Антенна Харченко: расчет и изготовление. Выбор и подключение антенны для интернета на дачу 3 джи антенна своими руками
Автор делится опытом по улучшению качества домашнего интернета после непонятных действий провайдера Билайн. Интернет в дачном доме был всегда и был довольно быстрый, но в 2016 году начались перебои в скорости, а иногда и полная потеря сигнала с прекращением устойчивой связи на несколько часов. Решение проблемы имело цену 1400 рублей (2016 год). Была выбрана, куплена и установлена антенна для USB модема. Удалось все подключить и настроить своими руками. Результат — практически максимальная скорость мобильного 3G интернета от провайдера и незначительное влияние погодных условий на скорость передачи данных. 4G сигнала в моей местности нет.
3G/4G бюджетная антенна для USB модема и надежного интернета
3G 4G Wi-Fi антенна Перед покупкой антенны была изучена ситуация с мобильным интернетом. Что позволило сделать предположение о происходящих проблемах. В моей местности четыре мобильных оператора Билайн, Мегафон, МТС и Теле2. В 2016 году все они предоставляли услуги 3G интернета. Сравнение карт покрытия показало, что место где я нахожусь попадает в мертвую зону. И карты сделаны под копирку. Хотя рядом, буквально в прямой видимости есть 3 сотовых мачты. Изучение местности позволило сделать вывод, что все операторы вещают с одной мачты, которая за холмом:(. Холм холмом, но сигнал 3G на втором этаже дома был от Билайна и полностью отсутствовал от Мегафона. Теле2 не изучался, МТС за бывшие заслуги и недоверие не изучался в принципе. Решение проблемы умственных усилий не требовало. Опыт работы с антеннами для диапазона 980 мГц с 2000 года был (часть из них может работать и сейчас). Требования к выбору антенн следующие: антенна должна быть из алюминиевого сплава (меньше корродирует и легкая), остронаправленная, иметь максимальное усиление, легко устанавливаться, иметь кабель достаточной длины и в комплект должен входить переходник для подключения к антенне. И естественно антенна не должна быть дорогой.
Выбор сделан в пользу антенны «Ультра 3G/4G» , которая работает с 3G и 4G модемами. Антенна выполнена из алюминиевых сплавов защищенных от воздействия атмосферы порошковой краской.
Антенна «Ультра 3G/4G» описание
Антенна «Ультра 3G/4G» это направленная антенна для сетей 3G (UMTS2100/WCDMA/HSPA/HSPA+), 4G (LTE2600 FDD Band7/Band38) и WiFi (IEEE802.11b/g/n).
Антенна Ультра 3G/4G 
Антенна Ультра 3G/4G 
Антенна Ультра 3G/4G 
Антенна Ультра 3G/4G 
Крепежный комплект Технические данные и характеристики
- Диапазон рабочих частот 1800..2700 мГц
- Коэффициент усиления 12…18 дБ
- Длина кабеля снижения 5 м
- Габариты в сборе 1010x110x70 м
- Масса антенны 0,8 кг
Антенна поставляется в разобранном виде
Сборка, установка и настройка антенны
По прилагаемой к антенне инструкции собираем полотно антенны. Смотрите фото и видео. В этой антенне может присутствовать маленькая засада в виде заводского брака. Выявить и устранить брак лучше на этапе сборки. Смотрите видео по устранению возможного брака или ремонта антенны «Ультра 3G/4G».
По опыту эксплуатации антенн неплохо все места сочленений деталей защитить от осадков при помощи армированного скотча, а лучше покрыть эти проблемные места автомобильным герметиком.
Сборка антенны 
Сборка антенны 
Защита соединений антенны 
Брак пайки центральной жилы 
Пайка центральной жилы До штатной установки антенны на самом высоком месте, лучше провести исследование и установить с какого направления к вам приходит интернет. Для определения направления надо провести ряд действий.
- Я воспользовался ноутбуком. Скачал на сайте производителя программу контроля уровня сигнала MDMA .
- Подключил модем к ноутбуку и запустил программу. Настроил программу для определения уровня сигнала на модеме.
- Подключил антенну через переходник к модему.
- Как указывал выше, сигнал раздачи пакетов связи вы можете найти не там, где он по вашей логике должен быть. Так получилось и у меня. Антенну держал в рабочем положении на каждом направлении до обновления уровня сигнала на экране. Просканировал горизонт буквально по 5 градусов. В моем случае сигнал был обнаружен только с одного направления и с самой далекой мачты. Запомнил ориентир на горизонте, куда была направлена антенна.
Сила сигнала с антенной Далее надо выбрать место установки антенны на максимально возможной высоте. В моем случае подъем антенны от первоначального замера определения направления на два метра выше привел к заметному повышению уровня сигнала. Перед антенной не должно быть металлических препятствий (металлические крыши, заборы)
В своем случае я установил антенну на стальной кронштейн телевизионной антенны. Обратите внимание на состояние кронштейна из стали за 15 лет эксплуатации. Антенна крепилась к кронштейну с применением монтажного комплекта прилагаемого к антенне, используя U-образный хомут (скобу). Антенна была зафиксирована в направлении установленного ориентира. На всякий случай была проверена еще раз точность направления — пик сигнала соответствовал выбранному направлению.
Сборка крепежного кронштейна
Предоставляет огромные возможности для коммуникаций, бизнеса, развлечения, общения и многого другого. Благодаря появлению сотовой связи, а потом и 3G-технологий, мобильный интернет стал известным и популярным явлением, приманивая людей своей быстротой и удобством.
