Сети третьего поколения (3G) покрывают территории большинства стран мира. К ним относится и Россия. Ежедневно мы видим на дисплеях своих телефонов и смартфонов надпись 3G или H (WCDMA/HSDPA). Но помимо них существуют и интернет-модемы, работающие на частоте 900-2100 МГц, которые давно стали для нас привычным орудием для мобильного доступа во всемирную паутину.
Любой сотовый оператор сейчас продает USB-модемы под собственным брендом, тем не менее, большинство из них производит китайская компаний Huawei, например, модель E1550. Однако при их подключении часто бывают сложности, связанные с тем, что высокочастотные передачи данных рассчитаны на небольшие расстояния и встроенная антенна модема не всегда способна поймать сигнал 3G. В таком случае иногда приходится довольствоваться EDGE или даже GPRS, которые, к сожалению, не дадут вам достаточной для комфортной работы скорости.
Многие жители сельских мест даже не предполагают, что их населенные пункты могут быть покрыты сетями третьего поколения и терпеливо сидят через медленный EDGE. Но если подойти к этому вопросу серьезно, изучить карты 3G-покрытия операторов и постараться доработать свое оборудование, то, возможно, вас ждет приятный сюрприз.
Купить и подключить подходящую антенну для усиления сигнала сотовой сети иногда достаточно проблематично. Некоторые модемы не оснащены специальными разъемами для внешних антенн и стоимость таких антенн обойдется вам в 1,5-2 тысячи рублей, что, зачастую, дороже цены самого модема. Поэтому предлагаем вам сделать 3G-антенну собственными руками.
Изготовление антенны
Нам потребуются:
- Провод RG6U и коннектор к нему
- Отрезок медной проволоки толщиной 1-4 мм
- Крышка от пены для бритья
- Паяльник, олово (припой) и канифоль
- Лист фанеры размером около 120х134 мм и кусок фольги.
Сначала возьмем отрезок проволоки и сделаем из него два квадрата. Одна из сторон каждого будет приблизительно 53 мм. Затем спаяем два конца наших квадратов, а припой нанесем на обратную часть угла.
Следующим этапом к боковой части самого коннектора необходимо припаять сердцевину провода. Это нужно сделать, т.к. не все смогут опаять непосредственно оплетку провода при помощи канифоли.
Теперь займемся штырьками, идущими от коннектора к квадратам.
Чтобы добиться хорошего приема, нужно сделать рефлектор. Для этого берем фанеру и оборачиваем ее в фольгу, а в центре нашей конструкции проделываем отверстие для провода. При этом следует сделать так, чтобы каркас располагался над рефлектором на расстоянии около 35 мм. Для этой цели нам и нужна крышка от пены для бритья. Вырезаем в ней пазы диаметром около 1 см, чтобы можно было расположить антенну на нужной высоте приблизительно 4,5 см.
Сзади нашей конструкции следует разместить рефлектор. На этом антенна готова.
Если в вашем USB-модеме отсутствует выход под внешнюю антенну, будем подключаться методом «антенна к антенне». Тем самым наша антенна будет получать сигнал от другой конструкции, выступающей в роли репитера. Для этого с противоположного конца провода, который выходит из антенны, необходимо защитить сердцевину примерно на 10-15 см. А для того, чтобы получить наиболее мощный 3G-сигнал, нужно к концу оплетки провода прикрепить полоску фольги размером 7-9 см, загнув ее по принципу круговой поляризации.
Проверка устройства
Для начала необходимо обычным способом подсоединить ваш USB-модем к компьютеру или ноутбуку и проверить наличие сигнала.
Как видно на картинке, сигнала сотовой сети практически нет. Чтобы это исправить, берем нашу антенну и подносим ее к окну, надев данную конструкцию на модем.
Проверка сигнала
Если у вас получилось примерно так же, как видно на изображении, все сделано правильно. Теперь вам остается лишь забыть о проблемах и радоваться качественному 3G-интернету.
