Интернет в деревне, самодельная дисковая антенна для GSM модема

внешний вид

Заключительная часть описаний моих эволюций с антенным хозяйством. О предыдущих экспериментах с логопериодической и антенной Харченко уже писал. Очередь за дисковой антенной, она же облучатель для рефлектора от антенны для спутникового телевидения. Речь идет о самостоятельно изготовленной копии MiG_offset_3G, облучатель выпускается промышленно, его можно найти в продаже.

 При массовом изготовлении наверняка используется специальная оснастка, а готовые облучатели (надеюсь) настраиваются для достижения расчетных параметров, однако, конструкция антенны не сложная, вероятная оснастка лишь повышает удобство сборки, а отсутствие настройки хоть и прискорбно, но при некоторой аккуратности и тщательности изготовления элементов и сборки всей антенны, позволяют ей работать очень хорошо. 

Обратимся к чертежу. Он был найден на профильных сайтах, посвященных антенной тематике для передачи данных.

   
 Видим, что металлические элементы антенны – тела вращения, что упрощает обработку. В качестве траверсы применен стандартный болт с набором шайб и гаек.

Сложной деталью для домашнего изготовления является лишь защитный кожух, впрочем, можно попытаться подобрать похожую по форме пластиковую тару необходимого размера либо вылепить методом папье-маше из лоскутков стеклоткани на эпоксидной смоле. Болванку-основу выточить из дерева. Последний способ, разумеется, предпочтительней, потому как упаковочная тара едва ли рассчитана на долговечность при отрицательных температурах и УФ облучении. Можно просто позаботиться о предотвращении коррозии применив нержавеющие материалы или лакокрасочные (могут сдвинуть резонансную частоту антенны) покрытия.

 Для работы понадобиться минимальный набор слесарного инструмента, непременно штангенциркуль. Очень хорошо располагать сверлильным или токарным станком, но можно обойтись и хорошо зафиксированной электрической дрелью, шуруповертом наконец. Понадобиться углошлифовальная машинка - «болгарка», удобнее маленькая (диаметр круга 125, 150мм). Ну и толика терпения конечно, без него никуда.

При подборе материалов помним об электрохимической коррозии (трубки небольшого диаметра часто попадаются из меди, они будут сильно окисляться в контакте с цинковым покрытием дисков и крепежа). Подобрав заготовки вырезаем диски с некоторым припуском, сверлим отверстие по центру диаметром 6мм, хорошенько зажимаем заготовку болтом М6 с шайбами и ставим всю конструкцию в сверлильный (токарный) патрон.  


Обтачивал примерно так. В начале, не включая инструментов, стоит подобрать удобное положение рук (с опорой локтями). Обязательно нужно позаботиться об защитных очках или прозрачном пластиковом щитке, что лучше. Направление вращения сверлилки по часовой стрелке, если смотреть сверху (на случай если переключается). Если в качестве материала выбрана 0,5мм оцинкованная сталь, как на чертеже, лучше обтачивать одновременно хотя бы две заготовки, одна сильно вибрирует. Получится лишний набор дисков. Можно сразу сделать вторую антенну и кому ни будь подарить  : )  Вращающимся диском «болгарки» нужно периодически касаться края вращающейся же заготовки. В начале легко и осторожненько, по мере стачивания неровностей, смелей и чуть сильнее. Касания должны быть несколько вразнобой, иначе, иногда получается этакий овал. Заметно это только штангенциркулю, но разница при горизонтальных и вертикальных замерах может достигать миллиметра – полтора, особенно на мягкой кровельной стали. Абразивный диск удобнее применить толщиной 2…2.5мм.  Меряем почаще, на остановленной детали. Оставляем пару лишних «десяток» и дорабатываем мелким напильником, не забываем чуть притупить острые кромки. Помним про скин-эффект на ВЧ и стараемся не корябать поверхность диска. Не повредит чуть пройтись по торцу средней и мелкой шкуркой, чтоб совсем было гладенько.

Дистанцирующие элементы лучше всего изготавливать на токарном станке по металлу, иначе сложно будет добиться параллельности дисков друг другу.


 В отсутствие доступа к токарному станку, как вариант – дистанцирующие элементы набрать из стандартного крепежа, гаек и шайб М6. Такая траверса существенно толще оригинала. Решено было по возможности не слишком отклоняться от чертежа. Гайки с шайбами были обточены аналогичным образом – набрав на куске шпильки М6 сколько нужно, плюс несколько запасных. После «болгарки» - волшебный напильник и шкурка. Получилось вполне прилично и весьма близко к размерам чертежа.   


На фото готовые самодельные элементы антенны. Диски выточены из нержавеющей стали.