Большие населенные пункты и мегаполисы давно покрыты частотными волнами, обладающими бинарным кодом. Людям в наше время все больше необходим доступ к источнику информации, а потому они все чаще применяют беспроводный доступ к сети.
Активная внешняя антенна
Хотя каждый завод или фирма, занимающиеся подобными технологиями, обладают широким ассортиментом товара, на современном отечественном рынке купить антенну для улучшения сигнала 3G достаточно непросто. В розничной продаже таких антенн практически нет, а если и получится найти, то цена ее будет высокой, так как это штучный тов, и у него нет конкуренции.
Большинство людей даже не представляют, как может выглядеть такой механизм и как его подключать к модему.
Разновидности антенн
Внешняя антенна для 3G-модема существует в двух видах: направленная и всенаправленная.
У первого типа приспособления имеются мощные показатели усиления и приемлемая стоимость. Сила сигнала здесь зависит от количества наличествующих компонентов на волноводе. В распространенном типе антенны «Яги» есть пятнадцать элементов. Это приспособление может усиливать частоту сигнала до 21 ДБи. Единственный недостаток ее - узкий луч, т. е. для получения сигнала необходимо будет точно ловить источник частот, называемый базовой станцией. Поэтому специалисты и дали ей название — направленная антенна для 3G-модема.
Другой вид
Есть модель направленного действия в виде панели. Ее конструкторская особенность в том, что она выглядит как квадрат или прямоугольной формы поверхность, внутри которой находится волновод, прикрепленный к фольгированному текстолиту. Бывает, что изготавливается такая направленная антенна для 3G-модема из двух металлических панелей, один из которых выполняет функцию рефлектора, а другой - источника излучения.
При больших габаритах такой прибор может обеспечивать высокий процент усиления, около 25 ДБи, но стоимость его будет несколько выше, чем у прямой модели. Излучение здесь не такое узкое, но тем не менее тоже нужно знать, где находится базовая станция, и направлять антенну в ту сторону.
Внешняя 3G-антенна для USB-модема всенаправленная
Такое приспособление представляет собой волновод вертикального положения. Их можно видеть в такси, на радиоприемнике, системе Wi-Fi и так далее. Их еще часто называют круговыми. Как правило, из-за простой конструкции они имеют меньшую цену. Их мощность зависит от длины антенны. Большинство таких устройств могут ловить частоту 15-17 ДБи и не больше, так как для более мощного источника требуется большая длина, сопоставимая с шестом, который при раскачивании ветром теряет сигнальный луч. Если станция излучения кода находится недалеко и луч 3G все-таки имеется, пускай и с перебоями, то такая активная внешняя антенна подойдет для домашнего пользования. Но если источник располагается далеко, а частотное покрытие хуже некуда, то придется применять антенну направленного действия.
Механизм подключения внешних антенн к модему
Вопрос подключения не так прост, как кажется на первый взгляд. Ведь 3G-модем с разъемом для внешней антенны нельзя подсоединить без потери качества сигнала. Изготовители стационарных модемов создают свои приборы в основном с разъемом CRC9. Например, модем Huawei E352, которым часто пользуются операторы "Мегафона". В нем как раз такой вход для внешней антенны.
Однако большинство внешних источников связи имеют разъемы FME, SMA, N-Type и другие, которые не подходят к штекеру антенн. Так все-таки, как произвести подключение внешней антенны к 3G-модему? Чтобы решить этот вопрос, понадобится специальный антенный переходник. У него на одном конце имеется разъем CRC9, а на другом - то, что нужно для внешних источников сигнала.
Этот переходник найти непросто, да и цена его 500-800 рублей. Правда, в продаже встречаются антенны уже с готовым разъемом CRC9, но у них есть один существенный недостаток - максимальная длина шнура всего один метр. Потому такими приспособлениями пользуются только в комнате, а не снаружи, для получения стабильного сигнала.
Но есть и другие, народные способы, как подключить 3G-модем с разъемом для внешней антенны, и тем самым улучшить и усилить частоту сигнала.
Основное свойство сигнала
Купленная в магазине внешняя антенна для 3G-модема, цена которой колеблется от 650-800 рублей и выше, по мнению многих экспертов, не является хорошим вариантом, потому что стоит недешево, да и разъемы не ко всем модемам подходят, как уже говорилось выше. Также сам переходник стоит немало. Так что овчинка выделки не всегда стоит.
Большинство специалистов утверждают, что главным моментом в эффективности получения сигнала являются не проценты, показываемые программой модема, не различные данные в децибелах, а скорость доступа.
Подключение 3G-сигнала зависит от многих особенностей - насколько заняты слоты, как активны абоненты, погодные условия, расстояние до базового источника и так далее.
Усилитель своими руками
Внешняя антенна для 3G-модема, цена которой, как мы видим, довольно-таки немалая, не каждому по карману, да и найти подходящую проблематично. Поэтому наши народные умельцы выдумывают различные способы, чтобы улучшить качество улавливаемого сигнала. И что самое интересное - у них получается! Некоторыми действенными способами они делятся и с другими людьми.
Подручные предметы
Самым простым вариантом для усиления сигнала будет служить обыкновенная медная проволока, которую нужно намотать на конец модема в четыре витка. Почему наматывают на конец? Потому что там находится встроенный внутренний приемник сигнала.
Такая своеобразная внешняя антенна для 3G-модема действительно увеличивает скорость и качество получаемого бинарного кода. Однако и она имеет свои минусы. Чтобы все работало как должно, необходимо тщательно подбирать количество витков, толщину проволоки и длину свободного конца. Все эти параметры для каждого модема и места разные. Так, например, бывают случаи, когда один ненужный виток может только ухудшить качество принимаемого сигнала.
