Выбор и подключение антенны для интернета на дачу. Антенны своими руками Самодельные антенны для модема

Интернет давно и плотно вошел в жизнь практически каждого человека. Развитие тенденций, в том числе и в бизнес-процессах, требующих быстрой передачи больших объемов информации, еще больше усилило влияние необходимости постоянно присутствовать в Глобальной сети, ведь, даже находясь в отпуске, человек может иметь потребность дать срочный ответ на какие-либо рабочие вопросы или удаленно решить определенный круг проблем.

Сотовые сети

В деле облегчения доступа в Интернет вне зависимости от местоположения устройства и его владельца далеко не последнюю роль играют сотовые сети передачи данных. Современные девайсы - нотубуки, смартфоны и планшетные ПК - позволяют выполнять практически любые действия с информацией - ее генерацию, прием, изменение и передачу. Главное, чтобы неподалеку находилась передающая антенна 3G/4G-сигнала, которая обеспечит доступ в Глобальную сеть c любого устройства.

Интернет в удаленных районах

Несмотря на довольно широкое распространение 3G/4G сетей на территории нашей страны, качество предоставляемых операторами услуг очень часто оставляет желать лучшего. Если в более-менее крупных городах передающая 4G-антенна одного из сотовых операторов практически всегда расположена в каждом районе населенного пункта, а значит, обеспечивает нужное покрытие, то за пределами городов, в деревнях и отдаленных дачных поселках может наблюдаться крайне нестабильный прием сигнала.

Некачественное покрытие

Удаленность от крупных городов часто ведет к падению скорости приема/передачи данных на устройстве пользователя, а иногда - к полному отсутствию возможности доступа в Глобальную сеть. Как же решить эту проблему? Довольно часто улучшить качество приема сигнала сотовой сети, а значит, обеспечить комфортное использование всех возможностей Интернета помогает специальная 4G-антенна. Внешняя, вне здания, установка такого решения, во-первых, позволяет устранить помехи, возникающие при преодолении радиоволнами, которые распространяет базовая станция оператора, препятствий в виде неровностей рельефа и стен зданий, а также, во-вторых, в определенной степени улучшает качество принимаемого сигнала.

Антенны от производителей пользовательского 3G/4G-оборудования

Безусловно, операторы, предоставляющие своим пользователям доступ к Интернету через беспроводные сети, обладают информацией о вышеописанном положении дел. В своих фирменных магазинах они предлагают целые комплекты оборудования для работы в труднодоступных районах с плохим уровнем сигнала. Обычно в подобный комплект может входить модем или мобильный роутер, необходимые кабели и переходники, антенна модема 4G LTE. Стоит отметить, что изготовленные на заводе или фабрике решения хороши в первую очередь тем, что при их производстве применяются передовые технологии, что обеспечивает довольно неплохой коэффициент усиления сигнала.

Стоимость

Конечно же, изготовленная на заводе 4G-антенна является лучшим решением для обеспечения бесперебойным интернет-доступом мест, расположенных в труднодоступных районах. Единственным фактором, который может несколько препятствовать покупке подобного устройства, является высокая стоимость, превосходящая порой все разумные пределы. При этом внешняя антенна для 4G-модема не представляет собой нечто особенное - это обычная решетка, выполненная из металла, а в ее фокусе располагается приемная часть антенны. Такая простая конструкция наводит на мысли о самостоятельном изготовлении устройства усиливающего сигнал. В действительности многие абоненты, особенно технически продвинутые, предпочитают изготовить антенну для приема 4G своими руками, а не приобретать заводское решение в магазине.

Антенны, изготовленные самостоятельно

Стоит отметить, что антенна для 4G-модема, своими руками изготовленная - вполне действенный метод улучшить сигнал сотовой сети и сделать его более стабильным. При этом необходимы лишь начальные навыки работы с простейшими и доступными материалами. Старательно изготовленные антенны в отдельных случаях обеспечивают работоспособность модемов и роутеров даже в таких местах, где без использования антенн сигнал отсутствовал вообще. Единственным останавливающим фактором может служить отсутствие разъема для подключения внешней антенны на многих моделях модемов и мобильных точек доступа. А это значит, что придется осуществлять вмешательство в конструкцию интернет-приемника, то есть припаивать кабель к печатной плате роутера или модема.

Инструмент

На самом деле 4G-антенна своими руками может быть изготовлена в течение пары часов, это несложный процесс. Для достижения успеха нужно подготовить материалы для изготовления, а также инструмент. Инструменты, которые понадобятся в работе, представлены паяльником, набором отвёрток, плоскогубцами, круглогубцами, острым ножом и клеевым пистолетом.

