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高级菜鸟

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日志

 
 

增强3G无线上网卡信号  

2010-07-18 22:50:17|  分类: 计算机与Internet |  标签: |举报 |字号 订阅

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发现网上关于无线路由、无线网卡(可以上无线局域网,连接无线路由的不能插手机卡一样的3G资费卡的那种叫无线网卡)增益天线被无数网站抄来抄去,有些直接想当然的认为3G无线上网卡(必须插手机卡一样的3G资费卡的那种叫无线上网卡)照样做就可以了,所以将无线网卡改成无线上网卡,其它图文都不改,也不知实践没就在发文章,应该害得不少人白忙活了,特别是用电信3G无线上网卡的!想聚集3G信号可没有聚集无线路由信号容易,无线路由信号频率高,对反射面大小要求不高,并且一般知道路由位置,而3G物别是电信3G,频率低,容易绕过小的反射面,反射效果不好,再则3G信号从哪个方向传来的在速度总是时快时慢的情况下还真确定不了,也许只能默认是从窗户进来的……

http://tech.sina.com.cn/b/2009-07-31/06451008626.shtml

 

这里只谈在不破坏无线上网卡的情况下加抛物面的情况,还有不少疑问,望高手指点!一点心得体会,记下来以后自己看的。

 

先看看卫星天线:卫星天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号,并尽可能去除杂讯。大多数天线通常是抛物面状的,也有一些多焦点天线是由球面和抛物面组合而成。卫星信号通过抛物面天线的反射后集中到它的焦点处。

天线就是我们常说的大锅,是一个金属抛物面(不是球面的一部分),负责将卫星信号反射到位于焦点处的馈源和高频头内。一般来说,天线口径越大,节目的信号越强,接收质量越高

增益天线工作原理通俗说法:在现有天线周围放置规则的金属抛物面,使天线位于抛物面的内反射焦点处,通过电磁波反射在焦点处形成能量集中,从而增强电磁信号的收发,实现在特定方向增强信号。

  制作简单的增益天线的关键就在于找到或制作出合格的抛物面,并计算出抛物面的焦点位置。金属抛物面并不一定要求用金属板,也可以是网状、栅栏状金属材料。焦点位置计算:

  计算公式:F=D×D/16H (m)
其中,D为抛物面的直径,H为抛物面的深度,单位为m

  更简单的估算公式进行计算,即F=0.3D0.4D

由抛物线y^2=2px 可推导出

 

增强3G无线上网卡信号 - 高级菜鸟 - 高级菜鸟

  

 

H相当于xF相当于p/2,D相当于2y

计算归计算,关键是将金属手工加工成抛物面比较难(比加公成球面、柱面难多了!)

 

 

制作3G无线上网卡信号增强反射面前我考虑的问题

 

1、  为什么是抛物面而不是球面或规则柱面

主要原因,画图分析便知,对于近似平行的电磁波,球面或规则柱面其实并不能将其汇聚在一点上,即没有焦点!

 

增强3G无线上网卡信号 - 高级菜鸟 - 高级菜鸟

 

 

2、  信号强度由什么决定

都说是场强,还得继续考虑

 

3、  机械波在相同条件下,振幅越大能量越大,电磁波呢?

虽说电磁波能量由频率决定,但没有振幅时能量应该也没了

 

4、  那么是不是能量越高,信号就越好呢?信号好不好又与什么有关?

想必能量高信号会相应好,但信号是与振幅有关还是与频率有关还是与两者都有关,暂时没找到答案,知道的告诉我一下,如果只说与场强有关太笼统了!

 

5、  说到振幅不得不说干涉

被抛物面聚集的电磁波,频率相同,如果看成一束一束的,相对位置的两束相位同,干涉而振幅增强,不相对的两束波程差不是波长整数倍,是增强还是减弱就说不好了,最好的办法可能就是让焦距尽量接近波长长度,并且接近焦点到抛物面边缘的距离(应该就是浅锅了,画图找对称波束和不对称波速,看看增强与减弱情况便知)

 

6、  说到波长,反射面大小是不是应该大于波长?

反射面越大,效果越好是没问题的。但是小可以小到什么程度?