Еще одно усиление 3G-модема, подсказанное народом, - применить дуршлаг или кастрюлю. Такие экспериментаторы могут создавать целые системы из кухонной посуды, различных металлических экранов и спутниковых тарелок. Уловить сигнал, используя кастрюлю, проще, чем через проволоку, но это заберет намного больше времени.
Другие способы создания антенн для модемов
Часто в комплекте при покупке модема можно встретить специальный удлинитель с куском скотча на конце, для закрепления его на стенку или окно. Однако качество работы такого "гаджета" будет равносильно эффекту намотанного медного провода.
Гораздо большей популярностью пользуются «баночные» усилители сигнала 3G-, 4G-модема. Эта «технология» пришла от сети Wi-Fi, где пользователи могут растягивать покрытие сети на приличную площадь. Как сделать такой усилитель?
Для такой работы потребуется простая жестяная банка, например, из-под кофе. На определенном расстоянии от дна необходимо просверлить отверстие для стандартного антенного гнезда. К нему припаивают провод волновода. К этому гнезду подключают телекабель с необходимыми разъемами и переходник антенны к модему.
Если мобильное устройство не обладает нужными разъемами, то умельцы советуют в отверстие банки всунуть сам модем, чтобы он плотно там сел.
Естественно, что такие приспособления неудобны, так как с ними придется ходить по всей квартире или дому в поисках лучшего сигнала.
Лазерный диск - усилитель мобильного устройства
Чтобы получилась внешняя антенна для 3G-модема из CD- или DVD-дисков, необходимы сам диск с креплением для флешки, 3- или 5-метровый удлинитель с гнездами USB «мама-папа», снаружи окна, где будет висеть «тарелка», сделать крепление.
Таким образом, диск с модемом и удлинителем крепится на стекле снаружи или внутри, в зависимости от погодных условий, а другой подключается к ноутбуку или персональному компьютеру.
Как замечают многие пользователи, испробовавшие эту технологию, качество сигнала действительно улучшается по сравнению с тем, что было. Если вместо небольшого лазерного диска применить что-то большее, то и сигнал усилится в разы.
Как выбрать усилитель сигнала?
Перед выбором усилителя следует сначала определить уровень стандартной частоты источника кода. Для этого делают следующее:
- С помощью мобильного телефона можно узнать, где сигнал самый максимальный, пройдясь с ним по всему дому и вокруг него.
- Также можно пройти и с ноутбуком, у которого, особенно в современных моделях, есть индикатор 3G-связи.
- Наносим на бумагу пару точек, где сигнал самый лучший.
- Проверяем эти точки по высоте.
- Останавливаемся на какой-то одной позиции.
Внешняя антенна для 3G-модема, которую можно купить или сделать вышеприведенными способами, не всегда приносит желаемый результат. Некоторые электронщики и специалисты рекомендуют собрать приспособление, именуемое как «усилитель Харченко».
Многие пользователи об этом устройстве отзываются положительно, подчеркивая ее хороший результат.
Для того чтобы создать такую антенну, следует взять толстую медную проволоку и изогнуть ее в виде двух ромбов, соединяющихся друг с другом одним из своих углов. Главное, чтобы получились именно ромбы с углами 120 о, а не какие-то другие фигуры. Это необходимо для снижения внутреннего сопротивления.
К усилителю припаивается высокочастотный кабель с фидером, который на него накручивается. Отдельно к этому самому компоненту припаивается небольшой кусочек медного провода.
Для улучшения эффекта к приспособлению добавляют металлическую пластину (рефлектор) из фольгированного текстолита 12 х 13,5 см. Расстояние между рефлектором и антенной должно быть около 35-36 мм. Для этого можно использовать колпачок от дезодоранта, который крепится к антенне с помощью термоклея. Затем такой усилитель подключаем к модему, используя адаптер или витки вокруг устройства, как мы описывали в начале статьи.
Итог
Какое же заключение можно выработать из всего вышесказанного? Самый лучший вид интернет-связи - это кабельный. Он более надежный, стабильный, скоростной и предоставляет большие возможности. Но одна беда - его нельзя взять на дачу или в путешествие.
В дороге или на отдыхе хорошим вариантом будет мобильный интернет. Однако не все могут себе позволить широкоэкранные коммуникаторы и смартфоны, чтобы было удобно просматривать любые страницы Всемирной паутины. Поэтому как альтернатива кабельному интернету и мобильному была придумана связь через специальные модемы.
Они хороши там, где нет кабельного интернета, но есть желание просматривать веб-ресурсы на нормальном экране. Такой 3G-модем, отзывы о котором чаще всего указывают на недостаточную мощность, обладает тоже своими недостатками.
Казалось бы, берется модем и едешь куда хочешь - везде будет доступ к интернету. Оказалось, что это не совсем так. Когда ты находишься в городе или возле него, где покрытие сети стабильно и устойчиво, то практически не замечаешь его проблем, что и отмечают пользователи. Но стоит уехать на несколько десятков километров от базы источника, как тут же проявятся все его минусы, главным из которых будет слабый и прерывающийся сигнал связи. Поэтому многие умельцы сами придумали и другим советуют спасать положение самодельным приспособлением, известным как внешняя 3G-антенна для USB-модема, отдавая ему предпочтение из-за дешевизны и более хорошего качества, чем у покупных антенн.
191230
В любом USB модеме, работающем в стандарте 3G, расположена компактная антенна усилением около 1 дБ. Именно по этой причине скорость 3G Интернета зачастую очень маленькая, и уровень сигнала низкий. Почему это происходит, можно прочитать в статье .
