Montagem de Antena de 24 dBi Eara 2,4 GHz Sobre Circuito Impresso
Quando o assunto é antenas logo vem o receio, todos que fazem antenas sabem que procuram por algum resultado, o problema não é o fazer a antena, com quais materiais, quais as medidas exatas e principalmente um pouco de conhecimento sobre antenas e radiofrequência é necessário.
Atualmente devido ao avanço das redes sem fios as antenas para enlaces de longas distâncias passaram a ser mais procuradas, só que muitas dessas são feitas sem nenhum critério e mesmo assim é desejado ganho absoluto de uma quantia de dBi, outras são anunciadas e vendidas com ganhos que não correspondem a realidade frustrando o interessado.
Como não vou vender antenas, me dou ao luxo de afirmar que a antena proposta nesse artigo alcança 24 dBi de ganho, levando em consideração que as medidas sejam seguidas à risca e o material utilizado seja de boa qualidade, não tem como errar.
Na verdade, trata-se de uma melhoria da antena de 21 dBi já publicada aqui mesmo no Ibytes, as melhorias são decorrentes das medidas mais precisas, uma vez que sabendo a espessura do material utilizado é possível chegar a alguns dBi a mais.
Nesse projeto, ao invés de cortar alumínio conforme foi sugerido nesse projeto, aqui vamos utilizar algo mais delicado e também mais fácil de ser elaborado, só que haverá um custo ligeiramente maior, afinal, serão necessárias duas pequenas placas de circuito impresso que ainda não foram usadas.
Duas placas de circuito impresso virgem com 16,5 cm por 6,5 cm são necessárias, elas devem ter exatamente 16,5 centímetros de comprimento por exatos 6,5 centímetros de largura, usaremos o fenolite como base e na parte metálica ficarão impressas as medidas da antena, no final ficará muito fácil e prático fixar em local apropriado, o layout com as medidas é mostrado na figura abaixo.
Na figura é mostrado o que deve ficar colado na placa de fenolite, ou seja, os elementos com as medidas da antena.
Se o montador prestar atenção irá perceber que os dois objetos na imagem são iguais, e uma placa de CI irá ficar com o lado metalizado para cima e a outra placa de CI irá ficar com o lado metalizado para baixo, e a separação entre os elementos será de no máximo 4 mm, a frequência de trabalho é alta mas com a placa de circuito impresso a chance de entortar elementos é menor e as medidas não fogem, somada a precisão dos cálculos, a consequência é o aumento do ganho, para isso os gabaritos devem ter suas medidas seguidas à risca.
Na placa de circuito impresso a parte metalizada é a antena propriamente dita, o final (ou a dobra) deve ser interligado com uma ponte simples, apenas para fazer o contato elétrico do elemento de 15 milímetros, o elemento central (ou espinha) tem no total 33 centímetros, mas nada impede de deixar uma parte maior na placa de fenolite para fixar de outra forma que não seja a que foi sugerida no vídeo.
Os elementos diretores e refletores devem ter exatos 10 milímetros (1 cm) pelo comprimento especificado para cada elemento, ao ser em colocadas as placas de circuito impresso com as partes não metalizadas juntas os elementos (no lado inverso) ficarão alinhados.
Para desenhar existem várias possibilidades, uma delas é usar o gabarito e fazer uma tela para serigrafia, se for fazer uma antena apenas pode não valer a pena, então sugiro que imprima o gabarito, recorte deixando a parte escura e desenhe na placa de CI o layout de acordo com desenho.
Depois pinte com tinta apropriada a parte na placa de CI de acordo com o layout, uma dica aqui é usar o esmalte da "dona Maria" para pintar a parte metálica que vai ficar no fenolite, além de ser resistente gera economia, agora não vá querer usar as sobras depois, isso pode viciar, sem gracinhas pois estou vabinado.
Se não quer correr o risco de querer ficar usando esmalte, acesse esse link e use cola tenaz e evite o trabalho de pintar as trilhas.
Depois da pintura vem a corrosão, que só será perfeita se a placa de circuito impresso foi bem limpa e lixada com lixa 100 ou 120, o tempo no percloreto de ferro depende do estado da solução do percloreto de ferro, se tiver meio velha uma aquecida na solução ajuda no processo de corrosão.
Como as trilhas são largas não haverá problemas de curto-circuito entre as trilhas, e teremos uma antena de 14 dBi, para chegar aos 24 dBi usaremos o recurso da reflexão das ondas de rádio, para isso um refletor de antena da SKY, GVT, OI, CLARO, EMBRATEL ou outra antena similar, não será usado o bloco de sintonia, apenas a parte usada para refletir as ondas de radiofrequência.
Outro detalhe é que no vídeo além de usar as placas de fenolite não corridas também uso um cabo coaxial de 75 ohms para demonstrar como fazer, mas que fique claro que o cabo coaxial deve ser o RGC 213, ele é duro para trabalhar com ele, nas é o que dá melhores resultados.
Para ninguém me chamar de feio, deixo também um layout invertido, ele pode ser impresso no tamanho correto para fazer o recorte interno e apenas colar na placa de circuito impresso e pintar preferencialmente com esmalte para depois corroer numa solução de percloreto de ferro.
Como as antenas de TV a cabo trabalham com altas frequências, a posição exata do fim da antena é exaustivamente testada, ao contrário dos 35 centímetros que os fabricantes de antenas para 2.4 GHz impõem talvez por desconhecimento, por isso, existem também um ganho de pelo menos 2 dBi nesse item.
Quando me refiro ao fim da antena, essa é a parte para onde fica apontada para o lado de onde vem as ondas de rádio frequência.
Finalmente é desejado saber a qual distância pode ser enviado um sinal com uma antena como essas, como em RF nada é definitivo posso afirmar que não tem como saber exatamente, mas levando em conta uma topografia plana, com equipamentos com potência igual tanto de recepção quanto de transmissão pode ser esperado um alcance de 45 KM sem problemas, vamos considerar 250 dBm como referência.
Lógico que é querer demais um alcance de 45 KM com um transmissor de 250 dBm e um receptor de 19 dBm, pois nessa condição a recepção no cliente acontece, mas ao enviar o sinal de volta o access point não irá captá-lo e o enlace será desfeito, pois mesmo que as duas antenas tenham o mesmo ganho em dBi, é preciso que as características técnicas dos equipamentos envolvidos sejam similares, e esse é um dos grandes problemas que muitos não levam em conta.
Onde se consegue enlaces a grandes distâncias com certeza que a topografia deve ser considerada, mas tanto o access point quanto o cliente devem ter potência similar, exatamente por isso se recomenda equipamentos iguais nas duas estações, assim um pode ser configurado como AP e outro como cliente, que mesmo sendo cliente, o tráfego de dados entre eles será constante.
Apenas com texto pode ficar difícil, assim gravei um vídeo meia-boca mas que deve servir para esclarecer as dúvidas daqueles que tem pouca experiência no assunto, o objetivo é dar oportunidade para que os leigos no assunto também possam fazer suas experiências nesse fascinante mundo das ondas de rádio.