Делаем антенну для 3g модема. Антенны своими руками. Антенна из жестяной банки

Популярность интернета среди населения постоянно растет. Однако многие люди проживают в таких местах, где сигнал очень слабый или отсутствует вообще. В связи с этим, очень остро встает проблема увеличения мощности и качества приема интернета. Медленная скорость отнимает много времени и не дает желаемого результата. Поэтому нередко на помощь приходит внешняя антенна Харченко, сконструированная в виде , материалом для которого служит толстая медная проволока. Соединение квадратом между собой происходит в местах незамкнутых углов, где и выполняется подключение телевизионного кабеля.

Такая антенна требует точный расчет под цифровое эфирное телевидение. Для улучшения направленности в некоторых конструкциях может быть установлена решетка или сплошной экран из токопроводящего материала. Подобная биквадратная антенна позволяет решить множество проблем с приемом сигнала и скоростью интернета. Самодельные конструкции, включающие в себя различные типы антенны Харченко изготавливаются сравнительно легко и включают в себя металлические и пластиковые детали, а также элементы из других материалов, соединяемые разными способами. Подобные конструкции легко изготавливаются самостоятельно, в том числе и антенна Харченко для ТВ своими руками.

Антенна Харченко для модема

В настоящее время многие пользователи стремятся увеличить скорость своего мобильного интернета. Особенно остро эта проблема стоит перед теми, кто проживает на значительном удалении от базовой станции, пользуясь интернетом на очень низкой скорости. В таких ситуациях наилучшим выходом из положения становится антенна Харченко для 3g модема своими руками, которую достаточно легко изготовить в домашних условиях.

Эта рамочная конструкция известна как ДМВ антенна еще с 60-х годов прошлого века. Она имеет зигзагообразную рамочную конфигурацию, благодаря которой устройство становится очень эффективным.

Система состоит из двух квадратных элементов. Для того чтобы сделать расчет антенны для 3g модема на частоту 2100 МГц, размер каждой стороны квадрата должен составлять 53 мм. Вся конструкция выполняется в виде сцепленной структуры, включающей в себя две ромбовидные фигуры с внутренними углами 1200. Это делается с целью снижения внутреннего сопротивления устройства. Соединение ромбов осуществляется между собой методом пайки. Сюда же в дальнейшем припаивается кабель высокой частоты.

Более точные данные можно получить, используя онлайн калькулятор для расчета антенны Харченко, в который достаточно всего лишь ввести необходимые исходные данные.

Для повышения эффективности прибор может использоваться совместно с рефлектором. Обычно эта деталь является металлической пластиной, а наиболее подходящим материалом для ее изготовления служит фольгированный текстолит. В данном случае антенны включает в себя определение расстояния между приемным устройством и рефлектором. После расчетов и заготовки материалов, может быть изготовлена антенна Харченко для модема своими руками.

Соединение деталей между собой осуществляется с помощью термоклея. Зафиксировать нужное расстояние между элементами можно с помощью какого-либо предмета с наиболее подходящими размерами. Затем выполняется подключение антенны к устройству. Поскольку в модемах отсутствуют разъемы для подключения внешних антенн, они просто обматываются проволокой, которая затем соединяется через кабель с приемным устройством. В случае необходимости, по такой же схеме может быть изготовлена антенна Харченко для 4g модема.

По окончании сборки, на противоположном конце кабеля, который будет соединяться с модемом, нужно собрать так называемое устройство согласования, предусмотренное специально для таких приборов. Для этой цели используется медная фольга, такая же, как в печатных платах. Выполняемый расчет антенны для 4g модема такой же, как и в предыдущем варианте.

При наличии разъема для внешней антенны, подключение кабеля осуществляется с помощью специального переходника. После всех соединений, антенна для модема считается готовой к использованию. Настройка приема сигнала для 4g выполняется экспериментально, путем медленного поворота конструкции вокруг оси до получения наиболее четкого сигнала. Качество сигнала определяется количеством черточек на значке, отображаемом на компьютере или мобильном телефоне.