Положение было безвыходным. Однообразный строевой сосновый лес колоннадой кружился вокруг меня. Через два часа я опять оказался на том же месте, где был раньше. Заблудился, запаниковал. Сотовая связь не работала. Решил найти место повыше в надежде поймать сигнал сотовой связи. Рванул на просвет и выбежал на полянку с одинокой сосной. На дереве кормушка для птиц и заваренный в пластик листок с текстом: «Чтобы позвонить, положите телефон в домик кнопками вверх. Включите громкую связь или подключите гарнитуру». Далее были расписаны телефоны лесничества, полиции, администрации…
Когда я уже вносил
мобильник в домик-кормушку, то заметил, что на телефоне, рядом с символом,
обозначающим антенну, вспыхнули ромбики уровня сигнала сотовой связи. Оживший
телефон освежил рассудок, и домиком оказалась антенна, защищенная крышей от
дождя и снега, а идущий от неё вверх коаксиальный кабель на высоте 5 метров
соединялся с другой направленной антенной. Самодельный ретранслятор GSM
сигнала, как я сразу не
догадался. Ему не нужно никакого источника питания и усилителя, поэтому он
называется пассивным. В самом мобильном телефоне нет необходимости искать
высокочастотный разъём для подключения внешней антенны, так как его встроенная
антенна дополняет конструкцию антенны ретранслятора.
Максимальная дальность связи на этой частоте в условиях прямой видимости, когда холмы, дома и деревья не загораживают трассу между антеннами, достигает 35 километров. Вряд ли я так далеко мог уйти, мелькнула в голове мысль, ведь не напрямую же телефон связан с антенной, наверняка в пассивном ретрансляторе есть потери, и радовала надежда, что от цивилизации я оторван, на какие ни будь 10 км.
- Нашёлся! Тут уже всех на ноги поставили. «Урочище чёрта», оттуда без помощи не выбраться, болота кругом, трясина. Стойте на месте, никуда не ходите, через 1,5 часа Муся приведёт меня туда. Муся - это лошадь моя, она знает, как туда добраться.
У меня было уйма времени, чтобы изучить устройство пассивного ретранслятора.
Стандарт GSM 900.
Антенна должна работать как на приём, так и передачу, поэтому её диапазон составляет от 890 (880) до 960 МГц, где в диапазоне 890 – 915 МГц обеспечивается передача от сотового телефона до базовой станции, а в пределах 935 – 960 МГц идёт передача сигнала от базовой станции до телефона.
Вот конструкция антенны.
 |
| фото 1. |
Направленная
GSM
900 патч-антенна.
Подвесная пластинчатая патч-антенна является аналогом микрополосковой антенны. Её достоинство маленькие габариты и простота в изготовлении.
Это две пластинки и L - вибратор.Элементы антенны могут бытьвыполнены из меди, латуни, алюминия.
Пластина большего размера – рефлектор, он отражает радиоволны. С рефлектором соединяется оплётка коаксиального кабеля. Для удобства соединения коаксиального кабеля, распайки и крепления L -образного вибратора я использовал высокочастотный разъём типа SMA . Если кабель крепить без разъёма, то отверстие сверлить не надо, но необходимо предусмотреть диэлектрическое крепление L -вибратора.
Тонкая пластинка – активный L -образный вибратор, он соединён с центральной жилой коаксиального кабеля. Я распаял его на разъём и использовал дополнительное крепление его по центру с помощью изолятора.
 |
| Рис. 2. Эскиз L-вибратора. |
Плоская пластина меньшего размера по аналогии с антенной «волновой канал» называется директором, и ни с чем электрически не соединяется, а крепится на диэлектрических опорах - стойках.
 |
| Рис. 3. Директор. |
Опорные стойки могут быть выполнены из пластика, пенопласта, дерева.
Покупные (заводские) антенны на эту частоту имеют волновое сопротивление 50 Ом, соответственно комплектуются кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Так, для самодельного пассивного ретранслятора тоже целесообразно придерживаться волнового сопротивления 50 Ом, что связано с меньшими потерями по сравнению с 75 Ом-ным стандартом.
Параметры.
В сравнении с усилением четвертьволнового штыря, сделанная антенна обеспечила усиление на 5 дБ больше.
На центральной частоте КСВ = 1,2. По краям диапазона КСВ = 1,5
Антенна в качестве пассивного ретранслятора.
Такую антенну удобно использовать как подставку для мобильного телефона при устройстве пассивного ретранслятора, в котором сотовый телефон с его встроенной антенной будет директором.