Первым делом необходимо решить, поможет ли вам внешняя усилить 3G сигнал. Критерием для этого служит наличие даже слабого сигнала и способность модема установить соединение. Пусть даже если для этого требуется вытащить модем на крышу.
Как можно усилить сигнал 3G модема?
Если сигнал слабый , то есть ниже -95 дБм (обратите внимание, что шкала отрицательная, соответственно сигнал -95 дБм - это хуже, нежели сигнал -60 дБм), и модем вовсе не подключается к Интернету, то в данном случае может быть две причины:
1. Ближайшая базовая станция от вас настолько далеко находится, что соединение не может быть установлено в принципе даже усилив прием 3G сигнала. Это может быть связанно с ограничением максимального расстояния, накладываемым оператором связи на сами соты. Это расстояние может колебаться от 9 до 18 километров у разных операторов. В этом случае единственным решением проблемы будет обратиться к оператору и попросить его изменить параметры работы базовой станции. Как правило, при наличии терпения это удается сделать.
2. Сигнал слаб настолько, что соединение то присутствует, то теряется. В этом случае единственным решением для усиления сигнала является использование совместно с параболическим рефлектором. Если же присутствует хоть какой-то сигнал, то в большинстве случаев достаточно использовать . Но в обоих случаях встаёт вопрос подключения модема к антенне.
И 3G облучатель, и направленная 3G антенна имеют разъёмы N-типа (мама) или F-типа (мама) . Соответственно, высокочастотный кабель мы должны с одной стороны обжать разъёмом N-типа (папа) или F-типа (папа). Эти разъёмы легко найти в продаже, и их довольно-таки просто монтировать на кабель (понадобится паяльник и иногда специальный обжимник, вместо которого всегда можно использовать мощные плоскогубцы).
С разъёмом на стороне модема всё сложнее.
Во-первых , у разных модемов могут быть разные разъёмы, и точно определить тип и название разъёма без грамотного совета специалиста довольно затруднительно.
Во-вторых , даже если вы уверены в типе разъёма у своего 3G модема, то не факт, что вы сможете купить его быстро и за разумную цену.
В-третьих , качественный кабель жёсткий, и имеет в диаметре от 7 до 10 мм, что не позволит ввести его в модем. Кроме того, этот жесткий кабель может выломать разъём из платы модема, поэтому в любом случае придётся использовать короткий переходник из мягкого провода - .
Итак, предлагаемое нами решение выглядит так. Непосредственно на печатную плату 3G модема припаивается один конец тонкого короткого (15 см) высокочастотного 50 Омного кабеля, например, RG174. К его второму концу припаивается очень распространённый разъём приборного F-типа (мама). От модема к антенне прокладывается толстый высокочастотный кабель длиной от 1 до 15 м, например, недорогой RG-8X или его более качественный аналог Radiolab 5D-FB. На один его конец накручивается разъём F-типа (папа), который соединяется с F-разъёмом на кабеле RG174, а на другой конец кабеля RG-8X припаивается разъём N-типа (папа), который подсоединяется к антенне
Тонкий кабель, типа RG174, длиной больше 20 см использовать нельзя, так как в нём высоки потери на прохождение сигнала. Наоборот, в толстом высокочастотном кабеле, как в RG-8X, потери низкие. Диаметр этого кабеля около 7 мм, поэтому F-разъём (папа) накрутится на него без проблем.
Если вы не хотите паять или хотите, но боитесь испортить модем, то вы найдёте модемы с уже разлоченные и подготовленные модемы. Если же у вас есть паяльник, припой и канифоль, и вы ничего не боитесь, то читайте дальше.
Все манипуляции с модемом будут проиллюстрированы на примере 3G модемов ZTE MF180 и HUAWEI E150 от Билайн. Любые другие модемы перепаиваются аналогичным образом. Кроме того, если вам захотелось перепаять именно эти модемы, но у вас SIM-карта другого оператора, то в Сети много информации о том, как заставить 3G модемы работать с такими SIM-картами.
Сначала подготовим пигтейлы и заделаем высокочастотный кабель разъёмами.
Отрезаем два куска провода RG174 длиной по 15 см.
У разъёмов F-типа (мама) лудим центральный проводник.
И откусываем его так, чтобы осталось примерно 5 мм. Зачищаем наждачкой или напильником бок разъёма и лудим его так, как показано на фотографии.
Зачищаем и лудим концы кабеля, должно остаться примерно 5 мм центральной жилы и 20 мм оплётки.
Припаиваем кабель к разъёму.
Заливаем место пайки термоклеем или герметиком, чтобы не произошло замыкания центральной жилы на оплётку.
Пластмассовый колпачок также заливаем термоклеем и сажаем его на разъём.
Получилось два пигтейла.
Теперь заделаем высокочастотный кабель разъёмами, в нашем случае это кабель RG-8X, его внешний диаметр равен 7 мм.
Отрезаем провод нужной длины, зачищаем один его конец так, как показано на фото.
F-разъём (папа) просто накручивается на кабель.
Иногда кабель бывает немного толще, чем необходимо для беспроблемного накручивания разъёма. В этом случае оплётку надо обернуть вокруг внутренней изоляции по часовой стрелке, как это показано на фотографии ниже.
Тогда разъём при накручивании пойдёт по оплётке, которая плавно переходит в изоляцию. Так что разъём теперь не упрётся в торец внешней изоляции и легко накрутится на кабель.
Внимательно следим за тем, чтобы волоски оплётки на замкнули на центральную жилу.
