Как усилить сигнал 3g и 4g модема с помощью антенны своими руками

Антенна для 3G-модема своими руками

Антенну для усиления 3G-сигнала своими руками можно изготовить с помощью элементарного набора инструментов. Для этого понадобятся:

• медный телекабель длиной не менее 35 см;
• коаксиальный кабель (2-3 м);
• крышка от бутылки, жестяная банка или фольга;
• ножницы, чтобы резать кабель;
• любой клей.

Также нужно подготовить линейку и маркер для разметки, пассатижи и паяльник, чтобы присоединять кабеля к контактам. Если клея под рукой нет, его можно сделать самостоятельно из пенопласта и бензина (или ацетона), соединив компоненты на дне стеклянной посуды.

Как сделать антенну для модема 3G? Для этого следует учесть кое-какие тонкости.

Конструктивные особенности и виды

По конструктивным особенностям и видам антенны различаются по нескольким категориям. Это такие основные:

• Антенны с различной направленностью;
• Широкодиапазонные или многочастотные.

Обратите внимание! Необходимо рассмотреть каждый вид в отдельности

Направленные

В представленной категории существуют три различных вида усилителей сигналов:

• С возможностью направления в одну конкретную сторону. Эта категория легко определяется по названию. Такая антенна способна работать только в одном направлении. Ее необходимо расположить непосредственно в сторону расположения раздающей вышки оператора. В свою очередь, это дает получение сигнала высокого качества только из одного направления. Однако, это требует высокой точности указания расположения базовой станции, а в случае перебоя на этой станции связь просто пропадет до исправления неполадок;
• Всенаправленные, то есть способные усиливать сигнал с нескольких сторон. В этом случае усилитель способен самостоятельно выбирать максимально бесперебойный и качественный сигнал от одной из нескольких подходящих вышек. Антенна автоматически настраивается и переключается между станциями в случае потери или ухудшения приема сигнала. Недостатком можно назвать слабую мощность всенаправленных устройств. Способны работать только в случаях небольшого удаления от станции;
• Секторные. Так же, как и первые, способны работать в одном направлении, но охватывают гораздо большую область. Они могут принимать сигналы сразу с нескольких станций одного сектора, и в случае перебоев, самостоятельно переключаться. Качество усиления приема данных вполне сопоставимо с первым видом устройств. Недостатком является повышенная цена, по сравнению с аналогами.

Широкодиапазонные

Устройства, способные усиливать сигнал, при этом работая сразу в нескольких частотных диапазонах. Приобретение антенн других видов создает невозможность смены диапазонов и стандартов связи. На этот случай, некоторыми изготовителями предлагаются специальные широкодиапазонные приборы, которые могут принимать и усиливать сигналы во всех возможных частотах, таких как GSM 1800, 3G 2100, LTE, Wi-Fi. Это избавит от проблем с покупкой сразу нескольких устройств.

Технические характеристики

Всевозможные по типам и видам антенны различаются своими техническими характеристиками.

Однако, при выборе, необходимо знать основные характеристики, которые предоставляют подобные устройства:

Основные технические характеристики:

• Диапазон рабочих частот, измеряется в МГц;
• Коэффициент усиления, Дб;
• Входной импеданс, Ом
• КСВ (коэффициент усиления);
• Поляризация, вертикальная или горизонтальная;
• Диапазон рабочих температур, °C;
• Ветровая нагрузка, м/с;
• Габаритные размеры, мм;
• Вес, кг;
• Материал — алюминий, сталь.

Процесс создания

Этапы сборки будут зависит от того, какой тип устройства был выбран.

Простое внешнее устройство

Обычная внешняя антенна представляет собой прибор для усиления качества сигнала сотовой сети, который устанавливается на улице. Может иметь различный внешний вид, например, в виде большого уловителя из пластины или простой телевизионной антенны, приспособленной для сигнала 3G.

Обратите внимание! В случае с внешними антеннами большую роль играет качество изоляции, поскольку усилителю придется работать в различных погодных условиях

Важное значение в подобных устройствах имеет выбор наилучшего места для установки и направление в сторону базовой станции. Кроме этого, их следует качественно изолировать, чтобы вода не попала в места с микросхемами и проводными соединениями. Кроме этого, их следует качественно изолировать, чтобы вода не попала в места с микросхемами и проводными соединениями

Кроме этого, их следует качественно изолировать, чтобы вода не попала в места с микросхемами и проводными соединениями

Важное значение в подобных устройствах имеет выбор наилучшего места для установки и направление в сторону базовой станции. Кроме этого, их следует качественно изолировать, чтобы вода не попала в места с микросхемами и проводными соединениями. Рефлектор создается из металлического листа, который рекомендуется закруглить

Если нет стали, то можно использовать фанеру или картон, который следует обмотать фольгой

Рефлектор создается из металлического листа, который рекомендуется закруглить. Если нет стали, то можно использовать фанеру или картон, который следует обмотать фольгой.

