Що таке gsm антена. Саморобна антена для телефону. Як підключити зовнішню антену до смартфону. Розвиток стандарту GSM, антен GSM

Останнім часом в Росії значно збільшилася зона покриття мережами стандарту GSM 900. Проте ситуація далека від ідеальної. Якщо в європейських країнах проблема невпевненого прийому практично відсутній, то більшість вітчизняних користувачів частенько з нею стикаються - в заміських будинках, на дачах і т. Д. А як було б чудово виїхати на рибалку, полювання, в село, не втрачаючи зв'язок із зовнішнім світом !

Ключ до вирішення цієї проблеми - зовнішні спрямовані або ненаправлення антени. Правда, купити антену мало - необхідно її правильно встановити і налаштувати. Читачі, знайомі з радіоелектронікою, зможуть самостійно виготовити і встановити антену, що працює в стандарті GSM. Сьогодні ми розповімо про типи антен і про способи їх установки і настройки.

Довідка

Говорячи зовсім просто, мобільний телефон являє собою дуплексну радіостанцію, провідну радіообмін на різних частотах. Всього в стандарті GSM 900 124 частоти. Телефон, як і базова станція, може працювати на будь-якій частоті, яка визначається оператором.

Базова станція (BS) передає, а телефон (MS) приймає на частотах 935,2 - 959,8 МГц. Мобільний телефон передає, а базова станція приймає на частотах 890,2 - 914,8 МГц. Канал від BS до MS називається Down Link, від MS до BS - Up Link. Більшість операторів використовують обмеження дальності роботи мобільного телефону від базової станції - 35 км, що обумовлено особливостями стандарту. Пояснимо, що в мережі стандартної конфігурації в одному частотному каналі формується 8 тимчасових інтервалів (тайм-слотів): один службовий, а сім - розмовні. Саме в цьому випадку максимальна дальність зв'язку на кожному каналі становить 35 км. Однак в GSM передбачена також нестандартна конфігурація стільники, при якій дальність зв'язку збільшується на 70 - 100 км (конфігурація Extended Cell). На жаль, при такій конфігурації кількість розмовних каналів зменшується до 2 - 3, що зменшує ємність мережі. Використовувати такий режим в місті та близько оператору не вигідно. Іноді цей режим використовується на морському узбережжі для створення прибережної зони покриття.

Таким чином, якщо у вас телефон стандарту GSM 900, не намагайтеся встановити зв'язок, віддалившись від найближчої базової станції більше ніж на 35 км. Максимальна дальність зв'язку, досягнута мною, - 34 км.

дальність зв'язку

На дальність радіозв'язку впливають такі чинники:

Місцезнаходження BS і MS і рельєф місцевості.

Потужність і чутливість MS.

Потужність і чутливість BS.

Використовувані на MS і BS антени.

Воля Господа Бога (досвідчені зв'язківці жартують, що це - головне).

Зазвичай базові станції мають потужність 20 - 30 Вт. Антени застосовуються або штирові, або спрямовані. Чутливість базових станцій складає -100 дБ - 115 дБ. Змінити або вплинути на всі ці параметри користувач, звичайно, не може. Вихідна потужність телефону становить 0,3 - 2 Вт, чутливість - 90 - 105 дБ. Чутливість телефону в основному визначається технологіями, що використовуються при створенні малошумних вхідних пристроїв. Якщо в зонах впевненого прийому різниця в чутливості і потужності між моделями практично непомітна, то в зоні невпевненого прийому вона може стати критичною. Найчастіше трубка показує рівень сигналу від базової станції 1 - 2 кубика (за шкалою), а встановити з'єднання не може: не вистачає потужності. І хоча стандартизація ETSI регламентує стандартні вихідні потужності для кожного класу телефонів, реальне значення може незначно коливатися. Гарною чутливістю відрізняються трубки SAGEM, Alcatel, Motorola. А по потужності проходять всі старі телефони, особливо Motorola. Всі телефони фази 2 мають приблизно однакову потужність.

Що ж стосується рельєфу, то на рівній місцевості і по річці хвилі поширюються краще. Чим вище ви знаходитеся (в розумних межах), тим краще сигнал. Ліс часом "гасить" хвилі сильніше, ніж міська забудова.

Пошук сигналу

Отже, ви вибралися за місто і хочете забезпечити себе зв'язком. Підніміться на дах, горище або на найвищу точку поруч з будинком або за потрібне вам місцем. Якщо телефон ловить мережу, але на межі (або нестабільно), у вас є всі шанси виправити становище, використовуючи зовнішню антену. Якщо відстань до станції менше 30 км, а мережа не ловиться, також спробуйте застосувати антену. В останньому випадку спробуйте домовитися з продавців про повернення антени, якщо експеримент провалиться.

Якщо сигнал, хоч і дуже слабкий, був все ж спійманий, наберіть будь-який міський номер - для перевірки. Якщо при розмові чутність нормальна і співрозмовник не скаржиться на випадання шматків вашої мови, значить, енергетика обох ліній (UL і DL) збалансована і можна використовувати стандартну антену, налаштовану на середню частоту між частотами прийому і передачі. Якщо ж співрозмовник час від часу пропадає, необхідно "підсилювати" у порядку зменшення від базової станції до вашого телефону. Можливо, варто пошукати телефон з кращою чутливістю. Але якщо погано чутно вас, слід посилювати напрямок від вашого телефону до базової станції. Вже на даному етапі зрозуміло, що при виборі типу антени і її параметрів бажано враховувати дані оператора і умови прийому.

