Антенна 4g своими руками: чертежи, характеристики и порядок изготовления

Не всякую подходящую технику можно купить в магазине. Многие сложные устройства или разработку электронных схем заказывают в компаниях, которые специализируются на данных технологиях.

Содержание

Как произвести предварительный расчет

Для качественной работы антенны в любом месте требуется предварительный расчет ее параметров. Устройство состоит из нескольких частей:

вибратора;
провода антенны;
блока передачи сигнала;
отражателя.

Требования к вибратору

Материалом для производства этой части служит медь или алюминий. Они стойки к коррозии и обладают хорошим вибрационным эффектом. Размеры представленной части совсем небольшие, а материал мягкий, поэтому соединение с проводом проводится методом пайки. Поперечное сечение находится в пределах 5-7 мм, а его диаметр должен превышать 3 мм.

Обратите внимание! Кроме этого, важно соблюдать симметрию квадратов и боковых поверхностей

Провод

Для приема мобильного сигнала требуется определенный размер противодействия волны. Это значение должно составлять 55 Ом или 80 Ом. Во избежание потерь мощностей требуется провод с минимальным сопротивлением. Он имеет множество положительных сторон, выдает максимальные электронные данные, имеет небольшую потерю сигнала и подходит по габаритам для соединения с вибратором.

Рефлектор

Это наибольшая по габаритам часть устройства. Имеет непосредственное влияние на прием сигнала. Рефлектор можно сделать из металлической пластины. Если подобной под рукой нет, то подойдет даже дно старой кастрюли или обмотанная фольгой часть картона, а лучше фанеры. Некоторые умельцы создают небольшие отражатели из обыкновенного компакт-диска, к которому крепится модем, улавливающий усиленный сигнал.

Важно! Размер рефлектора должен быть сопоставим по масштабу с габаритами вибратора

Устройство и оптимальные габариты

Сегодня в магазинах еще можно увидеть модели, функционирующие на 900 МГц, но они уже не так актуальны. Ключевые узлы усилителя представлены вибратором, антенным проводом, блоком передачи сигнала и отражателем, устраняющим перерывы и посторонние шумы.

Основные требования к вибратору

Вибратор должен быть выполнен из алюминия или меди. В процессе изготовления 3G-антенны своими руками для телефона нужно учитывать тот факт, что вибратор имеет небольшой размер, поэтому подключать кабель следует пайкой. Что касается поперечного сечения, то оно должно составлять 5-7 мм, а диаметр — не менее 2,5-3 мм.

Важно! Для регулярного приема сигнала квадраты вибратора должны быть симметричными, а его боковые поверхности — иметь одинаковый размер

Выбор кабеля

Главное отличие 3G-антенны от обыкновенной представлено размером противодействия волны, которое в среднем составляет 80 или 55 Ом. Чтобы сократить возможную утрату мощности, рекомендуется использовать провод, у которого меньшее сопротивление. К преимуществам таких кабелей относятся лучшие электронные показатели, гарантия наименьшей потери сигнала и совместимость с механическими габаритами вибратора.

Специфика конструкции рефлектора

В качестве экрана можно использовать любую пластину из стали или же вырезать жестяную основу из дна непригодной алюминиевой кастрюли. Если под рукой нет ничего металлического, нужно взять лист картона или фанеры, предварительно обмотав его фольгой. Отличную проводимость имеет DVD-диск, одна из сторон которого покрыта алюминиевой фольгой. Такое приспособление прекрасно отражает волны, существенно облегчая работу, а также имея эстетичный внешний вид.

Как усилить 3G и 4g сигналы

Многие пользователи смартфонов часто спрашивают, как на телефоне или модеме усилить сигнал 4G. Усиливать его можно несколькими способами: воспользоваться сторонним программным обеспечением или собрать самодельную антенну.

На телефоне

Чтобы произвести усиление сигнала на смартфоне, необходимо воспользоваться специальным программным обеспечением — InternetSpeedMaster. С его помощью изменяются параметры системных файлов, которые отвечают за прием антенной сигнала сотовой связи.

Программа InternetSpeedMaster

Обратите внимание! Для использования программы понадобится установить права суперпользователя. Чтобы этого не делать, можно скачать аналогичную утилиту Kingoroot

Инструкция:

Скачать приложение на телефон из проверенного источника.
Установить на системный диск и дать разрешение на доступ к файлам и параметрам ОС.
Затем дать разрешение на использование прав суперпользователя.
Нажать на кнопку «ApplyPatch» и выполнить перезагрузку устройства.
После проделанных действий качество приема сотовой связи улучшается в несколько раз.