Панельная антенна

Представляет собой большую металлическую пластину с закрепленными на ней патчами или небольшими панелями для лучшего улавливания. Для создания 4G антенны — «пушки» — своими руками нужно купить:

• ребристое оцинкованное железо для создания панели (один лист с размерами 334×290 мм);
• для создания патчей четыре листа оцинкованного железа (размерами 118×70,5 мм);
• медную проволоку (диаметром 2 мм);
• медную фольгу, желательно несколько больших кусков (вырезать окружность диаметром 21 мм);
• пенопласт для патчей;
• супер-клей.

Антенна Харченко для 4G модема своими руками

Она была названа в честь ученого, который впервые изобрел такое устройство. Является одной из наиболее простых по конструкции антенн для мобильного сигнала. Для сборки нужны:

• спиральная проволока;
• коаксиальный кабель;
• стержневая деревянная рейка;
• плоскогубцы, молоток, нож.

Обратите внимание! Перед сборкой очень важно провести качественный расчет. Для этого рекомендуется посетить специализированные сайты, имеющие онлайн-калькуляторы

Для этого рекомендуется посетить специализированные сайты, имеющие онлайн-калькуляторы

Для этого рекомендуется посетить специализированные сайты, имеющие онлайн-калькуляторы.

Этапы сборки:

• определить поляризацию и частоту волны. Устройство должно быть линейным;
• сделать биквадратный тип антенного устройства в виде зигзага из меди. Все элементы должны быть расположены по углам, одним из которых соприкасаться. Для поляризации горизонтального типа восьмерка должна стоять стоймя. Если делать вертикальную поляризацию, то конструкция устанавливается на бок;
• сторона квадрата рассчитывается по специальной формуле: длина волны, поделенная на четыре;
• сборка конструкции, она должна быть овальной формы.

Таким образом, в создании усиливающего устройства нет ничего сложного. Главное — выбрать подходящий тип, следовать инструкциям выше и производить точные расчеты.

Усилитель

Для выбора максимально эффективного по всем показателям усилителя интернет-сигнала 3G, 4G для дачи или дома нужно знать основные отличия и типы существующих приборов.

Усилители, производимые или созданные вручную, по своим характеристикам делятся на два различных вида:

• Активные. Данные устройства работают за счет усиления сотового сигнала с помощью специального оборудования: репитера, усилителя, ретранслятора;
• Пассивные. Данный тип представляет собой усилитель сигнала сотовой связи, в котором отсутствует активное устройство. Он основывается на применении различного типа антенн и пассивного ретранслятора.

Простые и MIMO

Если просто расшифровать название технологии, то получится «наличие нескольких каналов входа и выходы данных». Следует внимательно подбирать такие усилители, в связи с тем, что не все операторы, предоставляющие передачу данных, поддерживают этот формат. Подобные приборы дают возможность получить намного большую скорость работы в Сети, которая достигает до 100 Мбит/с. Подобные усилители состоят из двух антенн, которые смонтированы в одном корпусе на небольшом расстоянии. Одновременно работают обе части, каждая из которых передает информацию по отдельному проводу.

Обратите внимание! Именно такой принцип работы обеспечил столь высокую скорость передачи данных

Уличные или внешние

Данная категория представляет собой более улучшенные и современные антенны для усиления сигнала. Принцип их работы заключается в установке антенны снаружи и подключения ее к внутреннему модему или другому принимающему данные устройству. В основном такая система подразумевает работу без усиливающего прибора или репитера.

Комнатные

Это простая антенна, которая повышает скорость и стабильность соединения, однако устанавливается внутри помещения. Данное устройство является так называемым рефлектором-отражателем и имеет выход сразу на модем через провод USB. Реальное улучшение качества сигнала можно получить только за счет установки комнатной антенны на подоконник у окна, иначе она будет ловить сигнал почти так же, как и любой телефон пользователя. Если разобрать пластмассовый корпус устройства, то можно увидеть тонкую фольгу. Эффективность такого прибора вызывает сомнения.