В процессе сборки. Штатный «хвостовик облучателя» из пластиковой трубы показался недостаточно надежен, здесь он выполнен металлическим, кусочек подходящего диаметра, отпилен от трубы старого пылесоса. В качестве пластикового кожуха применено ведерко от майонеза. Крышка была зажата между «основанием» антенны и дополнительным диском, к которому уже крепиться «хвостовик облучателя». Первоначально решено было облучатель использовать только как самостоятельную антенну, работа с  рефлектором не предполагалось. Как всегда – хочешь насмешить Бога…  Потом, когда все же припекло - оказалось, что бортики пластиковой крышки не позволяют установить облучатель точно в фокусе рефлектора от телевизионной спутниковой антенны, пришлось от кожуха-ведерка отказаться. Практика примерно трехлетней эксплуатации,  показала допустимость решения, при выбранных материалах.


На фото виден способ крепления крышки ведерка, пайку «хвостовика» (к слову, длинна его, выбрана такой, чтобы внутрь мог поместиться модем, а стрелочкой показано окошечко для вытекания возможного конденсата или осадков) и втулку, свернутую из латунной фольги (ее внутренний диаметр – диаметр центральной жилы коаксиального кабеля в штатной изоляции, плюс разделка экрана). От разъемного соединения пришлось отказаться – не нашлось достаточно хорошего коаксиального, герметичного разъема.



Разделка коаксиального кабеля выглядела примерно так.


На необходимой длине, снимается внешняя изоляция кабеля. Лучше это делать так – в нужном месте, кабель следует сильно изогнуть и слегка надрезать острым лезвием. Изоляция в месте изгиба растянута и надрез сам «расползается», действие повторить с противоположной стороны. Таким образом, удается избежать подрезания жилок экрана.
Затем экранная оплетка расплетается, на изоляцию центральной жилы усаживается термотрубка (если позволяет толщина, лучше две), экран распределяется по термотрубке, фиксируется бандажом из тонкой луженой проволоки. Пропаивается. Лишнее обрезается. Без термотрубок, велик риск поплавить изоляцию и замкнуть центральную жилу на экран. Толщиной бандажа, можно подогнать диаметр разделки, чтобы она плотно входила в латунную втулку антенны.  
Все. Вставляется, запаивается экран. Проверяется тестером КЗ (центральная жила не запаивается, латунный лепесток согласования – на чертеже «линия диска», чуть отгибается вверх, чтобы не было контакта). Если все в порядке, подгибается на место, в размер, согласование, и паяется центральная жила. На место разделки усаживается несколько слоев термотрубки подлиннее.  


Эксперименты с рефлектором. Модем в хвостовике облучателя, его питание, рядом, на крыше в коробочке. Не блестящие результаты, возможно, объясняются очень большой удаленностью вышки сотовой связи (сигнал 3G в половину шкалы, но соединение даже не устанавливается). Обратите внимание на нестандартное положение облучателя в антенне – сверху. В отличии от приема сигнала спутникового телевидения, наша антенна должна быть ориентирована не в верх, а горизонтально и штатная сборка привела бы к положению антенны, этак - «уткнувшись носом в землю».  Не смертельно, но малосимпатично.


Переходим, наконец, к хорошо зарекомендовавшей себя конфигурации.

Собственно, ключевым изменением был перенос самой антенны возможно ближе к компьютеру и перенос модема в дом, к системному блоку.  К великой радости исчезли досадные периодические сбои соединения, стала возможна нормальная долговременная работа.

 В начале, облучатель использовался без рефлектора – как антенна. Точное наведение осуществлялось поворотным механизмом, оставшимся от опытов с помянутой логопериодической антенной. Усиления вполне хватало для уверенного обмена данными с вышкой сотовой связи в соседней деревне – около 5км по прямой.  2…3 палочки из пяти возможных.





Модем расположился под столом около системного блока. Просто пришпилил его к стене  строительным степлером, в кармашке из отрезка пластиковой бутылки.


Длина антенного кабеля чуть менее 7 метров.

Через несколько месяцев, что то, изменилось с «той» стороны, сигнал стал очень слабым, на пределе чувствительности. Часто пропадал вообще. Антенну переориентировали на другую вышку, находящуюся в прямой видимости, но существенно дальше – около 20км. Сигнал 3G  был в наличии, но весьма слабый. Пришлось добавить «ухо» рефлектора от антенны спутникового ТВ.


После возни с ориентированием появился устойчивый сигнал большого уровня. 4…5 палочек из пяти возможных. Антенна с модемом работают уже четвёртый год без малейших нареканий. Такую антенну и конфигурацию оборудования рекомендую к изготовлению при схожих обстоятельствах.  


Еще один такой облучатель был изготовлен для соседей - попросили сделать интернет для своих школьников. Делал из оцинкованной стали. Остальное так же, конфигурация та же. Работает тоже хорошо. 

Поделиться в соцсетях

Facebook Twitter Google+ Vkontakte

Комментариев нет:

Отправить комментарий