La "Mini Parabola" è in realtà un riflettore di approsimazione parabolica, col compito di concentrare il segnale in un fuoco sul cui asse va a posizionarsi l'antenna omnidirezionale o l'adattatore WLAN USB bersaglio.
Il concetto è migliorabile: il riflettore parabolico, così come proposto, non crea un unico fuoco, ma una linea focale che si srotola in senso orizzontale. Si comporta, a conti fatti, più come uno specchio cilindrico che parabolico.
Lo specchio cilindrico non ha un solo fuoco, o meglio, ha un suo fuoco ottimale e una linea di fuochi "corollari" che si dispongono come una curva cardioide. Praticamente, vista di profilo essa disegna in effetti una sezione di parabola, ma non parabolizzando l'intera estensione del riflettore funziona più come un toroide. Ovviamente non stiamo parlando di uno specchio cilindrico puro, ma di qualcosa che somiglia più ad una parabola che ad un cilindro. La linea di fuoco, in questo caso, sembra somigliare più a quella di uno specchio toroidale, ovvero uno specchio con una lunga linea di fuoco centrale, quasi completamente dritta.
Ribaltando il template di FreeAntennas.com per la mini parabola, possiamo renderla verticale e realizzare un'approsimazione di specchio toroidale, con la nostra antenna omnidirezionale che corre lungo tutta la linea di fuoco, restando esposta al maggior segnale riflesso possibile. Invece di incrociare la linea di fuoco su un solo breve segmento seguendo il modello per la costruzione in orizzontale, possiamo rendere il nostro riflettore più efficiente "srotolandolo" in verticale.
A tal scopo ho modificato il template il FreeAntennas.com. Vi propongo il risultato della mia modifica (cliccare sul collegamento per visualizzare).
http://i31.tinypic.com/2uzq786.jpg
La costruzione è semplicissima. Il modello va stampato due fogli A4 di cartoncino (il primo foglio per i due fissatori, il secondo per il pannello riflettente). Al retro del pannello riflettente va incollata della carta stagnola, i due fissatori vanno ritagliati e i loro perni inseriti nei punti indicati (i due gruppi da sei fessure). Le crocette sui fissatori sono il punto che bisognerà incidere a croce per far passare l'antenna. Finito.
Eccovi ora la vista fronte-retro del mio nuovo riflettore verticale. L'ho fatto usando invece che la stagnola il fondo di un vassoio d'alluminio per cottura al forno, più robusto e riflettente della stagnola. La parabolina verticale arriva (e spesso supera) ii 10dbi di guadagno, ma va montata, a causa della sua lunghezza, come minimo su una antenna omni da 7dbi. Le antenne da 5dbi sono troppo corte e non beneficiano della linea di fuoco verticale. Ripeto: funziona più come un toroide (linea di fuoco a sezione parabolica, senza cardioide) che come una parabola.
http://i27.tinypic.com/iwn5et.jpg <- Vista fronte
http://i25.tinypic.com/2rgp9fn.jpg <- Vista retro
Il fatto di avere due fissatori la rende più robusta e meno deformabile del suo equivalente orizzontale.
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domenica 14 agosto 2011
Cantenna Classica!!!!
Un'antenna che si costruisce usando una scatola cilindrica metallica, o che riesca a riflettere le microonde emesse dal dipolo, facile da realizzare e con prestazioni elevate (da 8 a 12 dB).
Può essere usata a diverse frequenze variando il diametro del barattolo (diametri ottimali: 8.5 cm per il WiFi a 2400 Mhz, 9cm per UMTS 2100 MHz, 10 cm per il GSM a 1800 MHz; per altre frequenze usare il calculator più in basso).
Può essere usata a diverse frequenze variando il diametro del barattolo (diametri ottimali: 8.5 cm per il WiFi a 2400 Mhz, 9cm per UMTS 2100 MHz, 10 cm per il GSM a 1800 MHz; per altre frequenze usare il calculator più in basso).