Обратите внимание! Использование комнатного усилителя равноценно простой установке модема на подоконник. Эффективность антенны немного выше только благодаря большему размеру приемника

Встроенные устройства

До сих пор все перечисленные усилители работали в виде комплекта отдельных устройств, которые в сборе образуют систему. В представленном случае получается отдельный интернет-центр, где в одном приборе заключены антенна, модем и усилитель. Кроме этого, в них входят роутеры, которые после приема и усиления сигнала раздают их на несколько девайсов пользователя.

Всенаправленные, направленные, секторные

Как можно понять из названий, это типы антенн и усилителей с возможностью направления в одну сторону или устройства, способные осуществлять прием сигнала одновременно с нескольких сторон.

Узкополосные и широкополосные

Разница заключается в том, что узкополосные способны работать только в одном диапазоне частот. Аналогичные широкополосные принимают сигнал в нескольких, а также автоматически переключаются между диапазонами и обеспечивают более стабильную передачу данных.

Репитеры

Обратите внимание!  Репитер является дополнением к антенне. Он может помочь там, где работы простой антенны не всегда хватает для улучшения сигнала. Состоит из двухстороннего репитера, внешней и внутренней антенны, кабельного разветвителя, кабеля и разъемов

Принцип работы репитера заключается в усилении сигнала MS-BS и в обратном направлении BS-MS. То есть он обрабатывает получаемые данные и перенаправляет их в необходимом пользователю направлении. Если это отдаваемые данные, то перенаправление идет на базовую станцию оператора, если данные получаемые, то на модем абонента. Все эти процессы совершаются с использованием антенны, которая улавливает все сигналы

Состоит из двухстороннего репитера, внешней и внутренней антенны, кабельного разветвителя, кабеля и разъемов. Принцип работы репитера заключается в усилении сигнала MS-BS и в обратном направлении BS-MS. То есть он обрабатывает получаемые данные и перенаправляет их в необходимом пользователю направлении. Если это отдаваемые данные, то перенаправление идет на базовую станцию оператора, если данные получаемые, то на модем абонента. Все эти процессы совершаются с использованием антенны, которая улавливает все сигналы.

Реально работающая антенна для 4G модема

Для выхода в интернет я использую 4G (LTE) USB-модем, правда в данный момент он работает в режиме 3G, т.к. сеть LTE (4G) в моем районе только начали запускать и она работает в режиме тестирования. Я живу в собственном, деревянном доме и до того, как он был обшит металлическим сайдингом, проблем с приемом сигнала у моего модема не возникало. Но после обшивки дома сайдингом, с уровнем сигнала в доме начались проблемы. Дело в том, что металл обладает экранирующим эффектом, а дом весь покрыт металлом, крыша тоже металлическая. На скриншоте хорошо виден низкий уровень сигнала, скорость приема составляла 1.5 – 2 мбит/сек.

Посмотрите товары для изобретателей. Ссылка на магазин.

Уровень сигнала без антенны минимальный

Летом проблему с приемом сигнала я решал тем, что выставлял модем через окно на улицу, во время дождя, модем убирался в дом. Но с приходом зимы нужно было искать другой вариант решения проблемы

Вот тогда я вспомнил про маленькую автомобильную антенну с креплением на магните, эта антенна года три валялась у меня в гараже, потому-что автомобильное радио с ней работало неважно т.к. антенна была слишком мала

Сети третьего поколения чаще всего разворачиваются на частоте 2100 мГц. Это принятый мировой стандарт 3G. Поэтому и приемная антенна должна быть не больших размеров. Я не стал вдаваться в заумные расчеты, а просто решил испытать свою автомобильную радиоантенну в работе с модемом. Для этого я отрезал от радиоантенны родной штекер, т.к. для антенного разъема модема он, естественно не подходил, зачистил центральную жилу и просто вставил ее в разъем модема. Чтобы провод не выпадал, я примотал его к модему изолентой. Затем я выставил антенну через окно на улицу (при этом окно отлично закрывается), закрепил ее на сайдинге при помощи магнита и запустил на компьютере программу модема.

Электроника для самоделок вкитайском магазине.

Автомобильная радиоантенна с модемом

Антенна примагничена к сайдингу во время работы

С автомобильной антенной уровень сигнала максимальный

Уровень сигнала стал максимальный, скорость работы модема в режиме HSPA+ составила 14 – 18 мбит/сек при загрузке из сети, при отдаче в сеть скорость составила, примерно 6 мбит/сек. Я был рад, как слон, сейчас жду с Али заказанный штекер, затем останется припаять его к антенне и радоваться. Кстати радиоантенна данного типа стоит намного дешевле, чем 3G антенна.

zen.yandex.ru

Псевдосателлит

Конструкция псевдосателлита очень напоминает баночную конструкцию, но ее преимущество — в большей площади отражающей поверхности, кроме того, используется она и как внутренняя, и как уличная. Лучшая альтернатива — это картонная коробка, нержавеющая кастрюля, алюминиевая миска или решетка из металла.