Также можно воспользоваться способом усиления сигнала при помощи покупки и установки специального устройства, которое носит наименование внешняя антенна 4G для смартфона:

Необходимо взять 4G модем и выполнить его подключение к беспроводному маршрутизатору.
К модему подключается антенна и выводится на крышу дома с помощью USB-кабеля.
При помощи креплений кронштейн для антенны закрепляется на крыше или стене.
После этого производится подключение самой антенны.

Обратите внимание! Благодаря этому принимаемый смартфоном сигнал увеличивается в несколько раз и тем самым возрастает скорость соединения с Интернетом

На модеме

Есть несколько способов увеличить сигнал 4G на модеме:

чтобы избежать естественных преград для сигнала, необходимо установить приемник радиоволн на открытой местности, а не в помещении. Хорошим вариантом будет крыша дома или крыльцо;
покупка или самостоятельное изготовление антенны, которая позволит принимать больше радиоволн. Рекомендуется приобрести изделие в магазине, так как устройство, изготовленное своими руками, не обеспечивает 100 % увеличение сигнала.

Антенна для модема

Как сделать обычную внешнюю выносную антенну

Можно без проблем приобрести такую антенну в специализированном магазине, однако они стоят довольно дорого и имеют простую конструкцию. Чтобы не переплачивать, можно соорудить устройство самостоятельно.

В качестве усилительной тарелки можно использовать корпус от старого персонального компьютера. Потребуются ножницы для резки металла и кабель USB для контакта с усилителем. Все детали на чертеже выше, там указаны необходимые размеры и линии сгибов.

Обратите внимание! Если нет подходящей металлической части, то вполне подойдет картон или деревянный брусок, который требуется по периметру обвернуть фольгой

Зачем нужны антенны

Для того чтобы ответить на этот простой вопрос, необязательно быть специалистом в области радиотехники. Каждый знает, что без антенны не сможет работать ни радиоприемник, ни телевизор. Точно так же без антенны не будет работать беспроводная точка доступа, которая в данном случае выступает одновременно и в роли приемника, и в роли передатчика. Антенна — это и излучатель радиоволн, и их приемник. Конфигурация антенны определяет зону покрытия беспроводной точки доступа, то есть ту зону, где точка доступа излучает сигнал, который способны принять другие клиенты беспроводной сети. Подчеркиваем: зона покрытия беспроводной точки доступа определяется именно конструкцией, а не размерами антенны, следовательно, принцип «чем длиннее, тем лучше» в данном случае неприменим.

Основная проблема большинства штатных антенн, то есть антенн, которые поставляются в комплекте с беспроводными точками доступа, заключается в том, что они имеют недостаточно большую зону покрытия. К примеру, если в пределах комнаты (офиса) одна точка доступа в состоянии обеспечить надежную работу беспроводных клиентов, то на устойчивую связь с клиентом, находящимся за стенкой, рассчитывать не приходится. А уж через две стены сможет «пробить» далеко не каждая точка доступа.

Казалось бы, проблема легко разрешима — достаточно приобрести точку доступа с большей мощностью передатчика. Однако не все так просто. Дело в том, что мощность передачи Wi-Fi-устройств строго регламентирована. В частности, в частотном диапазоне от 2400 до 2483,5 МГц (частотный диапазон Wi-Fi-устройств) для создания радиосетей на безлицензионной основе допускается использовать передатчики с мощностью излучения, эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ) (смысл данного термина мы поясним далее), — не больше 100 мВт. В случае превышения данного показателя требуется получение в Министерстве связи лицензии на создание и эксплуатацию ведомственной радиосети передачи данных. Соответственно точек доступа и беспроводных адаптеров с мощностью передачи более 100 мВт, что эквивалентно 20 dBm (о том, как связаны эти единицы между собой, мы тоже расскажем чуть позже), просто-напросто нет в продаже.

Итак, все точки доступа и беспроводные адаптеры имеют одинаковую мощность передатчика, а следовательно, единственный способ увеличить зону покрытия беспроводной сети — вместо традиционных штатных использовать специальные антенны.

Увеличение зоны покрытия беспроводной сети — это лишь одна из функций антенн для Wi-Fi-устройств

Другое, не менее важное их свойство заключается в том, что они позволяют изменить форму зоны покрытия, обеспечивая таким образом повышение безопасности беспроводной сети. Штатные антенны излучают сигнал равномерно во все стороны (в горизонтальной плоскости), и если точку доступа с такой антенной расположить у стены в комнате, то сигнал будет распространяться не только по вашей квартире, но и за стенку к соседу

Это, конечно же, позволит ему не только быстро обнаружить вашу беспроводную сеть, но и предпринять попытки атаки на нее. Причем если в домашних условиях у вашего соседа вряд ли окажется своя беспроводная сеть или хотя бы ноутбук с беспроводным адаптером, то в офисном здании, где на одном этаже размещается несколько офисов разных компаний, такая ситуация вполне реальна. А потому под соседями мы будем подразумевать соседей не только по квартире, но и по офису.

