Интернет-энциклопедия по электрике

Интернет-энциклопедия по электрике

» » Самодельная активная антенна для усиления 3g сигнала. Антенны своими руками

Самодельная активная антенна для усиления 3g сигнала. Антенны своими руками

Всемирная сеть интернета 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:

  1. С помощью мобильного телефона можно узнать, где сигнал самый максимальный, пройдясь с ним по всему дому и вокруг него.
  2. Также можно пройти и с ноутбуком, у которого, особенно в современных моделях, есть индикатор 3G-связи.
  3. Наносим на бумагу пару точек, где сигнал самый лучший.
  4. Проверяем эти точки по высоте.
  5. 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.

Биквадратная антенна предложена К.П. Харченко (1961 год) ловить метровые каналы телевидения. Разумеется, размерами была велика: длина волны не отличалась малым размером. Когда требуется антенна для модема, своими руками собранная из подручных средств, уместить конструкцию часто можно в круглой коробке из-под лазерных дисков, рефлектор в этом случае устанавливается просто. Хватит одной болванки, главное – посмотреть на свет, чтобы не была прозрачная (требуется слой металла для конструирования рефлектора). Это означает: покрытие подходит, идеально отражает волны цифровой связи. Речь заходит про антенны для модема - подразумевается два стандарта WiFi, 3G. Первый освоил частоты бытовой техники, мешает микроволновкам, второй является детищем сотовой связи. Длины волн, разумеется, аналогичные.

Цифровые модемы

Слово модем производное двух других:

  1. Модулятор.
  2. Демодулятор.

Передавая информационные пакеты, приходится кодировать. Практики быстро обнаружили: если излучить речь человека в эфир, вещание затухнет на дальности 25 метров. Радиоволны низкой частоты нежизнеспособны. Получше обстоит дело с проводами. Общеизвестно: аналоговой телефонии удавалось передать речь на километры, пользуясь помощью усилителей, рамки можно раздвинуть. Однако в этом случае условия чужды идеальным. Отчего происходит несуразица. Каждая среда (воздух, железо вода) наделена характеристикой пропускной способности, причем величина потерь зависит от частоты. В атмосфере выявлены окна связи (пропускающие электромагнитное излучение), используемые спутниковым вещанием. Диапазон WiFi (2,4 ГГц) не относится, напротив, излучение поглощается парами воды.

Мысля таким образом, инженеры родили мысль: информацию можно передать, закодировав полезным сигналом параметр несущей волны, входящей в окно прозрачности. На приемной стороне информацию нужно раскодировать. Этим занимаются модемы. Передаются в линии свет, электромагнитные волны, кодируются полезной информацией. Антенны заняты преобразованием электрических колебаний в эфирную волну, которая распространяется в пространстве. Этим шагом устраняется необходимость монтажа линии связи, провода. Эфир послужит передаче информации. Удобства приходится оплачивать, в нашем случае сильно ограничивается дальность, кроме того 99% энергии расходуется впустую, если не используется пара направленных антенн, нацеленных друг на друга. Широковещательная сеть WiFi, 3G неизбежно ведет к потерям. Однако удобство мобильной связи окупает энергию.

В каких случаях поможет внешняя антенна для модема:

  1. На балконе прием видим, внутри квартиры - тишина. Подоконник сигнал ловится, внутри помещения - круглый нуль. Ситуация - бич беспроводных сетей по одной простой причине: мощность передатчиков ограничена законами. Электромагнитные волны вредят здоровью, несмотря на желание чиновников поживиться, иногда приходится уступать элементарным требованиям врачей. Не больничных, других – разрабатывающих законы, регулирующие применение опасных средств.
  2. Вещает несколько вышек - жители сталкиваются с такой ситуацией: модем, приправленный умным драйвером, упорно навязывает связь точке, передающей хуже. В лучшем случае удается перебросить вручную, даже это временами надоедает. Выручит направленная антенна, которую нацелим в нужном направлении.
  3. В зоне полутени прием сигналов WiFi, 3G неуверенный, определен капризами погоды. Помогает направленная антенна, нацеленная в сторону вещания.

