Na het succes van de twee bi-quad's voor 23cm (1296 MHz), ben ik verslaafd geraakt aan dat concept. Bi-quad's zijn makkelijk te bouwen en hoe hoger de frequentie, hoe kleiner ze worden. Nadat ik enige ontwerpen gevonden had op internet, heb ik besloten ook een bi-quad te gaan maken voor de 13cm-band met als doel om ze te gebruiken voor WiFi, draadloos internet.


Het WiFi signaal in de woonkamer was niet denderend te noemen. Dat komt ook omdat de gebruikte laptop een geïntegreerde netwerkkaart heeft en dus geen externe antenne of externe USB-dongle heeft. De router staat ook al niet op een heel goede plaats en dat komt omdat er ook een bekabeld netwerk aan hangt. WiFi werd hier tot voorkort niet eens gebruikt, dus de opstelplaats maakte niet uit. Dat ligt dus nu wel anders alleen kan de router nu niet makkelijk meer verplaatst worden.

Ik wilde dus een bi-quad bouwen die het WiFi signaal wat op zou peppen. Nog wel zo dat we onder de legale 100 milliwatt blijven en dat is meer om andere draadloze netwerken niet te storen. Het enige waar ik nog beter om moest denken was dat de maatvoering echt heel precies kwam. Hoe hoger de frequentie, hoe nauwkeuriger je moet werken. Een afwijking van een paar millimeter kan er voor zorgen dat je antenne straks gepiekt is voor frequenties die veel hoger of lager liggen dan de bedoeling is.

Je kunt zelf heel makkelijk wat zaken uitrekenen. Zo heb je te maken met de reflector die de afmetingen 100x150 millimeter heeft. Dat komt niet zo nauwkeurig. Wat wel heel nauwkeurig moet worden geconstrueerd, is de straler. De bi-quad zelf moet echt aan bepaalde maten voldoen die je heel simpel kan uitrekenen. Hiervoor heb je de exacte golflengte van je WiFi-signaal nodig. De formule is heel simpel:

Golflengte = 300.000 : Frequentie in MHz = Golflengte in millimeters.

De twee uiterste WiFi-kanalen als voorbeeld.

WiFi-kanaal 1
300.000 : 2412 MHz = 124,3 millimeter.


WiFi-kanaal 14
300.000 : 2484 MHz = 120,7 millimeter


Ok, één golflengte van een WiFi-signaal ligt dus tussen 120,7 en 124,3 millimeter in. Even een weetje: deze frequentieband wordt ook wel de 13cm-band genoemd. Als je 120 en 124 millimeter omzet in centimeters, dan zit je in de buurt van de 13cm-band.

Nou werkt je straler met een vierde deel van die golflengte. Dus, je deelt 124,3 millimeter door 4 en dan kom je uit op 31,075 millimeter. Dat zijn dus de theoretische maten, maar je snapt wel dat 31,075 millimeter een haast onmogelijke afmeting is.

De afstand tussen de straler en de reflector is op een zelfde manier uit te rekenen en ook die afmeting moet zo nauwkeurig mogelijk aangehouden worden. Je kunt die afstand berekenen door één golflengte door 8 te delen. Dus: 124,3 millimeter delen door 8 is 15,5375 millimeter.

Zo reken je dus de maten uit voor kanaal 1. Voor kanaal 14 kom je uit op een stralerlengte van 30,175 en de afstand tussen de straler en de reflector bedraagt 15,08 millimeter. De verschillen zijn niet zo heel groot. Des te meer moet je heel goed om de maten denken. Eén millimeter teveel kan dus al een misaanpassing betekenen en zo kan je antenne dus compleet afwijken van de WiFi-frequentie. Meet dus goed, buig heel rustig de straler en mocht het verkeerd gaan of mochten de maten niet exact kloppen, buig hem dan gewoon opnieuw. Voor een bi-quad als deze kun je makkelijk een straler maken van 1,5mm² installatiedraad waar je per straler ongeveer 25 centimeter van nodig hebt.

Attentie!
Later is mij opgevallen dat een stralerlengte van 32 millimeter beter werkt! Geen idee waarom.