У зонах невпевненого прийому часто спостерігається інтерференція (перешкоди) між каналами з однаковими і сусідніми частотами. На жаль, частотний ресурс, виділений операторам GSM 900 в Росії, обмежений, через що в зоні невпевненого прийому часто "видно" частоти від різних базових станцій з однаковими або сусідніми значеннями рівня сигналу. Такі частоти створюють взаємні перешкоди, що заважають зв'язку, а при певних рівнях сигналів зв'язок стає і зовсім неможливою. Якщо на екрані телефону фіксується сильний сигнал від базової станції, а з'єднання втрачено або вдається, але мова весь час пропадає, значить, ви зіткнулися з "чужинцями". "Змусити" телефон вибрати іншу частоту виходить далеко не завжди, проте спеціальна функція телефонів Nokia - Netmonitor - це зробити дозволяє.

З подібною проблемою я зіткнувся на дачі, яка відділяється від великого міста досить-таки відкритим простором. Телефон брав сусідні частотні канали з рівнями 70 дБ, 73 дБ і 72 дБ, але якість зв'язку залишало бажати кращого. Спас мене тільки примусовий вибір іншого частотного каналу з меншим рівнем - 80 дБ. Однак при обмеженому частотному ресурсі навіть частотне перепланування мережі виручає далеко не завжди. Проте, якщо у вашому телефоні відсутня Netmonitor, можна використовувати зовнішню спрямовану антену з гарною діаграмою спрямованості. Залишається тільки зробити правильний вибір.

вибір антени

Як вже говорилося, збільшити дальність і якість зв'язку дозволяють саме зовнішні антени. Для телефонів в основному використовуються зовнішні штирові і логоперіодічеськие антени, а також антени типу хвильовий канал. Повторимо, що в Західній Європі відсутні зони невпевненого прийому. Тому спрямовані антени для терміналів GSM 900 практично не випускаються. Якщо виробник і пропонує спрямовану фірмову антену GSM 900, вона, як правило, призначена для роботи з ретрансляторами (репітерами) операторів.

У СНД і Східній Європі спрямовані антени виготовляються кустарним способом. Крім того, є не- великі заводики в Чехії, Польщі та країнах Балтії. Проста автомобільна магнітна антена має посилення 1 - 3 дБ (1 - 2 кубика за шкалою телефону), хвильової канал - 7 - 15 дБ (в залежності від кількості елементів, якості збірки і настройки антени), що становить вже 2 - 3 кубика за шкалою , а логоперіодична антена - 7 - 12 дБ. Автомобільна антена являє собою вертикальний штир в 3/4, 1/2 або 5/8 довжини хвилі. Навіть проста автомобільна антена, піднята вище, може поправити ситуацію з невпевненою зв'язком. Справа в тому, що при розмові по телефону близько 10 - 20% енергії поглинається тілом користувача, тому, піднімаючи штирові антену вгору, ви зменшуєте вплив на неї навколишніх предметів. Я сам спостерігав, як саморобні, полуволновой і вертикальні диполя, підняті на 5 м, вирішували проблему зв'язку. Пояснимо, як такий диполь виготовляється.

Мал. 1. Вертикальний диполь

Зачищаємо c одного кінця білий телевізійний кабель RG6U. Отримуємо центральний провідник і оплетку кабелю. До центрального провідника припаюємо мідний дріт будь-якої товщини довжиною близько 8,2 см (для діапазону 900 МГц) і кріпимо його вертикально вгору. До оплетке припаюємо другий шматок дроту такої ж довжини і кріпимо його вертикально вниз (рис. 1). Отримуємо щось схоже на букву "Т", покладену набік. (В телебаченні використовується горизонтальна поляризація, а в GSM - вертикальна, тому потрібно саме такий диполь.) Інший кінець кабелю підключаємо через перехідник до телефону. Будьте уважні і не замкніть центральну жилу з опліткою, інакше телефон може згоріти. Ну ось, за 5 хвилин ми спорудили примітивну антену, яка не поступається за параметрами китайським автомобільним.

Наведу історію з життя. Приїхавши минулого літа на відпочинок до Криму, я виявив, що на базі обіцяного оператором впевненого покриття немає. Це означало, що я пропущу дуже важливий дзвінок. Впевнений сигнал виявився на даху котеджу, але перспектива просидіти там два тижні мене не надихнула. За 5 хвилин я знайшов шматок потрібного дроти (замість мідного використовував алюмінієвий). Ще 10 хвилин пішло на те, щоб відшукати у сусідів 5-метровий шматок телевізійного кабелю. Nokia 7110 має механічний комутатор для зовнішньої антени, тому я просто встромив центральний провідник кабелю прямо в роз'єм телефону, а оплетку кабелю поєднав з металевим обідком зовнішнього роз'єму телефону. Зміцнив антену на даху будиночка і вже через 10 хвилин на радість сім'ї і на заздрість сусідам вільно спілкувався по телефону.

Як то кажуть, повернемося до наших баранів. Спочатку скористаємося автомобільної штирьовий антеною ($ 5 - 10).

Тут головне - не нарватися на занадто погане якість. Маючи Netmonitor, перевірити антену набагато легше. Якщо підключено до телефону автомобільної антени рівень сигналу повинен збільшитися на 1 - 3 дБ (наприклад, з -60 дБ до -57 дБ). В крайньому випадку, сигнал повинен залишитися незмінним. Якщо при підключенні антени сигнал зменшиться на 5 дБ і більше, краще відмовитися від покупки. Хочу зауважити, що хороша фірмова автомобільна антена коштує від $ 40 і вище. Втім, і серед азіатських 10-доларових виробів іноді зустрічаються непогані речі.

Встановлена \u200b\u200bна дах вашого "будиночка в селі", автомобільна антена здатна вирішити проблему зі зв'язком. Якщо посилення автомобільної антени не вистачає, можна звернутися до інших - наприклад, до поширеної спрямованої антени - хвильовому каналу. Він виглядає, як звичайна телевізійна антена, встановлена \u200b\u200bна даху будинку.