Имеются другие случаи. Везде, где требуется улучшить качество приема, нужна самодельная антенна для модема. Правда, выдумано одно устройство, позволяющее повысить уровень сигнала. Подразумеваем рефлектор. Покупатели видели в магазине усилитель 3G, представляющий цилиндрическую поверхность: вдоль оси устанавливали модем-флэшку. Лучи собирались в центре, улучшая прием. Устройство пассивное, ценой превышает модем с пакетом на полгода интернета. Неудивителен вопрос обывателей величиной с гору, как может быть изготовлена антенна для модема своими руками.


Конструкции антенн модемных

Начнем биквадратной антенной Харченко, пригодной всем диапазонов цифровой связи. Экземпляр, ловящий WiFi, умещается коробкой лазерных дисков, удобно с точки зрения защиты от непогоды. Порекомендовали бы пользоваться онлайн калькуляторами, ведя расчеты. Поскольку найти достаточно сложно, взяли труд рассчитать для некоторых случаев параметры, дальше читатели обобщат на любую частоту, потому что соотношения станут очевидными. Частоты WiFi:

  • Частота 2,6 ГГц, длина волны 115,3 мм. Сторона квадрата составит четверть длины волны: 28,82. Для получения общей длины восьмерки умножаем одну сторону на 8, получается 230,6 мм. Берем запас, получается 235 мм. Расстояние до рефлектора составит 0,15 - 0,2 длины волны. Берем нечто среднее - 0,175. Получается 20,2 мм.

На деле, часто используется волна 2,45 ГГц. Проведем расчет.

  • Частота 2,45 ГГц, длина волны вычисляется делением скорости света на число. Приближенно скорость света вакуума равна 3 х 10 8 м/с, точное значение – 299792458. Вычисляем длину волны… получается 122,36 мм. Далее ведем расчет проторенным путем. Получаем сторону квадрата, деля длину волны на 4 – 30,6 мм. Длина проволоки подсчитывается умножением на 8, получается 245 мм, берем запас - 250. Расстояние до рефлектора составит 112,36 х 0,175 = 21,413 мм.

Сложно согнуть проволоку под прямым углом. Рекомендуем использовать при изготовлении антенны для модема тиски, плоскогубцы, молоток. Наравне с линейкой и уголком, конечно. У многих возникает вопрос, какой толщины должна быть сама проволока. Попробуем ответить! Снижение частоты диаметр повышает, на 2600 МГц параметр составляет 2,75 мм; осваивающим 1300, следовательно, следует взять 5,5 мм. Приведем несколько значений:

  1. 900 МГц – 8 мм;
  2. 800 МГц – 9 мм;
  3. 1800 МГц – 4 мм;
  4. 1900 МГц – 3,8 мм.

Аналогично получим результат для любой частоты. Понятно, нарушение толщины, удаление от расчетных значений к фатальным последствиям не приведет, однако и слишком увлекаться не стоит. Чтобы потом не говорить, что на сайте ВашТехник приведены неправильные значения… По нашим сведениям, на территории РФ часто применяется стандарт GSM 1800, посмотрим, какая биквадратная антенна Харченко должна быть на рабочей частоте (модем 3G).

Частота 1800 МГц, находим длину волны: 299792458/1800000000 = 166,6 мм. Находим сторону квадрата делением на 4, получается 41,6 мм. Суммарная длина проволоки составит 333,1 мм. С запасом выйдет 335 мм. Расстояние до рефлектора составляет 166,6 х 0,175 = 29,15 мм. Толщина проволоки указана выше. Конструируйте на здоровье.

Прочие длины волн повременим рассматривать, порядок расчета очевиден. Приведем пару замечаний по конструкции самодельной антенны для модема. Если биквадрат один (и больше встретим), напоминает восьмерку – не более. В центральной точке пересечение отсутствует. Просто проволока сближается, не касаясь, затем разбегается вновь в стороны. Напоминает, действительно, положенную набок восьмерку (поляризация WiFi вертикальная). Для другой поляризации - горизонтальной - размещаем восьмерку вертикально.

