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terça-feira, 27 de abril de 2010

Construindo uma antena para Internet...










Como muitos pretensos hackers 802.11b, estou cada vez mais obcecado com empurrar bits mais longe e mais rápido a um custo inferior (Eu acredito que a meta oficial de nossa comunidade de projeto wireless é fornecer largura de banda infinita em todos os lugares para livre. Claro, existem problemas com aproximando infinito, Mas ainda é divertido tentar!)

O trabalho que Andrew Clapp e outros têm feito é ajudar a desmistificar a antiga magia negra de Ressonância (construção da antena, por exemplo). E assim, ao longo do último fim de semana, alguns amigos e eu decidimos dar uma chance para nós.

(Disclaimer padrão): Qualquer coisa que você faz com sua arte é RESPONSABILIDADE SUA. Esta é uma idéia estúpida que provavelmente irá arruinar a sua rádio, definir a sua casa em chamas, trazer a FCC a sua porta, arruinar a sua cultura, e enviar a fome ea peste em toda a terra. E como o operador, é RESPONSABILIDADE SUA para não levar a palavra de alguns lunático na web com o cabelo colorido engraçado, e descobrir as coisas por si mesmo. Sua milhagem pode variar. Eu sou provavelmente mentindo. Você foi avisado.

Enfim, a nossa primeira corrida foi um rip-off direto de Andrew Clapp é fantástico projeto original (Sabendo quase nada sobre a construção da antena, é útil começar com um trabalho conhecido.) Através da utilização do PVC, todos os fios, anéis, alguns tubos de cobre barato, uma lata de Pringles e papelão alguma sucata, nós fomos capazes de fazer yagi um protótipo de espingarda em questão de horas. Ter um par de outros geeks alpha animado ao redor pode ajudar a mover os projectos de construção ao longo de muito rapidamente.

Uma vez que este foi instalado e funcionando, nós olhamos o design e, claro, especular sobre as formas de otimizá-lo. Enquanto uma antena direcional mostrando entre 12 e 15dB é impressionante, é também muito grande, fisicamente. Percebemos que, se tivemos o cuidado, podemos encaixar um comprimento de onda completa dentro da lata de Pringles em si (em um ganho reduzido total), mas fazer a antena inteira muito mais compacto.

Em cerca de 45 minutos, tivemos a haste do coletor construído, o porcas em diante, e tudo no lugar. O resultado: uma lata de Pringles que puxa sobre 12db!

Lista de peças:

Todos os fios, 5 5 / 8 "de comprimento, 1 / 8" OD $1.00
duas porcas de nylon de bloqueio $0.10
cinco um "anilhas de 1 / 8" ID $0.10
6 tubos de alumínio ", 1 / 4" ID $0.75
Um conector para corresponder ao seu pigtail rádio
(Temos usado um conector N fêmea)
$3.00
Um meia "pedaço de fio de cobre calibre 12 sólidos
(Usamos fio terra da casa de fiação elétrica)
$0.00
A altura pode Pringles
(Qualquer sabor, cumes são opcionais.)
$1.50
disco de sucata de plástico, 3 "em
(Como uma outra tampa da lata de Pringles)
$0.00
Total: $6.45

Evidentemente, a compra a granel ajuda muito. Você provavelmente não será capaz de encontrar um pedaço 6 "de todas as discussões; comprar o tamanho padrão (geralmente um ou dois pés) e um pacote de 10 arruelas e porcas, enquanto você está nisso. Então, você vai o suficiente para duas pessoas, por cerca de 10 dólares.

Ferramentas necessárias:

Régua
Tesoura
Cortador de tubulação (ou serrote ou ferramenta dremel, em uma pitada)
cortadores de pesados (dremel ou outra vez, para cortar a todos os segmento)
Alguma coisa afiada para furar o plástico (como um furador ou broca)
Pistola de cola quente
Ferro de solda

Construção de tempo: cerca de uma hora

Frente a construção do coletor:

Mark e corte quatro pedaços de tubos, cerca de 1.2" (1 15/64 "). Onde foi que eu conseguir esse número? Primeiro descobrir o comprimento da onda, na parte inferior da gama de frequências que estamos usando (2,412 GHz, Ou o canal 1). Este será o mais longo que o tubo deve ser:

