Самодельная 4g антенна. Антенна Харченко: расчет и изготовление
Эта конструкция получила свое название по фамилии инженера открывателя Харченко. Конструктивно антенна состоит из двух квадратов соединенных в одной из их вершин разъединенными сторонами. Питание осуществляется в точках соединения квадратов, при этом входное сопротивление антенны близко к 50 Ом. Эта антенна обладает огромной широкополосностью, по сравнению с составляющими ее элементами - квадратами. На сегодняшний день имеется огромное колличество вариантов антенны Харченко, в которых вместо квадратов, для составления ее полотна, применяют окружности, треугольники и т.п. Раньше антенну Харченко применяли для работы в ТВ и в УКВ диапазонах, а сегодня ее в основном изготавливают для усиления сигналов WI-FI, 3G и 4G.
Эта самодельная конструкция без проблем покроет весь диапазон частот современного цифрового телевидения в интервале от 470 и до 900 МГц. При этом параметры у нее просто потрясающие, а с согласованием справится даже начинающий радиолюбитель.
Самодельная конструкция состоит из двух квадратов. Оба стоят на углах и одним углом соединяются. В случае горизонтальной поляризации восьмерка стоит стоймя, а при вертикальной – лежит на боку.
Сторона квадрата определяется по формуле, как длина волны (λ ), деленная на четыре.
Кабель питания подводим к точкам сближения сторон квадратов.
«Восьмерку» изготавливаем из медной монолитной проволоки сечением 4 мм 2 . С помощью плоскогубцев проволоку сгибаем как показано на рисунке ниже. Концы спаиваем вместе.
Border="0">
Затем нам потребуется алюминиевая пластина толщиной 2 мм и размерами 140 х 140 мм. Она будет работать в роли рефлектора. В центре пластины требуется просверлить отверстие под кабель. Далее необходимо закрепить антенну по центру рефлектора на расстоянии 3,6 сантиметра, при этом рефлектор с антенной не должны контачить.
Просверлив в алюминиевой пластине отверстия под хомуты, одеваю конструкцию на кронштейн от спутниковой тарелки. Затем припаиваю кабель, предварительно пропуская его через отверстие в рефлекторе.
Т.к волновое сопротивление антенны 50 Ом, поэтому был использован кабель под это значение. Кроме того проводник в таком кабеле оказался полностью из меди и его очень легко припаять к конструкции.
После того как антенна собрана, на другом конце кабеля, который будет подключен к модему, необходимо собрать устройство согласования для 4G модема. Для этого нам потребуется немного медной фольги из которая применяется при . Последовательность сборки смотри на фотографиях ниже:
Если имеется разъём для внешней антенны, то кабель можно подключить к нему, через переходник. Настройка 4G антенны осуществляется экспериментальным путем, ее можно поворачивать по оси кронштейна, пока не получим четкий сигнал. О качестве сигнала судим по количеству «палочек» в интерфейсе подключения программы.
Довольно часто выход в интернет обеспечивает usb-модем. Такое устройство достаточно удобно, занимает мало места и позволяет иметь доступ к всемирной паутине не только в пределах города, но и на отдыхе, на даче или в отпуске. Понадобится ПК или ноутбук. Главное, чтобы качество сигнала отличалось устойчивостью и стабильностью соединения. Однако нередко этот важный параметр связи не отвечает нужным требованиям. В итоге слабый сигнал мешает или вовсе ограничивает доступ в интернет.
Что же делать в таком случае? Начнём по порядку.
Для начала разберёмся, что влияет на уровень сигнала, качество соединения, предопределяя тем самым эффективную работу модема?
Во-первых, это расстояние до ближайшей вышки сотовой связи. Во-вторых, наличие поблизости других беспроводных устройств, которые могут создавать помехи. Повлиять могут и расположенные поблизости промышленные предприятия, большинство которых используют глушители связи. В-третьих, это изолированность помещения. Одно дело, когда сигнал проходит через деревянные стены, тонкие гипсокартонные конструкции и совсем другое, если на его пути встречаются массивные бетонные перегородки. В-четвёртых, это расположение самого модема. 3G и 4G сигналы намного сильнее вблизи окон или на верхних этажах помещения.
