BiQuad 12dbi według Trevora Marshalla.doc

Budujemy BiQuad 12dbi według Trevora Marshalla

Pomimo wielu wad BiQuada, jak trudna i delikatna konstrukcja czy trudna do osiągnięcia dokładność, antena ta jest stosunkowo popularna, szczególnie wśród początkujących budowniczych anten, a to ze względu na stosunkowo wysoką dostępność materiałów. W tym artykule przyjrzymy się bliżej budowie tej antenki w wersji na pasmo 2,4GHz.

A więc efektem naszej pracy ma być antena BiQuad pracująca w nielicencjonowanym paśmie 2,4GHz, służąca do wzmocnienia sygnału w sieciach Wi-Fi pracujących w standardzie 11b lub 11g. Na koniec przedstawię konstrukcję dla mniej wytrwałych i dokładnych, a mianowicie BiQuad o zysku 8dbi, wytrawiany na laminacie. Antena ta charakteryzuje sie niezwykle prostą budową wymaga jednak podstawowej wiedzy dotyczącej wytrawiania laminatów.

Pierwsza wersja BiQuada na te pasmo, opisana została przez Trevora Marshalla na jego angielskojęzycznej stronie domowej (http://www.trevormarshall.com/biquad.htm). Zależnie od przeznaczenia anteny budujemy ją w trochę inny sposób. BiQuad którego przeznaczeniem jest stać sie oświetlaczem w offsecie posiada tzw listki, zawężające kąt promieniowania anteny. Wersja standardowa nie posiada listków.

BiQuad z listkami, w roli oświetlacza



Przyjrzyjmy się bliżej tej konstrukcji



Wersja BiQuada bez listków

A więc zabieramy się do pracy. Oto czego potrzebujesz:
1) laminat jednostronny lub blacha miedziana o wymiarach 123x123mm dla wersji standardowej lub 110x110mm na oświetlacz
2) 50mm tulejkę metalową o przekroju około 1/2" – dopasować do kabla
3) przewód antenowy: np. CNT-400 który ma właśnie 1/2” przekroju
4) 250mm drutu miedzianego o średnicy 1,5mm na dipol
5) złącze typu N lub RP-SMA na zakończenie przewodu

Potrzebujemy też kilku narzędzi, tj:
1) Nożyce do metalu (przy większych ilościach lepsza będzie tzw gumówka)
2) Wiertło o średnicy przekroju zewnętrznego naszej rurki, wiertarka i stojak
3) Jakieś kombinerki, szczypce, młotek, nożyk, piłka do metalu...
4) Suwmiarka, metrówka
5) Lutownica, cyna, kalafonia... prąd zmienny 50Hz, 230V :)

Jeśli w swojej konstrukcji zamierzasz wykorzystywać laminat, najlepiej od razu zamówić go w wymiarach 123x123mm. Z tym że jeśli budujesz wersję ze skrzydełkami do wyboru masz jedynie blachę miedzianą gdyż laminat lutuje się ze sobą co najmniej ciężko. Listki BiQuada powinny mieć rozmiar 110x30mm. Pozostałe elementy pozostają identyczne w obu wersjach.

Tak wygląda czyta płytka miedziana:

Korzystając z jakiegoś prostego przedmiotu wyznaczamy przekątne i ich punkt przecięcia się. W miejscu tym wiercimy otwór o średnicy równej przekrojowi zewnętrznemu naszej rurki. Jeśli nie posiadamy takiego wiertła, korzystamy z mniejszego, a otwór powiększamy rozwiertakiem:

Poniższy schemat przedstawia przekrój poprzeczny rurki:

Otóż z jednej strony, Korzystając z piłki do metalu lub bardziej zaawansowanych narzędzi typu szlifierka (uważamy aby nie przedobrzyć) robimy wyżłobienie na 2mm. Następnie docieramy pilnikiem do metalu; efekt ostateczny - jak na foto:

Teraz wkładamy rurkę do otworu i ustawiamy tak by wystawała 16mm ponad płytkę. Całość oblutowujemy:

Jeśli budujesz oświetlacz, to właśnie teraz możesz przylutować listki, w chili gdy dipol będzie już na swoim miejscu stanie się to znacznie trudniejsze. I tak zakończyliśmy pierwszy etap prac.

Teraz należy wygiąć dipol. Sposoby są różne od typowo ręcznych, po cięcie drutu na kawałki i lutowanie aż po różnego rodzaju formy. Sposobem najlepszym jest ostatni, jednak w warunkach domowych najłatwiejszym wydaje sie ręczne gięcie drutu:

Skąd możemy wziąć drut? Najlepiej będzie go wyjąć ze zwykłego przewodu elektrycznego:

Oto schemat dipola, który mósimy wygiąć:

Za każdym razem drut gniemy w połowie pod kątem 90* co przedstawione zostało na obrazkach:

A oto efekt końcowy:

Teraz pozostaje nam jeszcze zamocować element aktywny (czyli wygięty przed chwilą dipol) w metalowej rurce. Dwa końce dipola lutujemy do rurki, zaś jego środek musi znajdować sie w powietrzu. Jeśli tak nie jest pomiędzy nim a miedzianą rurką należy włożyć jakiś izolator, np. kawałek gumy.

Idealnie przylutowany dipol przedstawia zdjęcie poniżej:

Zajmijmy się teraz przewodem antenowym. Z jednego końca zdejmujemy 30mm osłonki:

...i zaginamy ją do tyłu obcinając przy okazji znaczną część gorącej żyły, tak by wystawała ona około 2-3mm:

Pakujemy więc przewód w rurkę (teraz już pewnie wiesz po co należało wykonać lutowanie) i łączymy gorącą żyłę z środkiem dipola.

Teraz dla usztywnienia przewodu należało by zacisnąć rurkę, jak wykonano to na zdjęciu poniżej:

Na tym etapie zakończyliśmy budowę BiQuada, oto efekt naszej pracy:

Antenkę należało by jeszcze czymś zabezpieczyć, to niezwykle delikatna konstrukcja. Element aktywny i reflektor warto raz na jakiś czas przeczyścić ściereczką nasączoną spirytusem tak aby poprawić jej właściwości. Antena pracuje w polaryzacjach liniowych, tj. pionowej i poziomej, co przedstawiono na obrazkach poniżej:
 

Jeśli nie masz czasu lub nie chcesz się bawić w budowę tak skomplikowanej anteny, a potrzebujesz taniej i szybkiej w budowie konstrukcji warto zastanowić sie nad wytrawieniem BiQuada na laminacie.

Oto wyskalowany i gotowy do wydrukowania schemat BiQuada 8dbi:

Wymiary obrazka 64x64mm - nie przejmujcie się że pod skosem Po wydrukowaniu boki winny mierzyć 32mm długości.

Konstrukcja ta nie jest aż tak czasochłonna jak poprzednik i oferuje całkiem zadowalające (w kategorii cena/jakość) parametry. Po wytrawieniu przewiercamy laminat i lutujemy przewody jak na zdjęciu:

Należy też zaopatrzyć się w ekran o wymiarach nie mniejszych niż 115x70mm i ustawić go w odległości 14-17mm.

BiQuad nie jest rewolucyjną konstrukcją wymyśloną przez amatorów Wi-Fi, dlatego jeśli potrzebujesz anteny na inne pasmo można sobie bardzo łatwo wyliczyć rozmiary takiego BiQuada, za pomocą ogólnodostępnych kalkulatorów: http://www.wikarekare.org/Antenna/biquad.html