§ Connettore N da pannello, con bullone o con fori per 2 o 4 viti
§ Barattolo con diametro di circa 8.5 cm (da 7.4 a 10.5cm va bene comunque). Per la lunghezza minima vedere il calculator più avanti
§ Saldatore
§ Stagno
§ Trapano con punte per metallo con dimensioni varie da 4 a 10 mm
§ Lima per metallo
§ Per la realizzazione della prolunga tra cantenna e access point potrebbero tornare utili:
§ SPINA PLUG SMA REVERSE (adatta al vostro cavo)
§ SPINA PLUG tipo N WIFI
§ CAVO coassiale: RG58 (normale) oppure H155 (low loss)
La cantenna è una delle antenne più facili da costruire in assoluto. Nella sua versione base è composta da due soli elementi: un barattolo metallico a base circolare ed un dipolo.
L'elemento radiante del dipolo va posizionato all'interno del barattolo. La posizione dipende dal diametro del barattolo e può essere facilmente calcolata usando lo script presente qui:
http://www.turnpoint.net/wireless/cantennahowto.html
http://www.turnpoint.net/wireless/cantennahowto.html
Che in ogni caso riportiamo qui di seguito:
| Diametro del barattolo in cm | cm |
| Frequenza Cuttoff in MHz for TE11 mode | MHz |
| Frequenza Cuttoff in Mhz for TM01 mode | MHz |
| Lunghezza d'onda Waveguide | cm |
| 1/4 Lunghezza d'onda Waveguide Il dipolo va posizionato a questa distanza, misurando a partire dal fondo | cm |
| 3/4 Lunghezza d'onda Waveguide Il barattolo deve essere lungo almeno quanto indicato qui | cm |
Inserire il diametro del barattolo e cliccare sul pulsante “Calcola” per calcolare le frequenze di funzionamento e la dimensione della lunghezza d'onda all'interno del barattolo (dalla quale dipende la posizione del dipolo). Purtroppo in commercio si trovano principalmente barattoli di dimensioni che vanno da 9.5 a 10.5 cm. Quelli da me usati (Kimbo Gold Medal da 250g e scatola metallica del Baileys) sono da 9.95 e 10.1 cm e funzionano disceretamente, la lattina della birra FAXE da 1 litro è 8.5 cm e perfettamente liscia. Se possibile sia il fondo che la parte laterale dovrebbe essere priva di zigrinature.
E' necessario tenere conto, nella scelta del diametro del barattolo, che le frequenze di funzionamento delle WLAN vanno da circa 2400 a circa 2480; sarebbe auspicabile che la fequenza TE11 fosse inferiore a 2400 e quella TM01 fosse superiore a 2480.
Inoltre, sarebbe un'ottima cosa se il barattolo fosse lungo almeno 3/4 della lunghezza d'onda all'interno del barattolo (Lunghezza d'onda Waveguide).
E' necessario tenere conto, nella scelta del diametro del barattolo, che le frequenze di funzionamento delle WLAN vanno da circa 2400 a circa 2480; sarebbe auspicabile che la fequenza TE11 fosse inferiore a 2400 e quella TM01 fosse superiore a 2480.
Inoltre, sarebbe un'ottima cosa se il barattolo fosse lungo almeno 3/4 della lunghezza d'onda all'interno del barattolo (Lunghezza d'onda Waveguide).
Il dipolo va piazzato esattamente ad una distanza dal fondo dell barattolo pari ad 1/4 della lunghezza d'onda, sopra indicata dal calculator.
Per effettuare il buco è necessario porre un po' di attenzione: se usate un trapano, è meglio allargare il buco per gradi facendo ruotare la punta stessa diagonalmente ottenendo un effetto “lima”.
Il dipolo può essere realizzato in vari modi. Io ho adoperato dei connettori N da pannello, uno dotato di bullone (il migliore), l'altro dotato di 4 fori per il montaggio con 2 o 4 viti. Sul polo centrale va saldato un conduttore metallico (rame o ottone) di circa 2mm, che fungerà da elemento radiante. Se lo trovate da 1.5mm o 3mm va bene lo stesso.
