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settembre 24th, 2017

Come creare un Antenna Pringols

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Written by: Giuseppe De Michele
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Giudizio globale

Un’antenna che si costruisce usando una scatola cilindrica metallica, o che riesca a riflettere le microonde emesse dal dipolo, facile da realizzare e con prestazioni elevate (da 8 a 12 dB).
Può essere usata a diverse frequenze variando il diametro del barattolo (diametri ottimali: 8.5 cm per il WiFi a 2400 Mhz, 9cm per UMTS 2100 MHz, 10 cm per il GSM a 1800 MHz; per altre frequenze usare il calculator più in basso).

Materiale e strumenti necessari


  • Filo in rame o ottone da 2mm circa (da 1.5mm a 3mm)
  • Connettore N da pannello, con bullone o con fori per 2 o 4 viti
  • Barattolo con diametro di circa 8.5 cm (da 7.4 a 10.5cm va bene comunque). Per la lunghezza minima vedere il calculator più avanti
  • Saldatore
  • Stagno
  • Trapano con punte per metallo con dimensioni varie da 4 a 10 mm
  • Lima per metallo
  • Per la realizzazione della prolunga tra cantenna e access point potrebbero tornare utili:
  • SPINA PLUG SMA REVERSE (adatta al vostro cavo)
  • SPINA PLUG tipo N WIFI
  • CAVO coassiale: RG58 (normale) oppure H155 (low loss)

Realizzazione

La cantenna è una delle antenne più facili da costruire in assoluto. Nella sua versione base è composta da due soli elementi: un barattolo metallico a base circolare ed un dipolo.

L’elemento radiante del dipolo va posizionato all’interno del barattolo. La posizione dipende dal diametro del barattolo e può essere facilmente calcolata usando lo script presente qui:
http://www.turnpoint.net/wireless/cantennahowto.html

Che in ogni caso riportiamo qui di seguito:


Diametro del barattolo in cm  cm
Frequenza Cuttoff in MHz for TE11 mode  MHz
Frequenza Cuttoff in Mhz for TM01 mode  MHz
Lunghezza d’onda Waveguide  cm
1/4 Lunghezza d’onda Waveguide
Il dipolo va posizionato a questa distanza, misurando a partire dal fondo
 cm
3/4 Lunghezza d’onda Waveguide
Il barattolo deve essere lungo almeno quanto indicato qui
 cm

 



Inserire il diametro del barattolo e cliccare sul pulsante “Calcola” per calcolare le frequenze di funzionamento e la dimensione della lunghezza d’onda all’interno del barattolo (dalla quale dipende la posizione del dipolo). Purtroppo in commercio si trovano principalmente barattoli di dimensioni che vanno da 9.5 a 10.5 cm. Quelli da me usati (Kimbo Gold Medal da 250g e scatola metallica del Baileys) sono da 9.95 e 10.1 cm e funzionano disceretamente, la lattina della birra FAXE da 1 litro è 8.5 cm e perfettamente liscia. Se possibile sia il fondo che la parte laterale dovrebbe essere priva di zigrinature.
E’ necessario tenere conto, nella scelta del diametro del barattolo, che le frequenze di funzionamento delle WLAN vanno da circa 2400 a circa 2480; sarebbe auspicabile che la fequenza TE11 fosse inferiore a 2400 e quella TM01 fosse superiore a 2480.
Inoltre, sarebbe un’ottima cosa se il barattolo fosse lungo almeno 3/4 della lunghezza d’onda all’interno del barattolo (Lunghezza d’onda Waveguide).

Il dipolo va piazzato esattamente ad una distanza dal fondo dell barattolo pari ad 1/4 della lunghezza d’onda, sopra indicata dal calculator.

Per effettuare il buco è necessario porre un po’ di attenzione: se usate un trapano, è meglio allargare il buco per gradi facendo ruotare la punta stessa diagonalmente ottenendo un effetto “lima”.