Напомню, что ретранслятор состоит из двух антенн, соединённых коаксиальным кабелем. Одна антенна приподнята над землёй и направлена на базовую станцию, а вторая антенна находится в непосредственной близости мобильного телефона. У нижней настольной антенны, директор я сделал из пластика, не меняя высоты его крепления, а на постамент положил телефон.
Когда я проделал такой опыт за городом, то мобильник к одной риске уровня добавил четыре. Вдобавок пришла SMS -ка, что я выехал из домашнего региона. Обычно такие сообщения приходят после 15 км пути от места испытания, которое находится на границе двух областей. В этом случаетелефон уверенно принял сигналы базовой станции из соседнего региона.
В качестве направленной антенны использовалась заводская антенна «Радант 911».
Диапазон частот 890 – 960 МГц, входное сопротивление 50 Ом, ширина диаграммы 45 градусов, вертикальная поляризация, коэффициент усиления 11 dBi . Она была подвешена под крышей беседки, на высоте трёх метров от земли. Двухметровым 50 Ом кабелем соединялась с патч-антенной на столе. В патч-антенне вместо директора на пластиковом постаменте находился мобильный телефон.
В своём опыте с ретранслятором я умышлено предусматриваю дополнительные потери, устанавливая антенну под крышей беседки (1 см дерева, плюс мягкая кровля), чтобы убедиться в работоспособности пассивного ретранслятора.
Несмотря на широкое распространение мобильной связи, все еще актуален вопрос как усилить сигнал телефона, вернее сотовой связи, к которой он подключен. Неважно, живете ли вы в небольшом поселке, или в мегаполисе, вероятность того, что ваше устройство перестанет ловить сигнал, есть везде.
Постепенно эта проблема решается операторами, появляются новые базовые станции, повышается связи. А что, если проблема кроется в вашем телефоне, а не в сети? Сегодня мы решили разобраться, с чем же связан плохой уровень сигнала и можно ли это исправить своими руками.
Что такое сотовый сигнал?
Принцип работы сотовой связи достаточно прост: есть базовая станция оператора и ваш телефон, между ними организован радиочастотный канал, по которому передаются SMS -сообщения, совершаются вызовы происходит обмен данными сети интернет.
Существует несколько стандартов сотовой связи, отличающиеся способом передачи сигнала и частотой. Как правило, базовые станции возводятся на возвышенностях, дабы обеспечить максимальную зону покрытия. Однако никуда не денешься от преград, которые препятствуют прохождению сигнала. Это могут быть и стены, и деревья, и прочие преграды, при контакте с которыми сигнал ослабевает.
Понятное дело, что на открытой местности, где не изобилуют высотные здания, зона покрытия будет выше. К примеру, для станций, работающих по стандарту GSM-900, в этом случае зона составляет не более 30000 километров. В условиях городской застройки цифра уменьшается до 7 километров. Станции с более продвинутыми стандартами связи в лице 3G и LTE покрывают зону в два раза меньшего диаметра.
Из-за чего имеем слабый сигнал телефона?
Из-за выше оговоренных преград могут образовываться так называемые мертвые зоны или дыры в покрытии. То есть, места, где сигнал слабый, нестабилен или вовсе отсутствует. Где чаще всего сталкиваются с плохим уровнем сигнала на телефоне:
- места, находящиеся на существенном удалении от ближайшей станции (попросту нет покрытия);
- подвалы, подземные парковки, низменности (сигнал не в силах попросту проникнуть сюда);
- возвышенности, небоскребы (нередко «подняться повыше» не означает обязательное присутствие сигнала – выше 12-14 этажа зачастую сигнала нет вообще);
- здания из металлоконструкций, не пропускающих сигнал.
Однако не всегда причиной отсутствия сигнала становятся преграды и удаленность от станции. Часто причиной становится телефон пользователя. Вы, наверняка, бывали в ситуациях, когда у знакомого есть сигнал сотовой связи, а у вас – нет.
И это при этом, что вы пользуетесь услугами одного оператора. Распространены случаи, когда на двух одинаковых телефонах наблюдается разный уровень сигнала. Причин может быть немало:
- телефон в металлическом корпусе или в металлическом чехле может значительно хуже ловить сеть, нежели пластиковый девайс;
- довольно часто, как бы удивительно для вас не звучало, причиной становится «корявая» прошивка телефона;
- повреждения каких-либо компонентов в результате падений, погружений в воду и так далее;
- телефон может быть с дефектом антенны с завода, чем особенно грешат китайские производители недорогих моделей.
