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製作一個免費的Wifi波導天線（雖然需要一些自備材料）之前，我們需要先了解一下波導原理：



我wo們men要yao做zuo的de金jin屬shu罐guan天tian線xian是shi一yi個ge引yin導dao電dian磁ci波bo向xiang指zhi定ding方fang向xiang傳chuan播bo的de通tong道dao，用yong專zhuan業ye名ming詞ci來lai說shuo叫jiao做zuo波bo導dao。波bo導dao裏li
，電dian磁ci場chang隻zhi能neng以yi特te定ding的de模mo式shi存cun在zai。那na些xie最zui好hao的de波bo導dao裏li隻zhi容rong許xu單dan獨du一yi種zhong模mo式shi，因yin為wei不bu同tong的de模mo式shi在zai波bo導dao中zhong以yi不bu同tong的de速su度du傳chuan輸shu
，這zhe會hui引yin起qi散san射she，信xin號hao的de脈mai寬kuan會hui擴kuo展zhan
，使shi接jie收shou變bian得de困kun難nan。同tong時shi不bu同tong的de模mo式shi也ye有you不bu同tong的de輻fu射she方fang向xiang，上shang麵mian展zhan示shi的de是shi一yi種zhong橫heng向xiang電dian場chang（TE）和一種橫向磁場（TM）模式——圓形波導中的主要模式。

下頁內容：參數計算
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首先拿TE11moshizuogelizi，zhezhongmoshizaiyuanxingbodaozhongzhanjuyoushidiwei。shangmianshibodaodeceshituhekuixian。huisedejuxingshiguanzitianxian，xiaodelvsekuixianlidezhongxindaotishenruguanzhong。taliguandisifenzhiyizhubobochang，zhehuijifachuTE11模式：圖中電場用紅色畫出，而磁場用藍色繪製。


現在假設你從罐形天線的底麵而不是底部附近接入饋線，這會激發和上麵不同的另一種模式。這叫做TM11模式，電場用紅色
，磁場用藍色表示。

2   參數計算

就像上麵說的，在波導天線中隻希望激發單一的TE模式（這決定了需要采用從罐壁伸入饋線的設計）。對此可以選擇合適的金屬罐

，它的直徑剛好容許TE11模式生成但是能夠禁止TM01模式。考慮日常使用的Wifi網絡的頻率
，大多數的802.11網絡，比如808.11b/g使用2.4GHz頻段，808.11n使用2.4和5GHz頻段，但是長距離傳輸時還是2.4GHz信號較強。為了簡單起見，隻考慮常用的頻帶在2.412~2.462Ghz的808.11b/g無線網絡。對於這一頻帶需要在設計金屬罐天線時讓TE11模式在2.412GHz時即能激發，並且在2.462GHz工作時仍不會激發TM01模式。
 
首先是罐子的合適直徑。
TE11模式會在f = 2.412GHz > f_cutoff = 2*c/(3.41*D)時被激發。
TM01模式在 f = 2.462GHz
我們需要f_cutoffTE11
由此解出2.87英寸
一般來說這裏的直徑下限比較重要。罐子需要比2.87英寸大才能在2.4G下有效工作，而上限雖然有些影響，但並不是天線能否工作的硬性限製。

接下來我們需要計算饋線的位置。之前提到過，為了激發TE11模式
，饋線應該安放在1/4波長的位置

，而整個罐形天線的長度是3/4波長。在開放空間裏，隻需要將光速c除以頻率就可以得到電磁波的波長,但是罐形天線內部情況有些變化
，這裏的駐波波長需要按照下式計算：



於是就可以從滿足要求的罐子的直徑D，計算出罐子切割後的剩餘長度3/4Lg和饋線位置離罐底距離1/4Lg，這就是之前在線計算器給出的結果。

最後，當我們從罐壁引入饋線時，伸入罐內的金屬導體需要的長度Lo為1/4波長。
 
下頁內容：所需材料和組裝天線
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3   所需材料


○ 一小段粗銅線
○ 一些螺絲和螺母
○ 帶有外接天線接口的路由器（這次用的其實是一張無線網卡）
○ 合適大小的金屬罐（尺寸的選擇已經在上麵說了）
○ 將路由器連接到金屬罐的饋線，以及相應的連接座
● 一些固定工具（比如三腳架
，用來固定天線的朝向）
 
4   組裝天線

把各種罐子整理幹淨。

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在粗銅線上切下一段長度為1/4 ，約1.23英寸的銅線。
把這段銅線焊接在N型連接器的芯柱上。
從罐底量出正確的饋線位置。
鑽孔，安裝連接器。注意將連接器的金屬外殼與罐壁相連。


把罐子安裝到支架上。盡量避免在罐內有其它東西，固定用的螺絲螺母盡量少。

下頁內容：性能測試和改進建議
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5   性能測試


這些數據通過安裝了Stumbler應用程序的iPod Touch采集，這個程序能顯示附近任何無線路由器的信號強度。測試結果裏不包含單位，因為它隻是個相對值。觀察到的最大信號值是76，降到10以後信號源就不可見了。

這些數據在物理係門廳采集，因此有可能被其他路由器或任何其他設備幹擾，但從這個基本的測試裏，也可以看出一些地方（40米和70米）的信號有隨距離增加的趨勢，這和天線本身的設計有關。

在長距離測試裏，信號在100米外下降很快
，但在365米內仍然高於10。zhegejieguoshizhubuyuanliluyouqi，zhidaoshiquxinhaoshiceshichulaide。tadejuxianxinghenda，danrengbushiweiyigekejiejiandecankao。ceshishizoudeshixiashanlu
，bingqiexinhaojijiangxiaoshideshihouhetianxianzhijiandeshixianbeishumuzhedangle。zaijiaohaodeqingkuangxiatongxunjuliyexuhuitigaodao1/4英裏。

6   改進建議
 
下麵這些建議可能有助於獲得更好的性能，在有條件時可以試驗一下。

• 讓同軸電纜可以方便地在不同的金屬罐天線之間切換。
• 或許如上圖一樣，在金屬罐天線的開口添加一個喇叭口可以收集更多的電磁波。
• 分別用無線路由器和無線網卡作為天線的信號源，觀察效果是否不同。
• 在天線前增加有源放大器。
• 把兩個湯罐或者品客薯片罐背靠背裝在一起看看效果如何。
• 塗裝天線內壁。也許原先的罐體塗些油防鏽就足夠好了。還有問題是或許可以加個能透過電磁波的絕緣蓋。
• 使用兩個與同軸電纜連接的金屬罐作為中繼器，來繞開物體（建築物
  
  ，山脈等）傳輸信號。