Антенн своими руками для gsm связи

Антенна GSM своими руками

Стандарт GSM придуман Европой в 1982 году, наравне с несколькими, касающимися связи посредством радиотелефонов. Направление антенн было проблемным, передатчики находились близ головы человека. Вред заметили быстро, широко известно: работники предприятий, задействованные связью, получают надбавки заработной платы. Недолго думая, комитет по стандарту ввел новый вид модуляции, позволяющий понизить мощности. Антенны сперва изготавливали выдвижными, позже приобрели вид пеньков, выступавших из корпуса аппарата. Начинка стремительно уменьшалась в размерах вместе с блоками питания, направление малогабаритных антенн гигагерцового диапазона относительно молодое. Первые наработки касаются 50-х годов прошлого века. Антенна GSM своими руками: как сделать, где установить. Поговорим подробнее.

Развитие стандарта GSM, антенн GSM

Потрудившиеся заглянуть внутрь мобильного телефона, другого гаджета, бессильны увидеть конструкции, напоминающие привычную глазу антенну. Продуманный производитель конструирует, больше руководствуясь опытными соображениями, стройной теории лишены. Нет смысла думать, что обзором будут вскрыты корпоративные секреты компании. Начиная 3G, стандарты цифровые, постоянно идет борьба, чтобы вместить побольше информации, задействовав поменьше ресурсов. Упоминали вред, внутри сотового телефона излучатель расположен в области задней стенки, от пользователя отделен экраном-землей. Микрополосковая технология известна давно. Книга 80-х годов Веселова описывает третьей частью концепцию.

Эффективность антенны GSM сотового телефона низкая, достигает 40%. Обычные телевизионные иногда зашкаливают за 90. Однако людям безразлично, здоровью вред минимальный. Каждый болотный кулик нахваливает сотовый, отлично слышит собеседника, при обрыве связи у оппонента исчезает звук… Значит, сотовый плохой. Диаграмма направленности GSM антенны сотового телефона однобокая — не светит в сторону говорящего — сильно искажается. Пользователь рукой меняет расстановку сил, чего говорить о препятствиях! Антенна GSM своими руками изготавливается для улучшения приема стационарными объектами. Мобильность ограничивается применением автомастерскими.

GSM антенны передающих станций прекрасно обустроены, отлично излучают. Слышим собеседника (если не совершает резких передвижений), оппонент будет терять пакеты, на пробежке, в транспорте. Телефон принимает на пятерочку, передает гораздо хуже. Входящие пакеты с голосом оппонента исправно приходят, исходящие дают сбои.

Теперь читатели знают: самостоятельно сделать GSM антенну на микрополосках в домашних условиях не представляется возможным. Именитые фирмы бьются, решая проблему. На сборку, проектировку функционала времени уходит минимум, производство дешевое. Компоновка внутренностей (антенну нелегко уместить на скромном пространстве) много сложнее.

На территории РФ ходят следующие стандарты:

1. GSM 900: частота передачи 890 – 915 МГц, частота приема 935 – 960 МГц.
2. GSM 1800: частота передачи 1710 – 1785 МГц, частота приема 1805 – 1880 МГц.

Микрополосковая антенна состоит из излучателя, диэлектрической подложки, проводящего экрана. С ростом толщины излучателя повышается рабочий диапазон, десятая часть длины волны. Толщина диэлектрика меньше указанной величины. Рассказываем неспроста. В диапазоне Wi-Fi микрополоски объединяются решетками, запечатываются пластиковым корпусом, снабжаются единым экраном, действуют единой командой, позволяя получить хорошее усиление, следовательно, ловить более удаленный сигнал. Вышки неподвижные, находятся в прямой видимости. Если справедливо сказанное конкретной ситуации – решение пригодное.

Приводим рисунок (сайта http://www.carookee.net/) антенны 2,4 ГГц. Чтобы начала работать на частоте 1800 МГц, необходимо размеры увеличить пропорционально в отношении 4 к 3. Обратите внимание, касается всех линий, включая соединительные. Попробуйте вначале функционирование одного квадратика до низведения платы гетинакса в жертву нуждам мобильной связи. Масштаб портала ошибочен – смотрите рисунок, снабженный размерами, стрелками показаны. Изображение взято с сайта http://www.zero13wireless.net/. Цифры указаны в миллиметрах. Пропорционально снимите чертеж номер один, определите размеры. Площадки квадратные, если искажены, исправьте графическим редактором, подойдет даже Paint, входящий по-умолчанию в состав Windows.