Как усилить сигнал телефона своими руками?
Что ж, прошлись по теории, переходим к практике. Мы разберем несколько способов усиления сигнала сотовой связи, начиная с наиболее простых, заканчивая довольно сложными и дорогостоящим.
Причина в прошивке
Начать стоит именно с проверки правильности работы программных средств, прежде чем пытаться добраться до внутренностей телефона. С ухудшением сигнала связи, появляющимися после перепрошивки, сталкиваются сотни пользователей, поэтому внимание стоит заострить.
Мы уже писали, поэтому повторяться не будем. Прошивка – процесс довольно простой, но со своими нюансами. Главное – не забывайте делать резервные копии важных файлов.
Если, перепрошивка помогла, то мы вас поздравляем, если же телефон по-прежнему плохо ловит сеть, то переходим к следующему пункту.
Сигнал плохо ловит из-за повреждений телефона
Как уже отмечалось, часто телефон плохо ловит сигнал после того, как случайно упал на кафель или окунулся в море. В этом случае у среднестатистического пользователя не остается другого выхода, кроме как отправиться в сервисный центр.
Современные телефоны – довольно сложные устройства, потому большинству выявить источник проблемы самостоятельно не представляется возможным. Вполне вероятно, специалисты обнаружат повреждения и произведут необходимые работы, чтобы ваш телефон вновь без особых проблем справлялся с поиском сети.
Как усилить сигнал телефона своими руками
В большинстве случаев причина слабого сигнала сотовой связи кроется в дефекте антенны, которая, собственно, и отвечает за эту функцию. Часто владельцы недорогих смартфонов из Поднебесной сталкиваются с тем, что производитель немного схалтурил, неплотно соединив антенну с материнской платой устройства. Исправить оплошность можно и самостоятельно, но нужно хотя бы немного понимать, как устроен телефон. В противном случае – обращаемся в сервисный центр с описанием проблемы.
- нынче смартфоны представлены самой разной конструкцией, поэтому и разбираются по-разному; наиболее просто добраться до внутренностей у телефона со съемной крышкой и батареей, сложнее, когда смартфон неразборный;
Не торопитесь . Перед началом разборки найдите в интернете видео или текстовый материал, в котором будет показано и рассказано, как производится разборка конкретно вашего устройства, на что следует обратить внимание.
Обратите также внимание: после разборки смартфона вы теряете гарантию.
- как правило, антенна скрывается в нижней или верхней части корпуса, представлена небольшими медными полосками (опять же, о расположении антенны конкретно в вашей модели смотрите в соответствующих материалах);
- после того, как доберетесь до платы, вы обнаружите несколько пружинных контактов, которые должны плотно прилегать к шлейфу, расположенному на тыльной части конструкции;
- если пружинные контакты материнской платы плохо прилегают к шлейфу, аккуратно поправьте их, вооружившись, к примеру, пинцетом;
- собираем телефон и наслаждаемся хорошим сигналом сети.
Подключаем к телефону самодельную антенну для усиления сигнала
Рассмотренные выше способы работают только, если проблема кроется в вашем телефоне. Но, как мы отмечали в начале материала, причиной плохого сигнала могут быть различного рода преграды или существенное удаление от станции. В этом случае можно попытаться усилить антенну нашего устройства при помощи всего-то кусочка провода.
Сразу отметим, что подойдет способ не для всех телефонов. Дело в том, что для его осуществления потребуется специальный диагностических порт, до которого в современном неразборном смартфоне добраться сложно (в ряде моделей его и вовсе не найти). Выглядит он как небольшой разъем круглой формы золотистого цвета.
берем небольшой кусочек тонкой изолированной проволоки;
вставляем в разъем;
укладываем так, чтобы не мешала другим компонентам и закрытию крышки.
Все, как показывает практика, сигнал сети телефона усиливается в значительной мере. Не удивительно ли?!
Некоторые пользователи кусок проволоки вставляли в порт 3.5 мм (под наушники). Иногда и это срабатывает.
Наклейка-стикер или фольга для усиления сигнала телефона
На просторах зарубежных онлайн-магазинов не составит труда найти кучу различных приспособлений для усиления сигнала. Среди них популярностью пользуется небольшая наклейка-стикер, представляющая собой несколько металлических дорожек, которые, по заверению производителя, позволяют избавиться от помех.