Снижать скорость передачи данных также могут атмосферные осадки: дождь, снег, град, туман и пр. Сказывается даже рельеф окружающей местности: горы, возвышенности, высокие деревья и др. Нельзя забывать и о программном обеспечении самого компьютера или ноутбука. Может быть перегружена оперативная память или на жёстком диске содержится большое количество системных ошибок, вирусов и т. п. Реже проблемы с передачей сигнала объясняются проблемами на вышке базовой станции. Например, занятость слотов, т. е. большое количество подключённых в настоящий момент абонентов.
Из всего перечисленного делаем вывод о том, что качество 3G и 4G сигнала модема зависит от большого количества факторов. Не на все может повлиять пользователь. Однако устранив хотя бы большинство из них, вы сумеете существенно улучшить скорость передачи данных.
Как определить свою скорость передачи данных?
Скорость модема легко узнать с помощью специальных онлайн-тестов. Понадобится компьютер, браузер и выход в интернет.
Одним из самых простых считается ресурс http://speed.yorest.ru/ Его принцип работы заключается в том, что вы скачиваете небольшой файл, а сайт тем временем анализирует скорость передачи данных. Здесь вы можете самостоятельно выбрать параметры тестирования и размер контрольного пакета (200 КБайт, 1000 КБайт, 3 Мб). Лучше всего остановится на самом большом документе. Тест проходит дольше по времени, но его результаты намного точнее.
Популярным во всём мире ресурсом по тестированию скорости интернета является http://www.speedtest.net . К слову, его интерфейс наиболее привлекателен и информативен. При входе на этот сайт автоматически выбирается ближайший тестовый сервер, что ускоряет процедуру и положительно влияет на точность результатов. При тестировании скорости передачи данных на 3G или 4G-модеме будьте готовы к тому, что из вашего трафика отнимется около 20 Мб.
Данный онлайн-сервис отображает не только скорость передачи и получения информации, но и анализирует ping. Это значение выводится в миллисекундах и показывает время ответа сервера на ваш запрос. Ping – достаточно важный показатель. Особенно, если вы пользуетесь программами наподобие Skype или любите онлайн-игры.
Если с помощью подобных тестов выявилось, что скорость передачи и получения данных составляет менее 80% от той, которая заявлена в договоре с провайдером, то необходимо обратиться в службу поддержки. Если же скорость полностью соответствует обещанным показателям, но работа с web-страницами кажется вам мучительно долгой, то стоит задуматься о более дорогом тарифе.
Как узнать свою базовую станцию?
Проблема постоянного прерывания в работе 3G или 4G-модема чаще всего связана со слабым уровнем сигнала. Некоторые пользователи выявляют причину низкой скорости интернета простым способом. Если скорость передачи данных низкая постоянно, независимо от времени суток, то причина – удаленность от вышки. Если скорость улучшается ночью и утром, то это перегруженность базовой станции (БС).
В основном плохой 3G или 4G сигнал связан с большим расстоянием от БС до пользователя. Поэтому важно узнать её положение, что позволит сделать специальные усилители или просто расположить модем в той части помещения, которое максимально приближено к БС. Продвинутые пользователи, зная номера различных БС, смогут настроить модем так, чтобы он подключался не только к самой ближайшей вышке, но и к той, которая имеет больше свободных радиоканалов, тем самым существенно улучшая скорость интернет-соединения.
Найти свою БС поможет онлайн-ресурс http://cellidfinder.com . Необходимо знать всего 4 параметра:
- Код страны, в которой находится оператор (MCC). Для России он равен 250.
- Уникальный код самого оператора, называемый MNC (Mobile Network Code).