Провод для антенны лучше брать изолированный. Подойдет жила кабеля нужной толщины. Необязательно материал должен быть медь, просто олимпийский металл не подвержен электрохимической коррозии (всегда является акцептором). Защитить сооружение нужно в любом случае. Как было сказано выше, модели WiFi помещаются в коробку лазерных дисков, которую для верности заклеим.

Восьмерка стоит на изолированных стойках, которые можно размещать в любом месте, однако проще использовать две опоры в области сближения (посередке). Один край подсоединяется к экранам кабеля и антенны, второй служит для снятия сигнала. Оба вывода находятся близко друг от друга, почти соприкасаются, электрический контакт в месте пересечения отсутствует.

Усиление сигнала повысится, если использовать два биквадрата. Центральная часть выполняется указанным образом, дальше восьмерки пересекаются (!) крест-накрест, но в месте контакта надежно изолируются два провода друг от друга. Диаграмма направленности сужается, повышая усиление. Хороши методики ловли вышки, которая виднеется на горизонте. Удастся направить антенну модема точно - прием непременно улучшится.

Подключение устройства ведется стандартным 50-омным кабелем. В идеале неплохо померить КСВ, затем довести до значения, меньшего 2. Устройство антенны для модема может быть иным, приводили в недавнем обзоре конструкции, напоминающие используемые сотовыми телефонами. Излучающие площадки, объединенные согласующими линиями.

Заканчивая обзор, подчеркиваем: стандарты сотовой связи, WiFi напоминают друг друга. В обоих случаях поляризация вертикальная. Сделано для уверенного приема в любой точке. При распространении волны вокруг планеты конфигурация сохраняется. Вертикальная поляризация перпендикулярна грунту. При разговоре по рации старайтесь так держать антенну.

Практика! Доподлинно известно - туповатые индивиды склонны выполнять простейшие процедуры неверно. Действуя напоказ, держат рации горизонтально, выворачивая немыслимым образом. Придерживайтесь проверенных решений. Иногда проще сделать пару шагов. Луч редко меняет поляризацию, иначе отрасль радиовещания давно учла бы нюанс (рации авто, например).

Андрей Барышев, г. Выборг

Немалому количеству пользователей беспроводного Интернета приходится сталкиваться с проблемой низкой скорости соединения. Особенно актуальна эта проблема для абонентов, живущих за пределами крупных населенных пунктов и при большой удаленности от ближайших вышек сотовых операторов. Но и в городах с плотной застройкой может случиться так, что прием прямого сотового сигнала невозможен, приходится довольствоваться использованием отраженного сигнала, ослабленного в несколько раз. Во всех этих случаях может оказаться довольно эффективным применение дополнительных выносных антенн, предлагаемые конструкции которых различаются принципом своего построения, сложностью и заявленными радиотехническими параметрами.

В моем случае проблема состояла в крайне низкой скорости Интернет-соединения из-за большой удаленности от вышки (10 км по прямой). Кроме того, прием прямого сигнала был невозможен из-за находящихся впереди панельных пятиэтажек. По этой причине 3G-сигнал модемом практически не фиксировался, и работать можно было только в режиме GPRS (использовался модем МТС MF192+).

Были рассмотрены многочисленные способы повышения уровня принимаемого сигнала, в том числе, найденные на сайтах в Интернете. Проанализировав различные конструкции антенн и отзывы об их работе, можно было сделать вывод, что наиболее эффективно работают либо варианты направленных антенн типа «волновой канал», либо тарелки-отражатели, в фокусе которых располагается сам модем. Но изготовление таких антенн требует точных и сложных расчетов и довольно специфических материалов, поэтому делать их в домашних условиях непросто. А варианты с выносом самого модема «на улицу» (за окно, на крышу и др.) сразу отпали из-за необходимости применения USB удлинителя протяженностью более 15 м. Даже при значительно меньших размерах такого удлинителя модем может перестать нормально работать из-за затухания сигнала и падения напряжения питания. Кроме того, модем в принципе не предназначен для работы в уличных условиях при значительных перепадах температуры и влажности. Поэтому рассматривались только комнатные направленные антенны, лучшими из которых, по многочисленным отзывам, являлись антенны «зигзаг Харченко» или «би-квадрат».

