Bom pessoal, há alguns meses eu postei em meu blog algumas construções
de antenas para WiFi, e fiquei muito feliz por ver que várias pessoas
gostaram destas antenas, as construíram, testaram, e a maioria gostou
dessas antenas. Agora, vou postar mais um esquema de construção de
antena.
A antena que vamos aprender a fazer hoje é do tipo BiQuad. O post de hoje é uma tradução livre do post How-To: Build a BiQuad Dish Antenna, do site Engadget. Algumas alterações por minha parte nas fórmulas para
acertar corretamente as frequências e algumas referências extras de
imagens, e deixo para vocês mais um a ótima antena para WiFi. Espero
que gostem!
Quad'antena: Construindo uma Antena BiQuad para WiFiFácil
de construir, a biquad é uma antena alternativa que pode realmente
resolver diversos problemas de conexão ruim ou ausência total de
comunicação. Esta antena, colocada em paralelo com uma superfície
refletora, possui a forma de um oito angular e se tornou bastante
popular na internet.
Basicamente, a biquad consiste em dois
quadrados. A medida de cada lado desses quadrados corresponde a um
quarto do comprimento de onda (aproximadamente 30,5 mm). Para
fabricá-la, basta um fio de cobre rígido com 1 mm de seção. A antena
deve ser colocada numa distância de 15 a 17 mm da superfície refletora
e a alimentação desta é feita por um “objeto” localizado no ponto onde
os dois quadrados se encontram. A palavra “objeto” foi empregada porque
não existe uma regra. Pode-se utilizar desde um cilindro construído
manualmente até um conector tipo N. O formato da superfície refletora
ideal também deve ser um quadrado de metal com 123 mm de lado.
Eu
tenho feito algumas experiências com várias antenas dipolos, de 24dBi,
e acrescentando pratos refletores consegui melhorar o desempenho da
antena.
Esta antena pode cobrir até 10Km de distância, apenas com uma potência de 30 mW. Claro que em uma área aberta.
Material: * Placa de Circuito Impresso virgem, medindo 123 x123mm.
* Tubo de cobre com 5cm de comprimento e 1/2 " de diâmetro.
* 30cm de cabo coaxial CNT - 400 ou LMR - 400 baixa perda.
* 25 cm de fio de cobre rígido com 1,5 mm de diâmetro.
* N conector
A
placa de circuito impresso virgem, é para o refletor, mas pode-se usar
qualquer material que seja eletricamente condutivo, que possa ser
ligado eletricamente à malha do cabo coaxial, ou seja, qualquer placa
metálica funcionará sem problemas.
Refletor:Corte um pedaço quadrado da placa de circuito impresso, com 123x123mm.
Use lã de aço (BomBril) para remover qualquer mancha ou oxidação. A limpeza do cobre irá facilitar a solda.
Placa de circuito impresso virgemCorte
um pedaço de 50 mm de comprimento do tubo de cobre, e deixe ambas as
extremidades lisas. Usando uma lixa e lã de aço, até que o tubo
(incluindo o interior) fique bem limpo.
Dimensões do tubo de cobreFaça um entalhe em uma das extremidades do tubo de cobre, eliminando aproximadamente 2 mm de metade da circunferência.
O tubo de cobre chanfrado em uma das extremidades.Perfurar o centro da placa de circuito para que o tubo de cobre entre bem justo neste furo.
Placa já com o furo.Insira
o tubo de cobre no furo, de maneira que o chanfro fique sobre o lado
cobreado da placa. A extremidade do tubo deve ficar 16 mm acima da
superfície cobreada da placa.
Tubo já inserido à placaSoldar o tubo na placa, para garantir o contato físico e elétrico.
Tubo soldado à placa.Um
pouco de calor é necessário, devido à espessura do tubo de cobre. Um
ferro de solda de 100 Watts seria o ideal. Eu usei um mini maçarico a
gás para este serviço.
Formar o Elemento IrradianteO elemento é formado a partir de um pedaço de fio de cobre, dobrado de forma adequada.
Note que o comprimento de cada "lado" deverá ser tão próxima de 30,5 mm quanto
possível, que é correspondente a um quarto de onda em 2.4GHz
Forma e dimensões do elemento irradiante.Retire o isolamento, e corte um pedaço 244 mm comprimento do fio de cobre, e deixe-o mais esticado possível.
