Электрификация

Справочник домашнего мастера

Антенна для модема Yota

3G/4G антенна своими руками с радиусом охвата до 30 километров

Когда живешь вдалеке от вышек сотовой связи, даже элементарный звонок может быть настоящей проблемой. Что уже говорить о приеме интернета по средству каналов 3G и 4G. Однако, данную проблему на самом деле можно относительно легко и весьма изящно решить. Для этого потребуется поработать руками и соорудить небольшую антенну. Благо все материалы для нее очень доступны.

Материалы и инструменты

Понадобятся кое-какие материалы.

Для создания 3G/4G антенны понадобится шпилька цельнорезьбовая М6 или М8 длиной 140 мм, тонкая жесть из любого металла, гайки под шпильку в количестве 12 штук, коаксиальный кабель длиной до 12 метров – 2 штуки. Также понадобится F-разъем для ТВ кабеля – 4 штуки и разъем Pigtail с переходником – 2 штуки.

Матчасть

Сразу поясним, что параметры сборки для антенн 3G и 4G отличаются. Вся суть в диапазоне частоты, которую использует оператор. Для этого следует взять телефон и выполнить поиск операторов сети. Среди многочисленных 2G сигналов следует искать нужный нам. Зная, какой именно оператор обеспечивает соответствующее покрытие, приобретаем подходящую SIM-карту. Ниже приведены схемы антенн-пушек для разных сигналов с характеристиками.

Сборка антенны

Ничего сложного нет.

При сборке антенны необходимо соблюдать точность, вплоть до последнего миллиметра. При этом ничего принципиально сложного в нем нет. Сначала следует вырезать из жести 6 дисков, как на рисунках. Идеальным материалом для этого станет листовая медь. Резать ее можно даже канцелярскими ножницами. Диаметр дисков должен составлять 100, 74, 54, 39, 39, и 39 мм (для антены 3G 2100 МГц). Однако прежде чем вырезать диски, лучше заблаговременно сделать центральные отверстия.

Такая антенна поможет.

На диске 74 мм сразу готовим отверстие для пайки жилы провода на расстоянии 11 мм от края. Здесь же будут крепиться оба коаксиальных провода для ТВ. Второе отверстие также делается с отступом в 11 мм и под углом 90 градусов относительно первого отверстия. Из пары обыкновенных телевизионных F разъемов нужно отломать выступающую часть и запрессовать ее на диске в 100 мм, как показано в видео ниже. Телекабеля крепятся к самому большому диску. После установки провода припаиваются. Приделываем к антенне ручку и останется только прикрепить к нашему проводу разъемы Pigtail.

Все просто.

Наглядно смотрим на процесс сборки в видеоматериале.

Антенна Харченко для 4G модема Yota


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:

Далее держим модем за USB разъем одной рукой, а второй снимаем вверх корпус модема:

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:
Подключив антенну к модему, а модем к компьютеру, заходим в настройки модема по адресу 10.0.0.1. Ориентируясь на показатели SINR/RSRP находим лучшее место для антенны.
SINR — Показатель характеризующий соотношение шума (помех) и уровня сигнала. Для стабильной передачи данных, значение показателя должно быть больше 2.
RSRP — Показатель характеризующий качество сигнала с базовой станции. Чем выше это значение, тем лучше связь. Достаточным считается значение показателя от -110 и выше.
Для сравнения приведу свои показатели. Без антенны значения следующие:
SINR 7, RSRP -112.
После подключения данной антенны показатели стали:

Как подключить внешнюю антенну к 3G или 4G модему. Что потребуется приобрести кроме антенны.

Часть вторая. Собираем готовый комплект.

Обычно, схема подключения внешней антенны к 3g или 4g модему(так же это касается модемов со встроенным Wi-Fi роутером) выглядит так:

Внешняя антенна → кабельная сборка → адаптер(переходник) → модем

далее вы подключаете модем к компьютеру или Wi-Fi роутеру.

Сначала нам нужно подобрать кабель к антенне. Все антенны и все кабельные сборки обладают параметром, который называется “волновое сопротивление”(в характеристиках антенны может указываться как “входное сопротивление” или “сопротивление”). В продаже есть антенны с сопротивлением 50 Ом и 75 Ом. Этот параметр указан в характеристике к каждой антенне и к каждой кабельной сборке. Чтобы избежать дополнительных потерь, волновое сопротивление антенны должно совпадать с волновым сопротивлением кабельной сборки(для антенны 50 Ом выбирается кабель 50 Ом), однако допускается и не совпадение, на конечном результате это отразится не сильно. Главное, чтобы тип разъёма на одном конце кабельной сборки совпадал с разъёмом антенны, а на другом конце с разъёмом адаптера.