Усилитель сигнала для 4G модема Yota монтируется при помощи винтов, которые вставлены в просверленные отверстия. Размещается модем перпендикулярно земле, а также параллельно боковым частям рефлектора. Если конструкция крепится на улице, то модем следует защитить полиэтиленом или пластиковой трубкой. Правильно направленный псевдосателлит — заметно усиливает связь 4G.

Способ харченко

Недавно мы писали, как своими руками сделать антенну для приёма телевидения. Но знали ли вы, что аналогичным образом можно сделать самодельную антенну для 3G модема?

Нам потребуется:

• Медный провод или проволока, потребуется участок примерно в 30 сантиметров;
• Коаксиальный кабель сопротивлением 50 или 75 Ом;
• Кусок фольги или DVD-диск в качестве рефлектора;
• Инструменты: нож, паяльник, пассатижи, клей, линейка и карандаш;
• Пластиковая крышка от бутылки для разделения антенны от рефлектора.

По теории, которую в книге непросто найти, диаметр проволоки рамки должен составлять 0,016 – 0,02 максимальной длины волны. Для частот телевидения времен СССР составило:

1. 1 – 5 (49 – 100 МГц) каналы: 120 – 100 мм.
2. 6 – 12 (174 – 230 МГц) каналы: 34 – 27 мм.

Виды антенн для 3G и 4G

На сегодняшний момент видов приемников сигнала для мобильных сетей третьего и четвертого поколений существует немало. Многие из них использовались еще до появления сотовой связи (для телевизионного вещания) и успели зарекомендовать себя с хорошей стороны. Ниже рассказано об основных антеннах для 4G Интернета, которые можно собрать своими руками.

Простая

Самый примитивный вид антенны, который выглядит, как обычный кусок проволоки. Такое приспособление относится к среднемощным или маломощным. То есть длинные линки с его помощью поддерживать вряд ли получится. Зато можно с легкостью заменить стандартную антенну роутера или модема на 2 децибела. Это позволит по меньшей мере в 2 раза увеличить радиус покрытия сетевого устройства без особых затрат.

Антенна, припаянная к модему

Панельная

Ещё один вариант оборудования, применяемого для улучшения качества сигнала. Особой популярностью пользуются для работы с 3G и 4G сетями.

Обратите внимание! Изначально их использовали для стандартов третьего поколения, но затем стало понятно, что эти устройства могут спокойно работать и с LTE сетями. Всё дело в том, что рабочий диапазон этих стандартов частично совпадает

Направленная 3G, 4G пушка

Это устройство представляет собой штырь, на котором на определённом расстоянии надеты медные круги фиксированного радиуса. Преимуществом такого приспособления является то, что при грамотном подходе и минимально затраченных средствах можно получить антенну, улавливающую сигнал даже за 30 км от вышки или базовой станции, что крайне выгодно и удобно.

MIMO

Чтобы увеличить пропускную способность каналов передачи данных между приемником и передатчиком, разработали специальный метод обработки радиосигналов, основанный на том, что приемы передачи ведутся через различные антенны.

Важно! Применяя антенну типа MIMO, можно увеличить пропускную способность доступа к сети. Это будет величина, в среднем на 10-30 % большая, чем при использовании простой антенны. Основной принцип работы приспособления заключается в устранении любых взаимосвязей между принимающей и отправляющей антеннами

Основной принцип работы приспособления заключается в устранении любых взаимосвязей между принимающей и отправляющей антеннами.

Антенна Харченко, или биквадрат

Антенну, которую придумали еще в 60-х гг. прошлого века, по праву считают одной из наиболее популярных. В те времена она помогала улучшить качество картинки на телевизоре людям, проживающим за зоной уверенного приема телевизионных сигналов, а сегодня она может с легкостью повысить скорость доступа к мобильным сетям и телекоммуникационным системам.

К сведению! Другое ее название — биквадрат.

Волновая

Антенна под названием «волновой канал» была изобретена еще раньше, в 1926 г. в Японии. Данные приспособления сразу стали популярными во всем мире. Они очень просты в изготовлении и обладают достаточно хорошей направленностью. Телевизор стал цифровым, а значит, мультиплекс может передать сразу несколько каналов на одной частоте.