Материалы

Что касается материалов. 4G-антенна при самостоятельном изготовлении может содержать в себе компоненты, представленные высокочастотным антенным кабелем, медной проволокой, пластиковой трубкой, куском полиэтилена, картоном, фольгой, старой кастрюлей или дуршлагом. Существует конструкция, пригодная для самостоятельного изготовления, где в качестве основы используется параболическая спутниковая антенна, лишенная приёмного конвертера.

Антенна Харченко

Очень простым в изготовлении решением является 4G-антенна Харченко. Конструкция такой антенны - это «восьмёрка» из медной проволоки, которую размещают внутри металлизированного либо металлического отражателя небольших размеров. Для изготовления отражателя подойдет, к примеру фольгированный текстолит. При изготовлении антенны нужно учитывать, что главным фактором для работоспособности будущего изделия является точный расчет габаритов. Чтобы рассчитать размеры «восьмерки» и отражателя необходимо обратиться к справочнику радиолюбителя или ресурсам в Интернете. Прежде чем приступать к конструированию, необходимо точно выяснить, какая сеть - 3G или 4G - покрывает район использования, а также на какой частоте оператор ведет вещание.

Недостатки

К недостаткам вышеописанного решения следует отнести необходимость подключения кабеля, идущего от антенны к специальному разъему, расположенному на корпусе модема. Это касается абсолютно всех антенн, располагаемых на улице, отдельно от модемов. Дело в том, что, как было сказано выше, антенный разъем на устройстве может попросту отсутствовать, что приведет к необходимости разбирать корпус устройства-приемника и вносить коррективы в его аппаратную часть, припаивая кабель к печатной плате. Это может привести к повреждению модема или мобильного роутера при отсутствии достаточной квалификации у пользователя, производящего манипуляции.

Импровизированный отражатель

Если 4G-антенна является необходимостью, а вмешательство в аппаратную часть модема не входит в планы, можно воспользоваться следующим методом. Достаточно эффективная усиливающая антенна может быть изготовлена старой двух-трех литровой кастрюли. Также можно приспособить алюминиевый тазик и даже оклеенную фольгой картонную коробку. Подготовив основу импровизированного отражателя, нужно поместить внутрь нее (в центр) модем, подключаемый к ПК или ноутбуку с помощью USB-удлинителя. После этого нужно сориентировать полученную антенну на ближайшую базовую станцию.

Настройка

По мере получения сведений о силе и стабильности сигнала, полученного с помощью изготовленной конструкции можно менять местоположение модема внутри конструкции. Перемещая устройство-приемник ближе или дальше от задней стенки отражателя необходимо найти наиболее приемлемое положение, а затем закрепить модем с помощью клеевого пистолета и подручных материалов.

Достоинства

Безусловным достоинством описанной выше конструкции из кастрюли является отсутствие необходимости разбирать модем и припаивать антенный кабель. Единственным нюансом может служить качество используемого для подключения USB-удлинителя. Он не должен характеризоваться излишней длиной и быть качественным во избежание потерь сигнала. В идеальном случае используются специальные активные кабели, оснащаемые устройствами для предотвращения потерь. В случае если такая антенна 4G антенна используется на улице, необходима защита в виде обертывания полиэтиленом устройства-приемника или всей конструкции.

Спутниковая тарелка

Если очень хочется либо необходимо иметь модем или даже полноценный 4G-роутер с внешней антенной, а под рукой - неиспользуемая или неисправная спутниковая тарелка, вопрос может считаться практически решенным. Также понадобится пластиковая трубка диаметром, подходящим для размещения внутри модема. Конструкцию собирают следующим образом. Модем помещают в пластиковую трубку и крепят на месте конвертера в фокусе антенны. После сборки антенну нужно направить на базовую станцию, а модем подключить к компьютеру посредством USB-удлинителя. Добившись приемлемых показателей коэффициента усиления, а для этого нужно прибегнуть к передвижению модема внутри трубки и поворачиванию всей конструкции в ту или иную сторону, можно переходить к обеспечению Wi-Fi покрытия в помещении. Для этого понадобиться маршрутизатор с поддержкой подключения 3G/4G модемов. Подключив конструкцию к соответствующему разъему на роутере и настроив подключение, можно получить полноценную беспроводную сеть, приемлемую для использования на любом современном девайсе - смартфонах и/или планшетных ПК и т. п.

Таким образом, использование, казалось бы, кустарных методов изготовления и простейших доступных всем материалов, можно обеспечить доступ в Глобальную сеть даже в самых удаленных районах. При этом 4G-антенна, сделанная своими руками, не требует от своего владельца больших финансовых и трудовых затрат при изготовлении.

Автор делится опытом по улучшению качества домашнего интернета после непонятных действий провайдера Билайн. Интернет в дачном доме был всегда и был довольно быстрый, но в 2016 году начались перебои в скорости, а иногда и полная потеря сигнала с прекращением устойчивой связи на несколько часов. Решение проблемы имело цену 1400 рублей (2016 год). Была выбрана, куплена и установлена антенна для USB модема. Удалось все подключить и настроить своими руками. Результат — практически максимальная скорость мобильного 3G интернета от провайдера и незначительное влияние погодных условий на скорость передачи данных. 4G сигнала в моей местности нет.