Антенна Харченко для цифрового ТВ

Для работы цифрового телевидения используется диапазон дециметровых волн. Поэтому перед конструированием следует выполнить антенны Харченко для DVB t2, чтобы максимально усилить прием сигнала.

Сама конструкция выглядит достаточно компактно, изготавливается в классическом варианте из двух ромбов, в итоге получается антенна зигзагообразная без рефлектора. В качестве основы может использоваться любой токопроводящий материал, например, медный или алюминиевый проводник, диаметром 1-5 мм. Также подойдут трубки, полоски, уголки, профили и т.д. Лучше всего для этих целей подходит медная проволока толщиной 3 мм. Она очень легко гнется, выравнивается и паяется. Далее должна изготавливаться в определенной последовательности. Сопротивление телевизионного кабеля должно быть примерно 50-75 Ом.

Качество цифрового сигнала не зависит от расстояния, как это происходит в аналоговом телевидении. В данном случае, когда антенна для ТВ нормально работает сигнал нормально поступает в телеприемник, если же имеют место сбои, то никакого сигнала вообще не будет. Соответственно не будет и изображения. Если сигнал есть и он нормально принимается, то изображение будет одинакового качества на всех каналах. Этот фактор нужно обязательно учитывать, когда выполняется для цифрового ТВ, хотя индивидуальные настройки могут быть разными для того или иного региона.

Непосредственно телевизионная антенна Харченко изготавливается в определенной последовательности:

• Вначале нужно отмерить кусок проволоки общей длиной 112 см и согнуть его, соблюдая размеры участков попеременно 13 и 14 см.
• После всех изгибов образуется два конца, которые необходимо зачистить на расстояние 1,5-2 см. На концах делаются петли и фиксируются между собой. Место стыков полностью запаивается. Затем, к одному из стыков припаивается центральная жила, а к другому - оплетка. В результате, получается готовая антенна или двойной квадрат.
• Биквадратная антенна для телевизора требует телевизионного кабеля примерно 3 метра. Со стороны антенны он зачищается на 2 см, а со стороны штекера - на 1 см. Штекер можно выбирать на свое усмотрение. Его так же как и проволоку нужно зачистить с помощью надфиля или какого-то острого предмета. Таким образом, зигзагообразная антенна Харченко для цифрового ТВ почти готова к использованию.
• По окончании пайки все стыки следует залить горячим клеем из пистолета. Пока клей не остыл, его излишки нужно собрать. Получается одновременно надежное и эластичное соединение. На самой антенне места пайки тоже заливаются клеем.

Антенна Харченко для телефона

Выносная антенна направленного действия способна существенно увеличить возможности мобильного телефона и повысить качество связи при нахождении абонента в отдаленной местности. В продаже не всегда можно встретить наиболее подходящий вариант, поэтому лучшим выходом из положения становится антенна Харченко для сотовой связи, изготовленная из подручных материалов своими руками.

Наиболее доступный вариант представляет собой стандартную конструкцию, рассмотренную выше. Такая антенна размеры должна иметь исходя из конкретных условий эксплуатации. Все необходимые материалы продаются в хозяйственном магазине. Наиболее простые конструкции могут напрямую соединяться с кабелем и не требуют каких-либо специальных настроек.

Необходимо в первую очередь запастись медной проволокой, диаметром 2-3 мм. Можно взять изолированный провод и снять с него изоляцию. Если соединения будут производиться без пайки, потребуются специальные разъемы для антенн F-типа и соединители. Когда планируется две антенны Харченко соединить в параллель возможно понадобится рефлектор, который может быть жестяным или алюминиевым. Изоляция стыков выполняется с помощью термоусадочной трубки или изоленты. Для соединения методом пайки потребуется паяльник.

Медная проволока, подготовленная заранее, изгибается и превращается в зигзагообразную рамку, представляющую собой два ромба. Стороны каждого из них имеют длину 80 см, а общее расстояние между противоположными углами составит 226 см. Далее калькулятор антенны определяет точку соединения этих ромбов, как место соединения с кабелем. К данной точке припаивается кусок кабеля, размером 50 см, а к его противоположному концу накручивается разъем F-типа. Далее к разъему подключается основной кабель необходимой длины.

