Бывает в нашей жизни так, что - это единственный способ доступа в интернет , ну и конечно же начинаются такие проблемы, как низкая скорость , нестабильность подключения , разрывы сигнала и прочие прелести. Поэтому в данной статье описаны некоторые виды антенн , которые будут усиливать сигнал модема, увеличивать скорость ну и, соответственно, беречь Ваши нервы и время

Это - беспроводной приёмопередатчик, работающий по технологии 3G для приема и передачи информации. И, следуя из определения, у него должна быть антенна, которая принимает сигнал интернета (в некоторых моделях их может быть несколько).

Мы не задумываемся об антенне, если скорость интернета около 5 Мбит/с. Но скоростной доступ UMTS/HDSPA на большем удалении от базовых станций не водится, особенно в условиях бетонных джунглей. Посему чаще всего приходится довольствоваться GPRS/EDGE и путешествовать по сети со скоростью сонной черепахи.

Поскольку переезжать на местность, где сигнал лучше не рентабельно, а также покупать специальную антенну для улучшения сигнала затратно, давайте поговорим о том как собрать антенну в домашних условиях , так как это единственный выход, к тому же не дорогой.

Существует несколько моделей модемов: Huawei и ZTE , а так же типов антенн в них: внутренняя (есть у всех без исключения) и внешняя (подключаемая).

Вооружившись материалом (каким именно найдете дальше в статье), паяльником, руками и головой мы рассмотрим несколько антенн и то, как их подключить.

Первую антенну будем собирать на примере 3G модема Huawei E171 от МТС с только внутренней антенной.

Для начала модем нужно разобрать, после чего мы увидим обратную часть:

Которая нас не интересует. А вот лицевая часть которая выглядит так

будет интересна нам до конца статьи. Её так же можно отличить по модулю для карты памяти (1), контактам для SIM-карты(2), радиомодулю под крышечкой (3), разъёму (4), внутренней антенне (5) и USB-выходу (6).

Давайте поближе рассмотрим внутреннюю антенну, так как с ней нам дальше работать:

Для того, чтобы работала новая антенна , нужно отключить старую путем выкусывания SMD-конденсатора, предназначенного для резонансного согласования антенны. Потом небольшой фрезой, зажатой в дрель, делаем пропил по антенне, оставляя только небольшую площадку для припайки кабеля (так же можно сделать ножом, или еще чем-нибудь, но не забывайте об аккуратности).

После проделывания всего вышеописанного берем заранее купленные на радиорынке кусочек коаксиального кабеля RG174, сопротивлением 50 Ом, длиной 15 см, но не длиннее, так как могут быть большие потери сигнала , F-разъём и разъём типа «тюльпан» и собираем все это добро как показано на рисунках ниже.

При пайке кабеля к модему нужно действовать очень точно и аккуратно, не перегревая платы. ОЧЕНЬ ВАЖНО: центральную жилу припаиваем на площадку, оставшуюся от внутренней антенны; оплётку припаиваем к любому месту, являющемуся землёй.

И еще обязан предупредить, что, если это ваш первый или второй опыт в пайке, то лучше попросить кого-нибудь из друзей, которые более опытны в этом деле, ну или подробно изучите матчасть этого дела и потренируйтесь на других проводах и платах!!!

После этого собираем модем, если кабель мешает крышке закрыватся, то вспоминаем о нашем друге, пирочинном ноже, который с радостью поможет сделать отверстие для кабеля больше, но опять же помним об аккуратности, а то получится не красиво и все будут с вас смеяться.

Потом делаем кабельную сборку длиной до 15 метров и подключаем к модему внешнюю 3G антенну на частоты 1900-2200 МГц усилением 14 дБ.

От модема, покупать антенну на рынке вовсе не обязательно. Сделать ее самостоятельно довольно просто. Однако следует учитывать, что вибраторы по форме отличаются сильно. Если рассматривать самые простые модификации, то они делаются из металлических банок. В свою очередь, антенны с частотой более 500 Гц требуют установки вибратора. Чтобы подробно разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть некоторые разновидности моделей и изучить их конструкции.

Модель из банки

Делается антенна для 3G-модема своими руками из пивной банки довольно просто. В первую очередь для усиления сигнала подбирается усилитель операционного типа, который можно приобрести в любом магазине радиотехники. Непосредственно в банке для него необходимо сделать отверстие. При этом крышка для работы не понадобится. Кабель с этой целью можно использовать коаксиального типа. Однако для лучшей передачи сигнала применяются диффузоры с высокой пропускной способностью. Также они могут значительно повышают частотность устройства. Чтобы установить диффузор к антенне, можно воспользоваться паяльной лампой. Еще антенна для 3G-модема своими руками из банки может делаться при участии регулятора.

