Многие покупатели нашего интернет магазина интересуются антеннами для различных модемов и роутеров. Причем, некоторые клиенты, покупая 3G или , спрашивают можно ли сделать антенну своими руками и насколько она будет эффективна, а также, какая конструкция оптимальна.
Мы решили удовлетворить любопытство покупателей и свое собственное, насколько возможно собрать 3G или 4G антенну своими руками. Причем, постарались сделать это из подручных и общедоступных материалов, который любой сможет найти у себя дома или в строительном магазине.
В интернете довольно много различных расчётов конструкций и калькуляторов для всевозможных диапазонов частот, мы выбрали две антенны которые будем делать, это антенна Харченко и спиральная. Точнее сказать нами была выбрана антенна Харченко, не в с классическим двойным квадратом и плоским рефлектором, а модификация от Тревора Маршала. Отличие заключается в том что у Маршала рефлектор нужно изготовить с загнутыми на 90° "губками". Учитывая то что мы планировали сделать антенну в корпусе который будет защищать проволочный биквадрат от внешнего воздействия, то конструкция Маршала нам подходила лучше.
Спиральную же антенну мы планировали сделать по классической схеме и стандарному расчёту из интернета. Рефлектор делали круглым с отверстиями для уменьшения парусности.
Итак, начнем с антенны Харченко-Маршала.
Конструкция корпуса антенны Харченко-Маршала - для 3G и 4G
Корпус мы решили изготовить из цельного листа оцинкованной стали, на котором сделали необходимые прорези для изгибов.
Также, стоит отметить что для герметичности корпуса была несколько изменена конструкция Маршала, т.е. стандартные "губки" которые загнуты на 90° оставлены, но при этом добавлены еще две стенки будущей конструкции коробки, которые загнуты на 45°. В итоге получилась "ванночка" в которой будет размещен основной элемент антенны, т.е. вибратор (двойной квадрат).
Далее необходимо изготовить сам элемент антенны, т.е. Би квадрат. Ниже представлена таблица с расчётом данной конструкции корпуса и вибратора под частоту 2100 мГц для 3G операторов Украины (Киевстар, Vodafone, Lifecell):
| Центральная частота f | 2045 МГц |
| Длина волны λ | 146.6 мм |
| Размер A (внешняя сторона квадрата) | 37.8 мм |
| Размер B (внутренняя сторона квадрата) | 37.3 мм |
| Размер D (длина вибратора) | 106.8 мм |
| Размер C (ширина вибратора) | 53.4 мм |
| Промежуток в месте подключения | 1.9 мм |
| Размеры рефлектора | 147x147 мм |
| Высота губок рефлектора | 35 мм |
| Диаметр проволоки | 1.9 мм |
| Общая длина проволоки | 316 мм |
| Расстояние вибратор-рефлектор | 17.9 мм |
Вот что у нас получилось после изготовления корпуса и двойного квадрата:
Элемент антенны согласно схеме нужно изготовить из проволоки диаметром 1.9 мм, но мы использовали медную жилу из электрического кабеля диаметром 2 мм.
Также мы закрепили основной элемент на трех пластиковых полосках и для верности, места крепление промазали силиконовым герметиком.
Естественно, все швы и соединения корпуса были тоже загерметизированы, а в роли соединений были использованы алюминиевые заклепки.
Дальше планировалось окрасить корпус, сделать крепеж для мачты и придумать крышку из пластика для передней панели. Но тут решили произвести тесты по сигналу в сравнении с заводской антенной волновой канал от Rnet с коэффициентом усиления 21 Дб.
Стоит отметить что расчетный коэффициент нашей антенны при идеальной сборке должен был составить 11-12 Дб и сравнивать данные антенны было не совсем справедливо. Но дело в том, что множество пользователей интернета, описывая антенну Харченко, преподносят ее как самую мощную и чуть ли не запрещенную.... Поэтому было принято решение произвести замеры сигнала именно в сравнении с антенной типа волновой канал.
Результаты тестирования показали следующее:
Наша антенна Харченко в действии показала такой результат по сигналу.