Антенны, представленные в нашем магазине имеют два типа гнёзд: N гнездо(N мама) и F гнездо(F-мама).

Максимальной скорости в 4g(lte) сетях можно достичь только используя антенны с двумя разъёмами. Данная технология называется MIMO. Подробнее тут:

Антенны с N гнездом согласованы под 50 Ом, к ним потребуется кабельная сборка(две сборки, если это MIMO антенна), сделанная из кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом и имеющая N-штекер с одного конца (для подключения к антенне) и SMA штекер с другого(для подключения к переходнику).

Антенны с F гнездом согласованы под 75 Ом, к ним потребуется кабельная сборка, сделанная из кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом(в народе “телевизионный”) и имеющая F-штекер с одного конца (для подключения к антенне) и снова F штекер с другого(для подключения к переходнику).

Осталось подобрать переходник. Разъёмы переходника с одного конца должны подходить к кабельной сборке, с другого к модему. Со стороны кабельной сборки это может быть или SMA, или F гнездо. Со стороны модема TS9 или CRC9 штекер(зависит от модели модема). Для MIMO антенны потребуется два переходника. Если ваш модем не имеет разъёмов для подключения внешней антенны, то придётся использовать бесконтактный адаптер(в наличии бесконтактные адаптеры только с SMA гнездом), или, чтобы избежать затухания сигнала можно переделать модем. Внимание, очень не советуем использовать бесконтактный адаптер для подключения к 4G антенне, т.к. скорость и качество соединения сильно пострадают! В переделке модемов мы имеем большой опыт, поэтому бояться порчи модема не стоит, стоимость переделки 3G модема(вывод одного гнезда SMA, F или любого другого по желанию заказчика) 600 руб., а 4G модема(вывод двух гнёзд) 1200 руб. Переделанный модем имеет наименьшие потери по сравнению с другими способами подключения к кабельной сборке или антенне, и такое соединение является более надёжным с механической точки зрения(припаянные напрямую к плате кабели сложно отломать или вырвать).

Так же, существуют антенны со встроенным гермобоксом и десятиметровым USB кабелем, внутрь которого помещается 3g или 4g модем. В этом случае схема подключения следующая:

Внешняя антенна с боксом → переходник → модем → далее идёт 10 метровый USB шнур(идёт в комплекте с антенной и входит в её стоимость), который вы подключаете напрямую в компьютер или wi-fi роутер.

При использовании антенны с боксом модем устанавливается прямо в антенне, а точнее в её герметичном боксе. Внутри бокса из антенны сразу выведены SMA штекеры, поэтому всё что вам потребуется для подключения — это один переходник CRC9 или TS9 на SMA для 3g и два переходника для 4g. Бесконтактный адаптер для таких антенн использовать нельзя т.к. весь смысл таких антенн в отсутствии затухания сигнала между модемом и антенной за счёт исключения кабельных сборок(в USB кабеле затухание отсутствует так как сигнал от модема не аналоговый, а цифровой). Поэтому если у вас модем без разъёмов, придётся его переделать или купить новый, с разъёмами.

Общая информация.

В настоящее время большинство людей используют не только стационарные компьютеры, но и смартфоны, планшеты, ноутбуки и прочие мобильные устройства. Рекомендуем подключать модем не к компьютеру, а к Wi-Fi роутеру(маршрутизатору), чтобы для всех домашних использовался один модем. Использование внешних антенн не накладывает никаких ограничений на подключение модема к wi-fi роутеру. О том как организовать такое подключение читайте в следующей статье:

Как подключить внешнюю антенну к 3G модему

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 Что такое усиление антенны простыми словами.
Первым делом необходимо решить, поможет ли вам внешняя антенна для 3G модема 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 3G облучателя KIP9-2050 совместно с параболическим рефлектором. Если же присутствует хоть какой-то сигнал, то в большинстве случаев достаточно использовать направленную 3G антенну. 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 – пигтейл.

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 внешней 3G антенны, то воткните глубоко в F-разъем неизолированный кусочек провода длиной 4 см, он послужит временной антенной.