Антенна с медной обмоткой

Собирается с медной обмоткой антенна для 3G-модема своими руками домашних условиях не сильно просто. С этой целью вибратор подбирается прямоугольной формы. При этом боковые стойки его должны быть загнуты. Все это необходимо для того, чтобы лучше улавливать сигнал. Непосредственно центральный штырь нужно устанавливать на пластине. С этой целью в ней следует сделать отверстие небольшого размера. После этого для фиксации штыря используется паяльная лампа.

Обмотка в данном случае должна располагаться на нижней мачте. На этом этапе проволоки нужно заготовить довольно много. Непосредственно передача сигнала должна осуществляться через диффузор. Устанавливается он, как правило, с лучевым транзистором. Подсоединение антенны важно выполнять только через расширитель. В основном он в магазинах продается с медными контактами. Чтобы закрепить антенну на крыше или стене, важно приобрести металлические дюбеля. Также у основы мачты требуется приварить опору.

Устройство на алюминиевой мачте

Делается данного типа антенна для 3G-модема своими руками (фото показано ниже) довольно быстро. Если рассматривать модификацию на 400 Гц, то длина вибратора должна составлять не более 40 см. При этом высота стойки зависит от толщины пластины. В среднем она размер имеет 50 см. Вибратор устанавливать можно при помощи сварочного аппарата. Однако перед этим боковым стойкам необходимо придать нужную форму. С этой целью придется воспользоваться станком. После закрепления опор можно переходить непосредственно к диффузору. С этой целью заготавливается в первую очередь лучевой транзистор. Далее важно для соединения антенны использовать аналоговый преобразователь. Однако следует понимать, что стойки должны фиксироваться довольно жестко. В данном случае необходимо предусмотреть суровые погодные условия.

Использование алюминиевых стоек

Делается с алюминиевыми стойками антенна для 3G-модема своими руками (схема показана ниже) при помощи вибратора. Для этих целей его целесообразнее подбирать стального типа. Далее, потребуется установить непосредственно диффузор. С целью изменения частотности антенны многие специалисты рекомендуют устанавливать мощные модуляторы. Монтировать их важно у передней стойки. Чтобы скрыть провода, следует воспользоваться изоляционной лентой.

В процессе сборки вибратора особое внимание необходимо уделить боковым стойкам. Как правило, их устанавливают под небольшим углом. Все это необходимо для лучшего принятия сигнала. Также следует учитывать, что основы для антенны могут делать как со стальных, так и алюминиевых пластин. Непосредственно подключение модели может осуществляться через цифровые преобразователи. Найти их в магазине можно на два и на три контакта. В данном случае лучше остановиться на первом варианте.

Антенна на 300 Гц серии CDMA

Собирается на 300 Гц антенна для 3G-модема своими руками CDMA по-разному. В данном случае многое зависит от формы вибратора. Если складывать ее прямоугольного типа без боковых стоек, то диффузор можно подбирать низкой чувствительности. Непосредственно сборку модели стоит начинать с установки мачты. На первом этапе на нее крепится металлическая пластина. Далее на ней необходимо сделать четыре отверстия по углам. С этой целью можно воспользоваться дрелью. Далее останется только зафиксировать центральный штырь при помощи сварки. При этом передняя часть вибратора должна находиться под небольшим углом. Проводники для подключения важно подсоединять непосредственно к преобразователю. Его в свою очередь часто устанавливают на задней стороне вибратора.

Модель на 400 Гц

Складывается на 400 Гц антенна 3G-модема своими руками при помощи мощного диффузора. На сегодняшний день пользуются большим спросом модификации с модуляторами. Как правило, они продаются многоканальными. Для их нормальной работы дополнительно потребуется приобрести проходные конденсаторы. Устанавливать их важно на вибраторе. Непосредственно пластина припаивается в первую очередь. Далее крепятся проводники для подсоединения к модему. Только после этого появится возможность установить диффузор. В конце работы останется сделать обмотку и закрепить основу антенны.