Подобные полоски можно увидеть в некоторых смартфонах по умолчанию, так что «волшебные» свойства наклейки имеют право на жизнь.
Однако добиться незначительного улучшения сигнала, как утверждает немалое число пользователей, поможет кусочек обычной фольги. Ее располагают под крышкой телефона, ближе к антенне. Способ несложный, поэтому попробовать можно.
Усиление связи при помощи репитера
В ряде случаев, когда сигнал не удается усилить ни одним из методов (слишком толстые стены помещения, удаленность от базовой станции) прибегают к использованию специальных антенн или репитеров. Подобные устройства способны в значительной мере усилить сигнал, но и стоимость их нередко отпугивает потенциального покупателя.
Где купить дешево?
Нечто похожее можно соорудить и своими руками, но зачастую оно вовсе не усиливает сигнал или делает это очень и очень плохо.
Например, некоторые пользуются следующим способом:
- берем металлический прут (достаточно 50 см), коаксиальный кабель, кусок фольги (примерно 10х4 см) и фанеру или пластик;
- сгибаем металлический прут так, чтобы у нас получилась конструкция в виде ромба;
- фольгу приклеиваем к фанере;
- металлический ромб и фольгу соединяем посредством коаксиального кабеля (припаиваем);
- конец, на котором оказался ромб, поднимаем повыше, другой, с фольгой, – оставляем внизу;
- подносим телефон к фольге, чтобы проверить качество сигнала.
Вероятно, потребуется найти получившейся конструкции наиболее подходящее место, чтобы поймать сигнал.
Понятное дело, что такой усилитель вряд ли обеспечит связью крупную фирму, которой не посчастливилось иметь офис в районе без покрытия сети. Тут уже придется обращаться за помощью к специалистам. Сегодня немало фирм предоставляет подобные услуги, причем не только предложит современное оборудование, но и займется установкой.
К слову, на специалистах экономить не стоит – для монтажа работники используют специальные устройства, которые помогают определить наиболее подходящее место, подобрать частоты и прочее. Обычному пользователю, конечно, с такой задачей будет сложно справиться.
Устройства для улучшения качества сигнала сотовой связи способно решить проблемы, связанные с осуществлением телефонных звонков за городом, в гараже и других местах, в которых исходный сигнал не отличается надежностью. Однако такие приспособления обойдутся вам недешево, поэтому в некоторых случаях целесообразно собрать усилитель сигнала сотовой связи своими руками.
Виды усилителей 3G и 4G сигнала для телефона
Усилителисигнала, принимаемого беспроводными мобильными телефонами встречаются двух видов:
- пассивные,
- активные.
Для начала рассмотрим каждый из них более детально.
Активные усилители сигнала сотовой связи
Активная разновидность имеет необходимость присоединения к источнику электропитания . Установка подобного устройства является наиболее эффективным методом улучшения качества принимаемого сигнала. К таким приборам относят различных модификаций репитеры и ретрансляторы .
Главное их достоинство – обеспечение покрытия сети достаточно большой широты , что позволяет использовать их без физической коммутации с мобильным телефоном.
Все разновидности репитерных приборов функционируют по принципу передачи сигнала от станции (базы) на внешнюю антенную установку, настроенную на соответствующую волну. Далее посредством кабеля полученный антенной сигнал поступает на ретранслятор, предназначенный для усиления мощности сигнала и передачи его на еще одну антенную установку – антенну внутреннего оборудования – либо на разветвитель (при присутствии в схеме нескольких точек подключения).
При осуществлении передачи данных подобным образом наблюдается качественное повышение сигнала сети – как мобильной, так интернетной. Помимо основной функции, установка такого прибора, как репитер, позволяет снизить влияние электромагнитного поля мобильных устройств , что, в свою очередь, может весьма положительно сказаться на здоровье рядовых потребителей мобильной техники.
Внимание! Расстояние между базовой станцией и точкой установки репитера может достигать 40 километров. В связи с этим установка подобных устройств помогает справиться с проблемами получения сотовых данных на территории загородных домов и участков.