De ontvangst- en zendeigenschappen werden aanmerkelijk beter bij een lengte van 32 millimeter.
Ik heb een Linksys router, type WRT54GL. Deze router heeft twee antennes en de connectors zijn zogenaamde RP-TNC connectoren. Dit zijn dus géén standaard TNC-connectoren zoals ik eerst dacht. Mijn twee bestelde TNC-verloopjes paste er dan ook niet op. Het blijkt dat RP-TNC connectoren er niet voor alle soorten coaxkabels zijn. Je kunt het beste gebruikmaken van een verloopkabeltje of verloopconnectoren. Het liefst niet teveel natuurlijk, elke connector is er eigenlijk één teveel in verband met de verliezen die al snel optreden op de WiFi-frequenties.

Uiteindelijk vond ik op www.2ghz.nl een verloopkabeltje, een zogenaamde 'pigtail' wat ik zocht, namelijk aan de ene kant een RP-TNC connector en aan de andere kant een N-connector. Het enige nadeel is dat 2ghz.nl beloofd om de kabeltjes binnen 24 uur na betaling te verzenden. Nou, je komt dus mooi bedrogen uit, je kunt dus bijna een week op je kabeltjes wachten. Zondag besteld en betaald, vrijdag pas in huis! Slechte service dus. Ook voordat ik het tweede bestelde kabeltje binnen had, waren we bijna een week verder.

Maargoed, met de kabeltjes zou het mogelijk zijn om diverse antennes aan te kunnen sluiten en te kunnen testen. Het jammere alleen is dat de kabeltjes met RG-58 coax gemaakt is. Met slechts één meter lengte verlies je hierdoor al 1 dB aan signaal. Ach, die ene dB, daar kan ik wel mee leven, maar eigenlijk is het zonde, want RG-58 is op 2,4 GHz echt zo lek als een zeef.

Nadat ik de berekeningen gemaakt had voor de afmetingen zijn we weer gaan bouwen. De gelijkenis met de 23cm quad's is natuurlijk erg groot, alleen worden de quad's voor 2,4 GHz een slagje kleiner. Tijd dus om er twee te gaan bouwen.


Het expoxyprintplaatje met afgetekend kruis voor het midden en een centreerpunt...

Zoals bij de 23cm quad's heb ik ook hier weer gebruik gemaakt van een messing buisje voor de coaxkabel. Je kunt dan de mantel van de coax aan het buisje vast solderen en ook makkelijk vast solderen aan het printplaatje. Hierdoor is het geheel mechanisch best sterk.


Het buisje zit precies in het midden door het plaatje heen.

Ook nu weer vijl je ongeveer 2 millimeter weg voor de montage van de straler.


De straler kun je prima maken van 1,5mm² installatiedraad.

De straler van de kleine quad's zoals deze kun je makkelijk maken van 1,5mm² installatiedraad.


De straler buigen...

De straler kun je buigen met een liniaal en een klein tangetje. Zorg wel dat alle zijde van het vierkant even lang zijn en precies overeenkomen met de juiste maten die je hebt uitgerekend.


Uiteindelijk ziet de straler er dan zo uit...


En dat moet het gaan worden...


De coaxkabel door het buisje...

Het messing buisje wat ik gebruikte had een binnendiameter van 8 millimeter. De gebruikte Aircell-7 coaxkabel kan hier precies doorheen. Met wat wrikken kan de Aircell-7 coaxkabel er precies in en zit deze ook nog redelijk klem.


Beetje warm stoken...

Je moet er een beetje hitte tegenaan gooien, maar uiteindelijk kun je de mantel van de Aircell-7 tegen de binnenrand van het messing buisje vast solderen. Het is wel van belang dat je niet té veel hitte gebruikt. De binnenader moet namelijk niet beschadigd raken.


Aan de andere kant komt een N-female connector.

Ik heb bewust het coaxkabeltje aan de quad zo kort mogelijk gehouden. Dit omdat er ook al een stukje RG-58 coaxkabel tussen zit én een extra connector. De verliezen blijven zo wat beperkt.


Gemonteerd en wel!


En zo ziet de quad eruit na de bouw!

Zoals je hier boven ziet wordt de ene zijde van de straler op de middenpen van de coaxkabel gesoldeerd. De andere zijde wordt dusdanig geknipt dat de twee uiteinden op het lange deel van het buisje worden gesoldeerd.