Хвильовий канал дозволяє отримати реальне посилення до 7 - 15 дБ з оптимальною діаграмою спрямованості. Але у нього є недолік - узкополосность. Різниця між частотою прийому і частотою передачі в GSM 900 становить 45 МГц, а весь робочий діапазон - 890 - 960 МГц (смуга в 70 МГц). Домогтися лінійної або близькою до лінійної характеристики в такому широкому діапазоні важко. Тому бажано виготовляти хвильовий канал в залежності від частоти оператора і конкретного місця і в залежності від ситуації зрушувати резонанс до частоті висхідного або спадного напрямків. Для більшої широкополосности слід використовувати тільки петлевий вібратор, погоджуючи його з кабелем - наприклад, з сімметрірующей петлею; також слід обмежитися невеликою кількістю елементів, скажімо, 3 - 12, так як якщо їх буде більше, налаштувати антену без обладнання буде важко, крім того, робочий діапазон антени звужується.

Мені доводилося мати справу з безліччю хвильових каналів, виготовлених кустарно. Констатую: в більшості антен коефіцієнт посилення становив менше 7 дБ, деякі мали резонанс на частотах 700 - 800 МГц замість GSM-діапазону і коефіцієнт стоячої хвилі більше 3 (при передачі це може легко вивести з ладу вихідний каскад телефону). Професійно виготовлені і налаштовані саморобні антени зустрічалися рідко.

Тепер на черзі - логоперіодічеськие антени (їх теж можна відшукати на радіоринку). У порівнянні з хвильовим каналом вони мають більш широкий робочий діапазон. Тому такі антени менш критичні до точності виготовлення і налаштування. Реальний коефіцієнт посилення тут досягає 10 - 14 дБ.

Теоретично при необхідності можна з'єднати 2 хвильових каналу, один - налаштований на частоту прийому, інший - на частоту передачі, але це вже занадто складна система.

Кабель та антенні перехідники

В діапазоні 900 МГц питання вибору кабелю набуває першорядну роль. Вітчизняні телевізійні коаксіальні кабелі можна використовувати тільки обмежено (загасання більше 30 дБ на 100 м занадто велике). З доступних імпортних зразків підійде RG6 - коаксіальний кабель з подвійною опліткою. Його ви знайдете в будь-якому магазині. Загасання складає 20 - 24 дБ на 100 м (перевіряв експериментально). Промислові штирові автомобільні антени зазвичай включають в себе кабель RG59 з загасанням 28 дБ на 100 м. Антена типу хвильовий канал з коефіцієнтом посилення 12 дБ і 10 м кабелю RG6U дають загальне посилення 9,6 дБ, а при 20 м - 7 дБ.

На більшості телефонів є роз'єм для зовнішньої антени. Крім того, для кожного типу телефону існує так званий антенний перехідник (близько $ 5), він підключається до зазначеного роз'єму і являє собою короткий шматок кабелю, з одного боку якого знаходиться специфічний телефонний високочастотний роз'єм, а з іншого - стандартний ВЧ-роз'єм. Зазвичай загасання в антенному перехіднику не перевищує 1 дБ. Купуючи антенний перехідник, переконайтеся в його дієздатності. При включенні перехідника в телефон вбудована в телефон антена відключається і вихідний каскад перемикається на перехідник. Іншими словами, якщо ви просто підключаєте перехідник до телефону, сигнал на шкалі телефону повинен трохи впасти. Потім ви підключаєте зовнішню антену до перехідника, і сигнал збільшується. Якщо все йде саме так, значить, перехідник працює.

Налаштування антени на місцевості

Отже, ви купили антену і підключили її до кабелю і до телефону. Піднялися на високу точку і приступили до налаштування антени. Додайте телефон так, щоб було видно екран. Як вже говорилося, при налаштуванні антени з апаратами Nokia найкраще використовувати функцію Netmonitor. У більшості інших телефонів можна ввести спеціальний код і відкрити службове меню, яке дозволяє побачити приймальний рівень 6 - 8 частот, що приймаються телефоном в порядку убування, номери частот, відстань до базової станції, відсоток помилок в каналі і ін. (Опис багатьох сервісних меню см . на: www.3ton.com/gsm.) Якщо Netmonitor є, будемо орієнтуватися за рівнем сигналу в децибелах (нагадуємо, що сигнал сильніше, коли значення рівня в децибелах менше). Якщо він відсутній, будемо налаштовуватися за стандартною шкалою сигналу.

Так як антени базових станцій GSM 900 мають вертикальну поляризацію, хвильовий канал слід розміщувати вертикально. При юстирування антен зверніть увагу на те, що приймальний рівень сигналу, що відображається в телефоні, змінюється з затримкою до кількох секунд, тому антену слід повертати повільно і дискретно. Якщо вам відомо напрямок на найближче місто, почніть з нього. Повільно повертайте антену по горизонту. Якщо сигнал знайдений, ваше завдання знайти напрямок, звідки сигнал приходить з максимальним рівнем. Якщо сигналу немає, повільно повертайте антену по горизонту, поки він не з'явиться. Пам'ятайте, що кожен метр висоти установки антени може виявитися вирішальним. Якщо сигнал не знайдений, спробуйте переміститися на кілька метрів убік і пошукати ще раз. Може бути, вам пощастить.

Небажано використовувати кабель між антеною та телефоном довжиною понад 30 м: в цьому випадки практично весь сигнал втрачається в кабелі.

Наостанок наведемо розміри саморобної логоперіодічеськие антени для діапазону 850 - 950 МГц (рис. 2). Розміри взяті з сайту www.atnn.ru. Програму для розрахунку антени-хвильової канал знову-таки можна знайти на: www.3ton.com/gsm.

Параметри: коефіцієнт посилення - 8,3 дБ, хвильовий опір - 60 Ом.