3G/4G бюджетная антенна для USB модема и надежного интернета

3G 4G Wi-Fi антенна

Перед покупкой антенны была изучена ситуация с мобильным интернетом. Что позволило сделать предположение о происходящих проблемах. В моей местности четыре мобильных оператора Билайн, Мегафон, МТС и Теле2. В 2016 году все они предоставляли услуги 3G интернета. Сравнение карт покрытия показало, что место где я нахожусь попадает в мертвую зону. И карты сделаны под копирку. Хотя рядом, буквально в прямой видимости есть 3 сотовых мачты. Изучение местности позволило сделать вывод, что все операторы вещают с одной мачты, которая за холмом:(. Холм холмом, но сигнал 3G на втором этаже дома был от Билайна и полностью отсутствовал от Мегафона. Теле2 не изучался, МТС за бывшие заслуги и недоверие не изучался в принципе. Решение проблемы умственных усилий не требовало. Опыт работы с антеннами для диапазона 980 мГц с 2000 года был (часть из них может работать и сейчас). Требования к выбору антенн следующие: антенна должна быть из алюминиевого сплава (меньше корродирует и легкая), остронаправленная, иметь максимальное усиление, легко устанавливаться, иметь кабель достаточной длины и в комплект должен входить переходник для подключения к антенне. И естественно антенна не должна быть дорогой.

Выбор сделан в пользу антенны «Ультра 3G/4G» , которая работает с 3G и 4G модемами. Антенна выполнена из алюминиевых сплавов защищенных от воздействия атмосферы порошковой краской.

Антенна «Ультра 3G/4G» описание

Антенна «Ультра 3G/4G» это направленная антенна для сетей 3G (UMTS2100/WCDMA/HSPA/HSPA+), 4G (LTE2600 FDD Band7/Band38) и WiFi (IEEE802.11b/g/n).

Антенна Ультра 3G/4G Антенна Ультра 3G/4G Антенна Ультра 3G/4G Антенна Ультра 3G/4G Крепежный комплект

Технические данные и характеристики

1. Диапазон рабочих частот 1800..2700 мГц
2. Коэффициент усиления 12…18 дБ
3. Длина кабеля снижения 5 м
4. Габариты в сборе 1010x110x70 м
5. Масса антенны 0,8 кг

Антенна поставляется в разобранном виде

Сборка, установка и настройка антенны

По прилагаемой к антенне инструкции собираем полотно антенны. Смотрите фото и видео. В этой антенне может присутствовать маленькая засада в виде заводского брака. Выявить и устранить брак лучше на этапе сборки. Смотрите видео по устранению возможного брака или ремонта антенны «Ультра 3G/4G».

По опыту эксплуатации антенн неплохо все места сочленений деталей защитить от осадков при помощи армированного скотча, а лучше покрыть эти проблемные места автомобильным герметиком.

Сборка антенны Сборка антенны Защита соединений антенны Брак пайки центральной жилы Пайка центральной жилы

До штатной установки антенны на самом высоком месте, лучше провести исследование и установить с какого направления к вам приходит интернет. Для определения направления надо провести ряд действий.

1. Я воспользовался ноутбуком. Скачал на сайте производителя программу контроля уровня сигнала MDMA .
2. Подключил модем к ноутбуку и запустил программу. Настроил программу для определения уровня сигнала на модеме.
3. Подключил антенну через переходник к модему.
4. Как указывал выше, сигнал раздачи пакетов связи вы можете найти не там, где он по вашей логике должен быть. Так получилось и у меня. Антенну держал в рабочем положении на каждом направлении до обновления уровня сигнала на экране. Просканировал горизонт буквально по 5 градусов. В моем случае сигнал был обнаружен только с одного направления и с самой далекой мачты. Запомнил ориентир на горизонте, куда была направлена антенна.

Сила сигнала с антенной

Далее надо выбрать место установки антенны на максимально возможной высоте. В моем случае подъем антенны от первоначального замера определения направления на два метра выше привел к заметному повышению уровня сигнала. Перед антенной не должно быть металлических препятствий (металлические крыши, заборы)

В своем случае я установил антенну на стальной кронштейн телевизионной антенны. Обратите внимание на состояние кронштейна из стали за 15 лет эксплуатации. Антенна крепилась к кронштейну с применением монтажного комплекта прилагаемого к антенне, используя U-образный хомут (скобу). Антенна была зафиксирована в направлении установленного ориентира. На всякий случай была проверена еще раз точность направления — пик сигнала соответствовал выбранному направлению.