Тест скорости с нашей антенной
Замер сигнала с антенной 21Дб
Измерение скорости с антенной 21Дб
По результатам тестированя было принято решение отбросить идею по "изобретению велосипеда", т.е. сборке 3G антенны (или 4G) своими руками, потому что заводской вариант однозначно показал более качественные данные.
Еще одна попытка расчета и сборки антенны была предпринята другой группой сотрудников. Здесь уже решили собрать более сложный вариант конструкции, а именно антенну спирального типа.
Визуально она получилась более внушительной и корпус был доведен до испытательного уровня. К сожалению по некоторым причинам не сохранилось фотографий и деталей конструкции, но в принципе схему сборки спиральной 3G антенны можно с легкостью найти в сети интернет.
По итогам тестирования оказалось что Спиральная самодельная антенна очень привередлива к точности изготовления, в отличии от антенны Харченко, где погрешности допустимы.
Результаты замеров сигнала оказались также не впечатляющими в сравнении с заводскими вариантами.
В заключении можно сказать что сборка антенны своими руками вполне возможна, но в сравнении с уже существующими в продаже образцами, такие антенны будут существенно уступать по качеству. К примеру по коэффициенту усилению антенна Харченко может конкурировать с панельной антенной от Rnet. Но стоит учитывать также то насколько точно изготовлена антенна. Те 12 Дб которые указаны в расчетах, могут быть существенно меньше из-за неточности изготовления антенны при ручной сборке.
Если у Вас достаточно небольшое расстояние до базовой станции и Вы распологаете приличным количеством времени, то можно попробовать изготовить один из вариантов указанных в данной статье. Но все же, наш магазин рекомендует использовать для качественного интернета 3G или 4G заводские антенны где пользователю нужно только закрепить антенну на мачте, подключить коаксиальный кабель и настроить ее в нужном направлении. После этого остается только наслаждаться качественным интернетом.
3G антенны - 2100 мГц.
4G антенна - 1800 мГц
Сегодня многие граждане пользуются беспроводным интернетом, но при этом стремятся повысить скорость его работы. Ведь отличный доступ гарантируется, когда модем близко расположен к базовой станции мобильного оператора. В связи с этим те, кто работает в интернет далеко от станции, довольствуются низкой скоростью. Есть ли технический способ, который поможет решить такую проблему? Лучший вариант – это 4G антенна собственными руками.
Что такое антенна Харченко и как она работает
Так называемая антенна Харченко, которая предназначена для 3G модема, является самодельной моделью. В ее устройстве нет ничего особенно сложного. Зигзагообразная конструкция была предложена ученым К.Харченко еще в 1960-е гг. Сегодня она достаточно популярна среди радиолюбителей не только благодаря своему простому устройству, но и отличной повторяемости, а также широкополосности. Последнее преимущество особенно хорошо относится к спиральной конструкции.
По собственному устройству модели могут достаточно сильно отличаться. Исходя от величины пластины, частотность конструкции значительно изменяется. Заодно нужно учитывать, что самодельные антенны могут включать в себя предметы, выполненные из пластика и металла.
Антенна для модема бывает разных видов. Наиболее простая – это - всенаправленная. Она может осуществлять прием и передачу сигнала во всех направлениях одинаково интенсивно. В частности, такой может быть простой четвертьволновой вибратор. Если пояснять упрощенно, это кусок провода, который обладает протяженностью четверть волны того сигнала, что принимается.
Секторная антенна может осуществлять ограничение излучения в конкретном секторе. В частности если за всенаправленным устройством выставить железный лист, то получится секторная конструкция. Ее сектор составит 180 градусов. Подобный железный лист называют экраном.
Наиболее эффективной является направленная конструкция. Благодаря правильному выбору экранной кривизны можно сделать узконаправленный луч, который будет излучать радиоволна.
Главные антенные узлы это:
- вибратор, на который происходит индуцирование, наведение волны электромагнитных колебаний, которые посылаются передатчиком сотового оператора;
- кабель вместе с узлом согласования, передающий индуцированный сигнал непосредственно от вибратора;
- узел сигнальной передачи с кабеля прямо на модемный вход;
- рефлектор, который устраняет помехи, а также отраженные сигналы для повышения приемной мощности.