Чи потрібно купувати дорогий гаджет, коли є можливість обійтися пристроєм, зібраним з підручних засобів?

Ті, хто має хоча б початковий рівень знань у сфері стільникового зв'язку зможуть впоратися самі. Для цього необхідні комплектуючі і інструмент, а також схема приладу.

І можна збирати найпростіший підсилювач стільникового зв'язку своїми силами. Про те, що для цього буде потрібно буде розказано нижче.

Антени для посилення стільникового зв'язку

Вони є одними з найпростіших пристроїв, що дозволяють домогтися якісного сигналу на будь-якому об'єкті.

Розрізняють дві основні групи антен:

зовнішні;
Внутрішні.

Перші зазвичай встановлюються на даху будівлі і здатні забезпечити покриття на об'єктах великої площі. Ухвалений від базової станції сигнал антена передає по кабелю до підсилювача. Це гарантує гарну якість зв'язку навіть в зонах, де вона була раніше неможлива.

З яких елементів складається система посилення сигналу

Забезпечити надійний зв'язок в важкодоступних для радіосигналу місцях можна, але для цього буде потрібно спеціальне обладнання. Зібрані в єдину систему різні прилади дозволяють досягати високої якості сигналу і назавжди забути про його раптовому зникненні. Часто її називають підсилювачем стільникового зв'язку. Однак насправді це комплекс, що складається з наступних елементів:

Репитера або двостороннього підсилювача, який є проміжною ланкою;
Зовнішнього і внутрішнього антен, які вловлюють сигнал станції і поширюють його в приміщенні;
Подільника потужності або розгалуджувача дроти;
N-роз'ємів;
Коаксіальногокабелю опором 50 Ом.

Все, включені в систему прилади поділяються на дві групи:

активні;
Пасивні.

До першої відносяться пристрої для роботи яких потрібне підключення до джерела живлення - це ретрансляція, роз'єми. Пасивними називають антени, дільник і кабель. Кожна система розраховується під певний об'єкт і тому може мати різну кількість підсилювачів і внутрішніх антен. Оптимальним варіантом вважається така, в якій використовується кабель мінімальної довжини, так як кожен його зайвий метр - це втрати в якості сигналу. Це необхідно враховувати, збираючи підсилювач сигналу стільникового зв'язку своїми руками.

Оскільки всі елементи з'єднуються між собою, то монтаж обладнання рекомендується виконувати до чистової обробки, щоб не псувати інтер'єр.

Принцип дії репитера

Устаткування цього класу в якомусь роді є ретранслятором. Воно обробляє, що надійшли сигнали і направляє їх на вишку базової станції, якщо це вихідний дзвінок. Коли йде дозвон абоненту, то ретрансляція виконує ту ж функцію, тільки зв'язок здійснюється з гаджетом користувача.

Дивимося відео, найпростіший спосіб підсилити сигнал:

Прийом і передачу сигналу здійснюють антени. Найпростіший підсилювач сигналу мережі може бути зібраний своїми руками. Зовнішня антена отримує або відправляє його на станцію, а внутрішня відповідає за розширення зони покриття в приміщенні.

Як зробити підсилювач стільникового зв'язку своїми руками

Використання такого приладу дозволяє домогтися якісного зв'язку практично в будь-якому куточку об'єкта. Особливо необхідний ретрансляція в зонах з поганим сигналом або там, де він відсутній. До переваг використання системи можна віднести такі можливості, як:

Посилення сигналу в місцях, де часті перебої з мобільним зв'язком;
Усунення перешкод;
Підвищення чіткості повідомлення;
Зниження рівня випромінювання;
Більш тривалий термін служби акумуляторів телефону.

Але так як коштує таке обладнання не дешево, то багато наважуються зробити його самостійно.

Дивимося відео, етапи виготовлення своїми руками:

Для того, щоб зібрати підсилювач стільникового зв'язку своїми силами будуть потрібні компоненти, які потрібно з'єднати в єдину систему. Як це зробити буде розглянуто далі.

Що потрібно для збірки

Якщо ви вирішили зробити найпростіший прилад, а саме антену, то вам будуть потрібні:

Дріт, але тільки не мідна (довжина 30-40 см);
З'єднувальний блок;
Кабель (до 10 м);
Кріплення (для монтажу з'єднувальних блоків);
Труба полімерна (20 см);
Пластик.

Оскільки в процесі роботи доведеться виконувати з'єднання окремих елементів, то варто мати під руками ізоляційну стрічку. Після того, як всі комплектуючі знайдені і підготовлені можна приступати до складання підсилювача стільникового сигналу своїми руками.

Відрізок дроту необхідно зігнути по середині на 90 °, так, щоб в результаті вийшов ромб. Для цього від центру відступають по 9 см в обидві сторони. Потім в місці позначки дріт знову згинається на такий же за величиною кут. В результаті проведених маніпуляцій ви отримуєте ромб. Кінці загинаються всередину і до них приєднується блок. Встановлюють його так, щоб в подальшому через нього можна було виконати підключення. Для цього розрізають уздовж одну сторону полімерної труби і навпаки виконується отвір.

Дивимося відео, робимо підсилювач з банок:

Після того, як пройдено етап збірки антени приступають до підключення коаксіального кабелю. На одному з його кінців видаляється зовнішня ізоляція і зовнішній і внутрішній провідники підключають до контактів з'єднувального блоку. В результаті кабель стає продовженням антени.

Після цього залишається встановити пристрій на даху будинку або прикріпити до стовпа і направте її в сторону базової станції стільникового оператора. Останнім етапом у виготовленні найпростішого підсилювача власними руками є приєднання іншого кінця кабелю до пластини з пластику. І можна приступати до тестування.

Якщо все було зроблено правильно, то, як тільки ви піднесете мобільний телефон до підсилювача, індикатор сигналу збільшиться на 2 або 3 ділення.