Сборка крепежного кронштейна

Этой статьей хочу продолжить начатый цикл «Грязевые вулканы – причина потопа». Их было написано девять частей. Но название статьи не совсем соответствует собранным и показанным фактам. В этом материале предлагаю ознакомиться с примерами выходов больших потоков воды из структуры гор и холмов.

В одной из статей в ЖЖ как-то получил комментарий от читателя:

Мы сопки сносили заподлицо, основа не курумная. Базальты, граниты, диориты, диабазы, габбро. Трещиноватые, но не курумные. И пар из трещин, но не долго.

Автор комментария писал не про сейсмически активный район. И можно сделать предположение, что по структуре трещин из недр поднимается водяной пар и конденсируется. А конденсат, вода уже выходит из структуры горы или сопки в виде родников, ручьев и даже небольших рек.

Например, почти с каждой горы, где находятся каменные останцы на территории Красноярских столбов бежит ручей. Именно с вершин и склонов таких гор.

По моей гипотезе в прошлом поступление из недр перегретых водяных паров в катастрофических объемах приводило к горообразованию. Сопки – это как бугры пучения, по научному: гидролакколиты. Хотя термин относится к пучению грунта в арктических областях.

Видео названо: Дагестан – чудо в горах. Если не понимать причину такой картины, когда огромные потоки воды выходят из вершины небольшой горы, то да – это чудо. Появляется сразу вопрос: откуда столько воды? Это не ледник. А нам со школьной скамьи объясняют, что все горные реки берут истоки в ледниках, что это и от таяния горных снегов, скопившихся за зиму. Но тогда к концу лета большинство горных рек должны пересыхать, особенно в засушливые периоды. А этого практически не случается.

Скрины с видео. Это исток реки Казикумухское Койсу

Объяснение аналогичное: из недр поднимаются потоки водяных паров, газов. Пары конденсируются в такие потоки. Либо из нед поднимаются уже сразу водные массы под напором. Тогда что их питает, если эта река, возможно, течет сотни лет как минимум? Откуда в недрах столько воды? Я считаю, что она там постоянно образуется. Основа процесса: дегазация различных газов.

Вот так выглядит эта река уже в долине между гор:

К потокам в долине присоединяются и другие источники и талые воды

Многие горы и создали, подняли пласты породы водо-паровые потоки из недр. Они же приводили к появлению и грязевых потоков, глины, галечника. Это все продукты водной эрозии.

Таких примеров много. Вот нашел еще одно видео и тоже в горах Кавказа:

Вид явления необычный. Факт есть, но понять механизм не хотят даже геологи.

Как-то был у одного своего знакомого на его даче в пригороде Красноярска (в восточном направлении – в районе д.Малый Кускун). Дачный поселок расположен на склоне большой горы (холма). Именно его участок – практически на вершине. Задав вопрос про скважину и воду в этом месте – у меня было удивление: получил ответ, что вода у них есть в колодце, а глубина колодца – 5м! Как он сказал – это верховодка. И вода не пропадает, держится круглый год.

Исходя из этой гипотезы подъема воды по структуре горы – она поднимается на многие сотни метров. А из недр она может подниматься и с километровых глубин. И когда-то эти потоки и выпучили горы на поверхности земли. А вместе с этим, во многих местах вышли и многие жидкие холодные флюидолиты, которые превратились в каменные останцы наподобие Красноярских столбов, в геобетон, из которых формовали плиты дольмены. Останцы – это окаменевшие или закристаллизованные дайки, мягкую породу вокруг которых размыли потоки выходящей воды.

Ну, и в заключении еще один пример выхода огромных потоков из горы:

Водопад Дереова. Находится в Назимском район Дерсима в Турции (так перевел google-translate)

Из тела горы тоже выходит множество родников, практически сливаясь в в водопад. Местные устроили из этого места достопримечательность. Ведь, это чудо! Если не понимать происходящего.

Удобным устройством для выхода в интернет является так называемый USB-модем, основанный на технологии мобильной связи 3G, и более современной технологии 4 поколения.

Разница в технологии 3G и 4G в основном заключается в скорости передачи данных. Так максимальная скорость 3G составляет 15-20 Мб/сек., в то время как 4 поколение предлагает скорость передачи до 100 Мб/сек. Технически существует разница в частоте передачи и в ряде других параметров общетехнического плана. В настоящее время практически все операторы мобильного интернета: МТС, Билайн, Мегафон и Теле2, представляют технологии как GSM, 3G, так и 4G модема. Техническое обеспечение 3G и LTE различается, поэтому 4G имеет свою частоту работы.

Зависимость интернет-соединения по технологии 3G от множества факторов приводит к тому, что зачастую требуется использовать усилители сигналов. Что говорить о 4G LTE соединении, которое ещё более требовательно к качеству сигнала.