Антенна Харченко собственными руками является превосходным приспособлением для всех, кто стремится обладать качественной связью без необходимости затрачивать крупные средства. Ее весьма просто изготовить даже обычному человеку, не обладающему соответствующими профессиональными навыками. Результат в действительности превосходный. Подобная конструкция прослужит на протяжении длительного времени.
Делаем внешнюю антенну
Как правило, внешняя антенна собственными руками для 4g модема наделена двумя квадратными компонентами. Выполненный расчет антенны Харченко на частоту 2100 МГц показывает, что размеры сторон компоненты должны равняться 53 миллиметров каждая.
Вместе с тем для уменьшения внутренней сопротивляемости антенны умельцы советуют делать не квадратные компоненты, а ромбовидные, у которых угол составляет 120 градусов.
Подробная инструкция изложена на данном видео:
Как усилить сигнал 4G?
Для того чтобы увеличить эффективное применение антенны для USB модема, ее оснащают рефлектором - стальной пластиной. Ее можно сделать из фольгированного текстолита. Дистанция между антенной и рефлектором должна быть 36 миллиметров. Для того чтобы создать дистанцию между антенной и рефлектором, можно применять какой-то колпачок или коробочку.
Итак, давайте по порядку, что определяет скорость Интернета 3g/ 4g модема?! -Уровень сигнала . Именно от уровня сигнала во многом зависит скорость Интернета. И вот как раз для повышения уровня сигнала используются антенны. Антенны бывают разного типа и внешности, их в принципе можно сделать и самому, в статье Способы увеличения скорости интернета для 3G модема , есть несколько примеров самодельных антенн. Что же главное в антенне?! - коэффициент усиления (dBi). Именно от этого значения зависит на сколько эффективна будет ваша антенна. Соответственно чем выше это значение, тем большую скорость Интернета вы сможете добиться от своего 3g/ 4g модема. Не менее важной характеристикой 3g/ 4g антенны является- Рабочий диапазон частот (МГц). Эта характеристика определяет частоту для которой рассчитана эта антенна. Дело в том, что 3g и 4g работают на разных частотах, 3g преимущественно на 1900- 2100 мГц, 4g на 2500-2700 МГц и соответственно антенна должна быть именно для этих диапазонов частот. Не следует приобретать универсальные антенны работающие на частотах 3g/ 4g и уж тем более Wi-Fi, поскольку, в итоге они будут одинаково плохо работать на всех этих частотах. Их продают только лишь потому, что люди не хотят платить за разные антенны, а готовы купить только одну, но универсальную. Спрос рождает предложение! Но жадный платит дважды, поэтому покупайте антенну сделанную для определенного диапазона частот. Если хотите увеличить сигнал 3g покупайте антенну поддерживающую частоту 1900- 2100 мГц, а для 4g- 2500-2700 МГц. Если в вашем районе нет 4g то антенна 4G вам ничем не поможет, и покупать ее бессмысленно. С другой стороны все меняется и вполне возможно что в ближайшее время 4g появится и в вашем районе.
Итак, вернемся к антеннам, в чем же плюс покупных- в том что они рассчитаны для определенной частоты и в них указан коэффициент усиления, т.е. вы можете предугадать результат использования этой антенны. Если вы соорудили антенну сами, тот тут уж вам никто не даст гарантии в ее высоком коэффициенте усиления и что она вообще "работает" на нужной вам частоте. Предлагаю разобрать зависимость уровня сигнала от скорости Интернета 3g модема(она указывается отрицательными значением):
95 dBi, то скорее всего скорость Интернет будет очень не стабильной и ее потолок будет в районе 1-2 Мбит/с;
80 dBi скорость Интернет будет более стабильна, но не более 6-8 Мбит/с;
более -75 dBi, можно рассчитывать на скорость более 10 Мбит/с (эти значения условны, поскольку не нужно забывать про то, что провайдер сам может ограничивать скорость Интернета).