Вибір місця установки репитера

Але мало тільки зібрати підсилювач стільникового зв'язку, необхідно ще й правильно виконати його монтаж. Ефективність роботи такого обладнання знаходиться в прямій залежності від місця його розташування, а також входять до системи антен. Тому перш, ніж приступати до монтажу необхідно переконатися в тому, що рівень сигналу достатній. Найпростіше дізнатися це вплинув дзвінок з телефону там, де планується установка антени. Можна визначити рівень сигналу і по індикатору на дисплеї гаджета.

установка антени

Але крім цього є й інші обмеження. Наприклад, місце для установки підсилювача не повинно бути ближче метра до опалювальних приладів.

Після того як виконано планування розташування всіх компонентів приступають до прокладання коаксіальногокабелю. Але перш, ніж включити ретрансляція необхідно переконатися в цілісності і чистоті всіх роз'ємів. Не можна включати прилад, якщо він не з'єднаний із зовнішньою антеною, так як він може вийти з ладу. Якщо необхідно виконати від'єднання радіочастотних кабелів, то необхідно обов'язково відключити харчування.

Є обмеження і в температурному режимі. Якщо для зовнішньої антени він становить від -40 до + 50 ° C, то для самого репитера обмежується тільки позитивними температурами. Крім того, ретрансляція може бути встановлений тільки в опалювальному приміщенні.

Потрібно пам'ятати! Некоректно зібрана система здатна випромінювати перешкоди, що позначається на роботі найближчих станцій. Тому не варто встановлювати її без обстеження об'єкта та визначення місця для розміщення всіх блоків.

Налаштування підсилювача

Щоб отримати стабільний і має достатній рівень сигнал зв'язку на конкретному об'єкті необхідно правильно виконати всі пуско-налагоджувальні роботи. Вони полягатимуть в налаштуванні якості голосових повідомлень і виключення самозбудження приладу.

Дивимося відео, що робити якщо поганий сигнал, дивимося рішення:

Перше з чого слід починати - це переконатися в цілісності всіх з'єднань. До високочастотним роз'ємів підключають блок живлення та антени. Якщо в мережі часто трапляються перепади напруги, то необхідно використовувати мережевий фільтр.

Наступний крок - це регулювання коефіцієнта посилення. Він повинен бути не менше 15 Дб. Налаштування репитера може здійснюватися в ручному або автоматичному управлінні. У першому випадку регулювання здійснюється за допомогою ручки потенціометра і зміни положення зовнішньої і внутрішньої антен.

Автоматична настройка передбачає установку рівня коефіцієнта посилення таким чином, щоб була отримана максимальна потужність на виході. В цьому випадку прилад самостійно буде підлаштовуватися під трафік базової станції оператора.

Ми живемо на краю маленького села. Зіткнувшись з необхідністю інтернету вдома, стали вивчати, що в цьому сенсі пропонує сучасна інфраструктура.

Виявилося, що найбільш доступним і простим способом підключитися до всесвітньої павутини, є GSM модем, недорогі варіанти якого, часто обзивають USB-свистком. Такий модем недорого коштує, широко поширений і непогано працює, але, тільки в зоні впевненого прийому сигналу, базової станції мережі стільникового зв'язку. У місті - будьте люб'язні, а поза ним, сильно залежить від того наскільки розвинена мобільна мережа. Часто для модему потрібна хороша зовнішня антена піднята на деяку висоту. Моделі пристроїв з роз'ємами для підключення зовнішньої антени, вважаються таким собі, професійним зв'язковим пристроєм і коштують раз в десять дорожче.

Для роботи знадобиться мінімальний набір радіомонтажного і слюсарного інструменту, дещиця терпіння. Для роботи з дріб'язком дуже корисні спеціальний козирок з збільшувальними стеклами або лампа з ними ж. Подбайте про хороше освітлення.

Однак і в простому «USB свистку» всередині корпусу є технологічний роз'єм для антени і можна задіяти його. У деяких модемах є доступ до антенного роз'єму, в деяких немає, в останньому випадку доведеться доопрацьовувати пластиковий корпус, відповідно анулюється гарантія пристрою. Антенний роз'єм бюджетного модему вельми хліпок по конструкції і встановлений прямо на друкованій платі методом поверхневого монтажу. Тобто тримається тільки за пайки.

До нього слід підключати тільки досить тонкий (гнучкий) коаксіальний кабель, інакше висока ймовірність товстим і жорстким кабелем зламати роз'єм. Тонкі ж кабелі мають підвищені втратами на ВЧ і не слід застосовувати їх для всього фідера. В принципі, існують перехідники - роз'єм модему - 15 ... 20см тонкого кабелю - роз'єм побільше для підключення зниження хорошим кабелем зовнішньої антени. Такий перехідник дозволяє вирішити проблему механічного навантаження на слабкий роз'єм, але ми опиняємося прив'язані до специфічного роз'єму на виході перехідника, що в разі саморобної антени нерозумно, до того ж, у продажу такі перехідники зустрічаються вкрай рідко. Варто пам'ятати і про те, що кожен додатковий роз'єм, навіть кожна пайка на кабелі, вносить загасання на ВЧ.

Мій варіант з'єднання - в магазині підібрався досить гнучкий телевізійний кабель - без екрану з фольги, центральна жила мідна (добре паяется) і багатожильний (гнучка). Підключення виглядало ось так.

До центральної жили припаяний відрізок мідного товстого лудженої дроти (ніжка резистора). Товщина його така, що він щільно заходить в гніздо. Місце оброблення ізольовано термотрубкі.

Штирек вставлений до упору в роз'єм і скручена і лудіння обплетення кабелю припаяна до «землі» антенного гнізда.