Een prachtige quad!

Net zoals de 23cm quad's heb ik ook deze quad's ingespoten met spuitlak. Dit ter voorkoming van aanslag en dergelijke. De quad's moeten wel binnen worden gebruikt. Voor buitentoepassingen kun je gebruik maken van een metalen plaatje als reflector. Je zou dan eventueel ook een magnetronbakje over de straler kunnen zetten en deze dichtkitten met siliconenkit. Om te weten te komen of het bakje niet dempt, kun je het in de magnetron stoppen. Als het bakje warm wordt, dan treed er demping op, blijft je bakje koud, dan kun je deze gerust gebruiken om over de straler te monteren.


DE TEST

De beide quad's zijn ter vervanging van de originele Linksys antennes bedoeld. Natuurlijk wilde ik uitgebreid testen of de quad's beter zouden werken of niet.

In mijn Linksys zit geen originele firmware meer, maar Tomato firmware. Hierdoor kun je de antennes selecteren en ook het vermogen instellen wat de router moet uitzenden. Dit kan variëren van 1 tot 251 milliwatt. Tijdens de test is er gebruik gemaakt van slechts 1 milliwatt vermogen.

De router staat in mijn hobbykamer en de laptop in de woonkamer op zo'n 10 meter afstand. Wel zit er een dikke muur tussen van ca. 30 centimeter die de WiFi-signalen behoorlijk dempt. Hierdoor had ik een mooie referentie voor de WiFi-signalen. Er is getest met één quad, twee quad's, Linksys antennes en een combinatie daarvan. WiFi-signaalsterkte wordt meestal uitgedrukt in dBm waarbij -1 dBm een supersterk signaal is en -100dBm een heel zwak signaal. Op de laptop had ik Wireless Monitor geïnstalleerd die werkt met dBm's en procenten. Ik heb geprobeerd een simpele uitleg te krijgen over de dBm's, maar dat viel niet mee.

In de onderstaande tabel de testresultaten.

Afstand router - laptop: 10 meter plus dikke muur van ca. 30 centimeter
Uitgangsvermogen router: 1 milliWatt

Even voor de leken: hoe mínder dBm, hoe béter de antenne werkt!

Antenne Signaalsterkte Polarisatie * Opmerkingen
Linksys - Linksys -71 dBm V - V Originele antennes, auto keuze
Quad 1 -61 dBm V Quad werkt iets beter dan quad 2
Quad 1 -65 dBm H -
Quad 2 -65 dBm V -
Quad 2 -65 dBm H -
Quad 1 + 2 -66 dBm V - V Quad 1 TX / Quad 2 RX
Quad 1 + 2 -64 dBm H - H Quad 1 TX / Quad 2 RX
Quad 1 + 2 -59 dBm V - V Quad 1 RX / Quad 2 TX
Quad 1 + 2 -66 dBm H - H Quad 1 RX / Quad 2 TX
Quad 1 + Linksys -61 dBm V - V Auto antennekeuze
Quad 2 + Linksys -66 dBm V - V Auto antennekeuze
Quad 1 + 2 -63 dBm V - V Auto antennekeuze
Quad 1 + 2 -68 dBm H - H Auto antennekeuze
Quad 1 + 2 -53 dBm V - V Auto antennekeuze en 42 mWatt

* Polarisatie: V = Vertikaal, H = Horizontaal

Nogmaals, de test is dus uitgevoerd met 1 milliwatt vermogen en zoals je ziet, de originele Linksys antennes presteren het slechtste! Wat verder opvalt is dat een verticale polarisatie beter werkt dan horizontale polarisatie. Dit zal komen omdat bijvoorbeeld de standaard Linksys antennes ook verticaal staan. Verder viel het mij op dat de maximale waarde die ik op de laptop kon krijgen zo rond de -20dBm lag. Dan moest ik wel vlak voor de antennes staan met de laptop ervoor.