Общие принципы усиления сигнала

Существует несколько способов увеличить мощность сигнала и создать стабильное соединение:

• Установить USB-модем как можно ближе к передающей станции, поднять его выше, поднести к окну;
• Купить систему усиления сигнала, выпускаемую промышленными способами;
• Создать приёмную внешнюю антенну самостоятельно, используя для этого подручные материалы, жесть от банок пищевых продуктов или медный провод в биквадрате Харченко.

Усилитель сигнала работает по следующей схеме:

1. Внешняя антенна 3 g для модема улавливает слабый сигнал от передающей станции мобильной связи;
2. Сигнал поступает на репитер, при его наличии;
3. Усиленный сигнал с репитера поступает на модем.

Необходимо отметить, что при изготовлении антенны своими руками репитер, как правило, не используется. Как сделать антенну? Об этом ниже.

Важно! На качество сигнала оказывает влияние длина кабеля от компьютера до модема. Чем этот провод короче, тем лучше приём.

Виды антенн

Для использования в качестве рабочих материалов подходят разные материалы, но предпочтительны медные сплавы. Хотя в некоторых случаях прекрасно показали себя банки из-под кофе. Кабель показано применять телевизионный, высокочастотный. Антенна для 3g модема своими руками – это легко, но затраты времени и труда пропорциональны её эффективности.

Виды исполнения:

• Усилитель из обычной жестяной банки из-под кофе или консервов, вывешенной на высокочастотном кабеле за оконный проем. При этом на сам модем накручивается 3-4 витка проволоки. Недостатками являются непрезентабельный вид и громоздкость, с другой стороны баночная антенна для модема непритязательна и проста в изготовлении;
• Использование жестяной банки в качестве рефлектора, в этом случае в качестве антенны используется банка из-под пищевых продуктов из белого металла. В боковой стенке банки проделывается отверстие точно по сечению коробки модема. После чего модем просто вставляется в банку. Для временной фиксации можно использовать обычный пластилин или жевательную резинку. Хорошую фиксацию дает использование холодной сварки. Сам модем соединяется с ноутбуком или компьютером с помощью кабеля. Этот вариант антенны 3g своими руками более эффективный, чем вышеописанный, может дать до 20% прироста;
• Использование в качестве рефлектора спутниковой тарелки. Достаточно интересный способ, но требующий достаточно долгого и нудного настраивания расположения модема относительно фокуса тарелки. Кроме того использовать тарелку в качестве телевизионной уже не получится, так как в случае установки модема ее необходимо направить в сторону станции. В этом случае обязательна изоляция модема от воздействия внешней среды. Метод сложный, но в случае видимости передающей станции, куда ее достаточно направить, выдающий превосходный результат;
• Использование направленной антенны 3 g – это может быть как самостоятельно выполненная антенна, так и телевизионная, расчёт этой схемы антенны сложен, поэтому рекомендуется применение антенны для 3g заводского изготовления. Можно разобрать штыревую антенну и использовать части от неё. Направленные антенны достаточно хороши, хотя и имеют свои недостатки;
• Использование биквадратной антенны. Антенна Харченко известна с 60-х годов прошлого века. В плане качества и эффективности хорошо показала себя во время своей долгой службы. Антенна Харченко для 3g модема состоит из двух незамкнутых ромбов, состыкованных между собой одним углом. Позади рамы располагается рефлектор, который можно выполнить из листа жести или медного сплава. Самодельная 3g антенна великолепно показала себя в плане эффективности и затрат на изготовление. Расположение антенны: чем выше, тем стабильней сигнал: лучшего места, чем крыша многоэтажного дома, не найти. Направление антенны подбирается опытным путём. Направлять антенну придётся вручную. Биквадрат Харченко достаточно хорошо принимает сигнал три и четыре джи.

Важно! При пайке учитывайте особенности металла, так большинство современных кабелей достаточно плохо паяются, но зато есть отличной конструкции фидеры, паять которые легко и просто. Не забывайте, что в разных случаях их использование облегчит жизнь.

Соединение антенны с модемом

Для соединения антенны и коннектора лучше всего использовать высокочастотный телевизионный кабель. Соединять элементы антенны и кабель лучше всего посредством пайки, этим достигается необходимая плотность соединения.

Существует несколько вариантов подключения модема к внешней антенне:

• Соединить коннектор с антенной можно простейшей намоткой витков оголённого провода на корпус модема – не самый удачный, но зато очень быстрый вариант;
• Создание высокоэффективного съёмного соединения, в этом случае нужен лист медной фольги, который аккуратно оборачивается вокруг коннектора и размечается с небольшим нахлестом. После чего полоска фольги пропаивается по длине и запаивается одна торцевая часть. К этому чехлу сверху припаивается кабель, идущий от антенны. Сверху, на расстоянии 5 мм, припаивается ещё одна полоска фольги, служащая экраном. Эффективность такого соединения USB-модема и антенны будет гораздо выше, чем намотка провода на модем. Это достаточно хорошая система подключения, возможно лучшая;
• Самым эффективным будет вариант использования стандартного переходника на антенну, но, к сожалению, этот способ подойдёт только для такого коннектора, в котором есть возможность подключения внешнего усилителя.