В некоторых случаях расчет антенны Харченко онлайн предполагает установку рефлектора, значительно усиливающего прием сигнала в определенной местности. Конструкция получается такая же, как антенна для т2, когда выполняется соединение между собой нижнего конца рамки и рефлектора через оплетку кабеля. С этой целью в рефлектор дополнительно вкручивается болт длиной 50 мм, к которому с помощью стяжки притягивается разъем F-типа. Предварительно к этому разъему припаивается кабель и рамка, расположенная на расстоянии свыше 40 мм. Таким образом, антенна Харченко для мобильного телефона, сделанная самостоятельно в наиболее простом варианте, готова к использованию.

Для непосредственного соединения приемного устройства с мобильным телефоном используется пигтейл, представляющий собой специальный провод. Один его конец соединяется с антенным кабелем, а другой - при помощи разъема с антенным гнездом телефона. В данном случае проблема рассчитать антенну отсутствует и какие-либо отдельные настройки не требуются, достаточно всего лишь наиболее оптимально расположить антенну, ориентируясь на качество принимаемого сигнала. Мачту с приемным устройством рекомендуется устанавливать, как можно ближе к дому, лучше всего возле окна, чтобы максимально уменьшить длину кабеля.

Сегодня многие люди жалуются на слабое интернет-соединение и низкую скорость загрузки. В связи с этим, провайдеры разработали новое соединение - 4G. Оно превосходит 3G и LTE интернет. Чтобы подключится к 4G, необходимо усилить или создать новую антенну.

4G антенна позволит не только увеличить скорость соединения, но и улучшить качество его приема. Интернет нового поколения позволяет без лагов играть в онлайн игры. С новым соединением у вас повысится fps и понизится пинг. Это позволит даже на одинаковой скорости получить более качественное интернет-соединение.

Сегодня люди стараются подключиться к новому высокоскоростному интернету, но не у всех получается получить качественное соединение. С чем это связанно? В этом, как не странно, виноват не оператор, а техника. В маленьких городах или селах нет качественного соединения. В этом случае поможет только 4G антенна, которую вы можете сделать самостоятельно. К этому мы еще вернемся. Давайте рассмотрим, что выступает помехой для интернет-соединения.

Как правило, это обычная перегрузка сети, но в тоже время, могут быть и другие причины:

• Большое расстояние от станции до вашего модема. Это и не дает возможности получить качественное соединение в селах или маленьких городах.
• Расположение модема. Во внимание берется все от высоты, на которой он расположен, до материала, используемого в строительстве дома.
• Месторасположение модема. В этом случае преградой может выступить леса, высотки или линии электропередач.

Что с этим можно сделать? Как решить проблему? Как мы уже выяснили, 4G антенна позволит исправить недостатки передачи сигналов. Она усилит интернет-соединение и позволит получить высокую скорость даже в самой заброшенной деревушке.

Самодельные антенны

Антенна для единственный способ улучшить интернет-соединение. Многих людей беспокоит вопрос: можно ли изготовить необходимую конструкцию самостоятельно?

Конечно, если у вас есть необходимые знания по работе с радиотехникой, то можете заняться изготовлением. 4G антенна - это отличный способ повысить уровень по работе с техникой, научится подбирать нужные элементы и узнать что-то новое. Вы должны понимать, что антенна для 4G модема может сгореть, есть ее неправильно изготовить. Чтобы не потерять своих денег, необходимо пользоваться всеми рекомендациями по изготовлению.

Если вы проживаете в маленьком городе или поселке, то можно использовать усилитель для 4G модема. Сейчас можно найти множество различных схем по сборке такой конструкции. Конечно, если у вас нет необходимых знаний, и вы не сможете справиться с самостоятельным изготовлением, то лучший вариант - фирменная антенна 4G МТС или Мегафон.