  W = 3.0 * 10 ^ 8 * (1 / 2,412) * 10 ^ -9
W = (3,0 / 2,412) * 10 ^ -1
W = 0,124 metros
W = 4,88 polegadas

Nós estaremos cortando o tubo de onda trimestre, da seguinte forma:

  04/01 W = 4,88 / 4
04/01 W = 1.22"

Agora descobrir que o menor que jamais iremos utilizar é (2.462 Ghz, ou o canal 11 na os E.U.):

  W = 3.0 * 10 ^ 8 * (1 / 2,462) * 10 ^ -9
W = (3,0 / 2,462) * 10 ^ -1
W = 0,122 metros
W = 4,80 cm
04/01 W = 1.20"

Em termos práticos, qual é a diferença entre o menor eo comprimento da tubulação cachimbo mais longo? cerca de 0,02 ", ou inferior a 1 / 32 ". Isso é provavelmente o tamanho da lâmina de cortador de canos você está usando. Assim, apenas disparar para 1,2 ", e você vai conseguir fechar o suficiente.

Cortar o fio para todos exatamente 5 5/8". As anilhas que são utilizados cerca de 1 / 16 "de espessura, de modo que deve deixar espaço suficiente para a tubulação, arruelas e porcas.

Faça um furo no centro da tampa da lata de Pringles grande o suficiente para todos os fios para passar. Agora, é provavelmente uma boa altura para começar a comer Pringles (achamos melhor para todos os interessados para atirar apenas as coisas; Pringles Salt & Vinegar chegar a ser quase cáustica, após os primeiros quinze ou assim.)

Corte um 3" disco de plástico, grande o bastante para caber confortavelmente dentro da lata. Encontramos uma outra tampa de Pringles, com o rebordo exterior cortado fora, para ser ideal. Faça um furo no centro, e deslizá-lo sobre um dos comprimentos de pipe.

Agora, montar o cano. Você pode ter que usar um arquivo ou ferramenta dremel para raspar as pontas dos fios, se você tiver problemas para obter as porcas. O tubo é um sanduíche que se passa em todos os fios da seguinte forma:

Porca da tampa da tubulação Lavar Louça Máquina de Lavar Pipe Pipe-com-Plastic Pipe Lavar Louça Nut

photo

Aperte as porcas para ser confortável, mas não excessivamente (I dobrado o tubo na nossa primeira tentativa, muito facilmente dobra de alumínio.) Basta buscá-la confortável. Parabéns, você agora tem o coletor de frente.

Agora, para o possível:

Até agora você deve ter comido (ou jogou) as fichas reais. Limpe a lata, ea medida 3 3/8" a partir do fundo da lata. Cortar um buraco grande o suficiente apenas para o conector para passar. Descobrimos através de tentativa e erro que este parece ser o "sweet spot" da lata.

No Pringles Salt & Vinegar pode, o conector N foi diretamente entre Sódio e Proteína.

sweet spot

Elemento de construção:

Estique o fio de cobre pesado, e solda-la ao conector. Quando dentro da lata, o fio deve ser logo abaixo do ponto médio da lata (o nosso acabou por ser sobre 1 1/16"). Você perde um db mais alguns, indo, assim cortá-la apenas tímido do meio da lata

element

Nós estávamos com pressa, por isso usamos cola quente para prender o conector no lugar. Se você tem um conector que utiliza uma porca de compressão e máquina de lavar, e você é muito cuidadoso sobre o corte do furo, você pode utilizá-lo.

Agora, insira a montagem do coletor dentro da lata e feche a tampa. A extremidade interna do tubo não deve tocar o elemento cobre, que deveria ser apenas para a frente dele. Se toca, todo o seu segmento é provavelmente demasiado longo.

photo of the opening

Agora, basta ler FCC Parte 15,247, Ligar o pigtail, o objetivo com cuidado, e divirta-se!

Infelizmente, eu não tenho acesso a todo o material necessário (analisador de espectro, medidor de energia, ou mesmo um metros de cabos de aço) para avaliar adequadamente as características da antena. Os cabos de aço, em especial seria realmente uma boa idéia de medir, como não temos certeza quanto poder está se alimentando de volta para o circuito (demais e você pode facilmente fundir seu transmissor.) Com a saída de energia extremamente baixo (15dBm) do cartões Orinoco, eu não acho que isso é muito de um perigo, mas lembre-se, qualquer coisa que você faz com o seu equipamento é de sua responsabilidade, e em seu próprio risco!