Устройство антенны на 500 Гц

Делаться на 500 Гц антенна для 3G-модема своими руками может по-разному. В данном случае многое зависит от типа вибратора. Также следует учитывать параметры диффузора. Если рассматривать самую простую модель, то вибратор целесообразнее подбирать прямоугольной формы. При этом диффузор должен обладать малой чувствительностью. Для этого толщина металла не должна превышать 1.2 мм. Боковые упоры закрепить на антенне можно при помощи паяльной лампы. В данном случае преобразователь крепится на задней стороне панели.

С этой целью придется сделать в ней отверстие. Только после этого устанавливается проходной конденсатор. Все контакты его необходимо изолировать, поскольку в противном случае замыкания будут происходить довольно часто. Также следует учитывать, что преобразователь нужно фиксировать жестко. В некоторых случаях его устанавливают с расширителем. В такой ситуации частотность модели можно менять при помощи модулятора. Однако самостоятельно изготовить антенну данного типа довольно сложно.

Модификации с фидером

Делается данного типа антенна для 3G-модема своими руками при помощи вибратора. Его необходимо устанавливать только прямоугольной формы. При этом стойки для него делаются алюминиевые. В данном случае фидер устанавливается на пластину. При этом центральная часть должна длину иметь около 2,4 см. Боковые стойки в этой ситуации подбираются небольшой толщины.

Транзисторы для принятия сигнала, как правило, используются лучевого типа. В среднем частота такой антенны колеблется в районе 400 Гц. Дополнительно следует учитывать, что модуляторы для модели подходят только широкополосные. В свою очередь, преобразователи используются самые разнообразные. Если рассматривать модель с регулятором, то модулятор целесообразнее подбирать аналогового типа. С этой целью на пластине проделываются два отверстия, которые понадобятся для фиксации устройства. Однако перед этим важно закрепить непосредственно диффузор. Следующим шагом устанавливаются проводники для подсоединения.

Устройства с двойной центральной жилой

Собирается данного типа антенна для 3G-модема своими руками довольно просто. В первую очередь важно заготовить пластину для модели. Для этого используются стальные листы небольшой толщины. Также необходимо заранее приготовить стойки, которые будут устанавливаться по бокам. В данном случае их можно вполне успешно заменить обычными железными банкам. Закрепить их на панели можно при помощи винтов.

Наиболее распространенными принято считать модификации с двумя банками. Однако если нужна низкочастотная модель, то хватит и одной. Диффузоры в этом случае подбирают с регулятором. Однако модуляторы необходимо устанавливать в первую очередь. Непосредственно контакты крепить стоит на задней стороне стойки. Минимум длина вибратора должна составлять 25 см. При этом центральная жила должна выдерживать нагрузку от конденсатора.

Модель вертикальной поляризации с оплеткой

Делается данного типа антенна для 3G-модема своими руками с заготовки мачты. Для этого листы металла чаще всего используются из алюминиевого сплава. Дополнительно для нормальной работы устройства потребуется качественный диффузор. В среднем его частотность обязана находиться в районе 300 Гц. Однако в данном случае многое зависит от проводимости резисторов. Устанавливать их важно на задней панели. С этой целью в заданном месте приделывается дополнительная пластина.

Перед этим поверхность тщательно зачищается при помощи наждачной бумаги. Только после этого можно приступать непосредственно к оплетке. Для этого проволока понадобится небольшого диаметра. Чтобы облегчить работу, можно воспользоваться плоскогубцами. Следующим шагом является крепление преобразователя. Подбирают его, как правлю, на два контакта. Однако на рынке имеется множество более сложных модификаций, которые стоят довольно дорого. В данном случае целесообразнее устанавливать простую модель с целью экономии денежных средств.

Устройство вертикальной поляризации без оплетки

Собрать антенну данного типа можно довольно просто, если заранее подготовить диффузор для нее. Если рассматривать модификацию на 400 Гц, то его следует подбирать исключительно циклический. В данном случае проводимость устройства будет зависеть от мощности конденсаторов. При этом преобразователи часто монтируются проходного типа. Для того чтобы собрать модель в первую очередь важно заняться вибратором.

С этой целью стандартно подготавливаются небольшой толщины листы металла. Только после этого можно приступать к боковым порам. Для этого используются только алюминиевые прутья. Самостоятельно их изогнуть можно при помощи станка. В свою очередь, центральная жила монтируется только после диффузора. Далее можно закрепить на антенне модулятор для изменения частотности. Следующим шагом крепится непосредственно регулятор. Для того чтоб соединить антенну с модемом, потребуется припаять блок с контактами.