Активные ретрансляторы , помимо прочего, нуждаются в дополнительных настройках. При их подключении следует, в первую очередь, подсоединить к высокочастотным разъемам антенны и адаптер питания. Во избежание выхода из строя ретранслятора по причине нестабильности напряжения в питающей электрической сети, целесообразно подключать его к ней посредством сетевого фильтра либо стабилизатора напряжения. Далее следует отрегулировать коэффициент усиления, который должен составлять не менее 15 децибел.
По сути, рассматриваемый прибор можно настраивать как автоматически, так и вручную. В последнем случае для этого используется рукоятка потенциометра. Также на его функционирование в большой степени оказывает влияние расположение внутренней и внешней антенн.
Автоматическая настройка предполагает установку параметров вышеупомянутого коэффициента усиления таким образом, чтобы на выходе из ретранслятора мы имели максимальную мощность сигнала. При таком типе настройки прибор будет автоматически подстраивать под сигналы базовой станции.
Пассивные усилители сигнала сотовой связи
Пассивная , в свою очередь, представляет собой антенну, способную автономно реализовывать свои функции, но с небольшим радиусом действия. Кроме того, пассивный усилитель сигнала может выступать в качестве элемента более мощного активного усилителя, запитанного от электрической сети.
Такой усилитель отличается легкостью подключения. Сигнал, пойманный с его помощью, будет достаточно качественным во всех местах вашего нахождения. При этом качество данного сигнала напрямую зависит от мощности антенны.
В ключе разговора о недостатках подобного прибора стоит упомянуть необходимость непосредственного подключения к мобильному телефону, у которого может не оказаться специализированного разъема, и возможность возникновения некоторых неудобств по причине ухудшения мобильных качеств телефона, используемого в совокупности с подключенной к нему антенной.
Внимание! Антенны в качестве усилителей сигнала сотовой связи зачастую применяются моряками, пытающимися решить проблемы отсутствия сотовой сети на судне, находящимся в море.
В решении вопроса о том, как улучшить сигнал сотовой связи при помощи подручных материалов, зачастую прибегают к самостоятельной сборке пассивных усилителей сотового сигнала, поскольку их конструкция является предельно простой и может быть воспроизведена даже при отсутствии сколько-нибудь серьезных навыков в произведении подобных работ.
Антенна для сотовой связи своими руками
Для того, чтобы собрать антенну, способную улучшить качество приема сигнала мобильным телефоном, вам понадобятся следующие материалы и элементы:
- пластик или фанера, а также кусок фольги (либо фольгированный текстолит);
- 10 метров коаксиального кабеля;
- 30 сантиметров проволоки;
- крепежные изделия;
- соединительные элементы;
- изолента.
Сборка такой антенны начинается с придания отрезку металлической проволоки подходящей формы. Обычно ее сгибают в форме ромба. Концы получившегося проволочного контура следует загнуть внутрь и присоединить к ним коаксиальный кабель. Другой конец кабельного изделия следует закрепить на куске (со стороной примерно 40-100 миллиметров) фольгированного текстолите. При отсутствии последнего возможно наклеить на кусок пластика либо фанеры соответствующего размера прямоугольник из фольги.
Теперь остается только установить ромбовидный контур нашей антенны на крышу либо на столб (главное – повыше) и проверить качество полученного усиления. Для этого поднесите свой телефон к фольгированной пластине и понаблюдайте за уровнем принимаемого им сигнала сети.
Важно! Такую антенну можно использовать в диапазоне температур окружающей среды от -40 до +50 градусов по Цельсию.
Вышеописанная схема организации системы повышения качества мобильных данных является наиболее примитивной и общей. В случае необходимости фольгированный элемент на одном из концов коаксиального кабеля возможно заменить на разъем, подходящий по конструкции для вашего телефона, либо на разветвитель. Благодаря последнему вы сможете обеспечить повышение качественных характеристик сети в нескольких точках. Соответственно, от разветвителя будут отходить необходимые для этого кабели, на концах которых можно также установить подходящие для подключения телефонов разъемы.
Однако следует иметь в виду, что чем больше разветвлений в такой системе, а также чем длиннее получится ваша кабельная трасса, тем менее эффективен в работе будет собранный усилитель.
Теперь вы знаете достаточно о том, как усилить сигнал сотовой связи на телефоне, чтобы осуществить данные мероприятия не только посредством приобретения заводских изделий, но и своими руками.