Важно! Необходимо отметить, что при навыках пайки тонких деталей, можно разобрать сам модем и припаять вывод антенны напрямую к внутренней антенне. Тест этого метода показывает значительное улучшение сигнала. Но этот способ не рекомендуется применять без достаточного навыка работы с микросхемами.

Изготовление антенны Харченко для модема

3G модем работает на частоте 2100 МГц. Исходя из необходимого расчёта, общая схема антенны 3 g состоит из двух ромбов, соединённых центральной спайкой. Размеры стороны ромба составляют 35 мм, диаметр медного провода – 2-4 мм, внешний угол ромба – 120 градусов, при этом погрешность должна быть минимальной.

Антенна Харченко для 3g модема своими руками делается достаточно легко, относительная сложность заключается только в расчёте параметров и поиске необходимых материалов. Именно эта антенна 4g показана всем любителям сёрфинга в интернете в труднодоступных местах.

Вооружившись линейкой, транспортиром и ножницами по металлу, нарезаем проволоку. Для выгибания рамки антенны и удобства её пайки можно сделать простейший кондуктор, для этого необходима схема. По транспортиру и линейке размечаем деревянную доску по схеме, под необходимые размеры. Вбиваем 4 гвоздя или самореза по углам ромба, после чего навиваем на них распрямлённую проволоку.

Расстояние между нижней и верхней рамкой в месте соединения должно быть не более 3 мм. В это место припаиваем конец высокочастотного кабеля, прикрытый фидером. Наличие фидера позволит без проблем припаять провод к рамке, так как большинство современных проводов достаточно сложно припаять обычными методами.

Для большей эффективности на расстоянии 3-5 см сзади устанавливается пластина медной фольги или фольгированного текстолита. Это рефлектор. Для того чтобы выдержать постоянное расстояние между рамкой и дефлектором, в месте соединения устанавливаем диэлектрическую прокладку или штырь необходимой толщины. К ней крепим рамку и дефлектор. Не забываем об изоляции штыря. Таким образом, прокладка является связующим звеном антенны, требования к ней соответствующие.

В некоторых случаях возможно добавление третьего и четвёртого ромба в антенну для улучшения очень слабого сигнала.

Так как основная часть работы устройства будет проходить на улице под воздействием дождя, ветра и перепадов температуры, перед использованием его стоит покрыть слоем нитролака. Это обезопасит рамку и рефлектор от воздействия влаги.

При необходимости параметры рассчитываются под необходимую частоту. Расчёт антенны не представляет труда. В настоящее время достаточно онлайн-калькулятора для расчёта параметров биквадрата для 4g модема. После чего соединяем кабель с модемом по рецепту, и усилитель готов.

Видео

На тему дополнительных внешних антенн для сетей 3G есть много противоречивой информации на различных сайтах. Имеется в виду как конструкция самих антенн, так и размеры ее составных элементов. Я и сам столкнулся с такой проблемой, как крайне неудовлетворительное качество работы 3G модема и низкая скорость соединения при удаленности от ближайшей антенны сотового оператора. Поэтому пришлось перепробовать множество различных вариантов, предлагаемых, в частности, в интернете. Варианты с выносом самого модема «на улицу» при помощи USB удлинителя отпали сразу. Во-первых, при большой длине такого удлинителя модем может просто не работать (падение напряжения питания, некачественные провода и экранирование), а во-вторых - модем в принципе не предназначен для работы в уличных условиях. Влага и перепады температур вряд ли позволять ему работать нормально долгое время. Поэтому стояла задача найти приемлемый комнатный вариант направленной антенны и, судя по многочисленным положительным отзывам, таким вариантом может являться «зигзаг Харченко» (или «Би-квадрат»)...

Вариантов изготовления такой антенны множество, в том числе и на зарубежных сайтах. Конструкция и размеры при этом отличаются, так что пришлось сделать более десятка различных предлагаемых вариантов, чтобы найти наиболее приемлемый и реально действующий на практике.

Есть специальные программы для расчета 3G антенн , можно воспользоваться ими, но в данном случае размеры антенны можно легко подсчитать, зная нужную нам рабочую частоту - 2100 МГц (для 3G сигнала). Рассчитываем длину волны, для этого нужно разделить скорость распространения радиоволн (300000 км/сек) на частоту: 300000 / 2100000 = 0, 143 м. Периметр рамки должен быть равен длине волны, то есть 143 мм, тогда сторона квадрата будет составлять: 143 / 4 = 35,75 мм. Во многих же источниках даны совершенно разные длины сторон - от 27 до 53 мм… Очевидно, что такие антенны рассчитаны уже на другой диапазон частот (GSM или Wi-Fi или вообще неведомые мне) и хорошо работать будут только в этом диапазоне. Для случая с 3G сигналом антенна будет выглядеть так:

Для ее изготовления потребуется медный провод диаметром 2,5…4 мм (можно использовать алюминиевый или стальной, но их сложно паять, а стальной еще и изгибать). Провод нужного диаметра можно взять, например, из силового кабеля NUM 3х2,5 (2х2,5) или подобного. Периметр каждого квадрата равен длине волны - 143 мм. Поскольку антенна у нас состоит из двух квадратов, то понадобится отрезок провода, равный 2 х143 мм = 286 мм.

