Чертеж 3g антенны своими руками. Антенны своими руками. Изготовление антенны из жестяной банки

Всем привет, предлагаю вашему вниманию очень простой способ усилить сигнал 3G в несколько раз. Самоделка очень простая, вам не придется ничего паять, чертить, не нужны будут даже провода и электронные комплектующие.

Началось все с того, что недалеко от нас запустили интернет 3G, а точнее HSPA+. Но, не смотря на то, что наш хутор находится всего в 3 км от вышки, сигнал никак не ловился, так как село находится в низине. Я вешал модем высоко на березу, как минимум метров на 15 от земли, но результатов не было, сигнал проскакивал лишь иногда.

Сегодня начал искать решения этой проблемы. Первым делом сделал антенну Харченко, как я ее ни крутил, как не мудрил, мне она абсолютно не помогла. Начал искать сигнал, ходя вокруг дома, залазил на сарай, на чердак, даже на дом, но результатов не дало. Имеется у меня рядом постройка, балкон с металлическим ограждением. Залез я на него, стал искать сигнал там. Так вот, в этом ограждении есть круглые отверстия, как только я установил вертикально модем в это отверстие, сразу появился сигнал и скорость составила целых 7 Мбит/с. Я подумал сперва, что это случайность. Проверял несколько раз, как только ставишь модем в отверстие, сразу появляется сигнал, убираешь, сигнала нет. Причем если модем стоит вертикально, скорость в 2 раза выше, чем при горизонтальной установке. Модем у меня .

Далее я провел еще один эксперимент, валялся у меня старый алюминиевый тазик, попробовал использовать его как отражатель, то есть по принципу спутниковой тарелки. Располагал модем напротив дна, но сигнала не поймал. Решил повторить опыт с отверстием, вырезал его в дне тазика и потом установил по центру модем, и тут опять, модем начал принимать сигнал! Причем я ходил с этим тазиком по территории и он почти везде принимал интернет. Решил я на основе этого тазика сделать антенну. В принципе, можно использовать просто лист стали, это тоже должно работать. Как именно, это работает, не знаю. Но вероятно, сигнал распространяется по пластине и потом фокусируется в центре на модеме, по принципу рупора. Сделал экспериментальный вариант антенны и пока не жалуюсь. Потом попробую с более большим отражателем.

Материалы и инструменты, которые мне понадобились:

Для изготовления самой антенны - тазик, кусок листовой стали или что-то похожее, я использовал тазик из алюминия.
Для изготовления мачты - стальная труба, кусок стальной пластины, винты с гайками и шайбами. но вы можете просто прибить антенну к дереву или дому.

В качестве модема модем/роутер .

Список инструментов:
- болгарка;
- молоток;
- долото;
- сварка;
- дрель.

Процесс изготовления антенны:

Шаг первый. Начнем с антенны
Антенна представляет собой кусок металла, в центре которого нужно проделать отверстие под ваш модем. Модем должен располагаться вертикально, у меня с моим модемом были достигнуты так наилучшие результаты. Если расположить модем горизонтально, будет тоже работать, но скорость в два, а то и в три раза меньше.
Я сперва прорубил в тазике круг долотом, а потом окончательно его вырезал болгаркой.

Шаг второй. Крепежный кронштейн
Антенну я решил сделать на мачте, чтобы можно было искать сигнал и поднять антенну над домом. Но ее изготовление не обязательно, вы можете закрепить антенну прямо на доме, столбе и так далее. Кронштейн сделал из стальной пластины, прикрутил ее винтами с гайками к тазику. Ну а далее к этой пластине приварил мачту, она из стальной трубы.

Шаг третий. Установка модема
Для крепления модема в центре нашел пластиковое ведерко, оно плотно запрессовано в отверстие и само не выпадет. Далее отрезал от бутылки донышко и в него установил модем, ну а донышко вставлено в пластиковое ведерко. Модем установлен как надо и защищен от воды. Осталось только подвести кабели питания, модем заряжается через USB. Я провел двужильный провод, подал на модем питание в 5В, заряд идет, все отлично.

