小罐头有大用 自制大功率WiFi天线

小罐头有大用自制大功率WiFi天线Topic: 应用文章热荐★★★★★

作者：Rowan文章来源：本站原创点击数：更新时间：2007-7-1

编者按：这篇文章成文于2004年10月7日，发表在《大众硬件》杂志上。当时迅驰本本已经比较普及，WiFi也已经是非常热门的应用。但是人们可能对无线路由器和WiFi的实用范围有更多要求。很多人希望能够让无线信号传得更远一些。由此我就写了这样一篇制作高功率，超远距离WiFi天线的文章。这篇文章在当时大功率WiFi天线还没有得到普及的时候，简直就是一颗重磅炸弹。这篇文章也是我所有DIY制作类文章中，自认为比较牛B的一篇。不仅仅有详细的改造过程，还有非常丰富的理论讲解和技术分析。并且由于改造比较复杂，杂志篇幅有限，不能刊登所有细节图片。这里全部贴出来，供大家研究学习。

小罐头有大用自制无线网络天线

如果你曾经使用过Wi-Fi无线网络设备你就会知道微波炉和手机是无线网络信号的大敌。当你周围有微波炉在工作或者有人在打手机的时候，网络信号的质量就会明显下降。为了增强无线网络信号的强度，我们可以购买专用的信号增强天线来解决这一问题。在当今市场中，已经可以买到很多Wi-Fi专用的天线产品了，

但是他们的价格都不便宜。即使是专用的Wi-Fi天线产品也并不能适应每一个用户的实际应用环境。在这篇文章中，我将教会你自己制作多种信号天线，让你从容面对多变而复杂的Wi-Fi无线应用环境。你将可以使用手边简单而便宜的材料，制作出功能强大的Wi-Fi无线天线。

准备材料

首先，你要翻翻自家的工具箱找到一些必备的工具和材料来。

一根同轴电缆天线

一个高100mm，直径为135mm的金属灌（100mm x 135mm）

N型同轴电缆连接头

尖嘴老虎钳子

宽嘴老虎钳子

锋利的刀子一把

剪刀一把

锤子一把

钻头一把

电烙铁和焊锡

一小块铜片

天线的类型

基本上家用Wi-Fi信号增强天线共有两种类型，一种是普林格尔状天线，另一种是罐状天线。这两种天线都可以朝一个方向增大信号的强度，但是他们增大信号的原理则完全不同。

在市场上所卖的信号增强天线大多数都是基于普林格尔状天线结构，它算是一种引向反射天线，它通常由多级天线组成。引向反射天线通常使用在频率单一的信号环境中。当信号在层叠的环状金属内不断的反射时就能增大信号的强度，并且信号反射的方向也将相当集中。

普林格尔天线外形有点类似动画片里外星人的激光枪，它仅仅是在一根金属线上套上了几个反射信号的金属圆环。

如图1，这就是一个普林格尔桶状天线的内部结构。主体部分就是中间的那根粗粗的天线，其他是遍布在天线上的金属环。这些金属环可以让信号在内部多次反射，从而增大信号的强度。所有的这些部件都要按照天线的摆放位置来设计，只有当摆放位置正确的时候，天线才能发挥出它最大的效能。

如果说普林格尔天线仅仅是一个加了装饰的金属线，那么罐状天线则更像是一个胖墩墩的罐头盒。确切的说罐状天线属于一种波导天线。

如图2，这种罐头盒天线的尺寸小巧，电导率高，可以适应各种无线电频率信号。而且它的摆放位置也不是十分严格。这种天线的外形和尺寸都可以自己制定。信号的覆盖范围也非常广。

小知识：波导，不是咱们平时用的那个手机牌子:P而是一种射频信号（RF射频）的传输通路。一般的低频信号可以使用铜线作为天线，例如你汽车上的无线电。而高频的RF射频信号有时就采用这种波导的方式传送高能量，高频率的信号。在军事雷达领域通常就使用的是这种波导传送的方式。

了解波导

波导是一种微波信号的传输方式，它类似于一个同轴电缆。但与同轴电缆不同，波导在传递微波频率的时候几乎没有信号的损失。RF射频信号的能量一般都大于60千兆赫兹，他们可以快速的穿越波导管道。波导信号的传输需要一些特殊构造的金属来充当天线，他们的外形和尺寸都非常特别。（如图3）

通常波导天线都是矩形结构的，这些天线的制造和安装也都非常昂贵。因为天线是金属的，他们要求加工工艺非常精确，波导传输线的要求也非常严格。

波导信号的发散形状非常有趣，它的样子就像电磁RF射频能量。这些具备二元性的电磁波的发散形状非常稳定，并且磁场波及范围非常广阔。在同轴线缆内，信号是沿着线缆中的导体向外进行扩散。而在波导中，一部分信号被天线所阻挡、反射，最后所有的信号都径直朝向一个方向发散开来，其中的细节错综复杂。

（如图4，波导信号的扩散路径）在这篇文章中，我就给你讲述一下在制作波导天线时的经验，这包括对于天线尺寸外形的要求，以及信号源和天线的放置地点等等。

构建一个波导线是非常困难的，那需要专用的工业材料。然而我们仅仅需要较短距离的波导传输，波导线就可以使用一般的同轴电缆代替。而且民用Wi-Fi的信号对于天线的要求就更为宽松，天线也就可以制作的简单一些。

波导天线的尺寸

众所周知，波导天线的尺寸要与所传输信号的频率相匹配，因此波导天线需要特殊的尺寸。在当今的Wi-Fi无线网络环境中，我们使用的都是2.4GHz的波段。无线网络的这个波段被划分成14个频道。从Channel 01：2.412 GHz起步，每个频道递增0.005GHz。一般Wi-Fi无线网卡默认的是6频道，也就是2.437GHz 的频率。我们要以6频道为准绳，制造出一架全Wi-Fi频道的无线天线。对于这一波段内的天线有着严格的尺寸要求。为了保证Wi-Fi天线能够更好的工作，你需要尽可能的精确罐头盒的尺寸。

如图5，给出了罐头盒的各部分的尺寸说明。有了这些尺寸你就可以去超市寻找合适的罐头盒了，一般很多大桶装的咖啡和牛奶罐头都是不错的选择。罐头盒周身最好是光滑的圆柱，不要有凹凸不平的波浪纹。

直径最好在100mm，误差不要超出10％（90－110mm）

长度约在123mm左右，误差不要超出10％

信号源水平高度为24mm（波长的1/5）

信号源偏移距离为27mm（大约是波长的7/32）

小提示：计算波长的方法为：300/2.437=123mm

罐头盒的改造

首先你要拿掉罐头盒的塑胶盖子，或者去掉罐头盒顶部的金属盖子。将盒中的咖啡或者奶粉取出。你要保证罐头盒边沿没有凹口，罐头盒本身是完整的。如果有凹口你要尽量将凹口去除，保持罐头盒边沿的平滑。虽然咖啡和奶粉末对我们的信号影响不大，但是你也要将罐头盒内部都清理干净。这个罐子整理好之后应该像这样子。如图6