無線網路 diy

[山賊]

最初由 shyong
想請教山賊兄 , 可否推薦一款你覺得不錯的無線網路卡
我在高雄市好像沒看到幾家在賣 ??? 而且超貴的 4000 ~ 5000 左右
另外 WIRELESS NIC 與 高增益天線 的結合 ???
關於低損耗同軸電纜 , 它的型號是 ??? 請問價格一公尺 (參考一下,免的被騙)
最後 , 想請問山賊兄 , 根據您的專業認定 , 這樣的 DIY 後的效果
(我很怕做好之後 , 距離上沒辦法 ) 大概可以達到多遠 ????

我沒辦法推薦您任何的無線網路卡, 因為我這裡不是測試單位, 而且我是個窮山賊, 一切以經濟為導向, 以最少成本, 求取最大利益....故能 DIY 的儘量 DIY..

買無線網路卡, 若考量通用性, 買 802.11b 規格的, 這個規格要價約在 nt4000~6500 左右, 在網際光華螞蟻市場有看到 pcmcia 介面, 要價 nt3500; 最便宜曾在資訊展看到 Acer Warplink 1Mbps (802.11), ISA 介面加上 PCMCIA 介面, 兩片要價 NT4200..
在無線網路卡的規格中, 有輸出功率及接收靈敏度(接收最低位準)兩項規格, 這兩項關係有效通訊距離..輸出功率越大, 距離越遠, 接收最低位準越低( -92dbu 較 -85dbu 為低), 距離越遠..

上次提到的網頁, 就是 wireless NIC + High gain antenna 的實例..
http://users.bigpond.net.au/jhecker/

底下這裡, 是國內一家網購的報價(請查美規及日規同軸電纜)
http://www.cpu.com.tw/kh/index.html
我在這邊的電子材料行買 RG58/U , 要價 5元/M, 請參考相對價格....(線料還是有差)
您必須查看無線網卡的傳輸阻抗, 同軸電纜必須與它搭配, 且上面天線實作傳輸阻抗也是 50 ohm..
阻抗不配將導致大量的反射功率, 輕則有效輸出功率降低, 重則燒壞輸出功率晶體..
在經濟許可範圍內, 購買所需長度, 衰減度越低越好,

通訊距離的評估計算, 可用下列幾組算式來試算:
Po-C1+A1-Loss+A2-C2>Pr
Po: 發射輸出功率, 以 dbm 來表示
C1: 發射鏈路所用同軸電纜產生的損失衰減, 單位 db
A1: 發射端天線增益, 單位 db
Loss: 傳輸路徑損失, 單位 db
A2: 接收端天線增益. 單位 db
C2: 接收鏈路同軸電纜損失, 單位 db
Pr: 接收端最低接收訊號功率強度, 單位 dbm

無障礙傳輸損失(db)Loss=92.4+20log(f)+20log(d)...
f:是頻率, 單位 Ghz....
d:是距離, 單位 Km.....

接收靈敏度有些以多少 dbuV 來表示, 您可將 Pr 回復為 mW 單位 再用 P=V^2/R 的式子求算出電壓, 再與 1uV 比較, 以 db 表示之..(典型無線網卡傳輸阻抗為 50 ohm)

功率的 db = 10log (P1/P2)
電壓的 db = 20Log (P1/P2).....因為 P=V^2/R, P 為功率, V 為電壓, R 為電阻

一般實用上還需考慮繞射反射所造成的損失(FRESNEL ZONE), 因為要查表及畫斷面圖較麻煩, 尤其有障礙情況的傳輸(有興趣者, 請參考微波傳輸的相關書籍), 此地不詳細介紹, 反正比最低接收靈敏度再高 10 db 為您的天線增益基本需求比較好...

[山賊]

最初由 stw_cbx

我是看的兩眼昏花..
困難度太高la.....