Усилитель для 4G модема

Чтобы изготовить усилитель для 4G модема, необходимо взять банку от горошка или кофе. На дне нужно сделать одно небольшое отверстие. Оно понадобится для втулки, которую изготавливается из жести.

После этого втулку нужно будет припаять. Сначала можно прорезать отверстие на корпусе в форме буквы «Н». Оно должно быть размеру сечения модема.
В изготовленную конструкцию необходимо вставить модем (центр банки к верху модема). После этого нужно направить усилитель в сторону, где стоит вышка оператора. Осталось только подключить интернет к компьютеру через USB-удлинитель.

Если вы хотите получить высокую скорость интернет-соединения, то необходимо использовать кабель, который используют для подключения антенны с модемом, как можно меньшей длины. Это доказано экспериментально.

Также модем следует установить возле потолка, чтобы ничего не мешало принимать сигнал. Если вы воспользуетесь этими рекомендациями, то сможете поднять скорость интернета.

Виды

4G антенна своими руками может быть изготовлена разной формы. Существуют отражательные или собирательные формы. Как правило, собирающая форма закрепляются к модему, а отражающие нужно присоединять только к выходу 4G. Рефлекторы или отражатели бывают разной формы, главное - правильное подключение.

Применение

К сожалению, такие конструкции можно применять только для комнатного использования. Они, как и заводские усилители, не способны противостоять влаге или перепаду температур. Поэтому их и используют только дома.

К сожалению, простой рефлектор не способен качественно улучшить сигнал. 4G примерно в 10 раз мощнее, чем наша самоделка. Но это не значит, что рефлектор не способен улучшить качество интернет-соединения.

Антенна своими руками

Чтобы усилить сигнал к 4G модему, можно сделать антенну из спутниковой тарелки. Этот способ достаточно эффективный, так как тарелку можно настроить на любую станцию, и она хорошо принимает сигнал. Как изготовить эту конструкцию? Тут ничего сложного нет, нам необходимо взять модем и спутниковую тарелку. 4G антенна своими руками будет достаточно примитивной. В фокус тарелки нужно установить модем и настроить на необходимую станцию. Так мы получим довольно хороший приемщик. С этим проблем не должно возникнуть. Другой вопрос - это настройка.

Настройка

Способ настройки напоминает то, как устанавливают спутниковую тарелку на спутник для телевиденья. В интернетом немного по-другому. Направить тарелку необходимо ниже. Даже, возможно, придется направить вниз. Это связано с кривизной отражения. Чтобы максимально качественно настроить спутниковую тарелку, нужно вращать его и с помощью специальной программы следить, как меняется интернет-соеднинение. После того, как вы убедитесь, что получили максимальное значение, антенну необходимо зафиксировать.

Внешняя антенна 4G закреплена, теперь можем перейти к следующему этапу. Сейчас стоит поэкспериментировать с фокусом. Для разных моделей модемов необходимо по-разному настраивать конвертеродержатель. Для этого нужно менять положение фокуса и смотреть за качеством приема сигнала.

Для того, чтобы правильно настроить фокус, необходимо знать, что антенна модема находится на противоположной стороне от USB. Конечно, так устроено не на всех моделях, поэтому стоит его разобрать, чтобы понять, где находится приемник.

Если вы не добились условия прямой видимости, то следует поднять конструкцию. Также увеличить качество сигнала может помочь увеличение диаметра зеркала. 4G направленная антенна способна ловить сигнал на большом расстоянии. Как связан диаметр с качеством приема? В среднем тарелка с диаметром 1 м обеспечивает довольно неплохое интернет-соединение на расстоянии 30 км от станции. Чтобы подключить модем к компьютеру, необходимо купить USB шнур. Какой он должен быть? Конечно, следует использовать качественный шнур, небольшого сечения с экранированием и феритом на концах. Также можно приобрести несколько таких шнуров и соединить, качество от этого не теряется.

Следует помнить, что не получится использовать спутниковую тарелку для телевидения и усиления своего интернет-соединения. Конечно, можно прикрепить модем к спутниковой тарелке, чтобы немного усилить сигнал. Но следует помнить, что если тарелка настроена на ТВ, не нужно ее отворачивать от спутника. Качественный сигнал может получится в том случае, если настроена на условие прямой видимости.