Второй конец кабеля заделывается N-разъёмом (папа). Для этого надеваем на него гайку и прокладки, идущие в комплекте с разъёмом, зачищаем изоляцию и припаиваем штекер к центральному проводнику.
Затем вкручиваем гайку в корпус разъёма. Всё, кабель тоже готов.
Настала очередь разобрать модемы.
У этих модемов есть разъёмы для подключения внешней антенны. Внутренняя антенна у ZTE MF180 выполнена на съёмной пластиковой основе; у HUAWEI E150 внутренняя антенна является частью печатной платы. Съёмную антенну просто сдёргиваем с платы, а у модема Е150 аккуратно перерезаем дорожки, чтобы на внутреннюю антенну не подавался сигнал. Сначала работаем с модемом Е150.
Дорожки следует перерезать очень осторожно, так как плата может оказаться многослойной и можно случайно повредить внутренние проводники. Очищаем от лака получившуюся площадку, на неё потом припаяем центральную жилу провода. Рядом с ней очищаем площадку для припайки оплётки.
Залуживаем обе площадки.
В корпусах модемов сверлим отверстия и вводим через них свободные концы пигтейлов.
Зачищаем концы пигтейлов и лудим провода. К модему HUAWEI E150 припаиваем центральную жилу и оплётку на площадки, как это показано на фотографии.
Теперь перепаяем модем ZTE MF180. Сдёргиваем антенну с платы.
На обратной стороне модема ZTE MF180 есть клемма для передачи сигнала на съёмную антенну.
Спаиваем эту клемму.
На получившуюся площадку паяем центральную жилу кабеля.
Оплётку припаиваем к корпусу разъёма на обратной стороне модема, при этом стараясь не перегреть разъем. Делаем это очень внимательно, так как можно по неосторожности замкнуть накоротко проводники в разъёме.
Закрываем корпуса модемов. Готово!
Осталось только присоединить антенну к кабелю, кабель к пигтейлу, а модем подключить к компьютеру.
ВНИМАНИЕ! После перепайки не включайте модем в компьютер без подключенной внешней антенны! Модем может сгореть! Если всё же по каким-то причинам вам необходимо включить модем без , то воткните глубоко в F-разъем неизолированный кусочек провода длиной 4 см, он послужит временной антенной.
Вам понравилась эта статья?
Добрый день. Люди, живущие в частном доме, часто сталкиваются с проблемой отсутствия качественно интернета. ADSL сейчас мало где используется, да и скорость оставляет желать лучшего. Особенно проблематично если дом новый и телефона нет, тогда придется тянуть провод ради не очень быстрого интернета. А если и есть телефон, не факт, что линия, проложенная уже давно, подойдет для интернета. Оптоволокно тянуть дорого. Некоторые складываются с соседями и тогда затраты могут стать приемлемыми. Однако не всем нужен хороший интернет. Остается мобильный интернет. Технология 4G максимально позволяет достичь 150 Мбит\сек, но для такой скорости нужен качественный прием сигнала. Не всегда встроенной антенны (точнее двух) модема достаточно для этого. Итак, сегодня мы будем изготавливать антенну Харченко для 4G модема Yota. На данный момент в продаже имеются модемы YOTA 4G LTE WLTUBQ-108.
Нам необходимо:
- YOTA 4G LTE WLTUBQ-108
- Медный провод сечением 2.5 мм
- Лист железа
- Коаксиальный провод сопротивлением 75 Ом, тонкий
- Пигтейл двойной с MS156 на SMA Female
- Разъем SMA Male
- Дрель
- Сверло 3 мм
- Пластиковая трубочка или любой диэлектрик
- Паяльник
- Припой, канифоль
- Термоклей
- Хомутики
- USB удлинитель
Шаг 1 Подготовка модема.
Перед началом изготовления антенны, стоит подключить модем к компьютеру. Зайдя в настройки модема по адресу 10.0.0.1, записать значения SINR/RSRP. Делать это надо для сравнения изменения уровня сигнала, после подключения антенны. Модем разбирается достаточно легко. Необходимо чем-нибудь острым, например, шилом или ножом, поддеть и вынуть верхнюю крышку. Делать это надо очень аккуратно, так как под крышкой находится встроенная антенна. Главное не повредить ее. Снимаем крышку:
И с обратной стороны он выглядит так:
Наш модем поддерживает технологию MIMO. MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественные входы, множественные выходы) - технология пространственного кодирования сигнала, благодаря которой можно увеличить полосу пропускания канала. При использовании этой технологии, для передачи данных используются две или более антенны и столько же антенн для приёма. В нашем случае у нас две антенны. Для каждой антенны свое гнездо:
Одно гнездо находится в верхней части модема, второе сбоку справа. Оставлять модем открытым нехорошо, поэтому прикладывая корпус к модему, вымеряем места отверстий под гнезда, и сверлим сверлом диаметром 3 мм:
Вымереть точно достаточно сложно. Просверлив отверстия надеваем корпус на модем и смотрим совпадают ли отверстия с гнездами. При необходимости увеличиваем отверстия ножом в нужном направлении. Убедившись, что отверстия совпадают с гнездами, надеваем корпус и закрываем верхнюю крышку.
Антенну будем подключать к специально подготовленным гнездам. Для этого нам необходим переходник. С одной стороны, которого будет два разъема MS156 (подключаем одну антенну к двум гнездам), с другой стороны высокочастотный разъем SMA Female. Его можно заказать на aliexpress или купить в магазине радиодеталей:
Подключаем пигтейл к модему:
На этом откладываем, на время, модем в сторону.
Шаг 2 Расчет антенны.