Meça a metade do comprimento e dobre em 90º. Deixe o canto da dobra o mais vivo possível.
Dobrar em 90ºMedir a metade de cada metade, e fazer duas dobras com 90º cada uma, de modo que se pareça com a foto mostrada abaixo.
Mais uma vez, medir a metade de cada seção, e fazer as respectivas dobras de 90º, resultando no que é mostrado abaixo.
Faça o mesmo para o outro lado, e aí está a forma biquad (quadro duplo).
Limpar
todo o elemento, e assegurar a cada um dos lados do elemento estejam
perfeitamente alinhados, e com suas medidas tão proximas de 30,5
milímetros quanto possível.
Note que será necessário cortar uma
pequena quantia ao largo de cada extremidade do fio para atingir o
objetivo de soldá-los ao tubo de cobre.
Montagem:O
elemento agora deve se anexado ao refletor. Note que apenas as duas
"pontas" do fio de cobre, devem ser soldadas ao tubo de cobre. O centro
do elemento não deve tocar o tubo de cobre (daí o entalhe, que foi
cortado na extremidade do tubo de cobre. O elemento deve ficar
aproximadamente 15 mm afastado do refletor.
Testei o desempenho
da antena variando esse espaçamento entre os fios de cobre e o elemento
refletor. Indico um espaçamento de aproximadamente 15 milímetros, pois
oferece o mais baixo SWR. (Stationary Wave Relation - Relação de Onda
Estacionária).
Descasque aproximadamente 30 milímetros da capa exterior do cabo coaxial.
Dobre
a malha sobre a capa exterior, e corte a guarnição do centro condutor,
a fim de que cerca de 4 milímetros do polo vivo do cabo fique exposto.
Insira
a malha no tubo de cobre, de modo que o polo central (vivo) fique
alinhado com a extremidade do tubo de cobre, e solde o centro do
elemento a ele, assegurando que o centro do elemento não fique em
contato com o tubo.
Note que o alimento entre o refletor traseiro e o elemento tem de ser perfeito.
Agora soldar a outra extremidade do cabo coaxial a um conector N.
Se
desejar, você pode adicionar espaçadores isolantes em cada extremidade
do elemento, a fim de garantir que o mesmo não se mova em relação ao
refletor.
Se você pretender usar a antena externamente, poderá
montá-la dentro de uma tupperware, ou qualquer recipiente de plástico
que caiba o conjunto.
Isso pode ser conseguido através da
perfuração em um dos lados do recipiente, e passar o cabo coaxial,
deixando a biquad dentro do recipiente.
Variações: Algumas
pessoas têm sugerido o espaçamento entre o elemento e o refletor de
30,5 milímetros, ou seja, 1/4 de onda, em vez de 15 milímetros. No
entanto, os resultados dos testes indicam que a SWR da biquad é
minimizada quando o espaçamento é de aproximadamente 15 - 17
milímetros. Aumentar o espaçamento de 30,5 milímetros aumenta a SWR
significativamente, reduzindo assim a eficiência do biquad.
Quando
usar um biquad para estabelecer uma ligação a outro dispositivo sem
fio, é preciso garantir que a polarização da biquad é a mesma que a
antena dos outros equipamentos. Do mesmo modo, se fizer uma conexão com
duas biquads, deve-se garantir que eles estejam orientados para a mesma
polarização.
Não igualar a polarização resultará em perda significativa do sinal.
Polarização vertical-----Polarização horizontalAlterar
a polarização é só uma questão de rotação da antena em 90º. A antena
biquad não é perfeitamente direcional, pois tem amplo ângulo de
irradiação. 3dB para uma biquad é tipicamente cerca de 40º a 50º de
ângulo de irradiação, tornando ideal para qualquer aplicação onde você
deseja ampla cobertura.
O amplo ângulo de irradiação também faz
uma biquad muito adequada para captar sinais sem necessidade de alinhar
a antena diretamente com a origem do sinal.
Para atenuar os lóbulos traseiros da antena, muitos dobram a superfície refletora em suas extremidades.
Alguns
afirmam que a biquad é capaz de atingir um SWR de 1:1.15 com um ganho
entre 10 dB e 12 dB. Inclusive, há relatos de PCs portáteis conectados
em pontos de acesso localizados a alguns quilômetros de distância.