Il dipolo può essere realizzato in vari modi. Io ho adoperato dei connettori N da pannello, uno dotato di bullone (il migliore), l’altro dotato di 4 fori per il montaggio con 2 o 4 viti. Sul polo centrale va saldato un conduttore metallico (rame o ottone) di circa 2mm, che fungerà da elemento radiante. Se lo trovate da 1.5mm o 3mm va bene lo stesso.
La lungehzza dell’elemento radiante dipende dalla frequenza di funzionamento; nel nostro caso dovrebbe essere di 30mm circa (diciamo da 29 a 31). In alternativa, è possibile montare un sistema di viti che permetta di variare la lunghezza del dipolo, in modo da tararlo in fase di test per un determinato canale. NOTA: Se possibile, la massa del connettore non dovrebbe sporgere all’interno del barattolo, come mostrato nella seguente figura:
fetch.php?media=antenna:cantenna:cantenna draw 1 Come creare un Antenna Pringols

La lunghezza dell’elemento radiante andrebbe misurata dalla superficie del barattolo. Tuttavia, se il connettore sporge, all’interno del barattolo, le cose cambiano. In questo caso sarebbe meglio avere un elemento radiante a lunghezza variabile, in modo tale da poter effettuare il tuning durante il test, altrimenti, fate come me e misurate l’elemento radiante a partire dal punto in cui il polo centrale esce dal connettore.

Di seguito i due dipoli delle due cantenna che ho realizzato, uno col dado ed uno con le 4 viti:
fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna baileys 5 Come creare un Antenna Pringols fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna kimbo 2 Come creare un Antenna Pringols

Dopo aver fatto il buco, non resta che montare il dipolo. Nel caso del connettore N con bullone, basta infilare il connettore e stringere il bullone. Molti connettori con bullone hanno uno spessore elevato, quindi è meglio mettere delle rondelle che facciano da spessore. L’ultima rondella potrebbe essere sostituita da una guarnizione di gomma (per avere un minimo di tenuta all’acqua).

Se invece si tratta del connettore a 2 o 4 viti, è necessario fare i buchi per avvitarlo sulla cantenna. Se non avete trovato il connettore a 2 viti, è possibile usare quello a 4 come se ne avesse 2 (se ne usano solo due, opposti in diagonale). Cosi’ facendo, si evita di deformare il barattolo sulla base del connettore. Per fissare il connettore io ho usato delle viti con bullone da 3mm. Spesso se ne trovano da 4mm, che tuttavia non entrano nei buchi del connettore. Poco male, basta allargare i buchi con una punta da 4mm ed è fatta.

Galleria fotografica

Ecco alcune foto delle cantenne finite:

Cantenna fatta con barattolo del Baileys (10-11 dB)
fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna baileys 1 Come creare un Antenna Pringols fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna baileys 3 Come creare un Antenna Pringols
fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna baileys 2 Come creare un Antenna Pringols fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna baileys 4 Come creare un Antenna Pringols
Cantenna fatta con barattolo del Kimbo gold Medal da 250g (9-10 dB)
fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna kimbo 1 Come creare un Antenna Pringols fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:kimbo Come creare un Antenna Pringols
fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna kimbo 3 Come creare un Antenna Pringols fetch.php?w=300&media=antenna:cantenna:cantenna kimbo 2 Come creare un Antenna Pringols


E ora… come la collego?

E’ la domanda più frequente, e la risposta dipende da come è fatto l’apparato a cui volete collegare l’antenna.
Le prime tre domande delle FAQ possono esserevi certamente di aiuto: domande frequenti

Alternative

Se la costruzione della cantenna vi spaventa potreste provare Mini parabola da costruire con cartoncino e stagnola, potreste avere risultati eccellenti con uno sforzo minimo. Altrimenti potreste cimentarvi nella costruzione della Pastiera Short Backfire, un po’ più complicata ma con guadagni leggermente superiori, se costruita bene.

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