Дабы не вводить их в искушение и обезопасить свою беспроводную сеть от вторжения извне, можно использовать специальные направленные антенны, которые излучают сигнал преимущественно в одном направлении. Это позволит и увеличить дальность распространения сигнала в этом направлении, и ослабить или блокировать распространение сигнала в других направлениях. В данном случае разница между обычной антенной, излучающей равномерно по всем направлениям, и направленной антенной примерно такая же, как между лампочкой и фонариком. Представьте себе лампочку, освещающую комнату. Свет от нее распространяется приблизительно равномерно по всем направлениям, отчего в комнате становится светло. Однако ту же самую лампочку можно поставить в фонарь или просто установить позади нее зеркальный отражатель. В этом случае мы получим направленное распространение света. Такой луч не будет освещать все помещение, зато способен передать свет на значительно большее расстояние. Именно по такому принципу работают и внешние антенны.

Назначение

Наиболее оптимально приобретать модем 4G с разъемом для внешней антенны в том случае, когда нужно создать устойчивое подключение к интернету на значительном отдалении от базовой станции сотового оператора. То есть дистанция может составлять от 5 до 15 км. Если расстояние меньше, то интегрированная в модем внутренняя антенна способна обеспечить устойчивое подключение с приемлемой скоростью. А вот уже свыше 5 км уже использование внешней антенны действительно обосновано.

Поэтому такие системы рекомендуется использовать в пригородах больших населенных пунктов, в которых есть качественное покрытие 4G/LTE или же 3G/UMTS и нет возможности создания проводной коммутации к Глобальной паутине. При этом в первом из них нет такого сигнала и не планируется в обозримом будущем реализация таких сотовых сетей.

Конструкция 4G облучателя

На офсетную антенну облучатель UMO MIMO 2×2 рассчитан на эксплуатацию с 3G/4G и Wi-Fi (2,4 МГц) роутерами или модемами конструкции MIMO 2×2 диапазона 1.92-2.68ГГц. У облучателя два входа, идентичны ортогональным поляризациям выделяемого сигнала. Особая схема излучателя дает высокую развязку между входами в частоте широкой полосы.

При использовании параболических зеркал крупного диаметра получится показатель больше, чем у других конструкций антенны. Облучатель нужно использовать в комплекте с короткофокусными зеркалами (F/D=0.5-0.6). Элементы, плотно закрываются от осадков и опасных реакций в пластиковый корпус. Для подсоединения к модему нужно два адаптера и 2 сборки кабельные, антенные адаптеры для модема, USB-удлинитель, WIFI-роутер.

Обратите внимание! Облучатель для 4g антенны рассчитан на эксплуатацию объединено с офсетной тарелкой. Показатели усилителя увеличиваются до 27 дБи

Если сигнал модема не устойчив, а скорость интернета низкая, то облучатель дает возможность предоставить устойчивый сигнал на расстоянии до 25 км

Показатели усилителя увеличиваются до 27 дБи. Если сигнал модема не устойчив, а скорость интернета низкая, то облучатель дает возможность предоставить устойчивый сигнал на расстоянии до 25 км.

img class=»aligncenter size-medium wp-image-10981″ src=»https://vpautinu.com/wp-content/uploads/2019/05/Ris.-3-Obluchatel-3G4G-MIMO-2×2-dlya-parabolicheskogo-reflektora-F1920-2680-MGts-300×124.jpg» alt=»Многофункциональный облучатель 3G/4G MIMO 2×2 для параболического рефлектора F=1920-2680 МГц.» width=»300″ height=»124″ /

Возможности усилить сигнал 4G

Большинство пользователей, которое пользуется мобильным Интернетом как основным, при удалении от города и установленных вышек часто испытывает проблемы со скоростью соединения. Это естественно, ведь, чем дальше отойти от источника хорошей связи, тем хуже будет получаемый сигнал.

В качестве альтернативы были придуманы устройства, которые помогают улучшить качество интернет-соединения. Сперва они работали для получения телевизионного сигнала и просмотра телеканалов. С появлением кабельного ТВ и Интернета они канули в Лету.