- Код локальной зоны или LAC. Это своего рода объединение нескольких базовых станций в пределах одной территории, которые обслуживаются одним контроллёром.
- Последний параметр – CellID (CID). Это и есть идентификационный номер сектора, где расположена БС.
Как же узнать все эти параметры? Для этого можно воспользоваться приложением Netmonitor или одноименным web-ресурсом. К слову, на этом сайте вы сможете найти карту, где представлено большинство БС центральной части России, принадлежащих наиболее популярным операторам связи.
Узнаём через нетмонитор все необходимые значения и вводим их в специальном окне поиска на главной странице http://cellidfinder.com . Далее ставим галочки напротив «Google data», «Yandex data» и «Усреднение». Таким образом, увеличивается точность определения координат. Нажимаем кнопку «Найти». Смотрим на карте отмеченные места с расположением БС.
Способы усиления сигнала модема
К самым популярным относят:
- Установка ПК или ноутбука с модемом вблизи окна;
- Использование USB-удлинителя и расположение модема на подоконнике или вовсе на улице;
- Создание рефлектора, т. е. устройства, усиливающего сигнал (некоторые умельцы мастерят его из кастрюль и дуршлагов, кто-то использует звуковые колонки и резонанс частот);
- Применение заводского усилителя 3G или 4G сигнала (средняя стоимость 1000-2000 рублей).
Каждый из перечисленных способов может улучшить качество сигнала на 10-30%. Нельзя исключать и полного отсутствия результата. Например, длинный USB-удлинитель может привести к тому, что модему будет не хватать питания, и он вовсе перестанет определяться компьютером.
Действенным, но дорогостоящим решения является репитер. Это усилитель именно 3G или 4G сигнала. Его несомненное преимущество заключается в том, что он увеличивает скорость передачи и обработки данных не только конкретного модема, но и нескольких устройств. При его функционировании в радиусе до 50 м также будет лучше работать сотовая связь. Рекомендуем приобретать репитер для улучшения сигнала в подвалах или на цокольных этажах.
Эффективным и бюджетным способом усиления сигнала модема является и специальная антенна, которую совсем несложно сделать самостоятельно. Рассмотрим несколько примеров.
Собираем антенну для усиления сигнала модема своими руками
- В домашних условиях можно достаточно просто усилить сигнал 3g или 4g своими руками. Особенно часто это самодельные антенны применяются на даче или в загородном доме для усиления уровня сигнала сотовой связи, в том числе для приема интернета. Самая простая антенна делается за несколько минут. Берётся небольшая намотка медной проволоки, которая оборачивается несколько раз вокруг модема, и выводится ближе к окну или за пределы помещения на 40-80 см. Количество витков нужно подбирать исходя из толщины устройства. Главное обматывать ту часть, в которой расположена сим-карта. На конец проволоки можно надеть жестяную банку. Действенной ли оказывается такая конструкция? Вполне. Ожидайте прибавку в 5-10%.
- Для ещё одной несложной антенны понадобится пустая металлическая банка из-под кофе. В боковой части прямо по центру делается отверстие, в которое закрепляем модем. Идеально, когда наружная часть устройства выступает примерно наполовину или чуть меньше. Затем подключаем модем через USB-удлинитель и методом проб находим хорошее место с лучшим сигналом.
- Довольно часто для усиления сигнала модема создают рамочную антенну, имеющую зигзагообразную форму и напоминающую собой 2 ромба из медной проволоки. Оба имеют одну точку прикосновения друг с другом, состоящую из двух углов. Получается незакруглённая «восьмёрка». В интернете такая конструкция более известна как антенна Харченко. Далее к ней припаивается высокочастотный кабель (как для TV). Лучше всего часть провода напаять на коннектор – станет похоже на вилку. Другой конец кабеля зачищается, чтобы им обмотать сам модем (5-6 витков). Для повышения эффективности стоит снабдить антенну рефлектором – пластиной из металла или фольги. Крепим конструкцию максимально высоко, например, на крыше или последнем этаже.