Защита

Чтобы защитить модем от осадков, можно изготовить защитную конструкцию. Для этого можно использовать обычную бутылку или пакет. Конечно, лучше создать качественный защитный корпус из материалов, которые смогут выдержать перепады температур и влагу.

Вывод

На этом все. Если вы проживаете в небольшом городке или в деревне, то можете воспользоваться советами и Конечно, людям, которые проживают в мегаполисах, это не понадобится. Качество и скорость интернет-соединения зависит от дальности модема от станции, высоты модема и преград, которые могут попасться на пути. Конечно, если вы правильно сделаете и подключите усилитель, то независимо от различных преград, сможете получить высокоскоростной интернет.

Всем привет, предлагаю вашему вниманию очень простой способ усилить сигнал 3G в несколько раз. Самоделка очень простая, вам не придется ничего паять, чертить, не нужны будут даже провода и электронные комплектующие.

Началось все с того, что недалеко от нас запустили интернет 3G, а точнее HSPA+. Но, не смотря на то, что наш хутор находится всего в 3 км от вышки, сигнал никак не ловился, так как село находится в низине. Я вешал модем высоко на березу, как минимум метров на 15 от земли, но результатов не было, сигнал проскакивал лишь иногда.

Сегодня начал искать решения этой проблемы. Первым делом сделал антенну Харченко, как я ее ни крутил, как не мудрил, мне она абсолютно не помогла. Начал искать сигнал, ходя вокруг дома, залазил на сарай, на чердак, даже на дом, но результатов не дало. Имеется у меня рядом постройка, балкон с металлическим ограждением. Залез я на него, стал искать сигнал там. Так вот, в этом ограждении есть круглые отверстия, как только я установил вертикально модем в это отверстие, сразу появился сигнал и скорость составила целых 7 Мбит/с. Я подумал сперва, что это случайность. Проверял несколько раз, как только ставишь модем в отверстие, сразу появляется сигнал, убираешь, сигнала нет. Причем если модем стоит вертикально, скорость в 2 раза выше, чем при горизонтальной установке. Модем у меня .

Далее я провел еще один эксперимент, валялся у меня старый алюминиевый тазик, попробовал использовать его как отражатель, то есть по принципу спутниковой тарелки. Располагал модем напротив дна, но сигнала не поймал. Решил повторить опыт с отверстием, вырезал его в дне тазика и потом установил по центру модем, и тут опять, модем начал принимать сигнал! Причем я ходил с этим тазиком по территории и он почти везде принимал интернет. Решил я на основе этого тазика сделать антенну. В принципе, можно использовать просто лист стали, это тоже должно работать. Как именно, это работает, не знаю. Но вероятно, сигнал распространяется по пластине и потом фокусируется в центре на модеме, по принципу рупора. Сделал экспериментальный вариант антенны и пока не жалуюсь. Потом попробую с более большим отражателем.

Материалы и инструменты, которые мне понадобились:

Для изготовления самой антенны - тазик, кусок листовой стали или что-то похожее, я использовал тазик из алюминия.
Для изготовления мачты - стальная труба, кусок стальной пластины, винты с гайками и шайбами. но вы можете просто прибить антенну к дереву или дому.

В качестве модема модем/роутер .

Список инструментов:
- болгарка;
- молоток;
- долото;
- сварка;
- дрель.

Процесс изготовления антенны:

Шаг первый. Начнем с антенны
Антенна представляет собой кусок металла, в центре которого нужно проделать отверстие под ваш модем. Модем должен располагаться вертикально, у меня с моим модемом были достигнуты так наилучшие результаты. Если расположить модем горизонтально, будет тоже работать, но скорость в два, а то и в три раза меньше.
Я сперва прорубил в тазике круг долотом, а потом окончательно его вырезал болгаркой.