Для других частот, смело экстраполируйте чертеж на все случаи жизни пропорционально отношению длин волн. Делите 2400 МГц на стандартный GSM-диапазон. Выше брали отношение 2400/1800. Действуя таким образом, читатели выберут нужное устройство GSM антенны. Содержащая квадраты 4х4 дает меньшее усиление (усиление сигнала GSM антенны), проще наводится. Прием размытый, непонятно, откуда приходит сигнал, конструкция к месту. В случае далекой вышки, отчетливо видимой на горизонте, уместными станут 9 квадратов. Учтите, фидер до телефона (другого приемного устройства) не должен быть длинным, сигнал затухнет по пути сюда, в кабеле. Хочется поместить устройство на крыше… соберите усилитель на микрополосках, купите готовый в магазине для нужной частоты. Нужную цифру узнавайте у сотового оператора. Создана государственная служба по частотам, испросите чиновников пообщаться с частниками.

Изготовление GSM антенны

Большинство читателей уловило, как самодельная GSM антенна может быть изготовлена. Поделка потребует платы гетинакса подходящего размера двухстороннего фольгирования. Медь нанесена с одного бока – необходимо будет добавить конструкции рефлектор из листа стали, другого металла, площадью превышающего излучатель. Затем медь расчерчивается будущим контуром антенны. Делают тщательнее, используя линейку и уголок. Затем:

• Площадь под антенну покрывается лаком, подойдет женский для ногтей. Состав не должен попасть на поверхность в других местах, на стыки, можно закрасить крупные островки, затем отдерете ножиком (для увеличения скорости обработки).
• Травление плат ведется медным купоросом. Фольгирование двухстороннее – тыл полностью закрашивается лаком. В противном случае экран не будет растворен! Просто травление не закончится за мыслимый срок. Медного купороса недостаточно. Вторая сторона не нужна – отдирают ножиком. Для сохранения экрана нужно покрасить лаком.
• Травление ведется, пока смоются ненужные участки меди, готовая GSM антенна промывается водой, сушится, ножиком зачищаются проблемные места.
• Изделие помещается внутрь герметичного пластикового корпуса, подходящего размерами на стойках, не затрагивающих металлическую часть. Экран нужно заземлить. Попробуйте посадить на оплетку коаксиального кабеля. Напоминаем: для WiFi используется провод волновым сопротивлением 50 Ом. Сколько взять для сотовой связи: 50 смотрится уместно потому, что телевидение 900 МГц заканчивается.

Разновидности GSM антенн

Много писали об антеннах для WiFi, читатели догадались: диапазоны очень похожи… просто берите чертежи, переносите на другие частоты, везде указаны размеры применительно к длине волны. Транспонируйте эскизы пропорционально. Порядок действий указан выше. В сети легко найти так называемую антенну Харченко (биквадрат), представляющую собой пару рамок с одной общей точкой. Приводили более продвинутые варианты решения, отличающиеся большим усилением.

У читателей появится выбор того, какая выносная GSM антенна будет изготовлена. Биквадратная конструкция Харченко выполняется радиолюбителями из полосок шириной 10 мм, стороной квадрата по центру 80 мм. Не проверяли размеры, габариты определены длиной волны, используемой стандартом GSM. Для 900, 1800 МГц разница составит два раза. Скрупулезно проверяйте размеры чертежей. Рамка должна быть пропорциональна четверти длины волны. Формула известна из курса физики, приводить четыре рисунка, отличающихся мелкими деталями, нет смысла. Нужно понять: внешняя GSM антенна сходна строением с WiFi, полагаем, любую из раздела можно перенести сюда. Разница ограничена частотой, модуляцией. Первая не влияет на прием, вторая определяет размеры GSM антенны.

При использовании удлинителя старайтесь разместить усилитель поближе к точке монтажа. Шумы провода сильно снижают чувствительность устройства.

Источник

Как усилить сигнал интернета: самодельная или покупная антенна?

Всем привет! Недавно столкнулся с проблемой доступа к интернету в загородном доме. Живу за 15 км от города, и обычная связь смартфона и модема ловит очень плохо. Вообще в таких отдаленных точках есть только два варианта подключения к глобальной сети:

• Спутниковый интернет – очень дорогой, как по абонентской плате, так и по оборудованию. Полностью безлимитного тарифа нет (по крайней мере в моей местности).
• 3G/4G/5G интернет – самый популярный и достаточно дешевый вариант. Плюс есть возможность подключиться к безлимитному тарифу.

Выбрал я именно второй вариант. И тут же встал другой вопрос – как усилить сигнал сотовой связи своими или не своими руками на даче, в загородном доме или деревне. Напомню, что передача данных у нас идет с помощью радиоволн, которые затухают при проходе через препятствие, а также от большого расстояния. Немного забегая вперед, скажу, что эффективно усилить сотовую связь у меня получилось используя усилитель сотовой связи VEGATEL. Статью я для удобства разбил по шагам, если у вас будут возникать вопросы при прочтении – пишите в комментариях.

ШАГ 1: Выбор оператора

В первую очередь на что нужно обращать внимание – на зону покрытия. Пока нам не важны тарифы и цена – так как операторы в одной области имеют примерно одну и ту же расценку. Нам важно узнать – какой из операторов мы можем подключить в данный момент. Эту информацию нужно смотреть по своему адресу самостоятельно, так как в этом случае все будет сугубо индивидуально, но схема простая:

1. Находим карту покрытия любого оператора: МТС, Теле2, Йота, Билайн и т.д.
2. Вбиваем точный адрес и смотрим – что там по покрытию?! Обязательно смотрите на версию сигнала: 2G, 3G, 4G. Желательно посмотреть всех возможных операторов, чтобы выяснить – какие вышки находятся ближе всего.
3. Уже в самом конце смотрим тарифы в вашем регионе – они также будут отличаться.

По идее нам нужно найти такой вариант, при котором покрытие будет как можно ближе на 3G и 4G. Если вообще все плохо, и покрытие далекое, то будем усиливать принимающий сигнал – об этом чуть ниже.

ШАГ 2: Объяснение с тем, как происходит усиление сигнала и что нужно знать

Перед тем как выбирать антенну, или делать её своими руками нужно понимать несколько вещей. Во-первых, передача данных будет идти по воздуху с помощью радиоволн. Во-вторых, все эти волны, как и любые другие в природе, любят тухнуть от препятствий, но об этом я уже говорил. Тушатся они от деревьев, от плохой погоды, от линий электропередач и многого другого. То есть нам нужно будет прикупить или сделать узконаправленную антенну.

Что значит узконаправленная антенна? – это значит, что коэффициент усиления, который обозначен в дБ имеет большое значение. Посмотрите на картинку выше, чем больше dBi тем дальше антенна бьет и тем уже пучок. Это значит, что саму антенну нужно будет четко устанавливать по направлению к базовой станции.

Ещё не нужно забывать о препятствиях, то есть о деревьях, холмах и горах (если они есть). Скорее всего вам придется ставить антенну как можно выше на крышу.

Нужно помнить, что покрытие базовой станции, к которой вы метитесь будет зависеть и от частот, на которой она работает. Чем выше частота волны, тем больше скорость и тем выше стандарт работы, но меньше радиус покрытия. Вспоминаем 5 класс физики – чем выше частота волны, тем быстрее она затухает.

Примерные частоты и стандарты можете посмотреть в таблице выше. В идеале нам бы ловить частоты от 2500 до 2600 МГц.

Если вы уже наметили себе оператора, то желательно позвонить и уточнить, на какой частоте работает базовая станция в вашем районе. Как видите они могут отличаться в зависимости от оператора – оно и понятно, ведь если все операторы будут использовать одну частоту, то они будут мешать друг другу.

ШАГ 3: Выбор и подключение антенны

Данный шаг я разбил на две главы. В первой я предложу вам самодельный вариант, который вы можете сделать дома. Во второй главе я предоставил ТОП лучших покупных антенн.

Самодельная антенна

Делается по тому же принципу, по которому я делал когда-то Wi-Fi пушку. Она нужна была для построения моста и передачи интернета на большое расстояние. Но есть небольшое отличие в размерах самих кругов, которые мы будем делать. Размеры будут отличаться в зависимости от частоты, используемой базовой станцией, и к которой мы хотим подключиться.

Но мы не будем с этим извращаться, и я предоставлю две схемы с размерами кругов:

Итак нам понадобятся:

• Шпильки с резьбой.
• Гайки по размеру, подходящие к шпилькам.
• Медная фольга.
• Два коаксиальных кабеля.
• Два пигтейла.
• Паяльник с припоем.
• Модем, для подключения и проверки интернета.

Отметьте круги по размеру на фольге. Я вам советую сразу просверлить дырки, и уже от них отмерять круги, так будет точнее.

ВНИМАНИЕ! Чем точнее вы отрежете круги, тем более стабильный сигнал вы сможете использовать.

Если в Вай-фай мы использовали один провод, то тут будем использовать два для усиления сигнала. Посмотрите по схеме – на втором по размеру круге нужно перпендикулярно вырезать две маленькие дырочки, куда мы будем вставлять конец коаксиалки.

Дырочка должна быть такого же размера, как и центральная жила коаксиального кабеля – смотрим на картинку ниже. Вырезаем две дырочки.

Прикладываем этот диск к самому большому и отмечаем дырки там.

На самом большом диске вырезаем дырки такого же размера, как у обычного телефонного разъема.

Два разъёма, которыя должны у вас быть готовы, вставляем в эти пазы. Будьте аккуратны, чтобы сильно не погнуть метал.

Теперь насаживаем наши круги на шпильки. Каждый диск должен быть затянут гайками. Также расстояние между кругами должно быть точно по схеме, которую я оставил в самом начале. Желательно потуже затянуть гайки, чтобы круги не повело – ведь мы будем устанавливать антенну на улице.

После сборки, в самом начале, где стоит большой круг, можно прикрутить антенну к какому-нибудь металлическому штырю. Но что самое главное, нам нужно вставить вот таким вот образом коаксиальный кабель, а центральную жилу от него пропихнуть во второй диск.

Кончик припаиваем ко второму кругу.

ВНИМАНИЕ! Загибать конец нельзя – это может ухудшить резонирование волны между дисками.

Теперь, давайте попробуем подключить эту антенну. Для этого мы будем использовать модем HUAWEI E8372h-153 – на данный момент это самый лучший флагманский модем на рынке с большим количеством интересных настроек. Обзор по нему вы можете почитать тут.

Для подключения нам нужно будет приконнектить два кабеля через пигтейлы к выходам нашего модема.

Ну и теперь делаем следующее:

1. Для начала я бы советовал подключить модем к ноутбуку.
2. Заходим в админ-панель модема и смотрим на уровень сигнала.
3. Можно посмотреть уровень сигнала – если навести на значок лесенки в правом верхнем углу – чем меньше цифра, тем лучше сигнал.

1. Далее антенну лучше всего установить на крышу – чем выше уровень деревьев, тем лучше. Напомню, что нам нужно направить антенну как можно точнее на базовую станцию. Это все делается вручную, поэтому вам нужна будет помощь друга. В итоге один устанавливает и крутит антенну, а второй говорит результаты.

Далее сам модем можно подключить к домашнему роутеру, если вы хотите, чтобы интернетом пользовались все. Самое главное, чтобы у маршрутизатора был USB-порт с поддержкой мобильного интернета. Нашу подборку отличных вариантов можете посмотреть тут.

Кстати, антенну можно подключить и к телефону с помощью ёмкостной связи. Внутренние антенны смартфона обычно расположены сверху, поэтому мы делаем вот такие вот две завитушки, вставляем их в чехол. Одна завитушка направлена влево (или вправо), а вторая вниз. Далее просто кладем туда телефон.

Можно также пойти другим путем и усилить весь сигнал дома. Для этого можно установить ретранслятор внутри здания. В итоге антенна будет ловить сигнал мобильной связи, а ретранслятор его распространять дома. По данной теме смотрим видео ниже.

Купить антенну

Если вам лень, что-то делать своими руками, то можете присмотреть уже готовые варианты. Плюс покупной антенны в том, что они предназначены сразу для нескольких диапазонов, а не для одной, как наша самодельная. При выборе смотрите обязательно на стандарты, с которыми работает антенна, а также частоты. По частотам и стандартам лучше всего узнавать у оператора. Сразу скажу, что в технической поддержке вам может попасться некомпетентный специалист, который не знает эту информацию, поэтому нужно будет о ней узнавать более настойчиво.

РЭМО BAS-2338 HIGHWAY

Диапазон	1700 – 2700 МГЦ
Стандарты	WCDMA-2100, LTE-2600, WiFi, GSM-1800
КУ	15 дБ

Триколор DS-4G-5kit

Диапазон	1700 – 2700 МГЦ, 780 – 980 МГЦ
Стандарты	GSM-1800, LTE, HSDPA, HSPA+, 4G
КУ	5-7 дБ

Locus Mobi-900 Turbo

Диапазон	880 – 915 МГц, 925 – 960 МГЦ
Стандарты	UMTS-900, GSM-900
КУ	31 дБ

Дельта Пила-Л

Диапазон	780 – 980 МГЦ, 1700 – 2800 МГЦ
Стандарты	HSPA+, HSPA, UMTS, GPRS, EDGE, WiFi, LTE, GSM-900, GSM-1900, GSM-1800
КУ	12-14 дБ

ШАГ 4: Усиление сотовой связи с помощью комплекта с репитером

И еще пара глав, пожалуй, о самом эффективном способе усиления – с помощью репитера. Рекомендую.

Что такое репитер и как его правильно выбрать

Использование лишь одной антенны не всегда возможно, потому что входящий сигнал может быть слабым, и всё усиление, полученное за счет антенны, вы потеряете в кабеле. Именно поэтому я рекомендую использовать репитеры, как максимально эффективный способ активного усиления сотовой связи.

Репитер – это микроволновое устройство, которое усиливает сигнал сотовой связи там, где это необходимо, в том числе и сигнал мобильного интернета 4G / 3G. Сейчас производится много таких устройств, но я выяснил, что самым надежным оборудованием являются комплекты VEGATEL.

Самого по себе одного репитера недостаточно для создания покрытия, именно поэтому, если вы хотите усилить сотовую связь, лучше приобретать сразу готовый комплект и совсем не волноваться:

• Уличная антенна
• Сам репитер
• Комнатная антенна
• Коаксиальный кабель для монтажа
• Крепления
• Разъемы

Как же правильно выбрать такой комплект? Прежде всего вам нужно понять, какой именно сигнал вы будете усиливать. Для этого нужно установить на смартфон одно из приложений, которое покажет вам, на какой частоте работает ваш оператор сотовой связи. Вот список этих программ: Network Cell Info Light, Network Signal Info, Cell Tower Locator. Можно использовать любое. В интерфейсе придётся разобраться, но это не сложно (вы точно справитесь).

Если сигнала нет внутри здания, не стоит ставить крест на идее. Вам нужно выйти из дома и попробовать поймать сигнал вокруг него, потому что улавливать сигнал будет уличная антенна, установленная на крыше или фасаде.

После определения частотного диапазона, нужно определиться, на какой площади вы хотите получить стабильный сигнал. VEGATEL выпускает много моделей комплектов для усиления сотовой связи как на площади одной комнаты, так и целого дома.

Какой комплект с репитером купить?

Лично мой опыт связан именно с VEGATEL/TITAN. Чего и рекомендую вам. Установка и настройка такого комплекта занимает, обычно, не более часа. И это при полном отсутствии опыта.

Комплект Titan-900 (LED)

Это самый ходовой и бюджетный комплект, который способен дать вам приемлемый 3G интернет. Очень востребован дачниками.

• Площадь покрытия – до 350 кв. м.
• Диапазоны, которые усиливает – EGSM/GSM-900 (2G) и UMTS900 (3G).
• Коэффициент усиления – 78 дБ.

Комплект Titan-1800 (LED)

Любимый комплект дачников и жителей загородной местности, ведь с его помощью можно усилить не только голосовую связь но и мобильный интернет 4G, дающий максимально возможную скорость соединения.

• Площадь покрытия до 350 кв.м. или до 3х комнат дома.
• Диапазоны, которые усиливает – GSM-1800 (2G) и LTE1800 (4G).
• Коэффициент усиления – 78 дБ.

Комплект Titan-1800/2100 (LED)

Позволяет усилить связь в трех диапазонах, получив и максимальную скорость интернета 3G/4G и уверенную голосовую связь.

• Площадь усиления – до 350 кв.м.
• Диапазоны, которые усиливает – GSM-1800 (2G), UMTS2100 (3G) и LTE1800 (4G).
• Коэффициент усиления – 78 дБ.

Источник