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
В данной статье будет рассмотрен достаточно подробный обзор продуктов на рынке по обеспечению 3G/4G интернетом частного сектора - дачи, загородные дома, коттеджи. Статья актуализирована на 2019-2020 года.
Разновидности усилителей интернет сигнала:
1. Антенна со встроенным модемом 2G/3G/4G (МТС, Билайн, Мегафон, TELE2, Yota):
Году в 2011-2012, когда начиналось развитие беспроводного интернета 3G на рынке появились антенны со встроенным модемом. Сейчас цена ориентировочно 6-10 тысяч рублей вместе с модемом.
Плюсы:
1. нету потерь на коаксиальном кабеле, которые влияют на скорость интернета,
2. гибкий кабель,
3. цена достаточно низкая.
4. Быстрый интернет, если антенна надлежащего качества.
Минусы:
1. Нестабильная работа модема при длинах более 5 метров! Надо быть готовым, что 1-3 раза в день придется передергивать питание у роутера. А если роутер стоит на втором этаже или чердаке, то это вызывает только определенные эмоции:)))
Как раз из-за этой проблемы появилось следующее поколение антенн со встроенным модемом и роутером, о котором речь пойдет в следующем разделе.
2. Продавец может подсунуть старый 3G модем. Чем старее модель, тем медленнее интернет будет работать. При покупке этот момент настоятельно рекомендуется проверить.
2. Антенна со встроенным роутером и модемом (МТС, Билайн, Мегафон, TELE2, Yota):
Что касается московского региона, то зайдя на Митинский или другие радио рынки, Вам будут предлагать чудо антенны (2 варианта):
Плюсы:
1. Кабель от антенны может быть длиной до 80 метров! В некоторых случаях это очень удобно! Питание и сигнал подаются по одному кабелю. Технология PoE.
2. Разъёмы на концах кабеля RG-45 (самый популярный интернет разъём). Как правило у многих есть обжимной инструмент. То есть можно не рассверливать стену или оконную раму большим диаметров сверла под размер разъёма, а сделать маленькое аккуратное отверстие под тонкий кабель.
Минусы:
1. Долго такие устройства не живут. Потому что температура эксплуатации роутеров и модемом приблизительно 0 - 40 С.
Многие продавцы утверждают, чтоб всё герметично и роутер сам себя обогревает. И ведь действительно зимой работает. НО самое страшное - холодный запуск, это когда зимой в -20 С отключается электричество, роутер остывает, а потом подается питание и происходит поломка. По поводу верхней планки температур +40 С - летом на солнце в замкнутом пространстве с нагревающемся от работы роутером температура достигает более 60 С.
Обе фотографии - это именно уже неработающие антенны, которые мы в итоге заменили.
3. Усилитель интернет сигнала CONNECT 2.0, 3.0 и т.д.
Для этого продукта была написана отдельная статья .
Настоящие усилители сигнала сотовой связи выглядят так ...
4. Антенна, подключенная к роутеру по коаксиальному кабелю
Также достаточно популярный вариант, когда роутер и модем находятся внутри помещения, а антенна вынесена на улицу. Стоимость таких комплектов от 10-22 тысяч рублей.
Плюсы:
1. Максимальная надежность. На улице используется только пассивная антенна, которая не пострадает от различных погодных условий.
2. Быстрый интернет при корректной установке. Результат тестирования именно такого комплекта в данной статье будет показан ниже.
Минусы:
2. Неудобство монтажа. В готовых кабельных сборках разъём используется N-типа и его диаметр составляет 20 мм, что затрудняет прокладку кабеля внутрь помещения. Решение - самостоятельно сделать 1 разъём с помощью специального инструмента или паяльника. Также разъёмы бывают меньшего диаметра, но они как правило используются только под более тонкий кабель.
3. Использование толстого кабеля. 8D-FB кабель имеет сечение 11.1 мм и такой кабель в плинтус не спрячешь.