Антенна 4G для модема своими руками

Часто возникает ситуация, когда мощности сигнала недостаточно для устойчивого приема интернета. Выручить может уличная или комнатная антенна. Промышленная антенна для 3g модема МТС способна поднять уровень сигнала на 10-17 Дб.

Антенна 4G

Направленная антенна для 4G или ЛТЕ улучшает отношение сигнал-шум за счет того, что имеет низкое усиление в направлении, отличном от основного.

Ниже будут рассмотрены различные варианты, как сделать антенну для дачи или квартиры при помощи подручных средств.

Антенна своими руками должна быть выполнена в точном соответствии с теми данными, которые требуют чертежи. Высокая частота сигнала приводит к тому, что ошибка в нескольких долях миллиметра может привести к полной или частичной неработоспособности устройства.

Улучшить домашний интернет можно при помощи усилителей, которые повышают уровень сигнала. Основными характеристиками усилителей высокочастотного сигнала являются коэффициент усиления и отношение сигнал-шум. Обычно внешний усилитель усиливает сигнал на 10-20 дБ.

Энтузиастами творчества разработано множество самодельных конструкций внешних антенн для улучшения приема. Один из экзотических вариантов – баночная антенна. Для изготовления конструкции требуется две алюминиевых банки из-под напитков объемом 0.33 л.

Каждая банка крепится к ровной рейке на расстоянии 1 см друг от друга. К одной из банок присоединяется центральная жила экранированного кабеля, к другой – оплетка. Кабель подсоединяется при помощи маленьких винтов с гайками, поскольку паять алюминий в домашних условиях затруднительно.

Баночная антенна

Самодельная антенна работает наиболее эффективно, если направить ее плоскостью банок в направлении ретранслятора (это мобильная вышка, репитер).

Основные требования к вибратору

Вибратор должен выполняться из голого медного провода диаметром 2-2.5 мм. Использовать материал иной толщины нежелательно, поскольку произойдет рассогласование вибратора и высокочастотного кабеля. При этом качество антенны 3G или 4G модема будет крайне низким.

Выбор кабеля

Как правило, устройства для интернета используют тонкий коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом. Длина кабеля должна быть достаточной для подсоединения внешнего устройства, вынесенного на улицу, и оконечного модуля (модема или роутера).

Важно! Не следует делать длину с запасом, поскольку высокочастотный кабель имеет свойство затухать в передающих линиях, и длинный кабель может полностью нивелировать коэффициент усиления антенны.

Специфика конструкции рефлектора

Рефлектор любой конструкции выполняется из хорошо проводящего металла и должен быть защищен от коррозии. Высокочастотный сигнал распространяется по тонкому слою поверхности, а пленка окислов увеличивает сопротивление этого слоя.

В качестве рефлектора может использоваться металлическая решетка. Существуют варианты изогнутого отражателя. В любом случае должно соблюдаться определенное расстояние от активной части приемного устройства.

Сетчатый рефлектор

Важно! Габариты ячеек решетки должны быть меньше длины волны.

Процесс создания устройства

Создание самодельного устройства усиления сигнала требует высокой квалификации и аккуратности, поскольку длина волны сигнала сопоставима с погрешностями разметки деталей и их сборки. Большую роль имеют также способ соединения внешнего блока с приемником и схема передачи сигнала.

При небольшом расстоянии от внешнего блока до модема его можно подключить при помощи высокочастотного кабеля, используя специальные разъемы, которые различаются у разных производителей оборудования.

Отправка данных беспроводным путем

При большом расстоянии кабель будет вызывать сильное затухание сигнала, сводя на нет все положительные качества антенны и усилителя. В данном случае лучший вариант – воспользоваться беспроводной передачей сигнала.

Репитер 3G

Для этой цели используется репитер, который устанавливается вблизи антенны. В дальнейшем репитер транслирует усиленный сигнал в направлении пользователя, используя Wi-Fi протокол.

Панельная, или патч-антенна – наиболее распространенная антенна 3g 4g lte, поскольку имеет малые размеры при хороших усилительных качествах и высокой помехозащищенности. Панельная антенна выполняется в виде нескольких излучателей (патчей) прямоугольной, круглой или эллиптической формы, расположенных над металлическим экраном. Размеры патчей и их расстояние от экрана зависят от частоты сигнала.