Но, несмотря на внешнюю простоту, вариантов изготовления такой антенны также можно найти немало, при этом нередко указываются совершенно разные размеры составных элементов и способы компоновки всей конструкции. Для сравнения всех вариантов на практике были изготовлены и проверены в работе несколько таких антенн с различными размерами и в разных «модификациях», в том числе, варианты антенны с четырьмя и шестью квадратами (двойной и тройной «би-квадрат», соответственно). При этом мои конструкции позволяли оперативно изменять конфигурацию и размеры различных составных элементов.

Следует сказать, что в моем случае применение двойного и тройного вариантов «би-квадрата» не показало практически никакого преимущества перед обычным, простым вариантом этой антенны. Поэтому в дальнейшем будет рассмотрен подробный расчет и особенности изготовления «классической» антенны.

Расчет антенны

Для точного расчета размеров антенны не потребуется ни специальных теоретических познаний, ни каких-либо программ.

Периметр рамки антенны такого типа должен быть равен длине волны принимаемого радиосигнала. В нашем случае длину волны можно рассчитать, зная частоту сигнала 3G, которая составляет 2100 МГц. Для этого нужно разделить скорость распространения радиоволн (300,000 км/с) на частоту, в результате чего длина рамки получается равной

300,000/2,100,000 = 0.143 м.

Поскольку рамка имеет форму квадрата, следует разделить ее общую длину на 4, в результате чего получим длину каждой стороны квадрата, равную 35.75 мм. Во многих источниках можно встретить совершенно другие размеры сторон - от 27 до 53 мм. Очевидно, такие антенны рассчитаны уже на другой диапазон, например GSM или Wi-Fi, рабочие частоты у которых, соответственно, ниже или выше, чем в нашем случае.

Коэффициент усиления данной антенны примерно 6 дБ. При ее изготовлении все размеры нужно соблюдать как можно точнее, от качества изготовления сильно зависит и качество работы. Следует заметить, что любая антенна без усилителя не усиливает сигнал как таковой, а выделяет его на фоне других сигналов и различных помех (если антенна не широкополосная). За счет этого мы и получаем нужный нам сигнал, уровень которого гораздо выше уровня помех. Поэтому точное соблюдение размеров антенны важно, ведь таким образом мы получим точную настройку на нужную рабочую частоту!

Чтобы увеличить усиление до 9 дБ, можно применить рефлектор. Это может быть металлическая пластина, мелкая сетка или даже фольга, наклеенная на фанеру или плотный картон, с размерами на 10-15% больше площади «полотна» самой антенны. В данном случае рефлектор будет иметь размеры 125 × 75 мм.

Изготовление

Таким образом, антенна для приема сигналов 3G (без рефлектора) будет выглядеть, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1.

Для ее изготовления нам потребуется медный провод сечением не менее 4 мм 2 (можно использовать, например, «жилу» от силового электрического кабеля марки ВВГ или NUM). Периметр каждого квадрата равен длине волны - 143 мм. Поскольку антенна состоит из двух квадратов, то понадобится отрезок провода длиной 2 ×143 мм = 286 мм.

Делим провод на 8 равных отрезков и изгибаем в этих местах под углом 90°, а свободные концы спаиваем между собой, чтобы получился замкнутый контур (Рисунки 2 и 3):

Рефлектор следует закрепить позади «квадратов» антенны, причем расстояние до рефлектора тоже имеет большое значение, так как влияет на входное сопротивление и согласование с соединительным кабелем. Теоретически это расстояние должно составлять ¼ длины волны, что в нашем случае составляет 143/4 = 35.75 мм. Но моя антенна, например, лучше работает при расстоянии 18 мм, а это получается 1/8 длины волны. Поэтому расстояние до рефлектора лучше сделать регулируемым и поэкспериментировать с ним в процессе настройки. Для этого берем отрезок медной трубки подходящего диаметра (туда должен входить наш соединительный кабель), например, от телескопической антенны для приемников/телевизоров. Придаем ему форму, показанную на Рисунке 4.