Шаг четвертый. Тестирование
Пришло время тестировать, модем у меня имеет функцию роутера, то есть, раздает Wi-FI, и довольно далеко, по воздуху спокойно ловится на 150 метров. Поднял антенну над домом и развернул на вышку. Ранее тут ничего не ловилось, сейчас модем с легкостью увидел 3G-покрытие. Скорость у меня без труда идет в 3 Мбит/с, а раньше я сидел на убогом EDGE, который выдает не более 0.17 Мбит/с.

Конечно, потенциал вышки как минимум 7 Мбит, так что антеннка работает не на полную мощь. Вероятно, площадь тазика маловата. В целом я доволен, есть куда развиваться. Денег потрачено «0» копеек, проблема решена.

Если у вас есть мысли, как и почему это работает, пишите в комментариях. На этом у меня все, удачи и творческих вдохновений. Если сделаете себе такую антенну, обязательно отпишитесь о результатах!

Сегодня многие люди жалуются на слабое интернет-соединение и низкую скорость загрузки. В связи с этим, провайдеры разработали новое соединение - 4G. Оно превосходит 3G и LTE интернет. Чтобы подключится к 4G, необходимо усилить или создать новую антенну.

4G антенна позволит не только увеличить скорость соединения, но и улучшить качество его приема. Интернет нового поколения позволяет без лагов играть в онлайн игры. С новым соединением у вас повысится fps и понизится пинг. Это позволит даже на одинаковой скорости получить более качественное интернет-соединение.

Сегодня люди стараются подключиться к новому высокоскоростному интернету, но не у всех получается получить качественное соединение. С чем это связанно? В этом, как не странно, виноват не оператор, а техника. В маленьких городах или селах нет качественного соединения. В этом случае поможет только 4G антенна, которую вы можете сделать самостоятельно. К этому мы еще вернемся. Давайте рассмотрим, что выступает помехой для интернет-соединения.

Как правило, это обычная перегрузка сети, но в тоже время, могут быть и другие причины:

Большое расстояние от станции до вашего модема. Это и не дает возможности получить качественное соединение в селах или маленьких городах.
Расположение модема. Во внимание берется все от высоты, на которой он расположен, до материала, используемого в строительстве дома.
Месторасположение модема. В этом случае преградой может выступить леса, высотки или линии электропередач.

Что с этим можно сделать? Как решить проблему? Как мы уже выяснили, 4G антенна позволит исправить недостатки передачи сигналов. Она усилит интернет-соединение и позволит получить высокую скорость даже в самой заброшенной деревушке.

Самодельные антенны

Антенна для единственный способ улучшить интернет-соединение. Многих людей беспокоит вопрос: можно ли изготовить необходимую конструкцию самостоятельно?

Конечно, если у вас есть необходимые знания по работе с радиотехникой, то можете заняться изготовлением. 4G антенна - это отличный способ повысить уровень по работе с техникой, научится подбирать нужные элементы и узнать что-то новое. Вы должны понимать, что антенна для 4G модема может сгореть, есть ее неправильно изготовить. Чтобы не потерять своих денег, необходимо пользоваться всеми рекомендациями по изготовлению.

Если вы проживаете в маленьком городе или поселке, то можно использовать усилитель для 4G модема. Сейчас можно найти множество различных схем по сборке такой конструкции. Конечно, если у вас нет необходимых знаний, и вы не сможете справиться с самостоятельным изготовлением, то лучший вариант - фирменная антенна 4G МТС или Мегафон.

Усилитель для 4G модема

Чтобы изготовить усилитель для 4G модема, необходимо взять банку от горошка или кофе. На дне нужно сделать одно небольшое отверстие. Оно понадобится для втулки, которую изготавливается из жести.

После этого втулку нужно будет припаять. Сначала можно прорезать отверстие на корпусе в форме буквы «Н». Оно должно быть размеру сечения модема.
В изготовленную конструкцию необходимо вставить модем (центр банки к верху модема). После этого нужно направить усилитель в сторону, где стоит вышка оператора. Осталось только подключить интернет к компьютеру через USB-удлинитель.

Если вы хотите получить высокую скорость интернет-соединения, то необходимо использовать кабель, который используют для подключения антенны с модемом, как можно меньшей длины. Это доказано экспериментально.