На данный момент получили распространение антенны для ЮСБ-модема стандарта 4G или более старого 3G. Несмотря на то, что операторы мобильной связи постоянно работают над улучшением качества предоставляемых услуг, устанавливают новые вышки для большего покрытия, все равно находятся места с нестабильным сигналом. Это связано с тем, что многое зависит от рельефа местности и удаленности от базовых станций. Антенна для USB модема 4G помогает исправить ситуацию. Она предоставляет усиленный и более стабильный сигнал, с помощью которого можно повысить интернет-скорость.

Обратите внимание! Если в регионе проживания вообще нет сигнала той или иной сотовой сети, то ставить антенны и усилители нет смысла. Стоит попробовать проверить наличие связи у другого оператора

Однако если и тогда соединения не обнаружится, то альтернативой может служить спутниковый Интернет и установка специальной параболической тарелки

Стоит попробовать проверить наличие связи у другого оператора. Однако если и тогда соединения не обнаружится, то альтернативой может служить спутниковый Интернет и установка специальной параболической тарелки.

Сегодня производство подобной аппаратуры поставлено на поток. Можно выбрать любого типа:

внутренние;
внешние.

В свою очередь внешние делятся по направленности на однонаправленные и способные усиливать сигнал сразу с нескольких сторон. Есть еще многочастотные, то есть способные одновременно работать в нескольких частотах и диапазонах.

Такие устройства можно приобрести в магазине, что выйдет дороже, или сделать собственными руками, сэкономив средства.

Модем для дачи

В случае с отдаленными от базовых станций местами, такими как дачи и частные дома в сельской местности, требуется хотя бы слабый сигнал от сотового оператора. В таком случае можно использовать антенны и усилители для повышения качества и скорости соединения.

Важно! Если сигнал от вышки отсутствует вовсе, то усилители и антенны не помогут. Следует поискать другого оператора связи

Наиболее подходящими для дач считаются стандартные 3G модемы с возможностью подключения через порт USB. Его можно применять как внешний 3G модем, просто подсоединив его к антенне. Однако следует продумать изоляцию и защиту от влаги. Можно использовать устройство без усилителя, если этого позволяет качество сигнала.

Если такое подключение используется в качестве основного, то рекомендуется выбрать безлимитный тариф и правильно осуществить настройку соединения. Если и этого будет недостаточно, то можно отдать модем в сервис на прошивку (усовершенствование настроек).

Преимущества использования на даче

Несомненным плюсом применения мобильного модема на даче является возможность получить доступ там, где других возможностей подключения просто не существует. В качестве альтернативы может рассматриваться только спутниковая связь, однако стоимость подключения и абонентской платы на порядок выше.

Кроме этого, положительным моментом является возможность подключения вай-фай роутера, что позволит раздать связь на другие домашние гаджеты с поддержкой беспроводного соединения.

Обратите внимание! Даже в тех случаях, когда есть возможность подключиться к кабельному Интернету, нужно тянуть провода, что неудобно. Беспроводной модем такой проблемы не имеет

Когда может потребоваться модем с внешней антенной?

В радиофизике антенна – это усиливающий элемент, поэтому логично предположить, что ее наличие необходимо в тех случаях, когда наблюдается сильное затухание сигнала. Причинами этого явления могут быть следующие факторы:

Сильное удаление приемопередающих устройств друг от друга. Примером может служить загородная зона (лесные массивы, дачи, дома, поселки, кемпинг-отели и т. д.), которой не достигает сигнал вышки сотового оператора.
Характер местности. Дальность распространения радиоволн зависит от материала, из которого состоят препятствия. Так, мощность сигнала будет сильно падать при его прохождении через воду, бетон, железо, камень и дерево. Примером таких источников поглощения могут служить здания, холмы из железняка или с содержанием грунтовых вод, наличие леса или лесополос и т. д.
Погодные условия. Как следует из предыдущего пункта, присутствие влаги в воздухе будет влиять на качество связи. Поэтому если уровень приема был, как говорится «на грани», во время дождя он может уменьшиться вплоть до полного исчезновения.

В таких случаях 3G/4G-модем с внешней антенной является хорошим решением, поскольку делает возможным усиление слабого сигнала и обеспечивает уверенное качество приема даже на границе зоны покрытия.

Кстати! Для соединения с антенной используется специальный коаксиальный кабель, который оснащен переходником, на конце которого находится коннектор. Соответствующий разъем должен быть и на модеме. Если такое гнездо отсутствует, можно зачистить кабель, оголив центральную жилу и сделав из нее рамку, которую надо расположить над 3G\4G-приемником и зафиксировать ее изолентой или скотчем.