Місце пайки ізольовано, а головне - тонке місце на кабелі посилено кількома шарами термотрубкі. Тепер залишається приміряти і при необхідності підпиляти пластиковий корпус, щоб закривався як годиться, з нашої доопрацюванням. Звертатися доведеться обережно.

Все, модем підключений.

Переходимо до розрахунку і виготовлення антени.

Тип антени, обраний «логоперіодична», прийнята зарубіжна абревіатура - LPA-антена. Її особливості - високий коефіцієнт посилення і вельми вузька (гостра) діаграма спрямованості. Крім того, при досить акуратному виготовленні, антена не потребують настройки, яку неможливо здійснити без спеціалізованих ВЧ вимірювальних приладів.

Готуємо необхідні матеріали та інструменти. На першому етапі нам необхідно вирізати дві смужки з одностороннього фольгованого склотекстоліти товщиною 10мм, товщиною 1,5-2 мм, і довжиною - згідно розрахунків. Нам також знадобляться обрізки "голого" мідного дроту діаметром 1,5-2,5мм, який можна витягти скажімо з кабелю для внутрішньої електропроводки. Ну і відповідно, паяльник, каніфоль, лінійка і кусачки.

Нарізаємо елементи однакового розміру, на 5-10мм більше найдовшого вібратора, посилаючись на проведені розрахунки. Розмічаємо розташування елементів антени на імпровізованому "бум". Далі акуратно припаюємо їх, не перегріваючи підкладку, і кусачками доводимо до необхідних розмірів. Слід пам'ятати, що ми маємо справу з ВЧ з його скін-ефектом (поширення струмів в тонкому поверхневому шарі), в цьому сенсі, не слід допускати «холодних пайок» і сильно подряпаних поверхонь. Хороший тон - застосування спеціального флюсу з гліцерином для отримання дзеркальної поверхні пайок.

Тепер, потрібно готові «буми» жорстко закріпити один навпроти одного на розрахунковому відстані і замкнути перемичкою задні частини. До передніх кінців підключається коаксіальний кабель - до одного кінця центральна жила, до другого екрануюча обплетення.

Моє виконання антени - на поліпропіленової трубі. Відповідний шматок труби був Обпиляєте на циркулярної пилки для отримання плоских майданчиків, зручних для кріплення половин «буму». Вони кріпилися за допомогою липкої стрічки. Ззаду антени місце для модему - спочатку було вирішено максимально вкоротити антенний кабель, модем розташувати близько антени і зниження виконувати вже «цифровим». Пластикова труба взята кілька більшої довжини, для отримання зручної діелектричної «ручки».

Інший ракурс антени, видно посадочні місця половинок буму, підключення кабелю. Рекомендую познайомитися з, можливо, більш вдалою конструкцією антени.

Готова антена для перевірки працездатності була винесена на вулицю і закріплена на кінці довгих сходів дротом.

Через незручність орієнтування, довелося виготовити поворотний вузол. Трохи слюсарних робіт, обрізки нержавіючої сталі, зварювальні роботи.

Поворотний вузол вийшов кілька громіздким, але на відміну від аналогічного вузла супутникової тарілки дозволяє орієнтувати антену значно більш точно.

Вузол повороту приварений до пластини кріплення під кутом трохи більше 90 градусів (щоб стікала вода). Під час роботи закінчилися нержавіючі електроди, довелося використовувати звичайні - звідси пофарбовані зварювальні шви. На фото вище, вузол, який відпрацював на даху в різних місцях, з різними антенами, близько двох років і в цілому показав себе надійним і зручним.

На фото антена з USB модемом встановлена \u200b\u200bна фронтоні даху. Кути повороту дозволяють орієнтувати антену на вежу стільникового зв'язку в сусідньому селі (~ 5 км).

У герметичній коробці поруч з антеною, модем і блок живлення модему. В цілому вся схема з'єднань виглядає так.

Проблема довгих USB з'єднань - в падінні напруги живлення на довгих і щодо тонких проводах харчування (принцип роботи пристрою через порт USB - в тому числі і живлення пристрою від самого порту). В розумних межах подовжити USB кабель, можна двома способами - збільшити перетин (зменшити опір) провідників харчування або живити пристрій від свого близько розташованого блоку живлення. Мета обох способів - щоб на нашому пристрої напруга живлення було можливо ближче до п'яти вольт. Плюс.

Збільшення перетину дротів живлення вже було випробувано при пробних включених антени «на сходах». З'єднання і вихід в мережу були, але працювали нестабільно - періодично обривалися.

Для розміщення антени з вузлом повороту було вибрано інше місце - фронтон даху будинку. Відстань до нього трохи більше і було вирішено блок живлення розмістити «нагорі» - близько модему, прибравши можливу причину збоїв. «Довге» з'єднання по USB було виконано з двох нетовстих коаксіальних кабелів (центральні жили - дві лінії передачі даних, екрани на загальний провід).

Що вийшло - розміщення на фронтоні даху (доступ з плоского даху дровнік по короткій сходах) і загальна конфігурація обладнання, дозволила, надалі, зручно експериментувати з різними типами антен. На той момент вдалося відносно стабільно підключатися до мережі GSM (2G), іноді WCDMA (3G). Сама антена показала себе добре. Деяка копіткість виготовлення (багато точних розмірів), окупається відсутністю настройки і великим посиленням. Антена до того ж має низьку парусність і мало приваблива для птахів.

Забігаючи наперед. Причиною нестабільної роботи модему, все ж виявився саме довгий кабель USB, не дивлячись на благополуччя з харчуванням пристрою. Можливо, справа була в типі або навіть екземплярі модему, тому як в мережі трапляються опису подібних «подовжувачів» і більшого метражу.

Виготовлення та випробування ще двох типів антен, будуть описані окремо.