Вариантов антенн достаточно много. На мой взгляд наиболее эффективная и простая в изготовлении - Антенна Харченко. Она названа по фамилии инженера, разработавшего и описавшего конструкцию этой антенны – Харченко К.П. Вибратор антенны будем изготавливать из медной проволоки сечением 2.5 мм. Можно использовать провод сечением 2 мм. Провод легко купить в электрике. Перед изготовление антенны изоляцию провода стоит снять. Вибратор состоит из двух квадратов, соединенных в одной из их вершин и с разъединенными сторонами. Провод антенны припаивается в точках соединения квадратов. Входное сопротивление антенны близко к 50 Ом. Я выбрал 75-Омный кабеле, хотя она также хорошо согласуется и с 50-Омным коаксиальным кабелем. Длина сторон квадратов равна λ/4, где λ - длина волны. В нашем случаем это 115 мм. Изготавливаем вибратор по следующей схеме:
Где:
Центральная частота f: 2600 МГц
Волновое сопротивление антенны ρ: 50 Ом
Длина волны λ: 115 мм
Размер L1 (внешняя сторона квадрата): 28.9 мм
Размер L2 (внутренняя сторона квадрата): 27.6 мм
Размер L3 (общая длина рамок): 81 мм
Размер L4 (ширина рамок): 40.5 мм
Размер L5 (промежуток в месте подключения): 1.7 мм
Расстояние вибратор-рефлектор D: 13.2 мм
Размер B (ширина рефлектора): 115 мм
Размер H (длина рефлектора): 115 мм
Диаметр проволоки вибратора: 2.5 мм
Общая длина проволоки (с запасом на повороты): 237.9 мм
Шаг 3 Собираем антенну.
Припаиваем провод к вибратору. В итоге должно получиться так:
Рефлектор можно изготовить практически из любого металлического листа. Также возможно изготовление сетчатого рефлектора. Я выбрал и вам рекомендую изготовить его из металла от старого системного блока компьютера. Толщина достаточная, а покрытие отлично помогает. Вырезаем квадрат со стороной 115 мм. Можно вырезать и больше, я указываю минимально необходимую сторону квадрата. В центре делаем отверстие 6 мм. В углу рефлектора так же проделываем 6 мм отверстие для крепления антенны. Затем берем небольшую пластиковую трубку или трубку из любого диэлектрика. Отрезаем от нее 13 мм и, используя термоклей, крепим, получившуюся деталь, в центре рефлектора, так, чтобы отверстия рефлектора и трубки совпадали:
Продеваем провод с припаянным вибратором в центральное отверстие рефлектора. При помощи термоклея фиксируем вибратор. Перед установкой хорошо продумайте место установки. Антенну нужно расположить так, чтобы вибратор располагался горизонтально. Также ее надо повернуть вибратором в сторону приёмной вышки. Антенну лучше расположить внутри помещения. Если планируете использовать снаружи, стоит позаботься об гидроизоляции антенны. Я закрепил антенну на откосе окна на улице. Чтобы на нее попадало как можно меньше дождя и снега, закрепил ее в верхней части. Таким образом она находится, как бы, под козырьком:
Не забудьте просверлить отверстие в раме окна и продеть в него провод.
Шаг 4 Подключаем антенну к модему.
На конец провода устанавливаем разъем SMA Male. Средний контакт необходимо припаять, внешняя оплетка фиксируется металлической трубкой, изолируем термоусадкой или изолентой:
Пигтейл держится не очень устойчиво в гнездах модема. При малейшем движении разъемы пигтейла выпадают из гнезд. Поэтому стоит изготовить небольшой постамент для модема. Такой постамент удобен и без антенны. Можно просто его поставить на подоконник или шкаф, и сигнал уже будет лучше, чем если бы модем торчал где-нибудь сзади системно блока. Из фанеры вырезаем квадрат со стороной 10 см. И небольшой прямоугольник 2 х 3 см. Скручиваем их как показано на фото. К прямоугольнику, используя хомутик, крепим один конец USB удлинителя. Насчет удлинителя, стоит выбирать удлинитель с проводом потолще и длиной не больше 70 см. В более длинных будут большие потери, и модем может не запуститься из-за недостаточного питания. Также большие потери будут в слишком тонких проводах. Ставим модем в разъем удлинителя, вставляем пигтейл и фиксируем провод пигтейла еще одним хомутиком. Таким образом мы исключим случайное отключения антенны.
Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно сделать усилитель и антенну сигнала 4G и 3G из подручных материалов своими руками в домашних условиях. Так же рассмотрим подробные схемы и методики сборки самодельных усилителей и антенн сигнала 3G и 4G
Развитие 3G и 4G сетей в последние года идет с грандиозным размахом. И не удивительно, ведь использование 3G позволяет операторам сотовой связи существенно улучшить качество предоставляемого ими сервиса.
Так появилась возможность оперативной работы с корпоративной сетью и почтовыми приложениями, просмотра мобильного телевидения и потокового видео. Владельцы 3G телефонов теперь могут осуществлять видеозвонки.
В случае отсутствия проводного интернета можно купить недорогой 3G модем и пользоваться мобильным интернетом. Но очень часто владельцы 3G модемов жалуются на низкую скорость скачивания и задают один и тот же вопрос: "Как увеличить скорость 3G модема?" Итак, задача поставлена, и мы будем ее решать!
Причины низкой скорости работы 3G или 4G модема
3G сети работаю в диапазоне частот 2ГГц, а для распространения радиоволн на этой частоте нужна прямая видимость до базовой станции (БС).