В среднем самодельные антенны увеличивают уровень сигнала от 0 до 5- 7 dBi. Вот и считайте насколько эффективна самодельная антенна. Она скорее подойдет для тех у кого не все так плохо со скорость, где ее нужно просто не намного увеличить, если речь идет о удаленных районах, где 3g/ 4g ловит очень плохо, в таком случае лучше использовать покупную антенну с высоким коэффициентом усиления.
От теории переходим к практике, моя задача- увеличить скорость интернет в деревне, о 4g можно забыть, поскольку место это довольно глухое, его там нету, и я думаю что в ближайшее время не появится. Скорость Интернета через 3g модем очень низкая, особенно, если подключать модем на прямую в компьютер (я бы это и скорость не назвал, все отправленные и принятые биты можно на пальцах одной руки пересчитать), я выкладывал информацию в статье увеличить скорость Интернет 3G\ 4G модема с помощью удлинителя по витой паре. Как наверно поняли мне удалось с помощью удлинителя по витой паре поднять скорость Интернета до 2-3 Мбит/с, но этого оказалось мало, поэтому я решил попробовать использовать внешнюю антенну, работающую на частоте 1900- 2100 мГц. С максимальным коэффициентом усиления. Выбор пал на антенну (не помню название, да оно вам ни о чем не скажет) с коэффициентом 21 dBi. Как я писал ранее очень важной характеристикой является уровень сигнала, так вот, с помощью удлинителя по витой паре у меня уровень сигнала был около значения -91 dBi.
Соответственно при использовании антенны с усилением 21 dBi, я должен был получить значение -91+21- (3-4 dBi- потеря на кабеле)= около -74 dBi , что должно было обеспечить мне скорость порядка 10 Мбит/с. что ж... не так уж плохо, я бы даже сказал это просто космическая скорость для 3g, поскольку своими глазами такой скорости при использовании 3g модема я не видел даже в городе, а уж в той глуши где я ставил так тем более.
Итак вот эта антенна:
Как вы можете заметить помимо комплектующих на антенну имеется 10 метров кабеля, 3g/ 4g модем (с разъемом для подключения внешней антенны) и переходник для подключения к модему.
Сразу хочу пояснить, что модем специально покупал с разъемом для внешней антенны, поскольку именно таким способом вы сможете "выжать" из антенны весь коэффициент усиления. При использовании же универсальных переходников вы теряете большую часть усиления и антенна не будет столь эффективна. Что бы вы понимали, что это за универсальный переходник, его изображение ниже.
Собрав конструкцию, я поднялся на крышу, подключил модем к ноутбуку и пытался определить направление в котором должна находится антенна. Как вы понимаете она должна "смотреть" в сторону вышки оператора, но поскольку на горизонте таковой не было и я не знал где она находится, я пошел опытным путем, просто поворачивал антенну и смотрел за уровнем сигнала на ноутбуке. Сразу хочу предупредить. если кто будет пользоваться таким методом. что после поворота антенны, ее необходимо подержать в одном положении несколько секунд (а лучше минуту), что бы сигнал стабилизировался и показал истинное значение.
Как вы можете заметить 3g модем перемотан изолентой, это было сделано для того, что переходник надежно держался в модеме.
Итак, я определился со стороной, очень удивился показателям уровня сигнала и скорости Интернета (ради интереса запустил тест скорости), ну о цифрах позже. Теперь оставалось установить антенну, благо есть мачта телевизионной антенны, на которую я и установил 3g антенну.
Ну а теперь о самом главном, как вы помните уровень сигнала у меня был около -91 dBi, сейчас же он стал около -74 dBi (вышеописанная математика сработала).
Ну и самое главное, напомню с удлинителем по витой паре скорость у меня держалась около 2 Мбит/с:
Скорость Интернета с внешней 3g антенной совсем другая:
Я своим глазам не верил - 13 Мбит/с. Результат, который я действительно не ожидал и был очень удивлен. На мой взгляд использование внешней антенны является наиболее предпочтительным для увеличения скорости 3g модема.