Найчастіше в сільській місцевості рівень сигналу від стільникових веж низький, і ми бачимо лише одне-два ділення на телефоні. Але є простий спосіб підсилити сигнал, не купуючи дорогих підсилювачів 3G. У цьому керівництві ми створимо підсилювач 2G / 3G / 4G сигналу для дачі з підручних засобів. Цей підсилювач зможе збільшити рівень сигналу в будинку з одного поділу до повної шкали. Для цього потрібно спорудити два модуля - один зовні будинку і один всередині. Обидва вони однакові і легкі в створенні, збірка займе близько 1-2 години. Перед початком робіт надіньте захисні окуляри і рукавички. LTE антена переважно розроблялася для посилення сигналу E GSM 900, 2G. Для отримання значущих результатів потрібно як мінімум ловити хоча б якийсь сигнал на вулиці.

Показати ще 5 зображень

Використовуйте саморобну антену для 4G модему на свій ризик.

Для початку, знайдіть необхідні компоненти:

Залізна вішалка товщиною 2-4 мм (обов'язково перевірте за допомогою магніту, що вона зроблена з заліза). Підійде будь-яка залізний дріт, відсутність фарби збільшить ефективність системи.
Два блоки для з'єднання кабелю (20A, якщо у вас такий знайдеться).
Звичайний кабель: - тв-кабель, коаксіальний, від супутникового тв (потрібно 30 м кабелю хорошої якості, що не обрізаного, не з з'єднаних частин).
Ножиці для проводів.
Плоскогубці.
Шуруповерт.

Крок 1: Приступимо до збірки виносної антени

Подивіться на малюнок. Перша секція, яку ми зберемо зі старої залізної вішалки, буде антеною 3G. Вона позначена чорним кольором. Для неї не обов'язково відчищати зовнішню фарбу.

Вирівняйте провід за допомогою плоскогубців (або руками) і зігніть на відстані 4 см від одного кінця під кутом 45 градусів.
Потім відміряйте 8 см від загину і загніть дріт всередину на 90 градусів.
Далі знову відміряйте 9 см і зробіть ще один згин на 90 градусів всередину.
Останній згин буде таким же, як і перший - на 45 градусів, тут ми встановимо блок для з'єднання кабелів. Встановіть блок на обидва кінці кабелю і закріпіть його.

Провід з'єднуються всередині блоку коннектора. Ділянки довжиною 4 см потрібно очистити від обплетення \\ фарби. У підсумку потрібно зібрати два ідентичних модуля.

Наступним кроком в складанні підсилювача сигналу GSM стільникового зв'язку та інтернету буде бездротова антена, виділена на малюнку помаранчевим і жовтим. Для цієї ділянки нам знадобиться звичайний тв-кабель. Спочатку зріжте близько 15-20 см верхнього покриття кабелю. Ви побачите екранує покриття, воно металеве і схоже на мережу. Зріжте і її, але не викидайте - вона буде використовуватися в якості матеріалу для червоної ділянки на малюнку. Просто скрутіть її і подрежьте, якщо її довжина занадто велика. Потім встановіть її в блок коннектора і закріпіть (форма у вигляді букви U не обов'язкова - важливо саме з'єднання). Потім поверніться до сердечника кабелю, акуратно зріжте ізоляційний шар - для створення спрямованої антени 4G нам потрібен оголений кабель.

Знову подивимося на малюнок. На відстані близько 5 см від початку сердечника, нам потрібно зробити 5 витків за годинниковою стрілкою. Можна намотати кабель на битку шуруповерта з діаметром 3-6 мм. Інша частина сердечника кабелю повинна бути рівною. Тепер потрібно з'єднати нашу бездротову антену з антеною 3G. Щоб зрозуміти, як це зробити, подивіться на картинки. Пам'ятайте, що нам потрібно з'єднати сердечник антени з залізним дротом і закріпити їх у коннекторе.

Після деяких досліджень, я прийшов до висновку, що для посилення 4G найкраще підходить 7 витків кабелю на зовнішньої антени і 5 витків на внутрішній. Використовуйте ваш смартфон для того, щоб визначити місце з найкращим сигналом 4G - помістіть зовнішню антену в цьому місці. Хороший рівень сигналу визначається приблизно 3 поділами на телефоні, нестабільний сигнал дуже часто стрибає вгору і вниз.

Якщо після складання антени сигнал так і залишився слабким, спробуйте методом проб і помилок підібрати найкраще для вас кількість витків на антені. Зазвичай найбільш хороший сигнал ловиться на даху будинку або недалеко від даху. Внутрішню антену помістіть там, де вам буде зручніше - у вертикальному положенні, найкраще під стелею, в приміщенні, в якому ви займаєтеся справами, а також на відстані від бездротового роутера. Для зручності настройки антени, раджу переключити телефон в режим 2G. Якщо в ваш будинок вдаряли блискавки, помістіть антену в безпечне місце. Також для посилення сигналу можна спробувати зняти з телефону чохол - нерідко він глушить частина сигналу.

Неізольовані частини антени не повинні торкатися стін і провідних поверхонь.

Крок 2: Доповнення

Щоб підсилити сигнал, ви можете спробувати вирізати з кухонної фольги шматочок довжиною і товщиною приблизно з телефон і наклеїти його на ліву чи праву сторону телефону (або спробувати приховати його всередині кейса для телефону). Також в якості антени можуть виступати телефонні навушники - багато людей помічали, що з ними сигнал краще.

Крок 3: Додатковий провід

Подивіться на фото вище. Я додав додатковий провід, щоб спробувати збільшити зону покриття внутрішньої антени. Я отримав цей результат методом проб і помилок: потрібно взяти додатковий провід довжиною 30 см, залишити з одного боку близько 5 см і зробити 4 витка навколо олівця, а потім з'єднати цей провід з коннектором. Але це поліпшення не збільшить силу сигналу.

