺寸问题，作出以下说明：

根据中心频点F=2445Ghz，圆筒直径D＝127mm，计算出波导的长度Lg＝148.7mm。
注意，圆筒长度L=3/4Lg＝111.52mm。很多玩家将Lg误当是圆筒L的长度，误以为圆筒长度为148.7mm，希望大家精心计算好制作尺寸。

为方便制作，楼主已经将其取小数点后尺寸。

对于天线尺寸问题，作出以下回应：
根据中心频点F=2445Ghz，圆筒直径D＝127mm，计算出波导的长度Lg＝148.7mm。
注意，圆筒长度L=3/4Lg＝111.52mm。
为方便制作，楼主已经将其取小数点后尺寸。

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，楼主加入了自己的想法：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。但楼主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，楼主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！

馈线楼主是选用双屏蔽的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！楼主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。

第3步：测试

开始的时候，楼主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。但当楼主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，楼主使用的设备是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，因此楼主也没抱多大希望。在使用原配天线时，楼主用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。

MISSION IS POSSIBLE！

总结：
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。楼主也是新手，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.由于楼主家附近比较多写字楼，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，所以楼主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。
6.玩WIFI设备及附件，切勿一味追求发射功率，要多方位思考。这样才是DIY精神........

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