Коэффициент усиления антенны примерно 6 дБ. При ее изготовлении все размеры нужно соблюдать как можно точнее, от качества ее 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 соблюдение размеров антенны важно. Чтобы увеличить усиление до 9 дБ, можно применить рефлектор - металлическую пластину размерами на 10 % больше площади антенны (в разных источниках приводятся разные размеры рефлекторов. На практике увеличение размеров рефлектора не критично, то есть он может быть больше).

Рефлектор можно сделать из любой металлической пластины или даже из сетки/решетки с некрупными ячейками. Можно также взять, например, фанеру или толстый картон и наклеить на него фольгу. Расстояние от рефлектора до антенны тоже важно, от этого зависит, например, входное сопротивление. Теоретически (из разных источников) это расстояние должно составлять четверть длины волны, в нашем случае: 143 / 4 = 35,75 мм. Но моя антенна, например, лучше работает при расстоянии 18 мм (это получается 1/8 длины волны). Видимо так она лучше согласуется по сопротивлению с используемым мною соединительным кабелем (обычный «совдеповский»телевизионный антенный кабель).

Немного о кабелях. Они бывают, во-первых, разного качества, во-вторых - волновое сопротивление может быть 50 или 75 Ом, это нужно учитывать. Сопротивление беспроводных модемов, насколько мне известно, равно 75 Ом. Поэтому лучше, конечно, использовать 75-омный кабель. Судя по многочисленным рекомендациям, лучше использовать кабель марки 10D-FB, 8D-FB, 5D-FB (в порядке ухудшения качества) из-за малых затуханий. Похуже кабель RG-8X, RG-6. Поэтому при большой длине кабеля выбирайте более качественный вариант, иначе можно потерять все то «усиление», которое получим от самодельной 3G антенны . Предлагаю делать вариант антенны с возможностью изменять расстояние от антенны до рефлектора и подбирать оптимальное расстояние при настройке. Для этого берем отрезок медной трубки подходящего диаметра (туда должен входить наш кабель), можно взять от телескопической антенны для приемников/телевизоров:

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.

Сквозь эту трубку пропускаем кабель, конец которого очищен от изоляции и экрана:

В разных источниках присутствует и разная информация о том, должен ли быть контакт трубки с рефлектором, или же ее надо изолировать. Пробовал делать и так, и этак - разницы никакой нет. При точно выдержанных размерах и правильно установленном расстоянии от рефлектора до антенны все работает нормально.

Плоскость 3G антенны должна быть строго параллельна плоскости рефлектора. Таким образом мы получим конструкцию, которая позволить нам двигать трубку, увеличивая или уменьшая расстояние от антенны до рефлектора. Вес антенны небольшой и в принципе она нормально держится на пайке. Но для большей прочности после настройки лучше все же использовать «подкладки» из диэлектрика (пластик, кусочки текстолита и др.) по краям антенны, как показано на фото ниже:

Потому что даже небольшой перекос и не параллельность могут сильно снизить уровень сигнала. Кабель лучше всего припаять напрямую к антенне, но можно сделать и разъемную конструкцию, закрепив ВЧ разъем на обратной стороне рефлектора или на небольшом отрезке кабеля:

В своём варианте использовал антенный разъем от ДМВ блока телевизора, но для таких частот конечно лучше применить специальные ВЧ разъемы, как на фото ниже:

Ну и теперь соединяем антенну с модемом. Если на вашем модеме есть внешнее антенное гнездо, то вам повезло) и нужно только купить соответствующий ответный разъем и подпаять его к кабелю. Если же антенного разъема нет, как, например, у меня, то нужно сделать своеобразный адаптер, который просто надевается на модем снаружи и передает сигнал на встроенную антенну модема методом переизлучения. На одном из сайтов недавно видел такую вот конструкцию:

Из медной фольги вырезаем полосу шириной 45 мм, обворачиваем ею модем и запаиваем концы. Получается «кольцо» высотой 45 мм, которое плотно надевается на модем. Припаиваем к нему центральный проводник кабеля. Затем вырезаем из такой же фольги полосу длиной 76 мм и шириной 27 мм, изгибаем в виде «полукольца» и припаиваем его к оплетке (экрану) кабеля (все размеры даю такие, как видел на сайте, не помню что за сайт был. И исходя из чего они рассчитывались не знаю, там не было это описано к сожалению). Получается в результате нечто подобное:

Вся эта конструкция может сниматься/надеваться на модем и перемещаться по самому модему.