La lungehzza dell'elemento radiante dipende dalla frequenza di funzionamento; nel nostro caso dovrebbe essere di 30mm circa (diciamo da 29 a 31). In alternativa, è possibile montare un sistema di viti che permetta di variare la lunghezza del dipolo, in modo da tararlo in fase di test per un determinato canale. NOTA: Se possibile, la massa del connettore non dovrebbe sporgere all'interno del barattolo, come mostrato nella seguente figura:
La lungehzza dell'elemento radiante dipende dalla frequenza di funzionamento; nel nostro caso dovrebbe essere di 30mm circa (diciamo da 29 a 31). In alternativa, è possibile montare un sistema di viti che permetta di variare la lunghezza del dipolo, in modo da tararlo in fase di test per un determinato canale. NOTA: Se possibile, la massa del connettore non dovrebbe sporgere all'interno del barattolo, come mostrato nella seguente figura:
La lunghezza dell'elemento radiante andrebbe misurata dalla superficie del barattolo. Tuttavia, se il connettore sporge, all'interno del barattolo, le cose cambiano. In questo caso sarebbe meglio avere un elemento radiante a lunghezza variabile, in modo tale da poter effettuare il tuning durante il test, altrimenti, fate come me e misurate l'elemento radiante a partire dal punto in cui il polo centrale esce dal connettore.
Di seguito i due dipoli delle due cantenna che ho realizzato, uno col dado ed uno con le 4 viti:
connettore N con bullone, basta infilare il connettore e stringere il bullone. Molti connettori con bullone hanno uno spessore elevato, quindi è meglio mettere delle rondelle che facciano da spessore. L'ultima rondella potrebbe essere sostituita da una guarnizione di gomma (per avere un minimo di tenuta all'acqua).
Se invece si tratta del connettore a 2 o 4 viti, è necessario fare i buchi per avvitarlo sulla cantenna. Se non avete trovato il connettore a 2 viti, è possibile usare quello a 4 Dopo aver fatto il buco, non resta che montare il dipolo. Nel caso del come se ne avesse 2 (se ne usano solo due, opposti in diagonale). Cosi' facendo, si evita di deformare il barattolo sulla base del connettore. Per fissare il connettore io ho usato delle viti con bullone da 3mm. Spesso se ne trovano da 4mm, che tuttavia non entrano nei buchi del connettore. Poco male, basta allargare i buchi con una punta da 4mm ed è fatta.
Galleria fotografica
Ecco alcune foto delle cantenne finite:
Cantenna fatta con barattolo del Baileys (10-11 dB)
Cantenna fatta con barattolo del Kimbo gold Medal da 250g (9-10 dB)
h cantenna...ma come la collego alla porta usb del pc?
Purtroppo un’antenna da sola non basta, perché non è altro che un sorta di “riflettore” passivo che concentra il segnale emesso da un apparecchio wifi in una determinata direzione, aumentando quindi la potenza di trasmissione, ma solamente in quella direzione. L’antenna va dunque collegata ad una scheda o un altro apparato wifi: ad esempio una scheda pcmcia o una pennina wifi-usb. Tuttavia spesso questi apparati non hanno un attacco per un’antenna esterna e vanno modificati per potercela connettere.
Per quanto riguarda i portatili con wifi integrato, sono pochi quelli che hanno un attacco per antenna esterna; d’altra parte su un portatile una modifica per potercela collegare non è proprio una cosa alla portata di tutti…
Galleria fotografica, parabolina concava orizzontale,o con lucidi di proezione
| Il risultato finale (su un adattatore USB-Wi-Fi della Linksys) |
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| Altra parabolina realizzata con i lucidi da proiezione |
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MINI PARABOLA!!!!
Mini Parabola
Giudizio globale
Un'antenna talmente banale da realizzare che non provarla sarebbe un delitto!
Ha due enormi vantaggi: non è necessario apportare modifiche e funziona a qualsiasi frequenza, perché si tratta di un semplice riflettore parabolico, dunque può funzionare anche con terminali GSM/UMTS.
