Faça sua própria antena wi-fi 2 (omnidirecional)

Dando continuidade aos post diy (Do It Yourself), mostraremos como construir sua própria antena caseira wi-fi.

Como Eduardo demonstrou no post anterior, é possível criar sua própria antena wi-fi caseira. No post de Eduardo foi mostrado como fazer uma antena wi-fi unidirecional. Nesse será mostrado como fazer outro tipo de antena: o omnidirecional.

A principal dirença entre elas é que a unidirecional funciona apenas em uma determinada direção. Ao contrário da omnidirecional que funciona em todas as direções.
Neste post será mostrado como construir uma antena omnidirecional de 6dB.

Antes de começar, é necessário entender primeiro algumas fórmulas para construir a antena para uma determinada frequência. As medidas dessa antena, para o tipo 802.11, deve operar entre 2.400 GHz a 2.4835 GHz.

A frequência central é determinada pela fórmula:

(Fi + Fs ) / 2

Onde:

Fi = frequência inferior

Fs = frequência superior

Para o padrão 802.11,

fica assim:
(2.4000 + 2.4835) / 2

4.8835 / 2

2.441 GHz

Uma vez calculada a frequência central, a mesma será usada para calcular a dimensão dos elementos da antena. Assim a antena irá funcionar em toda a faixa entre Fi e Fs.

Para determinar a medida dos elementos precisamos descobrir o comprimento de onda. Para isso usamos a seguinte fórmula:

λ = V / Fc

Onde:

λ = Comprimento de onda, em metros.

V= Velocidade da luz (300000 Km/s)

Fc= Frequência Central em KHz (2441000)

Aplicando os valores:

λ= 300000 / 2441000 KHz

λ= 0,1229 m = 12,29 cm

Como essa antena trabalha em meia onda, e iremos utilizar cabo coaxial para sua construção, vamos determinar as medidas dos elementos acrescentando à fórmula o Fv (Fator de Velocidade do material), que no caso do cabo utilizado que é o RGC 213, é de 0,85.

Usamos o fator de velocidade, pois a velocidade de propagação da RF (Rádio Frequência) através de algum meio que não seja o vácuo, sofre uma redução. E para cada tipo de material, este fator será diferente. No caso do cabo coaxial RGC 213, a velocidade de propagação será de 85% em relação desta no vácuo.Ou seja, 300000 x 0,85 = 255000Km/s.

Para a construção de antenas usamos apenas a fórmula abaixo, a qual já inclui a fórmula acima.

L= ((V / Fc) / 2) x Fv

Onde:

L = Comprimento dos elementos

V= Velocidade da luz

Fc= Frequência central em KHz

Fv= Fator de velocidade do material.

Então:

L=((300000 / 2441000) / 2) x 0,85
L= (0,1229 / 2) x 0,85
L= 0,0614 x 0,85
L= 0,0522 m = 52,2mm

Agora chega de teoria. Vamos para prática!

Material necessário:

60cm de cabo coaxial RGC 213. A capa e a malha devem ser retiradas.

40cm de tubo de cobre de 5/16” de diâmetro

10cm de tudo de cobre de 3/8” de diâmetro.

10cm de tubo de cobre de 1” de diâmetro.

Tubo de PVC

Um conector N

Na imagem abaixo, podemos observar como deve ser as medidas de cada seção da antena.

O comprimento total de cada secção de cabo coaxial é ½ onda + 15mm = 67,2mm
O condutor central deve ser 10mm exposto de cada lado da secção.
O comprimento do tubinho de cobre que envolve o segmento deve medir ½ onda – 8mm= 44,2mm
O dielétrico do cabo deve medir 1,5mm a mais que o tubinho de cobre, de cada lado.

O último elemento que vai na ponta superior da antena, tem suas medidas diferentes. Esse elemento é acrescentado em todas as versões dessa antena.
Nesta de antena, ele será o 9º elemento.

Aqui vão os detalhes construtivos dele.

Note que o tubinho de 5/16” que reveste o segmento de cabo mede exatamente ¼ de onda (26,1mm) Esse segmento de cabo, deve medir ¼ de onda+ 23mm, para que após montado no interior do tubo, apenas 1,5mm do dielétrico fique exposto em cada lado do tubinho. E mais 10mm do pólo central fique exposto em cada lado.

Uma das pontas deve ser dobrada e soldada no tubinho. Veja a foto.

Agora cortamos um pedaço de tubo de 3/8" com 36,5mm de comprimento, e fazer um rasgo na lateral, de modo que da extremidade do tubinho até a base do rasgo tenha extamente a medida de 1/4 de onda (26,1mm). Veja a foto.

Agora esse tubinho deverá ser soldado na extremidade dobrada do segmento menor.

Agora, para facilitar a montagem da antena, pode-se fazer um gabarito de madeira, de modo que os tubinhos se encaixem justos nele, e fiquem bem presos, para facilitar a soldagem.

Daí em diante, é só ir cuidadosamente soldando os elementos, de maneira que o dielétrico de um fique exatamente a 5mm de distância do dielétrico do outro.

No final dessa etapa, ficará assim:

Agora vamos à montagem da base.Primeiro corta-se um pedaço de tubo de 1” de diâmetro, com um comprimento de ¼ de onda (26,1mm).Numa de suas extremidades, solda-se uma arruela de 1”. No centro dessa arruela solda-se um pedaço de tubo de 3/8” de diâmetro medindo 31mm de comprimento.

Veja nas fotos:

Agora corta-se mais um pedaço de tubo 5/16, com o comprimento suficiente para que possa ser soldado ao conector, e sobre exatamente ¼ de onda – 1,5mm, ou seja 24,6mm acima do tubinho de 3/8” que está soldado na arruela.No interior desse tubo será inserido mais um segmento de cabo coaxial, com o comprimento suficiente para ser soldado ao pólo central do conector, e sobre 1,5mm do dielétrico acima do tubinho e mais 10mm do condutor central exposto.

Essa parte é o desacoplador. Sua função é desacoplar a antena do conector e cabo de ligação, evitando que esses componentes funcionem como antena, que nesse caso causariam perdas de sinal.Veja como fica a montagem final.

Agora é só acomodar todo o conjunto em um pedaço de tubo de PVC de 30mm de diâmetro, hermeticamente fechado, para ser instalada.

Referência: http://www.pcproject.com.br/forum/projetos/18798-antena_omni_wi_fi.html