沒辦法, DIY 就是這樣, 這種天線算是比較好 DIY 的了, 像 YAGI(八木天線), 困難度更高, 別看他只是幾根金屬管, 長一點兒, 短一點兒, 粗一點兒, 細一點兒, 位置偏一點兒, 就全不成樣, 根本不能用了, 若連微波電路板都 DIY, 那麼.....只好.....^_^"

[shyong]

山賊兄 , 我去那個網站看了下 , 發現這個產品 ,

http://www.cpu.com.tw/kh/ccd/2400mc/2400mc.html

不知道如果我們只買 "高增益微波收發天線" 的效果會不會比我們自己做的還好

規格如下 :

TX-2400S

2400MC 高增益微波收發天線 (微波扇形天線)
$ 2000.
2.4GC band, 8dB 高增益。 天線收發方向性 90度角, 10W 承受功率。
N-type Connector Socket 可調角度安裝支架。



使用這組的話 , 效果可達幾米啊 ????

[山賊]

最初由 shyong
山賊兄 , 我去那個網站看了下 , 發現這個產品 ,
不知道如果我們只買 "高增益微波收發天線" 的效果會不會比我們自己做的還好
規格如下 :
TX-2400S
2400MC 高增益微波收發天線 (微波扇形天線)
$ 2000.
2.4GC band, 8dB 高增益。 天線收發方向性 90度角, 10W 承受功率。
N-type Connector Socket 可調角度安裝支架。
使用這組的話 , 效果可達幾米啊 ????

這個天線有看過, 不過! 老實說, 8db 不高耶, 您可以自行計算一下:

假設原本的無線網卡號稱對通最大100m, 兩邊都用這種天線, 若使用 RG58/U 的同軸電纜各一米(RG58/U 在 2.4Ghz 至少 -30db/100ft)則:

原本 Loss1 = 92.4+20log2.4+20log0.1=80, 也就是說原本的路徑損失容許最高 -80db
現在因為有天線增益及電纜損失, 距離為 x, 計算如下:

80=92.4+20log2.4+20log(x)-ant1-ant2+c1+c2
已知 RG58/U ===>...-30db/100ft => -30db/30m....==>-30=10log(C)...==>C=0.001
....===> RG58/U之衰減會達 0.001/(30m),===>0.03/m,===>10LOG(0.03)=-15db====>-15db/m.....
(山賊事後附記:這個計算邏輯是錯的, 每米計算應該是 -30db/30m=-1db/m)

80=92.4+20log2.4+20log(x)-8-8+15+15
20log(x)=-34
x=10^(-34/20)=0.02(Km)....比原本還差...
(山賊事後附記:這個計算是錯的, 應該為80=92.4+20log2.4+20log(x)-8-8+1+1, 如下列, 比原本長五倍)


若同軸電纜損失可以減少到 1db/m 則
80=92.4+20log2.4+20log(x)-8-8+1+1
20log(x)=-6
x=10^(-6/20)=0.5(Km)
..................所以說..........同軸電纜的重要性可見一班
(腦袋有點昏, 有可能按錯計算機按鍵,您再驗算看看...)

或是買可達300m 的那種無線網卡(money要多), 這時
Loss1=92.4+20log2.4+20log0.3=89, 也就是說可容許路徑損失達-89db, 您代入上面的計算看看.....^_^

[shyong]

山賊兄 , 請問一下是否可以使用 RG-63U 的線路呢 ?

我看了一下規格 125Ω 的抗阻 100 公尺 ---> $ 1500

心蕊線徑 0.643 mm ,

哇 !!! 有點亂喔 ~~~ 看來 , 線路佔了蠻大的影響因素 ...

根據 -89db = 92.4 + 20log2.4 = 20log(x) - 8 - 8 + 15 + 15

25 = 20 log(x) ==> lgo(x) = 17.7827941 公里

合乎要求 ....

(1) 請問公式中的 92.4 為何 ?
(2) 傳輸路徑損失 = -89 db 那麼要購買什麼樣的線路(型號價格) ?
(3) ant1 , ant2 的由來 ?

### 抱歉 , 我對這方面不是甚解 , 還請山賊兄多勞 ~~~~

[山賊]

>山賊兄 , 請問一下是否可以使用 RG-63U 的線路呢 ?

RG-63/U 傳輸阻抗 125 ohm, 阻抗不匹配..若硬要用它, 得裝設阻抗轉換電路, 這也會增加損失...

