Jump to content

    

удлинитель wifi антенны 20+ метров

Recommended Posts

serg_Fry

Есть прикладная задача: вытащить wifi (2.4 ГГц) сигнал из-под воды. Глубина 15-20 метров. Расстояние от торчащего из воды конца до управляющего ПК/телефона менее метра.

То есть допустимо существенное затухание на проводе-удлинителе. Провод - в первом приближении RG-178.

1. Для эксперимента нужно рассчитать длину и выбрать конфигурацию антенны (нужны ли ёмкости, дроссель?).

2. Еще дополнительно хотелось бы попробовать передать питание по этому же проводу (DC по центральной жиле). 

Вопрос: Есть ли подобный опыт/статьи/расчеты...(любые материалы по теме)? 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Aner

Да не проблема поставить на кабель Wi-Fi Booster 2.4Ghz , коих много разных.

https://www.alibaba.com/product-detail/EDUP-EP-AB007-4W-WiFi-signal_62428644779.html?spm=a2700.7724857.normalList.77.5ab219a3IzuDtu

По нему и питание и сигнал идет. Антенна, конфигурация, согласование не проблема. Опишите детальне что нужно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

rx3apf
6 часов назад, serg_Fry сказал:

То есть допустимо существенное затухание на проводе-удлинителе. Провод - в первом приближении RG-178.

 

Полста dB - это за гранью любого "допустимого"...

Share this post


Link to post
Share on other sites

yurik82
22 минуты назад, rx3apf сказал:

Полста dB - это за гранью любого "допустимого"...

Чтобы на 1 метре на приемный телефон получить -70 dBm (средний сигнал WiFi) надо в передающую изотропную антенну вдуть -29 dBm

Если передатчик +15 dBm, то 44 дБ затухания можно позволить. Кабель с погонным 220 дБ/100 метров прокатит

Антенну можно L/4 монополь и ground-plane, угол подобрать чтобы получить 50 Ом и никаких согласований не надо. Будет немного светить в зенит, а в не горизонт, но здесь это даже плюс

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites

rx3apf

Но это уж совсем на грани, запаса практически нет. Я бы взял обычный RG-6 (но приличного производителя), все ж есть разница, полста потерять или шесть...

Share this post


Link to post
Share on other sites

serg_Fry
17 hours ago, rx3apf said:

Но это уж совсем на грани, запаса практически нет. Я бы взял обычный RG-6 (но приличного производителя), все ж есть разница, полста потерять или шесть...

Quote

Чтобы на 1 метре на приемный телефон получить -70 dBm (средний сигнал WiFi) надо в передающую изотропную антенну вдуть -29 dBm
Если передатчик +15 dBm, то 44 дБ затухания можно позволить. Кабель с погонным 220 дБ/100 метров прокатит...

Есть строгие требования к толщине и гибкости (радиус изгиба) кабеля. Отсюда такой выбор.

У RG-178 для 2.4ГГц затухание получается порядка 265 db/100м. 

То есть оценка потерь в проводе длиной 20м получается порядка 53db. Передатчик выдает 16 dBm. Если для уверенного приема на расстоянии 1 метра на поверхности нужно иметь >-29 dBm, то получается мощности не хватает (16-53=-37dBm).

Все правильно понял?

Quote

Да не проблема поставить на кабель Wi-Fi Booster 2.4Ghz , коих много разных.
https://www.alibaba.com/product-detail/EDUP-EP-AB007-4W-WiFi-signal_62428644779.html?spm=a2700.7724857.normalList.77.5ab219a3IzuDtu
По нему и питание и сигнал идет. Антенна, конфигурация, согласование не проблема. Опишите детальне что нужно.

Что касается питания, то расчетное потребление подводной части порядка 2-3 Вт. На поверхности есть исходные 5VDC. Поэтому если с передачей по антенне все получается, то нужно поднять напряжение до 24 или 48 В (выберем по факту уточнения потребления нагрузки) . 

 

Мы заказали провод (30м RG-178) и разъемы для экспериментов. Для начала попробуем утопить роутер в герметичном контейнере.

RF специалистов в команде нет. Хочется не совсем вслепую пробовать варианты с антенной. Просьба не ругать за глупые вопросы.

Изначально планировали к торчащему из вод концу прикрутить родную антенну от того же роутера. И попробовать подпаять постоянное питание: + на сердечник землю на экран и снять его снизу. 

Quote

Антенну можно L/4 монополь и ground-plane, угол подобрать чтобы получить 50 Ом и никаких согласований не надо. Будет немного светить в зенит, а в не горизонт, но здесь это даже плюс

Штатные антенны дешевых роутеров, как я понял, имеют штыревую конфигурацию (оголенный сердечник длиной в 1/4 длины волны, ~31мм). Правильно?

Попробуем и GP вариант.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

rx3apf
1 час назад, serg_Fry сказал:

Есть строгие требования к толщине и гибкости (радиус изгиба) кабеля. Отсюда такой выбор.

Критично по всей длине ? 

 

Цитата

 Передатчик выдает 16 dBm. Если для уверенного приема на расстоянии 1 метра на поверхности нужно иметь >-29 dBm, то получается мощности не хватает (16-53=-37dBm).

 

Да. И если по диаметру проходит только RG-178, затея становится сомнительной. А то вот под рукой каталог, в котором есть фольговый mini RG-59, с примерно -68dB на требуемой частоте. Но вдвое толще (3.6 mm) и радиус изгиба от 15 mm. Все что с цельным диэлектриком и плетенкой - очень большие потери, на требуемой частоте просто фатальные. А фольга с пеной - значит достаточно толстый и ограничения по гибкости.