Также модем следует установить возле потолка, чтобы ничего не мешало принимать сигнал. Если вы воспользуетесь этими рекомендациями, то сможете поднять скорость интернета.

Виды

4G антенна своими руками может быть изготовлена разной формы. Существуют отражательные или собирательные формы. Как правило, собирающая форма закрепляются к модему, а отражающие нужно присоединять только к выходу 4G. Рефлекторы или отражатели бывают разной формы, главное - правильное подключение.

Применение

К сожалению, такие конструкции можно применять только для комнатного использования. Они, как и заводские усилители, не способны противостоять влаге или перепаду температур. Поэтому их и используют только дома.

К сожалению, простой рефлектор не способен качественно улучшить сигнал. 4G примерно в 10 раз мощнее, чем наша самоделка. Но это не значит, что рефлектор не способен улучшить качество интернет-соединения.

Антенна своими руками

Чтобы усилить сигнал к 4G модему, можно сделать антенну из спутниковой тарелки. Этот способ достаточно эффективный, так как тарелку можно настроить на любую станцию, и она хорошо принимает сигнал. Как изготовить эту конструкцию? Тут ничего сложного нет, нам необходимо взять модем и спутниковую тарелку. 4G антенна своими руками будет достаточно примитивной. В фокус тарелки нужно установить модем и настроить на необходимую станцию. Так мы получим довольно хороший приемщик. С этим проблем не должно возникнуть. Другой вопрос - это настройка.

Настройка

Способ настройки напоминает то, как устанавливают спутниковую тарелку на спутник для телевиденья. В интернетом немного по-другому. Направить тарелку необходимо ниже. Даже, возможно, придется направить вниз. Это связано с кривизной отражения. Чтобы максимально качественно настроить спутниковую тарелку, нужно вращать его и с помощью специальной программы следить, как меняется интернет-соеднинение. После того, как вы убедитесь, что получили максимальное значение, антенну необходимо зафиксировать.

Внешняя антенна 4G закреплена, теперь можем перейти к следующему этапу. Сейчас стоит поэкспериментировать с фокусом. Для разных моделей модемов необходимо по-разному настраивать конвертеродержатель. Для этого нужно менять положение фокуса и смотреть за качеством приема сигнала.

Для того, чтобы правильно настроить фокус, необходимо знать, что антенна модема находится на противоположной стороне от USB. Конечно, так устроено не на всех моделях, поэтому стоит его разобрать, чтобы понять, где находится приемник.

Если вы не добились условия прямой видимости, то следует поднять конструкцию. Также увеличить качество сигнала может помочь увеличение диаметра зеркала. 4G направленная антенна способна ловить сигнал на большом расстоянии. Как связан диаметр с качеством приема? В среднем тарелка с диаметром 1 м обеспечивает довольно неплохое интернет-соединение на расстоянии 30 км от станции. Чтобы подключить модем к компьютеру, необходимо купить USB шнур. Какой он должен быть? Конечно, следует использовать качественный шнур, небольшого сечения с экранированием и феритом на концах. Также можно приобрести несколько таких шнуров и соединить, качество от этого не теряется.

Следует помнить, что не получится использовать спутниковую тарелку для телевидения и усиления своего интернет-соединения. Конечно, можно прикрепить модем к спутниковой тарелке, чтобы немного усилить сигнал. Но следует помнить, что если тарелка настроена на ТВ, не нужно ее отворачивать от спутника. Качественный сигнал может получится в том случае, если настроена на условие прямой видимости.

Защита

Чтобы защитить модем от осадков, можно изготовить защитную конструкцию. Для этого можно использовать обычную бутылку или пакет. Конечно, лучше создать качественный защитный корпус из материалов, которые смогут выдержать перепады температур и влагу.

Вывод

На этом все. Если вы проживаете в небольшом городке или в деревне, то можете воспользоваться советами и Конечно, людям, которые проживают в мегаполисах, это не понадобится. Качество и скорость интернет-соединения зависит от дальности модема от станции, высоты модема и преград, которые могут попасться на пути. Конечно, если вы правильно сделаете и подключите усилитель, то независимо от различных преград, сможете получить высокоскоростной интернет.