В условиях плотной городской застройки сигнал может ослабляться в сотни и даже тысячи раз, прежде чем, неоднократно отразившись от стен зданий, дойдет до Вашего модема. В сельской местности ослабление сигнала, как правило, связано со значительным удалением от Вас БС сотового оператора, а так же наличием густой растительности в Вашей местности, которая мешает распространению радиоволн.
Нередко бываю ситуации, когда уровень приема 3G сигнала отличный, а скорость никакая. Связано это с загруженностью БС оператора. Чем больше людей подключено к БС, тем меньший ресурс достается каждому отдельному абоненту. Особенно часто такие ситуации возникают в рабочие часы.
Как усилить сигнал 3G или 4G модема?
Существует несколько способов усиления сигнала 3G модема, и при разных условиях не все они будут одинаково хорошо работать. Условно можно выделить программные и аппаратные средства для решения этой проблемы. В первом случае используется программа - ускоритель 3G модема. Во втором - скорость соединения модема увеличивается за счет технических средств.
Программные 3G и 4G ускорители
На вопрос "ускоритель 3G модема" Яндекс дает ответ в 200 тысяч веб страниц. Просмотрев первый десяток сайтов, мы видим, что все они предлагают скачать чудо-программу (причем за деньги), позволяющую увеличить скорость работы интернет модема. Почему же тогда сотовые операторы не прилагают комплект программы к своим 3G модемам? Помните причины низкой скорости работы 3G модема – слабый сигнал и загруженность базовой станции. Способна программа решить эти вопросы – НЕТ!
Существует еще масса интернет сервисов, позволяющих как бы ускорить 3G интернет. Тут сразу оговорка – все они умеют лишь сжимать трафик, о реальном ускорении не может быть и речи. Но если Вам необходимо экономить трафик – тогда присмотритесь к программному ускорителю интернета Globax.
Аппаратные средства ускорения 3G и 4G интернета
В частных случаях удается повысить уровень принимаемого сигнала, используя USB удлинитель. Например, Вы находитесь в полуподвальном помещении, куда сигнал не может проникнуть, а рядом есть окно. Можно попробовать за счет USB удлинителя переместить модем как можно ближе к окну. Если повезет и качество сигнала окажется значительно лучше, Вы добьетесь увеличения скорости.
.
К сожалению, длина кабеля USB удлинителя ограничена 3-5м. И что бы потом не кричать на форумах, что это не работает – простой совет: при покупке обратите внимание на производителя и толщину кабеля. Чем длиннее кабель – тем толще он должен быть. И не берите Китай!
Более действенный метод – купить направленную 3G антенну для модема. При выборе стоит обратить внимание на коэффициент усиления антенны (КУ) и ее диаграмму направленности (ДН). Чем больше КУ, тем уже ДН. Антенну для 3G модема желательно как можно более точно навести на ближайшую базовую станцию. При установке антенны крепить ее так, что бы директора (штыри) были перпендикулярны Земле.
Подключив 3G антенну к модему можно значительно увеличить скорость 3G интернет соединения. Совет – длина кабеля как можно короче, если не хватает, старайтесь использовать только качественный ВЧ кабель, например сборку из кабеля 10D-FB.
Усилитель 3G и 4G сигнала для сотового телефона работает следующим образом. На стене здания или на крыше монтируется донорная внешняя антенна, которая высокочастотным кабелем подключается к усилителю. Постарайтесь, как можно более точно направить антенну на ближайшую и менее загруженную БС оператора. Антенна принимает сигнал, репитер его усиливает и по кабелю передает прямо на внутреннюю сервисную антенну, которая переизлучает сигнал на абонента.
Данная система предназначена для обслуживания внутри помещения неограниченного числа одновременно работающих 3G телефонов и модемов. Позволяет пользоваться сервисами всех операторов сотовой связи МТС, Билайн, Мегафон. При этом абоненты могут свободно перемещаться внутри зоны покрытия.
Теперь Вы знаете причины низкой скорости работы 3G модема и возможные решения по улучшению качества 3G сигнала. Какие-то варианты могут показаться Вам спорными. Но если Вы действительно хотите что бы пространство вашего помещения было заполнено качественным 3G сигналом, то лучшим решением станет установка 3G усилителя.
Также надо понимать, что при одних и тех же исходных условиях – уровень сигнала и модель 3G модема у всех абонентов в разных местах будет разная скорость! Скорость интернета также зависит от пропускной способности базовой станции сотового оператора, т.е. каким образом она подключена: по радиоканалу или оптическому волокну. Еще скорость зависит от количества абонентов. Например, БС оператора на выходе выдает 100 Мбит/сек. В какой то момент времени интернетом пользуются 20 человек и соответственно скорость будет 100/20= 5 Мбит/сек на одного абонента. В свою очередь, если интернетом будут пользоваться 50 абонентов в округе, то скорость каждому будет не более 2 Мбит/сек. В большинстве случаев многие замечают, что скорость 3G интернета после обеда начинает медленно падать и пик падения наблюдается вечером, когда нагрузка интернет трафика на сотовые сети является максимальной.
Антенна 3G и 4G как работает
Любая антенна – это пассивный усилитель сигнала!
Рассмотрим самый распространенный случай – подключение 3G модема через антенну, которая ставится на крышу загородного дома. Далее от этой антенны сигнал ведется по коаксиальному кабелю 50 Ом в помещение к модему, который в свою очередь включается в компьютер, ноутбук или WiFi роутер.
Частым явлением бывает, что 3G сигнал на крыше дома есть, а в помещение из-за сложности распространения радиоволн вовсе не попадает.