Крок 4: Версія 2.0

Показати ще 11 зображень

Версія 2.0 більше схожа на наукову фантастику. У неї найбільш перспективні показники, але її все так же потрібно встановлювати на місце зі стабільним сигналом. Якщо щось стане незрозумілим - дивіться фотографії.

Збірка, частина 1.

Вирівняйте провід від залізної вішалки.
Зробіть загин під кутом 45 градусів на відстані 4 см від кінця дроту, очистіть ці 4 см від фарби \\ покриття.
Відміряйте 8 см від згину і зігніть дріт всередину на 90 градусів.
Заміряйте 9 см після цього загину і зробіть ще один згин на 90 градусів всередину.
Далі знову відміряйте 9 см і зробіть ще один згин на 90 градусів всередину
На відстані 8 см зробіть ще один згин на 90 градусів всередину.
Поверніть дріт на 90 градусів.
Відміряйте 9 см від згину і зігніть дріт всередину на 90 градусів.
Заміряйте 10 см після цього загину і зробіть ще один згин на 90 градусів всередину.
Далі знову відміряйте 10 см і зробіть ще один згин на 90 градусів всередину
Відміряйте 11 см від згину.
Останній вигин такий же, як і перший - на 45 градусів всередину. З нього теж потрібно зняти фарбу \\ покриття.
Протягніть кінці дроту в коннектор і затисніть їх.
Це буде внутрішня і зовнішня антена 3G, зібрані в одній.

Збірка частина 2.

Візьміть 3G антену, яку ми робили на початку керівництва (жовтого кольору)
Зігніть дроти антени під 90 градусів.
Закріпіть антену в коннекторе, як показано на малюнку.

Збірка частина 3.

Бездротова антена має практично той же дизайн.
На ній буде 7 витків для зовнішнього модуля і 5 витків для внутрішнього модуля.
Вона повинна досягати антени, описаної в пункті «Збірка частина 1», тому її доведеться трохи проштовхнути крізь коннектор.
Після успішної збірки закріпіть все.

Крок 5: Модифікація антени для бездротового роутера

Ось що я зробив зі своїм бездротовим роутером Dlink 2750E ADSL N-300. Невеликий модифікацією антени я зміг домогтися більш стабільного з'єднання крізь суцільну бетонну стіну. Ви також можете спробувати зробити цю хитрість.

Що може бути менш розчаровує, ніж відсутність стабільного сигналу стільникового зв'язку, коли він так необхідний. На щастя, маючи під рукою потрібні інструменти і матеріали, може зробити підсилювач сигналу стільникового зв'язку, в тому числі і для 3G-пристроїв, без особливих зусиль і яких-небудь істотних витрат.

Навіщо розбивати скарбничку заради покупки чергового дорогого гаджета, коли прийнятних результатів можна досягти, використовуючи підручні засоби? Потрібно лише знайти необхідні компоненти і з'єднати їх разом відповідним чином. Звичайно, якщо вам потрібен гарантований результат і для вас це дійсно має першорядне значення, то в такому випадку вам варто придбати фірмовий підсилювач GSM сигналу в спеціальному магазині або через інтернет, наприклад в інтернет-магазині MyAmplifiers.

1. Необхідні матеріали

Для складання простого підсилювача сигналу знадобиться всього шість недорогих компонентів:

Залізний дріт (довжиною 35-38 см., Не використовуйте мідь)
Подвійний з'єднувальний блок для проводів
Коаксіальний кабель (не довше 9,75 м.)
Болти і гайки (досить довгі для кріплення з'єднувальних блоків)
Відрізок пластикової труби (15-20 см.)
шматок пластику

І трохи ізоляційної стрічки (вона ніколи не буває зайвою).

2. Збірка антени підсилювача

Використовуючи плоскогубці, спочатку випрямити залізну дріт, а потім зігніть її на 90 градусів прямо по середині. Від центрального згину відзначте приблизно 9 см. В кожну сторону і зробіть ще два 90-градусних згину. В результаті, у вас вийде ромб. Для ще двох згинів відзначте ще приблизно по 8 см. І загніть кінці, що залишилися паралельно всередину ромба. Прикрутіть до цих кінців з'єднувальний блок для проводів таким чином, щоб потім через нього можна було підключити до них два дроти.

Розріжте одну сторону труби вздовж, а прямо навпроти розрізу просвердлите отвір і за допомогою болта і гайки прикріпіть до нього з'єднувальний блок для проводів, до якого ви до цього прикріпили антену.

3. Підключення коаксіальногокабелю

Зніміть з одного з кінців кабелю зовнішню ізоляцію, не пошкодивши шар ізоляції між зовнішнім і внутрішнім провідниками. Зовнішній провідник підключіть до одного контакту з'єднувача, а внутрішній до іншого, таким чином, щоб кожен з них став продовженням решт самої антени. Приєднайте створену вами антену до стовпа, де висить ваша ТВ-антена, обернувши розрізану раніше з одного боку пластикову трубу навколо нього. Перевірте, чи антену підсилювача спрямована в тому ж напрямку, що і телевізійна антена.

Після цього, заведіть інший кінець в приміщення, очистіть його від ізоляції, як і в минулий раз, тільки тепер ви можете позбутися від зовнішнього шару провідника. Далі виріже шматок пластика необхідної форми і виконайте в ньому маленький отвір і протягніть в нього провід. Тепер вам знадобиться изолента для того, щоб закріпити дріт.

4. Протестуйте підсилювач

Щоб протестувати зібраний вами підсилювач GSM сигналу, просто піднесіть пластикову штуковину, до якої ви під'єднали виведений кабель, до мобільного, смартфону, планшету або 3G-модему і індикатор сигналу повинен миттєво збільшитися на 2-3 поділу.

(Матеріалів, не знайдено)