На тему дополнительных внешних антенн для сетей 3G есть много противоречивой информации на различных сайтах. Имеется в виду как конструкция самих антенн, так и размеры ее составных элементов. Я и сам столкнулся с такой проблемой, как крайне неудовлетворительное качество работы 3G модема и низкая скорость соединения при удаленности от ближайшей антенны сотового оператора. Поэтому пришлось перепробовать множество различных вариантов, предлагаемых, в частности, в интернете. Варианты с выносом самого модема «на улицу» при помощи USB удлинителя отпали сразу. Во-первых, при большой длине такого удлинителя модем может просто не работать (падение напряжения питания, некачественные провода и экранирование), а во-вторых - модем в принципе не предназначен для работы в уличных условиях. Влага и перепады температур вряд ли позволять ему работать нормально долгое время. Поэтому стояла задача найти приемлемый комнатный вариант направленной антенны и, судя по многочисленным положительным отзывам, таким вариантом может являться «зигзаг Харченко» (или «Би-квадрат»)...

Вариантов изготовления такой антенны множество, в том числе и на зарубежных сайтах. Конструкция и размеры при этом отличаются, так что пришлось сделать более десятка различных предлагаемых вариантов, чтобы найти наиболее приемлемый и реально действующий на практике.

Есть специальные программы для расчета 3G антенн , можно воспользоваться ими, но в данном случае размеры антенны можно легко подсчитать, зная нужную нам рабочую частоту - 2100 МГц (для 3G сигнала). Рассчитываем длину волны, для этого нужно разделить скорость распространения радиоволн (300000 км/сек) на частоту: 300000 / 2100000 = 0, 143 м. Периметр рамки должен быть равен длине волны, то есть 143 мм, тогда сторона квадрата будет составлять: 143 / 4 = 35,75 мм. Во многих же источниках даны совершенно разные длины сторон - от 27 до 53 мм… Очевидно, что такие антенны рассчитаны уже на другой диапазон частот (GSM или Wi-Fi или вообще неведомые мне) и хорошо работать будут только в этом диапазоне. Для случая с 3G сигналом антенна будет выглядеть так:

Для ее изготовления потребуется медный провод диаметром 2,5…4 мм (можно использовать алюминиевый или стальной, но их сложно паять, а стальной еще и изгибать). Провод нужного диаметра можно взять, например, из силового кабеля NUM 3х2,5 (2х2,5) или подобного. Периметр каждого квадрата равен длине волны - 143 мм. Поскольку антенна у нас состоит из двух квадратов, то понадобится отрезок провода, равный 2 х143 мм = 286 мм.

Коэффициент усиления антенны примерно 6 дБ. При ее изготовлении все размеры нужно соблюдать как можно точнее, от качества ее изготовления сильно зависит и качество работы. Следует заметить, что любая антенна (без усилителя) не усиливает сигнал как таковой, а выделяет его на фоне других сигналов и различных помех (если антенна не широкополосная). За счет этого мы и получаем нужный нам сигнал, уровень которого гораздо выше уровня помех. Поэтому соблюдение размеров антенны важно. Чтобы увеличить усиление до 9 дБ, можно применить рефлектор - металлическую пластину размерами на 10 % больше площади антенны (в разных источниках приводятся разные размеры рефлекторов. На практике увеличение размеров рефлектора не критично, то есть он может быть больше).

Рефлектор можно сделать из любой металлической пластины или даже из сетки/решетки с некрупными ячейками. Можно также взять, например, фанеру или толстый картон и наклеить на него фольгу. Расстояние от рефлектора до антенны тоже важно, от этого зависит, например, входное сопротивление. Теоретически (из разных источников) это расстояние должно составлять четверть длины волны, в нашем случае: 143 / 4 = 35,75 мм. Но моя антенна, например, лучше работает при расстоянии 18 мм (это получается 1/8 длины волны). Видимо так она лучше согласуется по сопротивлению с используемым мною соединительным кабелем (обычный «совдеповский»телевизионный антенный кабель).