Приборы для улучшения качества принимаемых мобильных данных позволят вам оставаться на связи с окружающим миром, находясь практически в любом уголке земного шара. Помимо основных функций, они позволят снизить уровень излучения мобильными устройствами, устранить нежелательные помехи, а также увеличить время разрядки аккумулятора, а также срок его службы.
Мы живем на краю маленькой деревни. Столкнувшись с необходимостью интернета дома, стали изучать, что в этом смысле предлагает современная инфраструктура.
Оказалось, что самым доступным и простым способом подключиться к всемирной паутине, является GSM модем, недорогие варианты которого, частенько обзывают USB-свистком. Такой модем недорого стоит, широко распространён и неплохо работает, но, только в зоне уверенного приёма сигнала, базовой станции сети сотовой связи. В городе – будьте любезны, а вне его, сильно зависит от того насколько развита мобильная сеть. Часто для модема требуется хорошая внешняя антенна поднятая на некоторую высоту. Модели устройств с разъемами для подключения внешней антенны, считаются неким, профессиональным связным устройством и стоят раз в десять дороже.
Для работы понадобится минимальный набор радиомонтажного и слесарного инструмента, толика терпения. Для работы с мелочью очень полезны специальный козырёк с увеличительными стеклами или лампа с ними же. Позаботьтесь о хорошем освещении.
Однако и в простом «USB свистке» внутри корпуса есть технологический разъем для антенны и можно задействовать его. В некоторых модемах есть доступ к антенному разъему, в некоторых нет, в последнем случае придется дорабатывать пластиковый корпус, соответственно аннулируется гарантия устройства. Антенный разъем бюджетного модема весьма хлипок по конструкции и установлен прямо на печатной плате методом поверхностного монтажа. То есть держится только за пайки.
К нему следует подключать только достаточно тонкий (гибкий) коаксиальный кабель, иначе высока вероятность толстым и жестким кабелем сломать разъем. Тонкие же кабели обладают повышенными потерями на ВЧ и не следует применять их для всего фидера. В принципе, существуют переходники – разъем модема - 15…20см тонкого кабеля – разъем побольше для подключения снижения хорошим кабелем внешней антенны. Такой переходник позволяет решить проблему механической нагрузки на слабый разъем, но мы оказываемся привязаны к специфическому разъему на выходе переходника, что в случае самодельной антенны неразумно, к тому же, в продаже такие переходники встречаются крайне редко. Стоит помнить и о том, что каждый дополнительный разъем, даже каждая пайка на кабеле, вносит затухание на ВЧ.
Мой вариант соединения – в магазине подобрался довольно гибкий телевизионный кабель – без экрана из фольги, центральная жила медная (хорошо паяется) и многожильная (гибкая). Подключение выглядело вот так.
К центральной жиле припаян отрезок медного толстого луженого провода (ножка резистора). Толщина его такова, что он плотно заходит в гнездо. Место разделки изолировано термотрубкой.
Штырек вставлен до упора в разъем и скрученная и луженная оплетка кабеля припаяна к «земле» антенного гнезда.
Место пайки изолировано, а главное – тонкое место на кабеле усилено несколькими слоями термотрубки. Теперь остается примерить и при необходимости подпилить пластиковый корпус, чтоб закрывался как положено, с нашей доработкой. Обращаться придется осторожно.
Все, модем подключен.
Переходим к расчету и изготовлению антенны.
Тип антенны, выбран «логопериодическая», принятая зарубежная аббревиатура – LPA-антенна. Ее особенности – высокий коэффициент усиления и весьма узкая (острая) диаграмма направленности. Кроме того, при достаточно аккуратном изготовлении, антенна не потребует настройки, которую невозможно осуществить без специализированных ВЧ измерительных приборов.
Подготавливаем необходимые материалы и инструменты. На первом этапе нам необходимо вырезать две полоски из одностороннего фольгированного стеклотекстолита шириной 10мм, толщиной 1,5-2мм, и длинной - согласно расчетов. Нам также понадобятся обрезки "голого" медного провода диаметром 1,5-2,5мм, который можно извлечь скажем из кабеля для внутренней электропроводки. Ну и соответственно, паяльник, канифоль, линейка и кусачки.