>根據 -89db = 92.4 + 20log2.4 = 20log(x) - 8 - 8 + 15 + 15
>25 = 20 log(x) ==> lgo(x) = 17.7827941 公里
>合乎要求 ....
這個求算有問題..
應該是 89=92.4+20log2.4+20log(x)-8-8+15+15
-25=20log(x)
x=10^(-25/20)=0.056(Km)
對了! 前面那個同軸電纜的計算我弄錯了(嗯! 還是不要三更半夜上網, 腦袋昏昏的)
RG58換算每米衰減應該是 30db/30=1db/m
所以c1,c2應更正為 1db.....^_^
如此應為 80=92.4+20log2.4+20log(x)-8-8+1+1
20log(x)=-6
x=10^(-6/20)=0.5(Km)

而您現在的例子為 89=92.4+20log2.4+20log(x)-8-8+1+1
20log(x)=3
x=10^(3/20)=1.4(Km)

舉我目前這邊所計畫使用系統的計算為例:
說明書表列原本有效通達距離150m

92.4+20log2.4+20log0.15=83.5
它所使用的天線為馬可尼天線, 增益約 2db
故 83.5-2(發射)-2(接收)=79.5 (等向天線空間傳輸損失)
換言之若使用高增益天線 ant1=26db, ant2=21db, c1=0.2db,c2=0.2db
則 79.5=92.4+20log2.4+20log(x)-ant1-ant2+c1+c2
20log(x)=26
x=10^(26/20)=20(km)..
說實在的, 可能會不夠, 因為原本的通訊距離廠商可能會高估, 好在所傳輸訊號是二值訊號, 抗雜訊能力較高, 希望原本通訊的距離值有到 200m, 如此應該就可以連通, 只是還沒實地試驗, 不敢誇口打包票我所設計的一定可以


>(1) 請問公式中的 92.4 為何 ?
兩個等向天線之間之傳播路徑損失計算, 把頻率單位以 Ghz 計, 距離以 Km 計時所需常數

>(2) 傳輸路徑損失 = -89 db 那麼要購買什麼樣的線路(型號價格) ?
這個-89db 所指的是可達 300m 的網卡, 那個 300m 所產生的傳播路徑損失, 當您換用高增益天線時, 天線系統多出來的增益可彌補因延長距離所多出的損失, 但是一般無線網卡列出有效距離時, 要先查問它所使用的天線增益, 您所代用天線多出的增益要扣除原本的天線增益, 才是多出的天線增益, 上面所舉的例子, 是假設原本的天線增益為2db的情況..

>(3) ant1 , ant2 的由來 ?
發射及接收天線的增益, 以您所舉的天線例子, 增益為 8db, 故 ant1=8db, ant2=8db, c1是發射端所用同軸電纜損失, c2是接收端同軸電纜損失..

您要選擇的同軸電纜, 應該為50ohm傳輸阻抗, 找在 2Ghz~3Ghz 損失(衰減)少的同軸電纜, 一般的單位長度損失會以 xx db/km 或 xx db/100feet來表示, 所以您必須換算您所使用長度同軸電纜的損失, 也因為低損失電纜單位價格較高, 所以必要時, 可用其他的增益來彌補, 進而使用較便宜但損失較高的同軸電纜來節省成本, 如提高天線增益, 增加輸出功率, 提高接收靈敏度都是可用的方法, 只是成本問題, 您可以表列各部分增益的成本, 來推算最佳的成本效益...

您可參考以下的同軸電纜規格:
http://www.jyebao.com.tw/rfcable4.htm

[shyong]

如果按照這個模式 , 要壓低線路的 DB 值 , 哪麼 RG-223/U 這可以嗎 ?

在 3000 MHz 其 Standard attenuation(dB/km) 為 410

換算為公尺 ---> 0.41 DB 因該不錯

不過我看了一下 weight(kg/km) 竟然達到 325 Kg , 可見這種線一定很貴

線徑也達 9.4 mm ~~~ 哇!! 買個 20 M 會不會破千啊 ???

馬可尼天線, 增益約 2db
故 83.5-2(發射)-2(接收)=79.5 (等向天線空間傳輸損失)
換言之若使用高增益天線 ant1=26db, ant2=21db, c1=0.2db,c2=0.2db
則 79.5=92.4+20log2.4+20log(x)-ant1-ant2+c1+c2
20log(x)=26
x=10^(26/20)=20(km)..

喔 ! 那這種天線的製作 ?