Sem o (bom multi mil dólares) ferramentas, como fomos capazes de estimar o desempenho da antena?

Usando o Link software de teste que vem com as placas de prata Orinoco, você pode ver o sinal e leituras de ruído (em dB) de um sinal recebido, recepção e seu parceiro de teste de seu sinal. Devido ao fato de ser 0,6 milhas da sede LOS ORA, com muito pouco ruído no canal, tivemos um razoavelmente controlada testbed para experimentar. Filmamos na omni no telhado, e usado no ponto de acesso em ORA como nosso parceiro teste link.

photo of link test screen

Para estimar o desempenho da antena, começámos por ligar as antenas comerciais de ganho de conhecimento, e tendo em leituras. Então, estamos conectados antenas nosso teste e comparação dos resultados. Tivemos o seguinte à nossa disposição:

dois 10dB, Painel de 180 graus antenas sector
um 11db, 120 graus da antena painel setorial
um 24db parabólicas
um par de latas de Pringles e alguma folha de estanho

Aqui foram recebidos a média do sinal e ruído leituras de cada um, em grosseiramente a mesma posição:

Antena Sinal Ruído
10dB A: -83dB -92dB
10dB B: -83dB -92dB
11db: -82dB -95dB
24db: -67dB -102db
Pringles pode
(Shotgun):
-78dB -99db
Pringles pode
(Interno):
-81dB -98dB

O parceiro de teste (lado AP) sinal resultados foram praticamente os mesmos. Curiosamente, mesmo com apenas 0,6 milhas, vimos algumas fade efeito térmico, como a noite se transformou em noite, vimos cerca de 3db ganho através da placa (que tinha sido um dia particularmente quente: quase 100 graus. Eu não sei o que o umidade relativa do ar era, mas senti bastante seco.)

Yagis e os pratos são muito mais direcionais que os sectores e omnis. Este furo no números, como o nível de ruído percebido foi consistentemente mais baixas com as antenas mais direcionais. Isso pode ajudar muito em lançamentos de longa distância, como não somente o seu sinal percebido ser maior, o ruído concorrentes parecem ser menos. Mais antenas direcionais também ajudam a manter o ruído baixo para os seus vizinhos tentando compartilhar o espectro bem. Seja um bom vizinho e usar as antenas mais direcionais que irá trabalhar para a sua candidatura (sim, o ruído é um problema de todos.)

Ao tentar apontar uma yagi (como o nosso pode pouco), tenha em mente que eles têm grandes lobos laterais que se estendem até 45 graus do centro da lata. Não aponte diretamente para onde você está tentando ir, procurar um pouco para a esquerda ou a direita. Descobrimos também que a elevação da antena ajudou um pouco também. Quando visando a antena, segure-o por trás do conector e, lentamente, a varredura da esquerda para a direita, com o programa Link Test execução. Quando você receber o sinal máximo, levante lentamente o final da lata para ver se ele faz a diferença. Vá devagar, mudando apenas uma variável de cada vez.

Lembre-se que a lata é polarizada, por isso corresponder à fase da antena que você está falando (por exemplo, quando um tiro na omni, certifique-se do elemento está no fundo ou no topo da lata, ou você não será capaz de vê-lo!) Você pode usar este a sua vantagem para tentar eliminar algum ruído em um link longa distância: lentamente ambas as extremidades do link da vertical através horizontal, e parar no ponto que você vê o ganho mais (e menor ruído).

Nós não olhou para habitação prova de intempéries para a lata, afundando a coisa toda em cerca de 3 "PVC deve fazer o truque. Claro que, em US $ 10 para duas pessoas, que poderia ser apenas mais econômicas para substituí-los quando eles falham.

Aparentemente, as antenas de cima ganho comparável custo de US $ 150. Ao longo de uma linha clara de visão, com cabo de antena curta é executado, uma 12db para 12db pode-to-shot podem deve ser capaz de realizar uma ligação 11Mbps bem mais de dez milhas.

Divirta-se!

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