Шаг второй. Крепежный кронштейн
Антенну я решил сделать на мачте, чтобы можно было искать сигнал и поднять антенну над домом. Но ее изготовление не обязательно, вы можете закрепить антенну прямо на доме, столбе и так далее. Кронштейн сделал из стальной пластины, прикрутил ее винтами с гайками к тазику. Ну а далее к этой пластине приварил мачту, она из стальной трубы.

Шаг третий. Установка модема
Для крепления модема в центре нашел пластиковое ведерко, оно плотно запрессовано в отверстие и само не выпадет. Далее отрезал от бутылки донышко и в него установил модем, ну а донышко вставлено в пластиковое ведерко. Модем установлен как надо и защищен от воды. Осталось только подвести кабели питания, модем заряжается через USB. Я провел двужильный провод, подал на модем питание в 5В, заряд идет, все отлично.

Шаг четвертый. Тестирование
Пришло время тестировать, модем у меня имеет функцию роутера, то есть, раздает Wi-FI, и довольно далеко, по воздуху спокойно ловится на 150 метров. Поднял антенну над домом и развернул на вышку. Ранее тут ничего не ловилось, сейчас модем с легкостью увидел 3G-покрытие. Скорость у меня без труда идет в 3 Мбит/с, а раньше я сидел на убогом EDGE, который выдает не более 0.17 Мбит/с.

Конечно, потенциал вышки как минимум 7 Мбит, так что антеннка работает не на полную мощь. Вероятно, площадь тазика маловата. В целом я доволен, есть куда развиваться. Денег потрачено «0» копеек, проблема решена.

Если у вас есть мысли, как и почему это работает, пишите в комментариях. На этом у меня все, удачи и творческих вдохновений. Если сделаете себе такую антенну, обязательно отпишитесь о результатах!

Во всех 3G модемах есть внутренние антенны. В некоторых моделях их даже по две-три. Об этих антеннах никто и не задумывается, пока модем без проблем прокачивает через себя пяток-другой Мбит в секунду. Но если скорость составляет считанные килобиты и если компьютер с модемом уже побывал во всех углах комнаты в поисках хоть какого-то сигнала, но так его и не нашёл, то первое, что может помочь – это внешняя антенна.

У некоторых модемов есть специальный разъём для подключения внешней антенны. Минусы такого способа:
- необходимо найти кабель-переходник с подходящим конкретно для этого модема ответным разъёмом;
- на разъёме будут лишние потери сигнала;
- разъём очень хрупкий, и пара неаккуратных подключений может сломать его.
Из достоинств такого разъёма – только его наличие.
Многие модели модемов такого разъёма не имеют. Как раз к такому модему мы и будем подключать внешнюю антенну. Для этого из инструментов потребуются: отвёртка, паяльник, острый нож. А также умение паять или лишние деньги на новый модем.
Итак, наш пациент – 3G модем Huawei E171от МТС:

Аккуратно вскрываем корпус и вынимаем из него модем. Вот его обратная сторона, (но она нам неинтересна).


На лицевой стороне расположены: модуль для карты памяти, контакты для SIM-карты, радиомодуль под крышечкой, разъём, внутренняя антенна и USB-выход.


Интересно, что этот разъём недоступен без разборки корпуса, то есть почти все обладатели этого модема об этом разъёме даже не подозревают. Пусть он остаётся на месте, он нам не нужен и нисколько не мешает. А мешает нам внутренняя антенна:


Антенна вытравлена прямо на плате, и нам необходимо её отключить. Для этого сначала выкусываем SMD-конденсатор, предназначенный для резонансной согласовки антенны. Потом небольшой фрезой, зажатой в дрель, делаем пропил по антенне, оставляя только небольшую площадку для припайки кабеля. Разрез делаем неглубоко, так как печатная плата многослойная. Прозваниваем тестером, успешно ли прошла «ампутация» и нет ли КЗ между площадкой под припайку кабеля и отрезанной антенной. Кстати, иногда эта площадка может иметь КЗ на землю – таковы особенности архитектуры некоторых модемов. Если бы мы не отрезали внутреннюю антенну, то после подключения внешней антенны сигнал бы делился между ними, возникло бы рассогласование и ничего бы не получилось.