[山賊]

最初由 shyong
如果按照這個模式 , 要壓低線路的 DB 值 , 哪麼 RG-223/U 這可以嗎 ?
在 3000 MHz 其 Standard attenuation(dB/km) 為 410
換算為公尺 ---> 0.41 DB 因該不錯
不過我看了一下 weight(kg/km) 竟然達到 325 Kg , 可見這種線一定很貴
線徑也達 9.4 mm ~~~ 哇!! 買個 20 M 會不會破千啊 ???
喔 ! 那這種天線的製作 ?

您所說的應該是 RG217 吧!
另外5D/HFB 重量是 77Kg/Km,在 400Mhz 衰減為118db/Km, 與 RG217在400Mhz差不多, 而5D/FB (400Mhz時為126db/Km) 前面有網友買過 1米30元...
http://www.jyebao.com.tw/rfcable6.htm
但是因為未表列3000Mhz 的項目, 不知是否可用於 2.4Ghz...

那個高增益天線製作就是前面所提過的那種螺旋狀的天線, 1m 長增益約有 20db

[shyong]

喔 !! 1 公尺的話 , 就可以達到近 20 km 的距離啊 ?

可是圖上範例是 0.55 米長度 , 並且說明要遵守螺旋性線(行)的樣板

對了 , pdf 中一張是左螺旋性線(行)的樣板,一張是右螺旋性線(行)的樣板

還有一張圓的 ....

請問那不就要做兩支天線 , 對了 ,那個圓的是要做什麼用 ?

順便一問 ,我前幾天到高雄的長明街(專賣電子零件)去找尋相關的天線

結果發現市面上並沒有專門給 2.4 G 用的天線

而一般的天線為什麼都是金屬的呢 ?? (這樣不是會造成反射嗎 ??)

另外關於這個範列 ,有許多的 DETAIL 都沒有寫出來

像是線圈與傳輸接頭的連接 ?



如上述問題, 有愚昧之處還請多多見諒 !!!

[山賊]

>喔 !! 1 公尺的話 , 就可以達到近 20 km 的距離啊 ?
喔!不! 一公尺長約有 20db....
您可算算看用在您的 CASE 會有多長距離....

>可是圖上範例是 0.55 米長度 , 並且說明要遵守螺旋性線(行)的樣板
所以該範例天線增益是18db, 您可以繼續繞那個螺管, 繞到1公尺長, 一般來說, 此種天線長度加倍, 增益增加約3db..

>對了 , pdf 中一張是左螺旋性線(行)的樣板,一張是右螺旋性線(行)的樣板
>還有一張圓的 ....
>請問那不就要做兩支天線 , 對了 ,那個圓的是要做什麼用 ?
是呀! 要做兩支, 一支發射, 一支接收, 看您是要用左旋或是右旋, 那個圓盤就是金屬反射板..

>順便一問 ,我前幾天到高雄的長明街(專賣電子零件)去找尋相關的天線
>結果發現市面上並沒有專門給 2.4 G 用的天線
>而一般的天線為什麼都是金屬的呢 ?? (這樣不是會造成反射嗎 ??)
一般坊間很難買到 2.4Ghz 用的天線, 我曾在資訊展看到一支2.4Ghz,15db增益的八木天線, 要價nt8000(沒看錯! 就是八千元), 真是物以稀為貴...
天線本來就是要用導體做, 才有反射與集波效果, 但是到 10Ghz 以上的應用時, 有的會用一些塑料或 FRP 來反射電波或將電波聚焦, 來達到對天線增益需求...
您也可以用小耳朵來做, 一般耳朵直徑必須大於10倍使用波長才會有聚焦效果, 因此要用在2.4Ghz, 其耳朵直徑至少130cm, 直徑越大, 增益越大..

>另外關於這個範列 ,有許多的 DETAIL 都沒有寫出來
>像是線圈與傳輸接頭的連接 ?
有啊! 都有列出! 匹配線圈就是那個三角形銅片, 因為到微波階段, 一小段線就是線圈了...
同軸電纜接座, 就是與三角銅片相接的接座, 您用 5C2V 大小的 F 母頭座即可, 不然用 BNC 母頭座也可, 高級點兒也可用 SMA 接頭, 但是貴多了, 而且是給較細的同軸電纜用
...