Иногда бывает, что Wi-Fi роутер стоит далеко от компьютера и скорость интернета сильно падает или и вовсе пропадает, благодаря этому лайфхаку мы заметно увеличим радиус действия Wi-Fi и 3G модемов. Для этого сделаем Wi-Fi антенну из банки из-под кофе своими руками.

Итак, нам понадобится:

Жестяная банка из-под кофе
Антенное гнездо
Дрель
Паяльник
Кусок медной проволоки
Телевизионный кабель

Чтобы сделать баночную Wi-Fi антенну своими руками нужно для начала найти жестяную банку от кофе. Теперь нам сделать несложный расчёт нашей будущей антенны с помощью онлайн калькулятора. Вот стандартный вариант чертежа банки:

В нашем случае для банки из-под кофе получилось следующее: D (диаметр банки) = 100 мм, Lo (длина волны) =143 мм, Lo/4 = 36 мм, Lg (длина волны) = 261 мм, Lg/4 = 65 мм. На расстоянии Lg/4 от дна банки делается отверстие и в нем закрепляется стандартное антенное гнездо с припаянным к нему волноводом длиной Lo/4 из медной 2-мм проволоки.

Затем подключить телевизионный кабель с соответствующими разъемами в оплетке и адаптер для антенны к модему.

Также возможно окажется, что в Вашем 3G модеме не окажется гнезда для подключения антенны. В таком случае существует 3 способа, можно разобрать корпус модема, найти контакт для подключения внешней антенны и средний контакт кабеля припаять к этому контакту и оплётку к минусовому контакту платы. Но для этого нужно иметь знания в электронике, чтобы всё правильно подпаять и ничего не спалить в итоге, если не правильно что-то подпаяли. Но есть также и второй, более простой способ. Нужно сделать в банке от кофе отверстие, по размеру модема, чтобы он плотно входил в него. Ну, при таком способе нужно будет Вам использовать USB удлинитель, чтобы антенну можно было удобно подвесить ближе к окну.

Также есть 2-й способ, можно попробовать намотать среднюю жилу кабеля тремя, четырьмя витками на модем, перед этим зачистив часть кабеля от оплётки и изоляции.

Такими вот простыми способами Вы усилить сигнал WI-Fi и 3G сетей используя самодельную баночную WI-Fi антенну.

Из уроков волновой теории, которые чем дальше, тем труднее, следует, что волноводная антенна, в нашем случае “баночная” антенна, должна иметь параллельные стенки, изготовленной и хорошо проводящего материала, желательно гладкого, и ее концы должны быть перпендикулярны стенкам. Для 2.4 ГГц расчеты показывают, что диаметр банки должен быть от 70 мм и 100 мм. Это не "железобетонные" пределы, а скорее отправные точки, так как усиление будет уменьшаться за пределами этих размеров все сильнее и сильнее.

Практика показала, что прочность конструкции – большое достоинство, и наличие пластиковой крышки является практически обязательным условием для защиты от непогоды. Смотрите приложение со списком подходящих жестянок.

ARRL (Amateur Radio Relay League, лига радиолюбителей) пишут, что необходимая длина волновода для такой антенны должна быть как минимум в двое больше ведомой длины волны. В
javascript калькуляторе или
таблице длина ведомой волны обозначена как L g и она зависит от диаметра банки. Чем меньше диаметр, тем больше длина ведомой волны. Из этого следует, что чем больше диаметр банки, тем короче она может быть. Также чем больше площадь горловины банки, тем больше энергии может быть перенесено, и следовательно тем больший уровень преданного и полученного сигнала.

Конструкция

Сначала мы выбрали банку с диаметром 96 мм. Мы вычислили значение 1/4L g (четверть длины волны в банке), отмерили это расстояние от дна банки и просверлили в этом месте маленькое разметочное отверстие, затем рассверлили его до размера, достаточного для установки коннектора N-типа. В Великобритании не просто найти 16 мм сверло, так что мы купили 20 мм конусный резец. К центральному контакту коннектора N-типа мы припаяли ровный обрезок медной проволоки длиной около 50 мм и тощиной 1.5 мм. Затем мы аккуратно обрезали этот отрезок до вычисленного размера 1/4L o . Затем отшкурили края коннектора N-типа и банки вокруг отверстия при помощи стекляной шкурки. Коннектор N-типа затем был припаян к банке, со всех четырех сторон. Очень важно было обеспечить хороший электрический контакт между коннектором и банкой. Сейчас мы раздобыли N-коннектор, который не нужно монтировать к корпусу пайкой или винтами, а достаточно всего лишь завинтить гайку (куплен на rswww.com деталь 112-0773).