Al met al mag rustig gesteld worden dat het bouwen van één of meerdere quad's voor de WiFi-band best de moeite waard is. Het signaal is sterker en dus beter. Er zijn bepaalde WiFi-apparaten die terugschakelen in snelheid als de verbinding slechter wordt. Een snelheid van slechts 10, 5 of nog minder mbit is dan vaak gebruikelijk. Met een sterk signaal heb je hier geen last van. Je kunt het zien in het netwerkcentrum van je laptop. Daar staan vijf blokjes afgebeeld die de signaalsterkte aangeven waarbij vijf blokjes natuurlijk 'uitstekend' betekent.

Het vermogen van je WiFi-signaal mag nooit meer zijn dan 100 milliwatt. Omdat ik niet exact kan berekenen hoeveel mijn antennetje versterkt en aangezien ik dus twee antennetjes heb, heb ik mijn router gewoon op 42 milliwatt gezet. We zullen de norm wel iets overschrijden, maar ach, beter een goed signaal dan geen signaal.

De Tomato firmware heeft trouwens ook een andere leuke functie, namelijk een scanfunctie waarmee alle WiFi-kanalen vijf keer worden afgescand. De resultaten verschijnen vervolgens keurig op je scherm. Met de twee quad's in verschillende richtingen gedraaid, kreeg ik van allerlei netwerken te zien waarbij kanaal 1 het drukst bleek te zijn met soms wel 8 of 9 access-points.


In het verleden heb ik wel eens gerommeld met de welbekende Marmitek videozendertjes. Deze worden vooral gebruikt op plaatsen waar men geen kabels wil trekken en om toch de video of DVD-speler in de slaapkamer te kunnen bedienen als deze in de woonkamer staat. Ik heb in 2002 een antenne gemaakt voor de 2,4 GHz met als doel deze aan te sluiten op de Marmitek zender in de hoop een groter bereik te krijgen. Helaas heb ik dit experiment nooit kunnen testen en dus verdween de antenne op zolder met het idee dat ik eer wellicht ooit nog wat aan had.

Het leuke was dat die antenne dus geschikt is voor de WiFi-frequenties. Half juli heb ik deze antenne in Tiel opgehaald en ben er mee aan het testen geslagen. Ook nu weer was de afstand tot de laptop zo'n 10 meter, met een dikke muur van 30cm er tussen en het vermogen was wederom op 1 milliwatt gezet.

Op de laptop behaalde ik een onwaarschijnlijk resultaat. Met één milliwatt en als enige antenne de omni-antenne op de router, kwam het signaal op de laptop nog met -54dBm binnen. Dat is dus nog altijd beter dan de twee originele Linksys antennetjes! Al met al loont het dus ook om een omni-antenne te bouwen. Verder is de ontvangst natuurlijk enorm verbeterd en zag ik ook access-points die ik met de quad's niet zag, maar dat kan liggen aan het feit dat de quad's natuurlijk richtantennes zijn.

Kijk voor deze omni-antenne eens op de pagina "WiFi Omni", hier wordt de bewuste antenne uitvoerig besproken en aan de hand van de foto's en afmetingen kun je er zelf eentje bouwen.

Veel succes met het nabouwen!

Juli 2008


Disclaimer:
Deze pagina is met de grootste zorgvuldigheid samengesteld. Het gebruik van de aangeboden informatie geschied geheel op eigen risico. Ik ben derhalve niet aansprakelijk voor enigerlei schade aan apparatuur, aanverwante zaken of persoonlijk letsel wat ontstaan is door de aangeboden informatie of door het verkeerd toepassen daarvan. Ook ben ik niet aansprakelijk voor alle andere gevolgen die kunnen voortvloeien door het gebruik of het niet goed gebruiken van de aangeboden informatie.

Actuele buien
Verkeersinformatie

Er is/zijn bekend.

Tientje korting hebben?

youfone 150

Krijg direct € 10,= Euro korting als je klant wordt bij Youfone. Tevens steun je deze website als je via de link een bestelling plaatst.

Updates

18 februari 2018
De website is ingekrompen. Veel informatie is verouderd, niet meer van toepassing of wil ik gewoon niet meer online hebben staan.

Statistieken


WeBBuddy Website Monitor
Vimexx webhosting

Wil je een bestelling plaatsen?
Bezoek Vimexx.nl via de banner.
Je sponsort dan namelijk na je aankoop ook deze website.

X

Right Click

Sorry, no right click allowed.
Helaas, de rechtermuisknop-functie is gedeactiveerd.