Несколько патчей, соединенных определенным образом, образуют антенную решетку, благодаря чему устройство имеет высокий коэффициент направленности, более высокое усиление и хорошо ослабляет мешающие сигналы с противоположного направления.

Панельная антенна

Наиболее простая для повторения конструкция изображена на рисунке. Размеры и конфигурация взяты с промышленного образца, который имеет неплохие технические характеристики.

Компактная внешняя антенна, размещенная в подходящем корпусе, имеет минимальную толщину и массу.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Наружная панельная антенна LTE наиболее часто применяется для улучшения качества обмена данными в зоне неуверенного приема. Малые габариты и высокая технологичность позволяют разместить в одном корпусе большое количество элементов, что особенно важно при использовании технологии MIMO.

Технология MIMO

Технология MIMO позволяет увеличить пропускную способность канала передачи данных до максимального теоретически допустимого значения. Данная методика производит пространственное кодирование сигнала благодаря тому, что прием и передача осуществляются различными антеннами. Основное требование для успешного использования MIMO технологии – связь между антеннами должна быть как можно слабее. Техническим языком говорится, что антенны должны быть слабо коррелированы.

MIMO-антенна

Аппаратура, поддерживающая MIMO, разделяет сигнал на несколько потоков, распределяя их между пользователями. В том случае, если пользователей меньше, чем количество приемо-передающих модулей, то к каждому клиенту сигнал может поступать по нескольким потокам.

Таким образом, происходит следующее:

  • Увеличивается скорость передачи данных;
  • Растет помехозащищенность;
  • Затрудняется перехват трафика.

Для работы по технологии MIMO требуется, чтобы ее поддерживало оборудование провайдера и клиента.

Антенна Харченко, или горизонтальная восьмерка, является наиболее простой в изготовлении, притом довольно эффективной для увеличения мощности принимаемого сигнала.

Конструкция Харченко

Для самостоятельного изготовления требуются следующие основные материалы:

  • Отрезок медной проволоки диаметром 2-2.5 мм;
  • Лист тонкого металла или фольгированного текстолита размером 120х120 мм;
  • Отрезок тонкого коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50-75 Ом.

Самодельная антенна Харченко состоит из двух элементов:

  • Вибратора;
  • Рефлектора.

Изготовление вибратора

Вибратор является основным элементом для приема и передачи электромагнитных волн. Его размеры должны точно соответствовать рабочей частоте.

Рефлектор (отражатель) формирует направленные свойства антенны, повышая коэффициент усиления в направлении приема и снижая уровень помех с остальных направлений.

Размеры элементов антенны для 4G интернета зависят от частоты сигнала. В качестве примера можно рассмотреть устройство, работающее на средней частоте 2600Гц. Длина волны составляет 115 мм. Таким образом, сторона квадрата, с учетом толщины провода, должна составлять 28.9 мм. Внутренние стороны делаются несколько короче для того, чтобы углы квадратов не соприкасались и образовывали промежуток для подключения кабеля.

Изготовление рефлектора

Для рефлектора берется лист проводящего материала (это сталь или односторонний фольгированный текстолит) размером 120х120 мм. Предпочтительнее взять фольгированный материал, поскольку медь обладает меньшим удельным сопротивлением, и антенна для модема своими руками будет иметь лучшие эксплуатационные характеристики.

Строго посередине рефлектора сверлится отверстие по диаметру коаксиального кабеля (обычно 4-6 мм). По углам сверлятся отверстия ближе к краям для крепления собранной конструкции на мачте или поверхности.

Соосно отверстию термоклеем либо иным способом крепят пластмассовую втулку для крепления вибратора. Высота втулки должна составлять 13 мм.

Сборка антенны 4G

К средней части вибратора припаивают коаксиальный кабель, центральную жилу к одной стороне, оплетку – к другой. Второй конец кабеля продевают в отверстие втулки и рефлектора. Далее вибратор приклеивают средней частью к втулке.

Длина кабеля зависит от предполагаемого расстояния между антенной и модемом. На втором конце кабеля необходимо припаять разъем, соответствующий ответной части USB модема. К примеру, ЮСБ модем Мегафон или Билайн использует разъемы типа MS156. Разъемы роутера или маршрутизатора обычно выполняются по стандарту SMA.

Разъемы SMA и MS156

Важно! Используя фольгированный материал, располагать его следует медной фольгой к вибратору.

Никакая самая мощная антенна не повысит качество приема, не даст устойчивый коннект, если не будет направлена точно в сторону передающей аппаратуры.