Рассмотрим обычный случай – на крыше дома от базовой станции приходит сигнал с уровнем -97 дБм. Если мы поставим антенну AL-800/2700-8 с коэффициентом усиления 8 дБ, то на вход модема придет сигнал с уровнем – 92 дБм, т.к. на кабеле и переходнике к модему теряется приблизительно 3 дБ (потери в кабеле зависят от его длины и от маркировки). Исходя из нашего предыдущего опыта по замеру скорости интернета, получаем скорость 1.8 Мбита/сек. А если мы поставим в качестве антенны AP-1900/2700-17 с коэффициентом усиления 17 дБ!, то на вход модема придется сигнал -83 дБм, что соответствует скорости 7.7 Мбит/сек.
Если на крыше дома сигнал от -85 дБ и выше, то достаточно будет антенны с КУ = 7 -10 дБ. При этом надо помнить, что при плохих погодных условиях надо иметь некий запас.
Еще раз напоминаю, что в каждом случае скорость будет индивидуальная. И может оказаться гораздо меньшей, из-за низкой пропускной способности базовой станции сотового оператора.
Активный усилитель 3G и 4G сигнала
Теперь рассмотрим применение активного усилителя ТАУ-2000. Схема подключения выглядит так:
Если Вы столкнулись с необходимостью усиления 3G сигнала у себя в загородном доме (или другом объекте), то перед покупкой антенн и усилителей необходимо убедиться в наличии 3G сигнала.
Для этого необходимо с телефоном, поддерживающим стандарт 3G и сим-картами различных сотовых операторов определить наличие сети третьего поколения и сделать элементарный замер сигнала. Только после этого, предварительно сделав несложные математические расчеты можно правильно подобрать оборудование.
Также эта модель усилителя очень полезна при использовании больших длин кабеля от антенны. Например, на кабеле 8D-FB на частоте 3G (2100 МГц) затухания составляют 23 дБ, а КУ усилителя 40 дБ. Иными словами при достаточно неплохом уровне сигнала от БС можно использоваться длину кабеля до модема более 100 метров!
Помимо этого ТАУ-2000 можно использовать как 3G репитер для небольших помещений или внутри автомобиля. Площадь покрытия сильно зависит от входящего сигнала от БС и в максимуме достигает 15 кв.м.
Если 3G «ловит», тогда есть возможность получения стабильной связи. В статье рассмотрим, как устанавливается внешняя антенна для 3G модема, которая так же характеризуется, как усилитель сигнала для 3G модема. Как собрать ее из подручных материалов и усилить сигнал сети.
Антенна для 3G модема, купленная в магазине, не является хорошей идеей, так как стоит дорого и подойдет далеко не каждому и не у всех есть разъем для подключения антенны. Кроме того, адаптер для модема иногда стоит столько же, сколько и сам модем.
Основным критерием эффективности любого решения нужно считать не проценты, отображаемые управляющей программой модема, не количество «палок» на индикаторе и децибел, а увеличение скорости доступа.
Однако для подтверждения правильности выбора можно воспользоваться этими критериями. Надо заметить, что возможность подключения к интернету 3G зависит от многих факторов - занятость слотов, активность абонентов, состояние погоды, расстояние до базовой станции. В данном случае действия направлены на улучшение только одного.
Эффективность антенны можно проверить следующим образом - включать режим 3G или 4G и посмотреть, ловит ли он. Если нет, то передачи данных, соответственно, тоже нет.
При этом уровень сигнала может быть и отличным, и слабым. Отличный уровень означает, что работает только 2G подключение.
Усилитель сигнала для 3G и 4G модема
Самый простой вариант - около четырех витков медной проволоки, которые нужно намотать на модем. Умельцы советуют намотать провод на самый конец модема, где находится встроенная антенна.
Такая конструкция из проволоки похожа на искусство - подобрать количество витков, толщину провода, длину свободного конца антенны нужно для каждого отдельного модема и места. Например, лишний виток может не улучшить, а только ухудшить сигнал.
Второй вариант - воспользоваться дуршлагом или кастрюлей. Любители экспериментов, которых низкая скорость интернета уже довела до бешенства или отчаяния, способны смастерить весьма необычные конструкции в виде кастрюль, экранов и спутниковых тарелок.
Поймать сигнал 3G или 4G при помощи кастрюли проще, чем с помощью провода, но времени это займет больше.
Третий вариант - использовать предметы промышленного изготовления. Тем, кому не жалко денег в пределах 500 рублей, можно провести эксперименты с этими предметами. Однако такие агрегаты не сильно отличаются от проволоки по качеству.
Иногда в комплекте с модемом прилагается кабель-удлинитель с кусочком скотча для того, чтобы закрепить его на стену или окно. Такой вариант можно встретить в руководстве у операторов. Качество его можно сравнить с качеством проволоки.
Антенна для 3G и 4G модема своими руками
Идея использования баночных антенн перешла в мобильную связь от сети Wi-Fi, где умельцы способны растянуть сети на довольно далекие расстояния.
Итак, нужно найти пустую жестяную банку. Подойдет банка от кофе.
На высчитанном расстоянии от дна банки надо сделать отверстие и закрепить в нем стандартное антенное гнездо, к которому припаян волнопровод.
Затем подключить телевизионный кабель с соответствующими разъемами в оплетке и адаптер для антенны к модему.
Стоит рассмотреть ситуацию, когда в модеме нет гнезда для подключения антенны. Разумеется, можно вскрыть модем, найти измерительное гнездо на плате, подпаять к нему тонкий проводок с разъемом, таким образом смастерив адаптер для внешней антенны.