5. Антенна со встроенным 2G/3G/4G роутером заводского исполнения
4G роутер в уличном исполнении со встроенной антенной. Цена ориентировочно 9-12 тыс. Характеристики можно посмотреть .
Плюсы:
1. Длина кабеля до 80 метров! Сигнал и питание подаются по одному кабелю по технологии POE.
2. Гибкий кабель.
3. Максимальная скорость интернета. Поддерживает технологию MIMO. Выше скорость не даст ни один другой комплект.
4. Антенна поддерживает абсолютно все частоты от 700 до 2700 МГц и все стандарты 2G, 3G и 4G.
5. Стабильность работы при любых температурах от -30 до +50 градусов. Заводское качество, а не подвальное производство с Митинского рынка:)
Минусы:
1. Неудобно менять сим карту. Собственно говоря, не факт, что понадобится делать это когда либо.
2. Пока не выявлено:) Возможно цена покажется не самой дешевой.
Недавно появилось обзорное видео подобного устройства:
Частые заблуждения при выборе усилителей интернета
1. 4G/LTE работает не только на частоте 2600 МГц (2500-2700 МГц), но и LTE800 и LTE1800.
При этом за пределами города практически работает только LTE800 и LTE1800! А многие продавцы продают на 2600 МГц антенну, которая актуальна только в черте города.
2. "Чем больше коэффициент усиления антенны, тем лучше" А вот и нет!
Чем выше коэффициент усиления, тем уже диаграмма направленности антенны и тем сложнее точно направить антенну на базовую станцию оператора! Редко кто правильно направляет антенну с высоким коэффициентом усиления во время установки. По статистике 8 из 10 покупателей, самостоятельно установивших такую антенну, неправильно её направляют. Ведь достаточно отклонить направление антенны на 2-3 градуса и усиление будет не 27 дБ, а те же 3-5 дБ. И не забываем, что скорость интернета не от уровня сигнала зависит, а от его отношения сигнал/шум!
Пример диаграммы направленности антенны с коэффициентом усиления 16 дБ (слева - в вертикальной плоскости, справа - в горизонтальной):
Пример диаграммы направленности антенны с коэффициентом усиления 27 дБ:
В подавляющем большинстве случаев достаточно антенны с коэффициентом усиления 11-17 дБ! А как правильно ставить - рассмотрено будет ниже.
3. На рынке антенн с реальным коэффициентом более, чем 18 дБ не встречал.
Проверяли на практике любую антенну 20-28 дБ и все они усиливали сигнал не более чем на 18 дБ, некоторые даже менее 14 дБ! Многие недобросовестные производители кустарного типа пользуются тем, что никто не может проверить истинные характеристики антенн.
4. Активный усилитель 4G сигнала (репитер)
На сайтах встречаются подобные предложения:
А если всё таки стоит задача выбора и покупки репитера, то можно почитать .
Как правильно устанавливать антенну
Теперь обсудим один из самых главных вопросов - как правильно устанавливать антенну.
Схема такая:
Основной смысл - чем выше мы поднимем антенну, тем выше будет скорость интернета и дело даже не в уровне сигнала, а в его качестве, что по научному называется отношение сигнала к шуму и во многих программах и телефонах обозначается EcIo . Чем меньше сигнал встречает препятствий от вышки оператора сотовой связи до нашей приёмной антенны в виде соседних строений и леса, тем более качественный сигнал будет и, соответственно, скорость выше.
Обычно привожу такой пример: повесили антенну из окна - получили скорость 5 Мбит/сек, повесили на крышу - 10 Мбит, а повесили на крыше и еще подняли на мачту - 20 Мбит. При этом можно поставить антенну на крышу с коэффициентом усиления 8 дБ и получить скорость выше, чем у соседа с антенной 20 дБ за окном.
Вот так ставят халтурщики:
А так правильно:
И мы получаем вот такой результат:
88 Мбит/сек - скажу честно, это рекорд был:) Использовался комплект оборудования с коаксиальным кабелем и роутером внутри помещения.