Конусным резцом можно вырезать отличное 16 мм отверстие, если предварительно на него

надеть 16 мм шайбу с N-коннектора. Весь процесс в сумме занимает около 10 минут.

После пары лет опыта и изучения "баночных" антенн, мы пришли к выводу, что похоже имеет смысл просверлить маленькое отверстие в банке позади коннетора. В этом случае дождь или конденсат с легкостью вытекут из банки. Это отверстие не повлияет на характеристики антенны.

Монтаж

"Баночная" антенна, закрепленная на телевизионной антенной мачте.

Эта антенна имеет ширину луча около 30 градусов и ее нужно направлять в сторону второй антенны, обеспечивающей соединение. Также имеет значение поляризация: в зависимости от того, как расположен излучающий элемент, вертикально или горизонтально, нужно ориентировать и антенну на второй стороне. Мы монтировали её вокруг стандартной 25 мм телевизионной вышки используя U-образную скобу и регулируемое крепление из магазина по продаже телевизоров – это крепление позволило управлять антенной как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости. Затем мы взяли короткий отрезок нержавеющей трубы, расклепали его с одной стороны, и прикрепили его к банке при помощи клея и изоленты, также для этого мы пробовали использовать кабельные стяжки. Ни тот, ни другой способ нам особо не понравился, так что еще есть над чем подумать…

Прежде чем полностью затянуть болты крепления, необходимо точно нацелить антенну и проверить поляризацию. Тут понадобиться кабель N-типа, присоединенный к PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) карте в ноутбуке или беспроводной сетевой карте в вашем персональном компьютере, и кто-нибудь внизу должен наблюдать за уровнем сигнала. Я же взял с собой на крышу ноутбук, но думаю это опрометчивый поступок, небезопасный для недешевого ноутбука. Идеальным решением для этой проблемы был бы наладонный компьютер с карточкой 802.11b (с выходом на внешнюю антенну) и пигтейл….

Примечание: Всегда направляйте антенно от себя, и никогда не заглядывайте в работающую антенну. Эта рекомендация продиктована скорее осторожностью, чем реальной опасностью, но надо учитывать, что человеческий глаз очень плохо охлаждается, и являются частью тела, которая поглощает, но не рассеивает, микроволновую энергию. Антенна же является концентрирующим микроволновым устройством, так что лучше перестраховаться, чем потом сожалеть.

Мы увеличили сигнал, нацеливая антенну сначала грубо по ориентирам и компасу и затем осторожно подстраивая ее вертикальное и горизонтальное положение до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение сигнал/шум, либо же максимальное значение качества соединения. Для этого необходимо использовать измеряющее данные характеристики ПО на компьютере. Я использовал Wavemon для GNU/Linux, но большинство драйверов для беспроводных сетевых карт имеют свои средства для проверки качества соединения. В зависимости от того, как далеко от антенны расположен компьютер, возможно понадобятся еще люди или рации, или мобильные телефоны для того, чтобы сообщать человеку, который корректирует положение антенны результаты этих коррекций. При достижении максимума сигнала мы надежно закрутили болты в креплении и начали праздновать успешное окончание работы.

Стоимость

£5.50 за коннектор N-типа и банка, плюс маленький обрезок провода, и капельку припоя. Если вы потратите £20 за банку, то получите бесплатно бутылку виски.

Предупреждение

Не смотря на тот факт, что антенна работает действительно очень хорошо, никто не надевал свой лабораторный халат и не делал каких-либо заумных тестов с этой “самоделкой”, и конечно же производители оборудования рекомендуют не делать чего-либо, что они не рекомендуют. Или же подсоединять оборудование других производителей к их оборудованию. Ну конечно же.

Проверка дальности

Наша первая волноводная антенна 96 мм в диаметре, с длиной больше 3/4L g и была сделанна из футляра от бутылки джина

К антенне мы присоединили стандартный телевизионный 75 Ом коннектор (а не правильный N). Использованный тогда пигтейл был стеланн путем удаления провода от антенны Buffalo Extended Range Antenna подсоединения к нему 75 Ом’ного коннектора. Мы в курсе того, что сочетание 50 Ом коаксиального кабеля и 75 Ом коннекторов – это не лучшее согласование сопротивлений, которое можно придумать, и что это приводит к потерям мощности, но во время тестирования, в Португалии, это было все, что мы смогли раздобыть, и мы были увлечены.