Нарезаем элементы одинакового размера, на 5-10мм больше самого длинного вибратора, ссылаясь на произведенные расчеты. Размечаем расположение элементов антенны на импровизированном "буме". Далее аккуратно припаиваем их, не перегревая подложку, и кусачками доводим до необходимых размеров. Следует помнить, что мы имеем дело с ВЧ с его скин-эффектом (распространение токов в тонком поверхностном слое), в этом смысле, не следует допускать «холодных паек» и сильно поцарапанных поверхностей. Хороший тон – применение специального флюса с глицерином для получения зеркальной поверхности паек.
Теперь, нужно готовые «бумы» жестко закрепить друг напротив друга на расчетном расстоянии и замкнуть перемычкой задние части. К передним концам подключается коаксиальный кабель – к одному концу центральная жила, ко второму экранирующая оплетка.
Моё исполнение антенны – на полипропиленовой трубе. Подходящий кусок трубы был опилен на циркулярной пиле для получения плоских площадок, удобных для крепления половин «бума». Они крепились при помощи липкой ленты. Сзади антенны место для модема – первоначально было решено максимально укоротить антенный кабель, модем расположить около антенны и снижение выполнять уже «цифровым». Пластиковая труба взята несколько большей длинны, для получения удобной диэлектрической «ручки».
Другой ракурс антенны, видны посадочные места половинок бума, подключение кабеля. Рекомендую познакомиться с , возможно, более удачной конструкцией антенны.
Готовая антенна для проверки работоспособности была вынесена на улицу и закреплена на конце длинной лестницы проволокой.
Из-за неудобства ориентирования, пришлось изготовить поворотный узел. Немного слесарных работ, обрезки нержавеющей стали, сварочные работы.
Поворотный узел вышел несколько громоздким, но в отличии от аналогичного узла спутниковой тарелки позволяет ориентировать антенну значительно более точно.
Узел поворота приварен к пластине крепления под углом чуть более 90 градусов (чтоб стекала вода). Во время работы закончились нержавеющие электроды, пришлось использовать обычные – отсюда покрашенные сварочные швы. На фото выше, узел, отработавший на крыше в разных местах, с разными антеннами, около двух лет и в целом показавший себя надежным и удобным.
На фото антенна с USB модемом установлена на фронтоне крыши. Углы поворота позволяют ориентировать антенну на вышку сотовой связи в соседней деревне (~5км).
В герметичной коробке рядом с антенной, модем и блок питания модема. В целом вся схема соединений выглядит так.
Проблема длинных USB соединений – в падении напряжения питания на длинных и относительно тонких проводах питания (принцип работы устройства через порт USB – в том числе и питание устройства от самого порта). В разумных пределах удлинить USB кабель, можно двумя способами – увеличить сечение (уменьшить сопротивление) проводников питания или питать устройство от своего близко расположенного блока питания. Цель обоих способов – чтобы на нашем устройстве напряжение питания было возможно более близко к пяти вольтам. Плюс.
Увеличение сечения питающих проводов уже было опробовано при пробных включениях антенны «на лестнице». Соединение и выход в сеть были, но работали не стабильно – периодически обрывались.
Для размещения антенны с узлом поворота было выбрано другое место – фронтон крыши дома. Расстояние до него несколько больше и было решено блок питания разместить «наверху» - около модема, убрав возможную причину сбоев. «Длинное» соединение по USB было выполнено из двух нетолстых коаксиальных кабелей (центральные жилы - две линии передачи данных, экраны на общий провод).
Что получилось – размещение на фронтоне крыши (доступ с плоской крыши дровника по короткой лестнице) и общая конфигурация оборудования, позволила, в последствии, удобно экспериментировать с разными типами антенн. На тот момент удалось относительно стабильно подключаться к сети GSM (2G), иногда WCDMA (3G). Сама антенна показала себя хорошо. Некоторая кропотливость изготовления (много точных размеров), окупается отсутствием настройки и большим усилением. Антенна к тому же имеет низкую парусность и мало привлекательна для птиц.
Забегая вперед. Причиной нестабильной работы модема, все же оказался именно длинный кабель USB, не смотря на благополучие с питанием устройства. Возможно, дело было в типе или даже экземпляре модема, потому как в сети попадаются описания подобных «удлинителей» и большего метража.
Изготовление и испытания еще двух типов антенн, будут описаны отдельно.