Il grosso svantaggio è che è necessario posizionare l'antenna nel fuoco della parabola, cosa non sempre possibile o perché l'antenna ha una forma non adatta, oppure perchè semplicemente non c'è un'antenna esterna.
Ha due enormi vantaggi: non è necessario apportare modifiche e funziona a qualsiasi frequenza, perché si tratta di un semplice riflettore parabolico, dunque può funzionare anche con terminali GSM/UMTS.
Il grosso svantaggio è che è necessario posizionare l'antenna nel fuoco della parabola, cosa non sempre possibile o perché l'antenna ha una forma non adatta, oppure perchè semplicemente non c'è un'antenna esterna.
NOTA: benché la miniparabola sia di facile costruzione, se si vuole realizzare qualcosa di funzionante occorre una buona dose di pazienza ed una certa precisione…
Il progetto originale di questa antenna è stato realizzato da http://www.freeantennas.com/.
Materiale e strumenti necessari:
Materiale e strumenti necessari:
§ Una stampante
§ Del cartoncino
§ Foglio di materiale metallico, ad esempio della carta stagnola da cucina.
§ IN ALTERNATIVA:
§ contenitore di alluminio tipo domopack: più spesso ed efficace della normale carta stagnola da cucina.
§ il coperchio di una teglia in alluminio da forno tipo domopak (suggerito da Thundereo). Ne esistono anche di grosse, lunghe anche 30-40cm.
§ guantiere (=vassoi) per dolci (quelle usate per trasportare i dolci della domenica insomma, poco più spesse del coperchio domopack)
§ Lattina di birra da mezzo litro, opportunamente aperta
§ Forbici o taglia-balsa (o qualsiasi cosa che pensiate possa tagliare una sagoma di cartoncino)
§ Antenna a dipolo, possibilmente l'antennina originale del vostro Access point.
Costruzione
Se la cantenna è una delle antenne più facili da costruire in assoluto, questa riesce a batterla. L'idea alla base di questa antenna è geniale: applicare un riflettore parabolico all'antennina originale del nostro access point, ricavando un guadagno di 9-12 dB, senza aprire o modifcare i nostri amati e costosi apparecchi!
Il progetto di FreeAntennas.com prevede attualmente 2 modelli di riflettore: uno perfettamente parabolico ed uno “angolare”, cioè una approssimazione di una parabola. Il riflettore ad angolo è un poco più semplice da costruire, perché occorre un po' meno precisione; tuttavia fornisce 2 dB di guadagno in meno rispetto alla parabola. Dato il tipo di materiali usati (carta), questa antenna si usa principalmente all'interno. Le istruzioni per costruirla (per la versione parabolica)
1. Scaricate il template : mini-parabola.pdf (oppure usate l'originale se preferite: freeantennas.com )
2. Aprite l'immagine con MS Paint oppure col vostro programma preferito per stampare le immagini. Ridimensionate l'immagine secondo necessità, facendo però attenzione amantenere le proporzioni (altrimenti non esce più una parabola!). Ridimensionare serve SOLO a rendere la mini-parabola adatta alla dimensione dell'antenna del vostro apparecchio.
3. Stampate l'immagine su cartoncino (almeno 210g/mq), oppure lucido da proiezione se volete renderla più durevole. C'è chi ha usato il cartoncino della scatola dell'access point… Stampando a dimensioni più grandi otterrete guadagni maggiori (da 9 a 12 dB).
4. Incollate il foglio di carta argentata da cucina (o qualsiasi cosa abbiate scelto come foglio metallico), SOLO sul riflettore, che è la parte dalla forma rettangolare; SE METTERETE LA STAGNOLA ANCHE SULL'ALTRO PEZZO NON FUNZIONERA' NULLA; è inoltre preferibile incollare nella parte posteriore (quella esterna), in modo che quando il riflettore viene incurvato la stagnola si tende (incollandolo dal lato opposto formerebbe delle pieghe che renderebbero la superficie irregolare).