Аналогичным способом можно увеличить скорость 4g модема, от писанного не будет ничем отличаться, единственное антенну необходимо использовать именно для 4g частот.
В комментариях вы можете поделится своими успехами в увеличении скорости Интернета на 3g/ 4g модемах или задать вопросы.
Данная статья посвящена 3G и LTE антеннам для модемов. Вы узнаете, какими образом можно усилить сигнал, и стоит ли делать антенну свои руками.
Преимущество 4G интернета перед 3G проявляется не только в скорости соединения. Интернет нового поколения выигрывает и за счёт более низкого пинга. Так, онлайн-бойцы, подключенные к 4G «МегаФон», могут ощутить качественную разницу между поколениями даже на одинаковой скорости. 4G подключению по силам избавить участников многопользовательских баталий от лагов и на порядок повысить fps.
К сожалению, насладиться качеством сверхскоростного интернета получается не всегда и не у всех. Даже покупка модема со скоростным 4G от «МегаФон» — не гарантия того, что у вашего мобильного интернета вырастут крылья.
Но не спешите обвинять во всех смертных грехах оператора. В некоторых случаях он просто бессилен. Это нужно признать, ведь что есть, то есть: современные технологии всё ещё далеко не идеальны.
Серьёзной помехой между приемником сигнала и LTE сетью «МегаФон», помимо банальной пользовательской перегрузки сети, могут выступать:
- большое расстояние до базовой станции (доступность 3G и 4G сетей – до сих пор актуальный вопрос для владельцев дач и жителей пригородов);
- потенциальное место расположения модема (высота, этажность здания, материал стен и их толщина);
- иные помехи, встающие на пути сигнала: лесонасаждения, близлежащие высотные здания и сооружения, линии электропередач.
Все это сказывается на качестве сигнала от 3G/ LTE сетей не самым лучшим образом. Неужели ничего нельзя с этим безобразием поделать? Можно и нужно.
Решить большинство вышеуказанных проблем призваны усилители сигнала – 4G антенны и рефлекторы. 4G антенна для модема представляет собой мощный направленный усилитель сигнала, внешним видом напоминающий свой телевизионный аналог. Данное устройство помогает серьёзно усилить мощность сигнала, принимаемого вашим устройством.
Антенный handmade: уместно ли «рукоприкладство»?
Естественно, множеству пользователей приходит на ум вопрос: можно ли изготовить подобную конструкцию для модема «МегаФон» самостоятельно.
Оно и понятно, для желающих попрактиковаться в прикладной радиотехнике – производство усилителя модема своими руками — это отличный шанс повысить скилл, изучить тонкости подбора элементов и узнать новое. Конечно, при изготовлении LTE антенны своими руками существует риск не только впустую потраченных денег, но и сгоревшего модема.
Тем не менее, многие владельцы 4G модемов успешно используют самодельный усилитель сигнала у себя в квартирах и на дачах. В интернете собрано множество пособий и схем по сборке внешнего усилителя LTE своими руками. Для тех же, кто ориентирован на получение качественного результата, оптимальным вариантом будет приобретение фирменных направленных антенн.
Комнатным вариантом антенны, работающей с 3G и LTE сигналом «МегаФон», служат отражательно-собирательные формы. По сути, это даже не антенны, в полном смысле слова. Отражатели (или рефлекторы) не закрепляются к антенному выходу 3G модема. При этом форма металлических рефлекторов, в отличие от антенн, совсем не принципиальна, и может быть произвольной.
Как уже было сказано выше, особенностью данных устройств является исключительная комнатность их использования. Выносить их за пределы помещения не рекомендуется, так как заводские, а тем более, самодельные конструкции не способны защитить модем от воздействия влаги и температур.
Не стоит считать простой металлический рефлектор панацеей от серьёзных проблем с 3G или LTE сигналом «МегаФон». Его эффективность примерно в десять раз меньше, чем у выносной 3G антенны. Однако добавить некоторой недостающей стабильности модему подобная конструкция вполне способна.
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.