В пластине рефлектора сверлим отверстие в центре, чтобы туда плотно входила эта трубка. Она не должна свободно болтаться, тогда ее можно не припаивать к рефлектору и при настройке сдвигать, регулируя расстояние до плоскости антенны. Припаиваем нашу рамку из двух квадратов к этой трубке, как показано на Рисунке 5).

Сквозь трубку пропускаем кабель и припаиваем его центральную жилу к внутреннему углу рамки напротив отверстия трубки, а оплетку-экран кабеля - к трубке с противоположной стороны рефлектора (Рисунки 6 и 7).

После окончательной настройки антенны трубку можно припаять к рефлектору. Плоскость антенны должна быть строго параллельна плоскости рефлектора, потому что даже небольшой перекос и непараллельность могут сильно снизить уровень сигнала. Для обеспечения жесткости конструкции между рефлектором и крайними углами рамки можно приклеить подкладки из текстолита или другого хорошего изолятора.

Соединение с модемом

Если на вашем модеме нет специального разъема для подключения внешней антенны, то придется сделать своеобразный адаптер, который надевается снаружи и передает сигнал на встроенную антенну модема посредством переизлучения. В простейшем случае можно просто плотно обмотать модем (в месте расположения его внутренней антенны) несколькими витками центральной жилы соединительного кабеля, как показано на Рисунке 8.

Количество витков, обычно равное 2…5, подбирается при настройке по максимуму принимаемого сигнала. Затем эти витки следует закрепить на модеме изолентой. А можно сделать конструкцию посложнее, более удобную и эффективную. Такой вариант адаптера показан на Рисунке 9.

Конструктивно он представляет собой кольцо, которое плотно облегает корпус модема в месте расположения его внутренней антенны. Кольцо можно сделать из полоски медной фольги шириной 45 мм, концы которой нужно спаять между собой. К этому кольцу припаивается центральная жила соединительного ВЧ-кабеля. Из другой полоски такой же фольги, но с размерами 25 × 75 мм, изгибается полукольцо, как показано на Рисунке 9, а к нему припаивается оплетка-экран кабеля. Электрического контакта между кольцом и полукольцом быть не должно. Регулируя положение полукольца и угол его наклона относительно модема, нужно добиться максимального уровня принимаемого сигнала. Размеры такого адаптера никак не рассчитывались теоретически, а были подобраны путем экспериментов. У модемов разных типов и моделей расположение встроенной антенны внутри корпуса также может быть разным (в районе разъема USB или на другом его конце). Это следует учитывать при расположении адаптера на корпусе вашего модема!

Соединительный ВЧ-кабель

Немного о типах и марках кабеля. Помимо качественных показателей, кабель может иметь разное волновое сопротивление - 50 или 75 Ом, что нужно принимать во внимание при его выборе. Сопротивление беспроводных модемов, как правило, составляет 75 Ом. Поэтому лучше, конечно, использовать 75-омный кабель. Судя по многочисленным рекомендациям, лучше использовать кабели марок 10D-FB, 8D-FB, 5D-FB (в порядке убывания качества) из-за малых показателей затухания сигнала. Хуже показывают себя кабели марок RG-6, RG-8Х. Поэтому, особенно при длине кабеля более 5 м, выбирайте более качественный вариант, иначе можно потерять все то «усиление», которое получите от антенны!

