2.4GHz10dB罐头盒装螺旋天线.doc

2.4GHz10dB罐头盒装螺旋天线杨培根一，天线设计考虑。1， 频率范围：对应于无线路由器的频率，可以2.4GHz和5GHz，但是本天线振子只对应2,4000-2.4835GHz。2， 振子采用圆柱螺旋天线，选螺旋天线圈长为0.8-1.3波长时，在天线轴向上有最大的辐射；2.4GHz频率对应的真空波长为12.5厘米，根据公式：圈长等于螺旋周长和螺距组成直角三角形的边长。按0.8波长和螺旋周长为10厘米，螺距为1厘米算得直径大致为3.18厘米。选大致3.2厘米直径的圆柱体。用2毫米左右的漆包线，绕5-6圈备用，将螺旋体的一端折取1.6厘米左右，使端点处于螺旋中央，将断点垂直焊接于SMA阴座的焊接端。接收和发射两个天线振子螺旋方向要一致，才能保证同一极化方向一致。3， 螺旋天线的反射器（或耦合电缆延线），一般为一金属平板，直径为0.8-1.5波长。我采用一个娃哈哈八宝粥罐头盒，底部中心钻孔，大小能使SMA座连接头穿过，用焊锡把罐头盒和SMA座焊牢；适当调整圆柱螺旋天线，使之处于罐头盒中心即可。二，天线的测试和对比。1， 用SMA电缆连接罐头盒装的螺旋天线的SMA座，与标网的网桥连接测试2.4-2.5GHz频段的驻波比，适当调整天线螺距和调整螺旋天线的长度（用剪线箝），使驻波比尽量接近2或更低。本天线测得驻波比在2.45GHz下分别为：1.5和1.3；还算比较理想。2， 一个天线连接标网，另一个天线连接频谱仪，在2.45GHz下标网输出10dBmw功率，同一频率下频谱仪测得29dBmw.3， 为了对比，又制作一对半波振子，同样测试条件下，一收一发2.45GHz下频谱仪测得39dBmw。大致可以断定罐头盒装的螺旋天线比半波振子高10dB左右。三，实际应用场合为：欲将某小区三号楼二单元一楼某点的无线路由器天线信号，直接传输到紧按着的四号楼一单元五楼某点。楼间距约二十米，两单元选点水平相互错开约六米，五层楼高约为15米；总长25.7米。四号楼五层三号楼一层如若直接拉网线，加上进屋的线段，直线距离共约长45.7米；但是担心电晕，电火球等雷击，拟采用无线连接。先用10米左右的网线从ADSL调制解调器连接到窗台的无线路由器，用1米左右电缆把路由器输出信号连接到罐头盒装的螺旋天线。四，联试过程；主要与选设备有关。 1，因经验不足，想用最少的钱解决问题，买了TP-LINK的TL-WR740N无线路由器，和TL-WN722N高增益150M无线USB网卡；先用原有天线分别置于室内靠窗处，使天线倾斜与传输直线垂直进行联试。网卡在五楼电脑上显示强度为最小的两道杠，根本上不了网。费了老大劲把无线网卡的乌龟壳卸下来；再把USB网卡天线旋开下来后，才发现网卡的SMA阴阳接头与国际标准SMA相反。去电脑城找TP-LINK零售商商量，他不但不帮忙还以相当鄙视的态度对待古稀之年的老夫；老夫也很生气，宁愿损失几元钱，不用他的网卡，换成较低价位又一个TL-WR740N无线路由器。 2，二路由器桥接：TL-WR740N无线路由器盒上有说明：“有WDS无线桥接功能，可实现两台或多台无线路由之间无线桥接，扩展无线覆盖范围，。”先在室内，用原有天线进行连试无果，又联系TP-LINK网站，请求帮助，换用各种方案，仍然不行。老夫以为：两台TL-WR740N，单靠无线，不可能组网：必须两台路由器的宽域网WAN口都分别用网线连接，才能无线组网！？后来在网上查明，说：TP-LINK只是用的，不是玩的。因为不能刷DD-WRT和TOMATO！？ 3，还是回到老本行，用40元钱买了一个水星系列的150M无线USB网卡，和TP-LINK的TL-WR740N无线路由器一起组合进行试验。用二者原有天线进行试验，信号强度依然是两道杠，不能上网。为此必须换上本天线。首先制作罐头盒天线的支架，并且保证能够作水平角和俯仰角的调整。接着将一个天线安装在三号楼二单元一层某点窗外，用带有SMA连接头的电缆连上天线，电缆的另一端穿过窗户焊接到无线路由器的输出端（把原天线断掉），如下图所示：从照片上可看出旋转一定角度和一定仰角指向四号楼一单元五楼的某一位置。在四号楼一单元五层也放置罐头盒螺旋天线：因手头电缆长度有限，只有三米多一点，不能拉到窗外；于是只好架在屋内紧靠房顶的空调器上，如下图所示：可见罐头盒天线下倾一定角度，并且稍向外撇指向三号楼二单元一楼某点的发射天线。由于此直线距离约为32米左右，而且还穿过窗台的一道墙。信号略有损失。天线连接电缆的另一端要连接到水星系列的150M无线USB网卡。为此必须小心翼翼地，卸开这小巧的网卡的外壳，用刀片划断线路板上的微带天线；再在外壳上钻个孔，把电缆插入孔内，把电缆芯焊接在天线输入点，电缆外导体接地，盖上外壳，USB口插入计算机即可。如下图所示：五，联试结果：前已说明，使用二设备的原天线，五楼接收电脑收索到本路由器的最强信号为两道杠，还有几个路由器的信号为一道杠；当罐头盒天线连接就绪，亦如前操作，在三号楼一层打开调制解调器，接通路由器电源，再打开四号楼五层电脑，该电脑再无收索显示，而是直接显示发现某某路由器，已经连上。上网如同在楼下用网线上网一样。为定量比较，使用联通测速网比较。楼下网线连接上网：随机二平均速度为2551.92kbps,1543.44kbps，对应下载速度为318.99Kbps,192.93Kbps；楼上无线上网：随机二平均速度为1866.88Kbps,2095.12Kbps，