I. NOTA: Se state usando del cartoncino già ricoperto di una sfoglia metallica è preferibile stampare la sagoma su un foglio di carta normale e poi incollarlo sul cartoncino: in questo modo avrete la forma della sagoma e le posizioni precise in cui fare i tagli.
5. Ritagliate lungo i bordi le due sagome.
6. Forate le sei asole (gli slot sottili) con le forbici o meglio ancora un taglia-balsa.
7. Fate dei taglietti in corrispondenza delle due croci, nella sagoma con le linguette; serve a formare dei buchi per l'antennina: fate in modo che infilandola ci rimanga incastrata.
8. Montate insieme le due sagome, infilando le linguette nelle asole (è più facile a farsi che a dirsi: guardate le foto più sotto)
9. Infilate l'antennina nei due buchi fatti in corrispondenza delle croci.
10. Abbiate molta pazienza: occorre essere precisi, se arronzate potreste ottenere un papocchio che funziona peggio dell'antenna originale da sola… :)
Come si usa?
Posizionare il riflettore sull'antennina: a che altezza? Piu' o meno al centro; non è una regola fissa, provate a variare e verificate i cambiamenti. Orientamento, ovvero: qual è il davanti!? Orientare la parte concava, cioè dove si trova l'antennina, nella direzione dell'apparato remoto.
“Ma a me non funziona!”
Ci sono stati segnalati casi in cui l'antennina non ha funzionato, anzi ha azzerato completamente un segnale debole o instabile invece di migliorarlo!
Purtroppo non è chiaro quale sia esattamente la causa, ed anche se in alcuni casi c'era il sospetto di una cattiva costruzione, rimangono altri casi (molti su apparati D-Link) che non lasciano dubbi: l'antenna non era adatta a quell'hardware!
Invece la nostra miniparabola (che potete vedere nelle foto in basso) ha permesso di risolvere un grosso problema di segnale instabile in una connessione indoor e ci ha permesso di attraversare diversi ostacoli e di evitare una grossa prolunga USB.
Ci sono stati segnalati casi in cui l'antennina non ha funzionato, anzi ha azzerato completamente un segnale debole o instabile invece di migliorarlo!
Purtroppo non è chiaro quale sia esattamente la causa, ed anche se in alcuni casi c'era il sospetto di una cattiva costruzione, rimangono altri casi (molti su apparati D-Link) che non lasciano dubbi: l'antenna non era adatta a quell'hardware!
Invece la nostra miniparabola (che potete vedere nelle foto in basso) ha permesso di risolvere un grosso problema di segnale instabile in una connessione indoor e ci ha permesso di attraversare diversi ostacoli e di evitare una grossa prolunga USB.
Che prestazioni devo attendermi?
Le prestazioni della mini parabola dipendono da vari fattori. Primo fra tutti il tipo di antenna a cui si applica. Solitamente si tratta di un dipolo (o semi-dipolo che dir si voglia).
In alcuni apparati il dipolo è esterno e ben visibile ed ha una forma inequivocabile su cui è facile applicare il riflettore. In altri apparati, ad esempio le pennine usb, l'antenna spesso non si vede affatto. In tal caso non è detto che si trovi esattamente al centro del contenitore, quindi a volte è necessario provare diverse posizioni e orientamenti prima di poter decretare che la mini parabola non funziona con quel device.
In alcuni apparati il dipolo è esterno e ben visibile ed ha una forma inequivocabile su cui è facile applicare il riflettore. In altri apparati, ad esempio le pennine usb, l'antenna spesso non si vede affatto. In tal caso non è detto che si trovi esattamente al centro del contenitore, quindi a volte è necessario provare diverse posizioni e orientamenti prima di poter decretare che la mini parabola non funziona con quel device.
Ecco una tabella che indica alcuni dei guadagni massimi ottenibili in base a dimensioni e frequenza:
Frequenza | Riflettore da 15 cm | Riflettore da 22 cm | Riflettore da 30 cm |
900 MHz | 6 dBi | 7 dBi | 9 dBi |
2.4 GHz | 12 dBi | 14 dBi | 16 dBi |
5.8 GHz | 16 dBi | 20 dBi | 24 dBi |
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