Интересно, есть ли ещё шанс вернуть этот модем по гарантии?
Следует отметить, что в некоторых модемах внутренняя антенна сделана в виде колпачка с излучающими элементами. Этот колпачок легко сдёргивается с платы, так что ничего перерезать не придётся.
После «ампутации» берём кусочек коаксиального кабеля RG174, сопротивлением 50 Ом, длиной 15 см (длиннее не надо, т.к. на таком кабеле большие потери сигнала), F-разъём и разъём типа «тюльпан». Найти всё это можно в магазине радиодеталей.


С «тюльпана» скручиваем колпачок, остальное выбрасываем. Зачищаем кабель.


Припаиваем жилу к центральному выводу F-разъёма, оплётку – на его землю, надеваем колпачок на разъём.


Тщательно отмеряем и высверливаем отверстие в одной из половинок корпуса. Продеваем кабель сквозь это отверстие.


Припаиваем кабель к модему. Паяем быстро, точно и аккуратно, не перегреваем плату. Центральную жилу припаиваем на площадку, оставшуюся от внутренней антенны; оплётку припаиваем к любому месту, являющемуся землёй и расположенному как можно ближе к площадке с припаянной центральной жилой.






Собираем модем. Теперь из модема торчит кабель и мешает крышке закрыться до конца. Поэтому аккуратно фрезеруем её.




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


Пришла очередь проверить эту конструкцию в действии. Для теста были перепаяны модемы Huawei E171 от МТС и ZTE MF190 от Билайна. Было приобретено ещё два точно таких же модема – в качестве эталонов, чтобы было с чем сравнивать.




Целью теста была оценка прироста скорости 3G интернета у перепаянного модема с внешней антенной по сравнению с эталонным модемом со стандартной внутренней антенной. Мы ни в коем случае не выясняли, какой из операторов «лучше», или какая модель модема «правильнее». Мы сравнивали только модем с внешней антенной и модем со стандартной антенной.
Замеры проводились в обычной квартире, в спальном районе. Мы мерили скорость спидтестом, каждое измерение делали по 10 раз и потом находили среднее значение.
Вот результаты:

ZTE MF190 со штатной антенной (Билайн, режим 3G)

• Ping 218 мс
• Downlink 0,46 Мбит/с
• Uplink 0,16 Мбит/с

Перепаянный ZTE MF190 с внешней антенной (Билайн, режим 3G)

• Ping 99 мс
• Downlink 1,16 Мбит/с
• Uplink 0,66 Мбит/с

Huawei E171 со штатной антенной (МТС, режим EDGE)

• Ping не было
• Downlink 0 Мбит/с
• Uplink 0 Мбит/с

Перепаянный Huawei E171 с внешней антенной (МТС, режим 3G)

• Ping 310 мс
• Downlink 0,47 Мбит/с
• Uplink 0,03 Мбит/с

3G от Билайна ловился на оба модема ZTE, но у модема с внешней антенной ping лучше на 119 мс, скорость приёма выше в 2,5 раза, а скорость передачи – в 4 раза.
На модем Huawei от МТС со штатной внутренней антенной 3G не ловился вовсе, EDGE поймался всего пару раз, ни о каком спидтесте или загрузке какого-либо сайта речи даже не шло. Но так даже интересней – поймать сигнал, казалось бы, в совсем безнадёжном случае! И с внешней антенной это удалось: ping был равен 310 мс, скорость приёма 0,47 Мбит/с, скорость передачи 0,03 Мбит/с. Причём во время тестов мы ставили антенну на подоконник и направляли её как попало, просто в сторону улицы. Думается, что при установке антенны за окном или на крыше, и при грамотном её наведении на базовую станцию, полученные результаты намного улучшились бы.
В итоге, перепаянный модем в комплекте с внешней антенной дают выигрыш в скорости как минимум в два раза, и они могут вытянуть сигнал там, где его никогда и не было. Это является настоящей находкой для тех, до кого ещё не провели ни оптику, ни даже медь.

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.