根据物理知识,电磁波可以绕过比其波长小的物体,这点不能根据平时常见的可见光现象想,可见光频率高,波长小,一般物体大小都远大于光的波长,所以平时总是看到光被反射或漫反射。

电信的EVDO暂时是800MHz的,波长约为35cm,如此一来反射面必须大于35cm,想获得好的增益,估计得是好几个波长的大小才行,所以如果硬套网上无线路由增益天线的制作方法会出问题,无线路由信号频率近2.5GHz,波长12cm左右,所以它的反射面较小,电信的目前3G频率太低,比移动、联通的低多了,反射面必须很大,因此一般的奶粉桶子都小了,理论上是这样!

 

7、  接收天线反射面与发射天线反射面做法完全一样吗?

差不多,但应该是有点区别的,理论上,接收的是基本平行的电磁波,要汇聚到一个焦点上,定向发射天线,发射同一方向的电磁波,但不一定是近似平行的,可能是像手电筒光那样的!

 

 

我的做法是将奶粉桶柱面一侧剪开,将其横向掰成抛物面,纵向就让其为平面,形状如下

 

增强3G无线上网卡信号 - 高级菜鸟 - 高级菜鸟

 

 

半边王老吉形式的也做了一个。

经测试,都感觉不出有增强信号的作用,还不如用我主机箱侧面这个平板做反射面增强效果明显,甚至好像会减弱!

可能原因:

一、形状有问题:与抛物面差太远(和半边王老吉形状差不多,只是不是半圆状)

二、反射面太小,反射效果差

三、本来反射就不强还产生了微弱干涉,由于反射面太小不能做到焦距接近波长并且焦点到边缘的距离接近,产生了减弱的干涉较多

四、没有对准信号来源方向,(心里上认为是从窗户进来的,正好那边有个铁塔,不清楚是不是电信塔,说不定就不是从那边来的,反射面正好挡住了信号都有可以,试了别的方向有时好像可以增强一点速度(信号格数不变甚至减少),有时速度下降!)

五、没有找对焦点。

 

如果真是由于反射面太小,考虑到波长太长,得要个一倍、两倍甚至多倍于波长大小的反射面不容易,并且太大没地方摆(住的宿舍连摆电脑的地方都是挤出来的!),加反射面的方法对于电信3G上网卡及地方有限的我是不现实的。

如果是反射面形状没做好,想直接找个规则抛物面,就现在的实际情况比较难,除非出钱!

 

还有可以改装天线,接个外置天线出来。听说只能增强下载速度,发射功率太小,上传速度改善不了,意义不大,而且极有可能天线延长线里的损耗比增益还大,最关键的是我的上网卡(中兴AC581)刚买不久,拆开就不能保修了,还是算了,继续不停寻找最佳位置得了!

 

 

 

附:电磁波可以在真空中传播的横波(没有物质的空间)由此可知电磁波并不是某种物质所形成的波。依照类比微观粒子,在某种程度上说光量子也具有物质波性质,按中学教材物质波和光波是区分开来的

 

实物粒子具有波动性,这个波动性就是物质波。不同于机械波和电磁波。

不管是光还是电子通过双缝都能发生干涉现象,而干涉现象中的明暗条纹就是概率的体现,所以光波是种概率波,物质波也是概率波

物质波是指象电子、质子等实物粒子的波,物质波具有波粒二象性,一般不讨论光波(如果要考虑实物粒子的话也是光子)和物质波的关系,光波和物质波都属于概率波,且都具有波粒二象性

 
机械波的能量由振幅决定。
单光子能量由频率决定。
E=hv
E
是能量,h是普朗克常数,v是频率
所以光子能量大小由频率决定。
光束/电磁场 能量密度:光强(或光子个数,照度)
所以电磁波的能量取决于频率和照度。

 

电磁波的能量大小由坡印庭矢量决定,即S=E×H,其中s为坡印庭矢量,E为电场强度,H为磁场强度。EHS彼此垂直构成右手螺旋关系;即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能,单位是瓦/平方米。

 

干涉现象。

 若介质中某质点到两波源的距离之差为波长的整数倍,则该质点的振动是加强的;若某质点到两波源的距离是半波长的奇数倍,则该质点的振动是减弱的

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