Настройка антенны

Расположив антенну так, чтобы она была направлена в сторону ближайшей вышки сотовой связи (желательно у окна или напротив него), отрегулируйте положение антенны и расстояние между ней и пластиной рефлектора, сдвигая трубку. Ориентироваться надо по уровню сигнала, и для этого лучше использовать специальные программы, например программу «MDMA» (можно скачать в Интернете), где есть шкала уровня сигнала в децибелах. Эта программа работает не со всеми модемами, но есть и другие, подобные ей, показывающие уровень сигнала в децибелах (отношение составляющих «сигнал/шум»). Ориентироваться можно и в стандартной программе-коннекте для вашего модема по уровню сигнала значка антенны, но это не очень удобно, потому что там, во-первых, имеет место несколько запоздалая реакция на изменение сигнала (до 10 - 20 с), а во-вторых, это будет не совсем корректно. Потому что важен именно показатель отношения сигнал/шум, а не уровень сигнала в целом.

В моем случае показатель шкалы антенны «родного» коннект-менеджера увеличился после подключения и настройки антенны несильно, всего на 2 - 3 деления. Однако скорость Интернет-соединения при этом поднялась очень ощутимо. Скорость закачек увеличилась с 0.5 Мб/с до 3…4 Мб/с в дневное время, и еще больше ночью. Без такой антенны, как уже говорилось ранее, прием сигнала 3G вообще был невозможен.

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться .

  • a190003 Огромное спасибо, будем тоже пробовать.
  • a190003 а если еще упростить антенну сделать её по типу "двойной квадрат" или "волновой канал".Сильный недостаток данной конструкции -это "парусность" и сложность конструкции с изоляцией активных элементов от экрана и надежной фиксации центральной трубы в экране.Преимущество нет согласующего "колена" в излучателе по волновому сопротивлению согласования кабеля снижения..Как вы считает можно ли использовать её в качестве излучающей антенны?
  • Вообще-то обычная "полька" тоже работает,только пробовал её без усилителя.Тема антенн (равно как и модемов) изъедена "до дыр" на: http://netobzor.org/forum/index.php
  • Sashok.1964 эта тема не может быть изъедена,согласование антенн что бы на ней сигнал как огни св. эльфа святились- трудная задача.А так я в теме "Информация для практического применения" предложил антенны из зонтов делать...а!!!
  • СДМА как и 3 Джи не только согласование... Длина и качество кабеля+направленость антенны = качество приёма (кабель RG6 или аналог) не более 10м.Кстати,кабель припаян "напрямую",нет даже петли и откуда автор взял,что R модемов=75 Ом? Из того,что намотал 3 витка на модем?Он хоть разобранный модем в руках держал? Если да,то должен знать,что в нём есть внутренняя антенна,которую можно выкинуть и впаять гнездо под наружку. P.S.Если уж намотал центр.жилу,то подвигай на Ec/lo модем в средине витков. Как по мне,так витки расположены за!антенной,но никак не на ней
  • По поводу изоляции активного элемента прилагаю фото, а парусность можно снизить изготовив рефлектор из сетки. В процессе работы антенна и принимает и передает, модем не "горит", значит согласование достаточно(не факт. что оптимально)
  • С новой антеной какая скорость, конечно придумано оригинально, спасибо за идею и фото.
  • a190003 двумя активными точками крепления, параллельность директора относительно рефлектора не обеспечить.И предполагается,что антенна должна быть удалена от модема на 10-15 метров вверх.
  • Ну так никто не мешает поставить пару стоек по вершинам, а вообще жесткость вполне достаточна (размеры антенны не велики, стойки большого диаметра).При такой удаленности, я считаю, оптимальнее выносить модем с роутером в герметичном боксе, а удлиннять витую пару(питание по свободным жилам), иначе на компенсацию потерь в кабеле и соединениях не хватит усиления антенны, да и витая пара подешевле хорошего коаксиала.
  • Ну тогда уж и климат-контроль этому модему с роутером в герметичном боксе. ;) К примеру, только у USB модема Samsung Z810 увидел возможность работы от -10"С. Смотрел только: http://dimonvideo.ru/articles/3344
  • чем выше частота сигнала - тем в более тонком приповерхностном слое протекает ток. в идеале материал для антенны должен быть полирован.
  • Не соглашусь,т.к. полировка никак не влияет на протекание I,в отличие от материала для изготовления хотя и он не столь суть важен. Если изготовить антенну под определённую частоту (спектр),задать верное направление на БС то и удельным R антенны можно принебречь
  • Sashok.1964 Вот посеребрить гальваникой обязательно.
  • Ну если так хочется,то самое простое - фиксаж (закрепитель фотографий), я им платы гальванил после травления,самое оно!
  • Sashok.1964 отработанный фиксаж это уже невозможно!!! так что батарейка 4,5 v,соляной раствор и два электрода,один из них серебряная ложка другой отдраенный наждачкой и обезжиренный "директор" ,часов на 10.- добротность контура и сигнала повысится раза в три.
  • Так никто и не говорил про отработку,ясен перец,что с него взять?:D
  • Sashok.1964 для информации... только в отработанном закрепителе-фиксаже и есть серебро, в свежеприготовленном только сульфит натрия.Не прореагирующие галогениды серебра на пленке растворяются в фиксаже,что б засветки не было и фотки не желтели.
  • К примеру, только у USB модема Samsung Z810 увидел возможность работы от -10"С На улице -20 модемы (Евро сеть и МТС) работают нормально.
  • куда большая сложность в том, что производители технологии 3G мудаки и не думали о людях, когда делали это "чудо". то есть думали, но о тех, кто живёт под вышкой. давно есть возможность подключиться к этой хрени на хорошей скорости, так как компьютер удачно стоит, но принципиально не буду теперь этого делать. это технология для мобилок и ноутбуков.
  • а удлиннённым кабелем для УСБ и правильной ориентацией модема удалось увеличить скорость приёма с 1,6макс до 6,5макс:)