Сравнение было сделанно с учётом встроенной антенны PCMCIA карточки Buffalo 802.11b. Мы использовали Wavemon (программа для измерения параметров беспроводной сети) на ноутбуке с установленным GNU/Linux для того, чтобы измерить силу принятого сигнала, шум и соотношение сигнал/шум.

Результаты

Наша первая банка, включая потери в кабеле, дала улушение силы сигнала в районе от +4 до +5 дБ (дециБелл), полученное улучшение соотношение сигнал/шум составило +10 дБ.

По данным таблиц мы оценили потери в используемом кабеле в 1.5 дБ.

Эта антенна позволила нам поддерживать 11-мегабитное соединение на расстоянии 200 метров от антенны Buffalo Airstation Extended Range Antenna. Мы не удалялись достаточно далеко по линии прямой видимости. Мы были впечатлены улучшениями в замерах, с учетом использования телевизионных коннекторов из супермаркета (которые имели неподходящее волновое сопротивление).

Первый горный тест

В конце-концов мы озаботились тем, чтобы получить несколько 50 Ом коннекторов N-типа. К сожалению ни у кого на складе не оказалось согласующихся между собой пар коннекторов, так что у нас не было другого выбора кроме как взять и чуть модифицировать BNC коннекторы. Это нас не сильно волновало, так как мы были увлечены.

Единственный кабель, который мы смогли найти, был RG58/U, дающий достаточно выские потери сигнала.

Мы подсоединили "баночную" антенну из футляра из-под джина к точке доступа Buffalo airstation при помощи 10 метров кабеля, и направили антенну их окна по направлению к холму.

Аян пошел на вершину холма с его ноутбуком, на котором был запущен Wavemon под GNU/Linux, и с "баночной" антенной, изготовленной из банки из-под корма для собак, подсоединенной к беспроводной сетевой карте двумя метрами кабеля. На вершине холма установлены две большие многосекторные антенны оператора сотовой связи, которые вещают в диапазоне около 800 МГц, как нам кажется. Аян расположился около 50 метром ниже них (медленно поджаривая его мозг!).

У нас была чистая (выше деревьев) линия видимости вниз к долине длиной 2200 метров от точки к точке, измеренная по военной карте.

Результаты

Мы достигли скорости соединения 2 Mbps, с запасом от 7 до 8 дБ, хотя хотя если говорить честно, это намного ниже того, что мы ожидали. Но важнее всего для нас было то, что антенна работает.

Посмотрев в спецификацию на используемый кабель, мы обнаружили, что он не расчитан на работу с такими высокими частотами, как 2.4 ГГц, самая высокая частота в спецификации была 1000 МГц, на которой кабель давал самое большое ослабление, 0.79 дБ/метр. Это означало, что используя кабель большой длины, изготовленный из неподходящего коаксиала, мы лишили себя от 9 до 10 дБ. Это было хорошей новостью для следующего гороного испытания с использованием подходящего кабеля, и предположительно позволяет сделать соединение на растоянии 5 км.

Антенна, показанная выше, дала в результате улучшение на 16-17 дБ по сравнению со встроенной в беспроводную сетевую карту Buffalo антенной. Нам удалось, результаты нас очень обрадовали.

Мы сейчас ждем, когда у нас появится немного свободного времени и мы найдем достаточно свободного пространства, чтобы провести дополнительные тесты. Мы ожидаем получить соединение на растоянии 10 км между антеннами.

Приложение

Список подходящих банок

Slimfast Double Chocolate – Англия – с пластиковой крышкой
The Simpsons Double choc cookies – Англия – с пластиковой крышкой
Douwe Egberts ground coffee – Англия – с пластиковой крышкой
Baby milk formula – Англия – с пластиковой крышкой
Furness Ginger Biscuits – Корнуэл и Англия
Golden Jubilee Beer, Robert Cain Brewery – Англия
Nestlé Coffee Mate 500g – Англия – с пластиковой крышкой
J&B Rare whiskey tin – Португалия
Larios Gin – Испания
Держатель унитазного ёршика из нержавеющей стали из B&Q – очень мило (спасибо Роберту Кюррею (Robert Currey))
Любая большая банка из-под собачего корма, если вы не смогли найти чего-то более подходящего!

Некоторые красители в пластиковых крышках ослабляют сигнал, так что попробуйте протестировать антенну с и без крышки и замерить уровень сигнала. Если с установленной крышкой сигнал ослабевает, используйте антенну без нее.

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

Фото и видеотехника