Это нужно для того, чтобы найти оптимальное положение на модеме когда связь между внутренней антенной модема и эти адаптером окажется оптимальной. В модемах МТС, например, внутренняя антенна расположена рядом с USB разъемом, поэтому адаптер на фото сдвинут к этому краю. В модемах Мегафон и Билайн наоборот - антенна с другого конца, поэтому надо сдвигать туда. Честно говоря, есть способ проще - просто обмотать оголенную центральную жилу кабеля вокруг модема в районе его антенны несколькими витками:

Количество витков 2 - 5, подбирается экспериментально, по максимальному уровню сигнала.

Теперь можно воткнуть модем в разъем компа и настраивать антенну. Расположить ее надо у окна или напротив него в направлении на ближайшую к вам передающую вышку. У меня, например, прямое направление на вышку закрыто стоящим напротив домом, поэтому направил антенну не на вышку, а между домами и поймал таким образом отраженный сигнал:

Такой сигнал конечно значительно слабее чем если был бы прямой, тем не менее этого достаточно для значительного улучшения работы модема! Если, например, вынести антенну и поднять, скажем, на крышу, то понадобится метров 15 кабеля и потери в нем тоже будут не маленькие. Поэтому такой вариант меня лично вполне устраивает.

Расположив антенну отрегулируйте расстояние от антенну до 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. Ориентироваться можно и в стандартной программе-коннекте для вашего модема по уровню антенны, но это не очень удобно, потому что там какая то запоздалая реакция - вы поворачиваете антенну чтобы поймать максимальный сигнал, а программа реагирует на это с запозданием в несколько секунд. Помимо программы MDMA есть и другие подобные, но, например с моим модемом они работать почему то не хотят (модем МТС MF-192+). Поэтому при настройке ориентировался все же по количеству антенных «палок». При этом вовсе не обязательно, чтобы уровень сигнала составил полную шкалу палок! В моем случае без антенны сигнал не ловился вообще, или же появлялся кратковременно на пару минут и связь затем уходила в режим EDGE/GPRS, где сигнал более сильный. С антенной уровень сигнала тоже «не зашкаливает» конечно, учитывая что сигнал ловлю все-таки отраженный, а не прямой. На значке антенны две «палки», иногда три, в зависимости от погодных условий. Иногда даже падает до одной, однако при этом связь всегда устойчива и скорость выше, чем без антенны в десятки раз! Чтобы не быть голословным, приведу скриншоты с уровнями сигнала без антенны и с антеннами разных конструкций, которые испытывал (фото всех вариантов антенн есть в начале статьи).

ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ АНТЕНН ДЛЯ 3G

1. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 53 мм:

2. С антенной «двойной би-квадрат» (где 4 ромба) и размер стороны ромба 35 мм:

3. С антенной «тройной би-квадрат» (где 6 ромбов) и размер стороны ромба 35 мм:

4. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 35,75 мм (та, изготовление которой и описано в данной статье):

В «родной» программе коннект-менеджера МТС это выглядит так:

Без антенны скорость соединения была на уровне 30 - 70 кбит/сек. Так что разница очевидна. Вовсе не стану утверждать, что другие антенны, которые я испытывал, менее эффективны чем эта. Скорее всего там были даны размеры не для сигнала 3G, а для других сигналов - GPRS, … Хотя в описаниях к ним и указывалось, что это конструкции именно для 3 G. В условиях приема прямого, а не отраженного, как у меня, сигнала, возможно они работали бы лучше. Но все равно расчеты показывают, что там какой-то другой диапазон частот. Наибольший коэффициент усиления можно получить при стороне ромба, равной длине волны, умноженной на коэффициент 0,375 (143 мм х 0,375 = 53,6 мм). Но у меня почему-то такая антенна работала хуже (см. 1.скриншот). Также есть рекомендации «сжать» ромбы по ширине до угла 120о, это уменьшит внутреннее сопротивление антенны и будет лучшее согласование с 75-омным кабелем:

Есть еще варианты изготовления такой антенны с кольцами вместо ромбов (из такого же отрезка провода выгибаются два кольца). Этот вариант не пробовал и сказать поэтому ничего не могу. Пока остановился на варианте, который здесь описал. Да, еще один момент - в зависимости от поляризации принимаемого сигнала антенну нужно располагать соответственно - горизонтально или вертикально. У меня она стоит горизонтально. Кроме того, такую антенну можно расположить в фокусе антенны-тарелки (рефлектором от тарелки), что значительно увеличит качество сигнала. В этой статье предоставил вам всю имеющуюся у меня на данный момент информацию. С вами был Барышев Андрей.