Конструкция антенны была предложена Харченко К.П. в 1961 году для приема телевизионных каналов метрового диапазона и долгое время была самой популярной телевизионной антенной, получив название «зигзагообразная». Смотрите статьи в журнале «Радио» (Радио №3, №4, №8 1961; №11, 1962; №4, 1966; №10, 1967). Со временем антенну реконструировали для дециметрового и других диапазонов. С появлением цифровых 3G, Wi-Fi сетей, работающих на более высоких частотах, зигзагообразная антенна перекочевала и на них и зарекомендовала себя там одной из лучших для изготовления своими руками.

На Западе такая антенна носит название «BiQuard », «Trevor Marshall"s antenna ». Она, так же как и тройной квадрат , является разновидностью рамочной антенны. Присмотритесь: антенна Харченко - это две квадратные рамки объединенные в одну систему. Рамочная антенна, как известно, имеет такие положительные качества, как широкополосность и не критичность к точности изготовления. (Конечно, это не основание делать ее тяп-ляп


Телевидение передается в большинстве случаев горизонтально-поляризованной волной, а 3G, Wi-Fi, CDMA - вертикально-поляризованной. Поэтому для этих сетей «восьмерка» должна быть в «лежачем» положении и напоминает своего рода «очки».

В Сети можно найти много конструкций антенны Харченко как для Wi-Fi, так и для 3G UMTS. Поскольку частоты этих видов связи близки, здесь важно не запутаться. Можно воспользоваться онлайн калькулятором и рассчитать антенну непосредственно на ваш диапазон.

Важно понимать, что расчетные размеры рефлектора – это минимально допустимые. Можно и больше. Для такой антенны, в качестве рефлектора, вполне подойдет CD или DVD диск.

Его напыление хорошо отражает радиоволны сантиметрового диапазона, нужно только подобрать диск не просвечивающийся, когда смотришь через него на свет. За основу антенны можно взять коробку для CD-DVD на 25 дисков. Не буду повторяться, .


Такая конструкция вполне сгодится для изготовления антенны для CDMA-800 диапазона (Intertelecom, PeopleNet, Украина). При этом размер рефлектора примерно соответствует листу формата А4, а провод или медную трубку нужно брать толщиной 5-8 мм (можно медную полосу такой же ширины). Рефлектор же для экономии можно сделать из жести. Размеры - из того же калькулятора !

На диапазон CDMA-450 размеры антенны получаются уже до полуметра в ширину, поэтому, для уменьшения парусности, лучше применить рефлектор в виде сетки.

