Антенна 4G для модема своими руками
Содержание
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.
Простая внешняя 4g антенна своими руками
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).
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 антенна 4g своими руками
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 для 4g модема своими руками
Антенна Харченко, или горизонтальная восьмерка, является наиболее простой в изготовлении, притом довольно эффективной для увеличения мощности принимаемого сигнала.
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.
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.