Защита

Для защиты от внешних воздействий выносная антенна должна быть размещена в корпусе подходящих размеров. Места выхода кабеля и крепежных элементов должны быть тщательно загерметизированы.

Важно! Корпус конструкции должен быть выполнен из непроводящего материала. Это может быть полистирол или полиэтилен. Первый материал предпочтительнее, поскольку допускает сборку корпуса при помощи склеивания, достаточно стоек к ультрафиолетовым лучам, низкой и высокой температуре.

Наибольшей опасности внешние устройства подвергаются во время грозы. Разряд молнии, попавший в антенну, способен мгновенно вывести из строя внутренние цепи во всей подключенной к ней аппаратуре. Поэтому при вероятности грозы следует отключать антенный кабель из разъема модема или роутера.

Самодельные устройства повышения мощности принимаемого сигнала способны улучшить качество приема, скорость приема и передачи данных, исключая дополнительные расходы на более совершенное оборудование.

Простая всенаправленная антенна 3G 4G Wi-Fi

Сейчас в радиолюбительской практике очень распространены антенны для усиления 3G, 4G, Wi-Fi сигнала типа «Биквадрат».


Такая антенна имеет направленное действие, что может быть не всегда достоинством, но и даже недостатком. Пример такой: вам нужно усилить сигнал вашего роутера, чтобы можно было ловить его в любой части вашего дома. Если вы будете использовать направленную антенну, то сигнал, скорей всего, будет хорошо доступен только в поле действия этой антенны. Наверняка это будет только одна комната, куда она будет направлена. Такую антенну хорошо использовать только для дальней связи, при условии, если вы знаете куда её направить.
Для усиления своего WI-FI сигнала во всех направлениях подойдет антенна, которую покажу вам я. Она по своим характеристикам направленности близка к штыревой антенне, за исключением большей чувствительности.
По строению это фактически тот же биквадрат, только дважды направленный в противоположные стороны. Плюс ко всему эта антенна в разы проще классического биквадрата, так как не имеет ни стойки, ни рефлектора.

Как рассчитать антенну?

Только пожалуйста не пугайтесь, математика пятый класс. Нам нужно рассчитать только одно плечо, так как антенна квадратная. Но для начала нужно узнать под какую частоту мы будем делать антенну. Лично я в примере буду делать под WI-FI. Известно, что частота WI-FI равна примерно 2,4 ГГц или 2400 МГц (так же есть ещё более современный Wi-Fi – 5500 МГц). Если будете делать под 3G – 2100 МГц, а 4G (YOTA)- 2600 МГц.
Берем скорость распространения радиоволн (300,000 км/с) и делим на нужную частоту (2400 МГц) в килогерцах.
300.000/2.400.000 = 0,125 м
Это мы получили длину волны. Теперь поделим на четыре и получим длину плеча квадрата.
0.125/4 примерно получиться 0,0315 м. Переведем в миллиметры для удобства и получим 31,5 мм.

Изготовление простой антенны для Wi-Fi своими руками

Брем толстую проволоку толщиной 2-3 мм. И шаблон, вырезанный из кусочка алюминия. Можно конечно обойтись без него, но с ним попроще.


Гнем две петли из одной проволоки и две из другой. Разрыв должен быть между квадратами.
Затем, малярным скотчем временно фиксирую квадраты крест-накрест, чтобы было проще спаивать. И запаиваю середину сверху, чтобы конструкция приобрела жесткость.
Теперь нужно взять толстый кусок кабеля с разъемом (можно взять от той же штыревой антенны).
Вставить внутрь антенны и припаять. Средний провод к верху, а нижние плечи квадратов — к общему.
Антенна готова. Для завершения можно залить паянное соединение горячим клеем и покрасить.

Испытания антенны

Сравним силу сигнала со штыревой антенной, которая шла изначально с роутером.
Штыревая антенна:
Теперь в сравнении. Первая штыревая, а затем наш всенаправленный биквадрат.
Видно, что наша антенна принимает и усиливает сигнал на 30% лучше. Вот вам и результат работы.
Хороший уровень сигнала — это залог высокой скорости интернета, а значит залог стабильной работы. 30 процентов это очень высокий показатель, учитывая то что кардинально ничего менять не пришлось.
Делайте свою простую антенну для 3G, 4G или Wi-Fi и больше не мучайтесь с нестабильным и слабым сигналом.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх