Антенна харченко для модема своими руками

Создание антенны Харченко для модемов 3G и 4G своими руками

Современная жизнь без доступа к интернету уже немыслима. Но провайдеры далеко не всегда способны предоставить качественную линию соединения своим клиентам, ведь надежная связь возможна лишь в области уверенного приема. А она, в свою очередь, ограничивается мощностью передатчика, расположением местности (в низинах сигнал неуверенный), а также дистанцией. Повысить качество сигнала и расширить дальность его приема можно благодаря подсоединению к антенне Харченко для 3G или 4G.

Описание самодельного приемника

При соответствующих настройках эта антенна — одновременно и усилитель, и приемник. Как антенну этот биквадрат предложил использовать изобретатель и ученый Харченко. Биквадрат — это подвид рамочных антенн, которые в первую очередь относят к виду зигзагообразных.

К. П. Харченко предложил это устройство в качестве антенны еще в середине прошлого столетия (1961 г.) для использования в качестве приемника телевизионных передач. Тому есть серьезное основание: является историческим, зафиксированным фактом, что, настроив свою антенну на частоту 14 мегагерц и придав ей необходимое положение, ученый получил сигнал из Америки.

Сейчас усилитель сигнала мобильной связи и интернета можно без каких-либо проблем купить в специальных магазинах либо выполнить антенну Харченко своими руками.

В числе заводских моделей антенн-усилителей легко отыскать мощные приспособления с высокими характеристиками. Но достаточно часто можно обойтись несложной конструкцией, которую легко собрать из подручных средств собственноручно. Достаточно воспользоваться известной разработкой Харченко.

Согласно исследованиям создателя, по выходным параметрам антенна надежно усиливает работу цифровых устройств, работающих на мобильных платформах, формируя увеличение приема сигнала до 3−4 Дб, причем даже без использования рефлектора, а с его внедрением — вплоть до 8−9.

Как сделать антенну для модемов

Чтобы создать антенну Харченко для 4G модема своими руками, а также для усиления сигнала 3G, можно обойтись наименьшим набором устройств и приспособлений, которые наличествуют у любого домашнего мастера. Потребуется:

• кусок медного кабеля (30 см), его можно, если потребуется, взять в магазине;
• маленький кусок коаксиального телекабеля (1−2 м);
• крышка от пластиковой бутылки с водой;
• жестянка, кусок фольги или выработавший свои возможности DVD-диск;
• линейка, карандаши или маркеры для разметки;
• ножик или ножницы для отрезки кабеля;
• пассатижи или маленькие тиски для излома провода;
• паяльник для присоединения кабелей к контактам;
• клей для пластмасс (подойдет любой).

Если клея нет, его можно сделать самостоятельно. Для этого нужно растворить на дне стеклянной посуды обычный пенопласт бензином или ацетоном.

Устройство и оптимальные габариты

Как известно, 4G-модем функционирует на частоте 2100 МГц. Ей равносильна длина волны 143 миллиметра. Сейчас ещё попадаются модели, которые созданы под 900 МГц, и те, которые используют составной порядок, однако они уже утрачивают свою актуальность.

Ключевыми узлами усилителя являются:

• вибратор — на него индуцируются волны магнитоэлектрических колебаний, которые посылаются передатчиком провайдера 4G;
• антенный провод с элементом согласования, который транслирует индуцированный радиосигнал от вибратора;
• блок передачи сигнала с провода на вход модема;
• отражатель, который устраняет перерывы сигнала и отражающие шумы — он нужен для повышения мощности приема.

Основные требования к вибратору

Важно обратить внимание на вид используемого металла. Для усилителя, как правило, применяют медь или алюминий. В домашних ситуациях, принимая во внимание небольшие параметры вибратора, легче подключать кабель пайкой. По этой причине сразу нужно остановиться на меди, даже не оценивая ряд прочих ее положительных сторон.

Особую роль играют конфигурация и размеры поперечного сечения. Рекомендуется сооружать антенну Харченко из провода с поперечным сечением не менее 5 мм² и диаметром 2,5 мм, так как эти параметры, согласно народному опыту, наиболее благоприятны. Сразу стоит оговориться, что допускается брать толщину 2,3 мм с сечением 4 мм², которая несущественно сократит характеристики приема. Если потребуется, то допустимо осуществить монтаж с сечением 2,5 мм², но это уже испортит качество сигнала, повысит его угасание. Хотя для какого-либо конкретного случая или местности это может быть вполне возможно — следует подходить индивидуально.

Для приема уверенного сигнала необходимо обращать внимание на симметрию квадратов и равнозначный размер побочных поверхностей.

Выбор кабеля

Основное отличие от стандартных антенн, с которым может столкнуться частный мастер — это размер волнового противодействия, а оно может составлять 75 или 50 Ом. Для сокращения утрат мощности надежнее применять провод с меньшим сопротивлением. Он больше годится по электронным показателям, сильнее согласовывается, гарантирует наименьшие потери сигнала. Впрочем, употребляя один из этих видов проводов, лучше точнее подобрать под него механические габариты вибратора. В таком случае утечки мощности сигнала станут наименьшими.

Специфика конструкции рефлектора

В роли экрана может быть любая стальная пластина. Его можно вырезать из жести или выпилить болгаркой из ненужной алюминиевой кастрюли. Если и металла никакого нет, то можно выйти из положения и взять фанеру или картон и оклеить фольгой. Можно не переживать за результат — ощутимой разницы не будет. В любом случае полученная конструкция сможет перекрыть идущий волновой фон с разных сторон.

Отлично себя показывает отработанный DVD-диск. Повысить его эффективность можно, покрыв алюминиевой фольгой одну из сторон. Этот вариант превосходно справляется с отражением волн. Его дополнительный плюс — эстетичный облик и существенное облегчение работы.

Чтобы использовать диск, потребуется лишь помазать его клеем и зафиксировать на крышке от пластиковой бутылки. Также нужно отрегулировать дальность вибратора от рефлектора. Это можно сделать с помощью дополнительных шайб (можно взять от винтов) или обрезки лишней толщины.

Собирая усилитель, нужно обращать внимание на параллельность площадей вибратора и рефлектора.

Процесс создания устройства

Сначала следует создать вибратор. Первостепенное значение имеют размеры и симметрия. Чтобы придать максимальную симметрию установке, необходимо все грани квадратов сделать абсолютно одинаковыми. Добиться это можно двумя способами:

• обязательно провести предварительную разметку проволоки маркером;
• применить контрольный шаблон определенной длины.

В первом методе пассатижи ставят на разметку провода и выгибают последний под углом 90 градусов, чтобы проконтролировать изгиб по угольнику.

Во втором случае требуется отделить часть проволоки по масштабу, слегка большему по величине, чем стороны квадрата, а после этого подточить напильником или крупной шкуркой до контрольной размера. Выполненный шаблон совместно с проволокой кладётся в губки пассатижей таким образом, чтобы один конец одновременно с проводом упирался в твердую плоскость, а второй сошёлся с выходной плоскостью плоскогубцев. Также для гарантии ровности поверхностей можно совершить расчет онлайн, воспользовавшись специально разработанным для таких целей калькулятором антенны Харченко.

После этого усилием руки изгибают вибратор, использовав при этом контрольный шаблон для каждого края квадрата. После того как проволока полностью выгнута, ее оставшуюся часть устраняют бокорезами. Происходит поверочный обмер граней, который обеспечивает симметрию в положении каждой из сторон в одной плоскости.

Подсоединение и варианты передачи сигнала

В середине крышки от бутылки просверливается дрелью или вырезается ножиком отверстие, слегка меньше диаметра кабеля (чтобы конструкция была более устойчивая). Вводится конец провода. После этого разбирается так, чтобы оголилась центральная жила с местом для залуживания и пайки.

Подсоединение проводов проводится любым паяльником (можно даже самодельным). Когда пайка окончена, крышку натягивают на вибратор, ведя по кабелю.

Надёжность соединения можно увеличить путем применения клея и проведения мелких пропилов в пластиковой пробке.

DVD-диск сквозь центральное отверстие вводится в кабель и приклеивается к торцу пробки. В этой установке рефлектор и вибратор не предполагают между собой электроконтакта.

Собранный таким образом антенный вибратор вместе с рефлектором гарантируют хороший прием электромагнитной волны сигнала бесконтактно от передатчика и перенаправляют его по коаксиальному проводу. Теперь только остается перенаправить его на модем.

Перенаправление 4G-сигнала на модем можно урегулировать двумя путями:

• выполнить прямое подключение кабелей коаксиального провода непосредственно к плате модема;
• употребить сделанную антенну Харченко в качестве промежуточного звена усиления и с ее использованием выполнить передачу принятого сигнала на интегрированную антенну приёмного устройства.

Первый способ, в свою очередь, предполагает два решения в зависимости от того, есть ли на модеме специальный разъем для подсоединения к внешней антенне или он отсутствует.

Если разъем есть, то это избавит самодеятельного мастера от решения дополнительных задач. Тогда понадобится только припаять концы коаксиального провода ко второй части разъема и через него подсоединять антенну.

Если разъема нет, то для организации прямого подключения к плате модема понадобится не только разборка коаксиального кабеля, но и пайка стержневой жилы с экранным слоем к микросхемным дорожкам. Это весьма сложная и тонкая техническая работа, которую требуется совершать точно, безопасно и с полным следованием технологии. В противном случае модем выйдет из строя, и тогда его придется покупать снова.

Отправка данных беспроводным путем

С этой задачей справится любой. Нужно будет на выходные точки коаксиального провода припаять электроды — они станут генераторным узлом и будут излучать общепринятую и интенсивную магнитоэлектрическую волну прямиком на антенну модема. Нужно сделать какой угодно ниткой один виток по внешнему контуру корпуса модема и замерить его размер линейкой. После этого нужно добавить 5 мм и вырезать из фольги или консервной банки пару полосок по 75 мм в длину и 45 и 27 в ширину.

Широкую часть для стержневой жилы нужно выгнуть по конфигурации модема, а для экрана — полукругом, после чего припаять их к антенне Харченко.

Электроды нужно развести на незначительное расстояние и направить их таким образом, чтобы они производили и адресовали принятый магнитоэлектрический сигнал на интегрированную антенну модема. Их наилучшее расположение можно подыскать опытным путем.

Теперь все готово. Остаётся только вставить 4G-модем в разъем ноутбука, а после этого проверить качество сети.

Источник

Антенна Харченко для 3G модема своими руками. Варианты уличного исполнения

Продолжу описание своих поисков интернета в деревне.

После логопериодической, было изготовлено несколько вариантов антенны Харченко. Антенна проста по конструкции и довольно эффективна. Весьма популярна у любителей телевизионного приема, часто применяется для передачи данных, в том числе, в качестве внешней антенны GSM модема. Пожалуй, не стоит останавливаться на теории и расчетах, их в сети великое множество, разной степени углубленности. Здесь же похвастаюсь своими исполнениями с комментариями.

При наличии желания повторить какую либо из конструкций, нам потребуется минимальный набор слесарных инструментов, мощный паяльник, принадлежности и материалы для пайки. Лобзик по дереву. Толика терпения и аккуратности.

Можно сказать прототип, рефлектор из фольгированного стеклотекстолита. Шпильки на краешках рамки из той же проволоки – в этих местах нулевой потенциал и допускается использовать металлический крепёж, что удобно. По идее, стоит стремиться к хорошей симметрии рамки и правильности (соответствии расчетной форме), чего при изготовлении из толстой проволоки не так просто добиться. На ум приходит простая оснастка, хотя бы в виде деревянного «кубика», поместив который внутрь рамки можно деревянной же или резиновой киянкой, без фанатизма, подровнять углы и форму плечей.

Вышеупомянутая оснастка не применялась – решено было поступить более радикально, изготовив рамку из жесткого листового проводника методом выпиливания. Был применен помянутый фольгированный стеклотекстолит.

На фото, сзади рефлектора, в баночке от витаминок – модем, в него был «насмерть» впаян USB кабель длинной 35…40см, чтоб избежать лишнего разъемного соединения «на верху» и уменьшить длину модема. Рефлектор – фольгированный стелотекстолит, собственно он отпаян от предыдущей конструкции. Антенна ориентировалась узлом наведения от прошлых опытов с логопериодической коллегой. Так же использовалась старая «инфраструктура» — кабели, блок питания, крепления.

Рамка была начерчена в Автокаде и распечатана в натуральную величину. Чертеж в нужном месте заготовки закреплен скотчем и слегка накернен по углам. Осталось прочертить острым шилом стороны рамки, соединяя накерненные точки и можно выпиливать. Выпиливал ручным «пионерским» лобзиком по дереву. Пилки штатные, для дерева.

Внимания заслуживает способ крепления рамки к рефлектору. Было решено крепить рамку в четырех точках. Cтойки выполнены из все того же фольгированного стеклотекстолита. Фольга кроме двухмиллиметровых полосочек по краям стравлена в хлорном железе. Монтаж пайкой, хорошо прогретым паяльником 60 Вт. Для удобства изготовлена оснастка – деревянный кубик с точно опиленными торцами. Процесс на фото. Все медное, хорошо паяется вульгарной канифолью.

Стоит сказать, что слоистые пластики, в том числе и наш стеклотекстолит, весьма пористы по происхождению, пор много и мелкие, соответственно материал гигроскопичный. Хорошим тоном будет пара слоев лака, иначе могут плавать параметры.

Последняя конструкция плавно перетекла в вариант облучателя для рефлектора от спутниковой тарелки.

Та же рамка из фольгированного материала закреплена в узле собранном из сантехнической обвязки. Кажется, это был слив (водяной затвор) для ракованы. Его диаметр хорошо подошел к штатному креплению спутникового конвертера тарелки. Рамка закреплена термоклеем в пропилах пластиковой трубы. Решение спорное и наверняка не слишком долговременное – при минусовой температуре такой клей становится довольно хрупким.

С обратной стороны удобно поместился модем, зафиксирован двумя пластинками «Пеноплекса».

Сверху плотно нахлобучен обрезок от какой то пластиковой баночки, от осадков.

Весь узел в сборе, с креплением от тарелки. Отходящий шланг и резиновая манжета от слива стиральной машины-автомата. Манжета герметично соединяет отвод с гофрированным шлангом.

Внутри в аккурат помещается стандартная USB вилка, это было очень удобно.

Самый интересный — спаренный вариант.

Изготовлена сестра-близнец предыдущей рамки со стойками. Рефлектор подобрался поосновательнее, из пластинки нержавеющей стали 1,5мм. Сталь, в том числе и нержавеющая, хорошо паяется обычными оловянно-свинцовыми припоями с «паяльной кислотой» (хлористый цинк) или ортофосфорной кислотой в качестве флюса. Не забываем место пайки хорошенько зачистить до, и хорошенько промыть (водой) после.

Для питания обеих рамок решено было задействовать часть железки от какой то военной антенны.

Железка собственно, выполняла аналогичные функции – питание четырех вибраторов в виде алюминиевых решеток. Вся конструкция складывалась, что позволяет предположить ее автомобильную, хм, базированность. Из решеток, сосед сделал воротца, а лишнее подарил мне : )

Исполнение внушает уважение — все аккуратно, мощно, внутри везде серебрение. Фрагмент на последних фото — предположительно дроссель препятствующий затеканию паразитных токов на оплётку кабеля.

Функционально такой же дроссель, но для нашей антенны, был изготовлен из кусочка старого. Через цилиндрик, с фланцем, нужного размера, соосно был пропущен коаксиальный кабель и закреплен эпоксидным клеем.

Готовый разветвитель в сборе.

Не правда ли, получилось фото, с намеком на некоторую художественность?
С обратной стороны «тройника» имеются резьбовые отверстия М4 для удобного и надежного крепления на плоскую поверхность.

Внутреннее соединение центральных жил трех кабелей делается через эту технологическую дырочку, потом завинчивающуюся пробкой, посеребренной конечно. Соединение экранов – конструкционное.

Обратная сторона антенны со спаренными рамками, разветвитель закреплен на рефлекторе, разделаны и подключены концы кабелей, вероятные неплотности в виду растрескивания родных резиновых прокладок и применение нештатного кабеля другого диаметра дополнительно герметизированы нейтральным силиконовым герметиком. Кронштейн для крепления антенны в узле наведения согнут из нержавеющей стали и приварен к рефлектору. В длинной полке просверлено два отверстия, совпадающие с аналогичными, в поворотном узле. Антенна крепится двумя короткими винтами М6. Под нижней короткой полкой, металлическим хомутиком закреплен герметичный футляр для модема. Дальше идет USB кабель (белого цвета) длинной 35…40см. Использовалась все та же «инфраструктура» — механизм наведения, кабели снижения, блок питания, крепления.

Источник