Альтернатива 3G/4G интернету
WiFi мост
Если на горизонте радиусом до 10 км есть жилые многоквартирные дома, то с местным провайдером, который подключает квартиры можно договориться о WiFi мосте между жилым комплексом и вашим домом. Навстречу друг другу ставятся 2 антенны, одна на вашем доме, другая - на крыше многоквартирного дома.
На практике стоит такое подключение тысяч 12 и тариф приблизительно 1000-1500р за 15-30 Мбит/сек. Но это действительно безлимитный интернет, который в отличии от 3G/4G не проседает вечером, когда повышается нагрузка на сеть. И хороший пинг до 8 мс - для любителей поиграть в танки и другие современные игры это роскошь загородом:)
WiMax
Wimax - это связь 4-го поколения. У нас в России этот стандарт связи широкого распространения по ряду причин так и не получил.
Некоторые небольшие местные компании договариваются с операторами связи об аренде их канала связи и размещают на вышках своё оборудование Wimax.
Скорость интернета 10-50 Мбит/сек зависит от удаленности вышки и правильности установки антенны на доме абонента. Пинг около 40 мс. Канал симметричный. Стоимость около 1000-1500р в месяц.
ИТОГО:
1. Стоит попробовать начать с поиска альтернативных вариантов подключения интернета.
2. Не покупайте первую попавшуюся антенну на рынке. Антенны со встроенным роутером и модемом недолговечны. Проверьте частотный диапазон антенны, 4G/LTE работает у нас в стране на частотах 800, 1800 и 2700 МГц. При этом на мой взгляд 1800 МГц будет основным диапазоном по скорости за пределами города, а 800 МГц будет использоваться в совсем отдаленных уголках, но скорость в нём будет не очень высокая из-за узкого спектра. А 2700 МГц диапазон - преимущественно в городах или рядом с густонаселенными пунктами.
3. В комплектах с коаксиальным кабелем не экономьте на самом кабеле, лучше взять потолще и немного доплатить. Некоторые продавцы предлагают телевизионный кабель. Да, он дешевле, но он другого волнового сопротивления! Надо 50 Ом, а не 75, как у телевизионного кабеля.
4. Антенну надо ставить высоко, если Вы из окна не видите вышку сотового оператора! Этот момент влияет на скорость интернета больше, чем качество самого оборудования!
Вывод:
Самый лучший усилитель интернет 3G/4G сигнала - это пассивная антенна с минимальной длиной коаксиального кабеля ИЛИ внешний роутер! А если внутри находится активное абонентское оборудование (модем, роутер), то оно должно полностью соответствовать климатическим условиям эксплуатации!
Если находитесь в МО, то поможем осуществить подключение к оптимальному варианту.
Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/09/1-antenna-3g-210x140.jpg 210w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
3G-антенна типа «волновой канал»
Панельная антенна
В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/09/2-panelnaja-antenna-150x150.jpg 150w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Панельная антенна 3G
Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.
Применение панельных антенн для работы в сетях 4G
Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.
Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.
Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.
Технология MIMO
Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.
Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.
Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.
Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.
Jpg?x15027" alt="Взаимное расположение антенн" width="600" height="408">
Взаимное расположение антенн
На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.
Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.
Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.
Установка антенн для модема своими руками
Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.
В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO :
- моноблочные;
- разнесенные.
Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.
Jpg?x15027" alt="Разнесенная антенна" width="600" height="408">
Разнесенная антенна
Data-lazy-type="image" data-src="http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/09/4-mimo-antenna-600x368.jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/09/4-mimo-antenna-120x74.jpg 120w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Моноблочная антенна
Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.
Как сделать антенну самостоятельно
Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.
Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.
К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.
С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.
Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.
Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).
Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:
- сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
- большая толщина.
Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.
Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.
Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/09/5-monoblochnaja-antenna-150x150.jpg 150w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">
Один из вариантов самостоятельного изготовления
Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.
Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.
Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.
Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.
Видео