Edited by rx3apf

Share this post


Link to post
Share on other sites

serg_Fry
2 hours ago, rx3apf said:

Критично по всей длине ? 

 

Да. И если по диаметру проходит только RG-178, затея становится сомнительной. А то вот под рукой каталог, в котором есть фольговый mini RG-59, с примерно -68dB на требуемой частоте. Но вдвое толще (3.6 mm) и радиус изгиба от 15 mm. Все что с цельным диэлектриком и плетенкой - очень большие потери, на требуемой частоте просто фатальные. А фольга с пеной - значит достаточно толстый и ограничения по гибкости.

 

Пока требование к кабелю заявлено как строгое. Попробуем на практике.

Если все плохо, то можно использовать активный усилитель, как выше предложил Aner. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

MW_Юрий
On 2/4/2020 at 12:49 PM, serg_Fry said:

Есть прикладная задача: вытащить wifi (2.4 ГГц) сигнал из-под воды. Глубина 15-20 метров. Расстояние от торчащего из воды конца до управляющего ПК/телефона менее метра.

 

 

Покупаете советский волновод типа WR284 дешевый (Loss at 2.54 GHz = 0.0227 dB/m) и больше ничего не надо. Можно гибкий подороже. Внизу переход на коаксиальный джампер (а можно и без перехода- излучающий конец), а на верху вообще ничего. Верх крепится на пенопластовом поплавке. Открытый конец волновода и есть очень крутая  антенна. 

Edited by MW_Юрий

Share this post


Link to post
Share on other sites

yurik82
48 минут назад, MW_Юрий сказал:

Покупаете советский волновод

написали же выше, что по ТЗ максимальный разрешенный диаметр передающей линии 2 миллиметра, вес до 160 грамм, радиус изгиба не более 1 см

если бы можно было 3 мм - то и вопрос бы не возник

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites

MW_Юрий
1 hour ago, yurik82 said:

написали же выше, что по ТЗ максимальный разрешенный диаметр передающей линии 2 миллиметра, вес до 160 грамм, радиус изгиба не более 1 см

если бы можно было 3 мм - то и вопрос бы не возник

 

Если это пишет заказчик исполнителю, то заказчика (любого уровня) надо посылать (что я и всегда делаю) и делать так как работает по уму, а его ставить перед фактом вот так и никак и не плестись у него на хвосте.

Share this post


Link to post
Share on other sites

serg_Fry

Результаты первичных тестов под водой:

 

* удлинитель антенны 2.4 GHz WiFi: RG-178 (20м);

 

* глубина бассейна: 1370мм (пресная водопроводная вода без хлорки);

 

* DUTs:

 

*фото эксперимента:

Spoiler

0.thumb.jpg.64bad0b7f99ed417ce340dfa9185da04.jpg2.thumb.jpg.ade0ac2a727b5f87642eee1428306155.jpg3.thumb.jpg.c5f9afbd3983666bce6f0f8826933910.jpg

 

* Структурная схема тестов (односторонний трафик, т.к. WiFi полудуплексный и потенциальная камера будет иметь сильно асимметричный трафик):

PoolTests_sch.thumb.png.acfe3585bc2ce6a4713273414ef50dd5.png

 

* результаты замеров:

PoolTests.thumb.png.7ba97ae685e3e6632b35e6983756fbf2.png

 

 

Резюме:

1. Уровень сигнала с учетом потерь на удлинителе (20м. провод, ручная пайка разъемов, антенна) и примитивной антенне на поверхности порядка -65dBm при минимальном расстоянии м/у антеннами (вплотную, на RPi планарная антенна на плате). Реальная пропускная способность при этом 28 Mbit/s.

2. Самое удивительное: 2 штатные антенны в подводном боксе пробиваются из-под 120+см. глубины: -71dBm, 9Mbit/s (провод удлинителя отсоединен на подводной стороне и затоплен под воду чтобы исключить влияние).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

yurik82
1 час назад, serg_Fry сказал:

Самое удивительное

здесь много факторов: состав воды (дистиплированная, пресная, солёная). стенки бассейна (если отражение большое от них то получается хороший резонатор). наличие вертикальной стальной трубы вплотную к антеннам.

при изменении любого из этих условий наблюдаемый уровень сигнала может очень сильно измениться

Share this post


Link to post
Share on other sites

Aner
В 04.02.2020 в 17:50, rx3apf сказал:

... WiFi полудуплексный и потенциальная камера будет иметь сильно асимметричный трафик

Есть уже давно модули не Wi-Fi, а ISM в том же частотном диапазоне 2.4Ghz, специализирующиеся на передаче видео, а также данных в обе стороны. Проблем с видео у них нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

MW_Юрий
1 hour ago, serg_Fry said:

2. Самое удивительное: 2 штатные антенны в подводном боксе пробиваются из-под 120+см. глубины: -71dBm, 9Mbit/s (провод удлинителя отсоединен на подводной стороне и затоплен под воду чтобы исключить влияние).

 

У вас просто вода очень чистая и представляет из себя хороший диэлектрик. Дистиллированная вода проводимость 0.0002 сименс/м, а морская аж 4 сим/м. Насыпьте в бассейн несколько ведер морской соли и еще органики побольше и dBm исчезнут навсегда. Ну т.е в реальном водоеме все будет не так. А еще более важнее для Вас это полоса ваших антенн. Диэл. проницаемость воды 81, это очень много. И такая проницаемость уведет резонансы антенны вниз. Например антенна с полосой 1 МГц на 120МГц и плавающая на воде на высоте 20-30 см уходит вниз на 10-15 МГц и просто все перестает работать, а на 2.5ГГц в боксе уйдет очень далеко.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.