| graycatt ( @ 2008-02-16 17:19:00 |
| Entry tags: | antenna, nogifroggy, splitter, wi-fi |
Wi-Fi antenna splitter "NogiFroggy"
English version here.
Антенный сплиттер "NogiFroggy" предназначен для подключения двух антенн к одной точке доступа Wi-Fi. Основные требования к устройству: максимальный коэффициент передачи от входа к каждому из выходов, от выходов ко входу, плюс максимальное переходное затухание между выходами. Также нужно обеспечить согласование каждого порта сплиттера на 50 Ом.
По результатам обсуждения темы на форуме electronix.ru пришли к выводу, что оба сплиттера, упомянутых на сайте, "неправильные". У них у обоих серьезные недостатки: совсем несогласованные "выходы" (ответвления), и крайне малая развязка между ответвлениями (что и отмечено в оригинальной статье о "ромбике"). Кажущееся их "преимущество" по отношению, например, к "штанам" на печатной плате вследствие отсутствия резистора оборачивается повышенными потерями из-за несогласованности и сильного взаимодействия выходов.
Я поставил себе задачу: спроектировать (смоделировать в HFSS) и сделать "правильный" сплиттер. Это будет "делитель Вилкинсона" (Wilkinson splitter) или, в советской терминологии, "кольцевой делитель" (русские online-описания нашел в методичках). Характеризуется хорошим согласованием всех трех портов, хорошим разделением выходных каналов (до десятков дБ), малыми потерями (в пределе: -3дБ от входа к каждому выходу, -3 дБ от каждого выхода ко входу).
В качестве наиболее стабильного, предсказуемого и доступного в любительских условиях диэлектрика использован воздух ;-) . Т.е. это микрополосок из тонкой (0.1 ... 0.5мм) меди или латуни над проводящей "плитой". Преимущества такого подхода - малая чувствительность параметров к толщине материала, и возможность легко реализовать любое заданное волновое сопротивление просто варьируя ширину проводника.
Забегая вперед, скажу, что такой подход хотя и дает хорошие результаты, но очень уж трудоемок. Подгонка проводника под размеры, выставление его по высоте занимают очень много времени. Следующий вариант попробую сделать в виде печатного проводника на фольгированном стеклотекстолите, но располагать опять-таки проводящим слоем к основанию, чтобы свести к минимуму влияние параметров стеклотекстолита. Но это в будущем, а пока...
В пакете электромагнитного моделирования HFSS после многих попыток намоделировал следующую структуру:
От входного коаксиала через 50-омный полосок сигнал подается на два согласующих 70-омных полоска электрической длиной в четверть волны (30мм). Другие их концы соединяются 100-омным резистором, и через 50-омные полоски идут к выходным коаксиалам. "Лишние" 50-омные полоски нужны, во-первых, для устранения влияния поля в области перехода "разъем-полосок" на сам сплиттер, и во-вторых, для "разнесения" выходов на расстояние, достаточное для монтажа разъемов.
Результаты моделирования:
Итак, приступаем к сборке.
Вот что показал нам NetStumbler на карточке DLink DWL-G650+ при подключении антенны к "точке" DI-524 через сплиттер и "напрямую" (когда вместо сплиттера - "бочонок" BNC-BNC):
Усредненные результаты NetStumbler-а таковы: через сплиттер сигнал/шум получается 44дБ, напрямую - 47дБ. Как видим, разница составляет около 3дБ, что соответствует рассчетам :) .
На моей страничке даются модель в HFSS и PDF-файл с чертежами проводника и основания.
Как я уже говорил, в будущем я планирую сделать более технологичную версию, с не худшими параметрами. Ну а пока - успехов в повторении этого варианта!