Важно! Это значительно упростило изготовление антенны, так как теперь не нужно обеспечивать широкополосный сигнал, достаточно создавать приемник на одну определенную частоту

Другие возможные виды

Одним из наиболее распространенных видов антенн является облучатель для спутниковой тарелки. Он продается во многих специализированных местах и обладает хорошим соотношением цены и качества. Спутниковые тарелки позволяют фиксировать сигнал на расстояние до 40 000 км. Понятно, что такое приспособление сделать в домашних условиях крайне проблематично, поэтому оно не стоит детального рассмотрения. При желании его можно просто купить.

Принцип работы усилителя сигналов

Модель из банки

Делается антенна для 3G-модема своими руками из пивной банки довольно просто. В первую очередь для усиления сигнала подбирается усилитель операционного типа, который можно приобрести в любом магазине радиотехники. Непосредственно в банке для него необходимо сделать отверстие. При этом крышка для работы не понадобится. Кабель с этой целью можно использовать коаксиального типа. Однако для лучшей передачи сигнала применяются диффузоры с высокой пропускной способностью. Также они могут значительно повышают частотность устройства. Чтобы установить диффузор к антенне, можно воспользоваться паяльной лампой. Еще антенна для 3G-модема своими руками из банки может делаться при участии регулятора.

Как сделать антенну самостоятельно

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность. Как своими руками сделать люстру 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.

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. 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.

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.

Характеристики наружных усилителей для модема

Все антенные устройства используются для приема и передачи сигнала. В случае с мобильной связью они принимают его, усиливая от базовой станции и передавая его на модем через USB-подключение. Такие устройства устанавливаются на улице.

Существуют еще комнатные антенны, которые необходимо использовать в помещении. Их нужно устанавливать на окне или застекленном балконе. Качество их работы оставляет желать лучшего, в связи с чем нет смысла их рассматривать более подробно.

Обратите внимание! В любом случае перед выбором желательно изучить информацию о каждом представленном на рынке типе. Кроме того, необходимо смотреть, могут ли антенны поддерживать метод пространственного кодирования сигнала (MIMO), что будет большим преимуществом. Кроме того, необходимо смотреть, могут ли антенны поддерживать метод пространственного кодирования сигнала (MIMO), что будет большим преимуществом

Кроме того, необходимо смотреть, могут ли антенны поддерживать метод пространственного кодирования сигнала (MIMO), что будет большим преимуществом.

Направленные устройства усиления сигнала делятся на три различных вида:

• Способные улучшать сигнал только с одной стороны. Суть этого вида можно понять исходя из названия. Такая антенна может выполнять свои функции только в одном направлении. Для этого ее нужно установить непосредственно в сторону расположения базовой станции оператора. В свою очередь это также требует определенной точности указания расположения. Кроме этого, в случае технических проблем на станции передача данных пропадет до того момента, пока неполадки не исправят.
• Секторные. Так же, как и первые, относятся к однонаправленным устройствам. Они имеют возможность работать в одном направлении, но при этом охватывать дополнительное пространство. Такие антенны могут принимать сигналы сразу с нескольких станций одного сектора и в случае возможных неполадок автоматически переключаться. Мощность усиления приема интернет-сигнала от станции вполне сопоставима с узконаправленными аналогами, однако за секторные антенны придется выложить кругленькую сумму, поскольку они самые дорогие.
• Всенаправленные, способные ловить сигнал одновременно с нескольких сторон. В таком случае усилитель имеет возможность автоматически выбирать наиболее стабильный и мощный от одной из нескольких в округе базовых станций. Такое устройство самостоятельно настраивается и переключается на другую станцию при потере или ухудшении приема сигнала. Но есть недостатки — низкая мощность представленных антенн, в связи с чем они могут функционировать только при небольшом удалении от вышки оператора.

По приему сигнала все антенны характеризуются двумя основными качествами:

• Коэффициент усиления. От него зависит качество получаемого сигнала.
• Чувствительность. Имеет влияние на качество получаемого сигнала.

Обратите внимание! Все эти характеристики GSM-антенны измеряются в dBi. Чувствительность всегда обозначается со знаком минус, то есть ее значение отрицательное. Коэффициент усиления всегда положительный

Чем он выше, тем выше качество сигнала, передаваемого на модем через кабель

Коэффициент усиления всегда положительный. Чем он выше, тем выше качество сигнала, передаваемого на модем через кабель.