Можно использовать строительную сетку с ячейкой не более 1 см, укрепленную на H-образной несущей конструкции из любого подходящего металла. Поскольку по краям рамки имеется нулевой потенциал, ее можно крепить к рефлектору металлическими болтами. Рамка изготавливается из дюралюминиевой полоски 10мм шириной, стыки - на алюминиевых заклепках.

Усиление антенны можно поднять до 11-12 dBi удвоив восьмерку (Double BiQuard). Для фазирования элементов применяется перекрестное питание. Как это сделать понятно из фото ниже. Размеры антенны можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора антенны Double Bi-Quad у нас на сайте. Кроме того, ромбы можно заменить круговыми петлями. Получается антенна Bi-loop , работающая по тому же принципу.


Готовую антенну можно покрыть нитролаком, либо покрасить автомобильной краской для защиты от атмосферных воздействий, если вы намерены разместить ее на мачте. На диапазонах Wi-Fi, 3G антенна Харченко довольно критична к точности изготовления. Поэтому, поймав сигнал, не стоит пренебрегать настройкой антенны. Можно воспользоваться стандартным "палкомером" модема, но удобнее специализированным софтом . Сдвигая и раздвигая «очки», а также в небольших пределах меняя расстояние до рефлектора, добиваются максимального уровня принимаемого сигнала. Главное здесь - терпение, так как нужно постоянно ждать пока обновятся показания уровня сигнала в программе.

Всем привет.
Небольшая предыстория:
Построил я дом в деревне и переехал туда жить, а интернета в деревне нет, а как же в современной жизни без него?, да и сотовый ловит с трудом. Долго я пытался что-то с этим сделать - есть, конечно, готовые решения, но они стоят довольно прилично и денег на них было жалко, в итоге долгие поиски в интернете и было найдено решение, причем оооочень бюджетное и приступил я к изготовлению.
Материалы, которые потребовались:
1. USB модем с поддержкой 3G
2. Пара разъемов антенных (как к телевизору)
3. Метра полтора антенного кабеля
4. Кусочек медной проволоки
5. Отрезок профиля для крепления гипсокартона
6. Сантиметров десять тоненького провода
7. Четыре самореза, ну и еще какая-то мелочевка
Из инструментов:
1. Пассатижы с кусачками
2. Нож
3. Паяльник
В общем-то и все, смотрим фото:

Разобрал модем, вынул из него родную антенну, а на ее контакты двумя проводочками припаял антенный разъем.


Собрал все в корпус, разъем запаял пластмассой, у кого есть, можно термопистолетом…


Изготовил саму антенну по чертежам из интернета и закрепил на стену дома с улицы


Все проверил - сигнал 3G поймал, но так как дома есть несколько компьютеров/ноутбуков/планшетов/телефонов))), то был куплен Wi Fi роутер с поддержкой 3G модемов

Роутер с вставленным самодельным модемом

И вроде бы счастье пришло, вот только сигнал был не стабильный и часто интернет пропадал.
Для решения этого вопроса была куплена самая дешевая спутниковая тарелка за 500 рублей и антенна была помещена напротив нее

Самодельная 3G антенна

После этого сигнал стал стабилен, но упала скорость исходящего трафика, а т.к. лучшего я добиться не смог, то остановился на этой конфигурации.
В принципе если использовать одно устройство, то видео с Ютуба можно смотреть без задержек, странички открываются довольно быстро, фотографии прогружаются тоже вполне приемлемо, а вот чтобы что-то выложить, приходится ждать, но это лучше чем ничего…
Вот так я сделал себе интернет, стоимость всех материалов (роутер и модем в расчет не беру) получилось не более 600 рублей…
Напишу про одну тонкость с которой столкнулся.
Антенный кабель очень сильно теряет сигнал при увеличении его длинны, поэтому у меня использовано всего 1,5 метра, есть нормальные кабели, но в своем городе я их достать не смог…
Ни и еще оператор у меня МТС и для этого пришлось перепрошить Мегафоновский модем)))