Немного о кабелях. Они бывают, во-первых, разного качества, во-вторых - волновое сопротивление может быть 50 или 75 Ом, это нужно учитывать. Сопротивление беспроводных модемов, насколько мне известно, равно 75 Ом. Поэтому лучше, конечно, использовать 75-омный кабель. Судя по многочисленным рекомендациям, лучше использовать кабель марки 10D-FB, 8D-FB, 5D-FB (в порядке ухудшения качества) из-за малых затуханий. Похуже кабель RG-8X, RG-6. Поэтому при большой длине кабеля выбирайте более качественный вариант, иначе можно потерять все то «усиление», которое получим от самодельной 3G антенны . Предлагаю делать вариант антенны с возможностью изменять расстояние от антенны до рефлектора и подбирать оптимальное расстояние при настройке. Для этого берем отрезок медной трубки подходящего диаметра (туда должен входить наш кабель), можно взять от телескопической антенны для приемников/телевизоров:

В пластине рефлектора сверлим отверстие в центре, чтобы туда плотно входила эта трубка. Она не должна свободно болтаться, тогда ее можно не припаивать к рефлектору и при настройке сдвигать, регулируя расстояние до плоскости антенны.

Сквозь эту трубку пропускаем кабель, конец которого очищен от изоляции и экрана:

В разных источниках присутствует и разная информация о том, должен ли быть контакт трубки с рефлектором, или же ее надо изолировать. Пробовал делать и так, и этак - разницы никакой нет. При точно выдержанных размерах и правильно установленном расстоянии от рефлектора до антенны все работает нормально.

Плоскость 3G антенны должна быть строго параллельна плоскости рефлектора. Таким образом мы получим конструкцию, которая позволить нам двигать трубку, увеличивая или уменьшая расстояние от антенны до рефлектора. Вес антенны небольшой и в принципе она нормально держится на пайке. Но для большей прочности после настройки лучше все же использовать «подкладки» из диэлектрика (пластик, кусочки текстолита и др.) по краям антенны, как показано на фото ниже:

Потому что даже небольшой перекос и не параллельность могут сильно снизить уровень сигнала. Кабель лучше всего припаять напрямую к антенне, но можно сделать и разъемную конструкцию, закрепив ВЧ разъем на обратной стороне рефлектора или на небольшом отрезке кабеля:

В своём варианте использовал антенный разъем от ДМВ блока телевизора, но для таких частот конечно лучше применить специальные ВЧ разъемы, как на фото ниже:

Ну и теперь соединяем антенну с модемом. Если на вашем модеме есть внешнее антенное гнездо, то вам повезло) и нужно только купить соответствующий ответный разъем и подпаять его к кабелю. Если же антенного разъема нет, как, например, у меня, то нужно сделать своеобразный адаптер, который просто надевается на модем снаружи и передает сигнал на встроенную антенну модема методом переизлучения. На одном из сайтов недавно видел такую вот конструкцию:

Из медной фольги вырезаем полосу шириной 45 мм, обворачиваем ею модем и запаиваем концы. Получается «кольцо» высотой 45 мм, которое плотно надевается на модем. Припаиваем к нему центральный проводник кабеля. Затем вырезаем из такой же фольги полосу длиной 76 мм и шириной 27 мм, изгибаем в виде «полукольца» и припаиваем его к оплетке (экрану) кабеля (все размеры даю такие, как видел на сайте, не помню что за сайт был. И исходя из чего они рассчитывались не знаю, там не было это описано к сожалению). Получается в результате нечто подобное:

Вся эта конструкция может сниматься/надеваться на модем и перемещаться по самому модему.

Это нужно для того, чтобы найти оптимальное положение на модеме когда связь между внутренней антенной модема и эти адаптером окажется оптимальной. В модемах МТС, например, внутренняя антенна расположена рядом с USB разъемом, поэтому адаптер на фото сдвинут к этому краю. В модемах Мегафон и Билайн наоборот - антенна с другого конца, поэтому надо сдвигать туда. Честно говоря, есть способ проще - просто обмотать оголенную центральную жилу кабеля вокруг модема в районе его антенны несколькими витками:

Количество витков 2 - 5, подбирается экспериментально, по максимальному уровню сигнала.

Теперь можно воткнуть модем в разъем компа и настраивать антенну. Расположить ее надо у окна или напротив него в направлении на ближайшую к вам передающую вышку. У меня, например, прямое направление на вышку закрыто стоящим напротив домом, поэтому направил антенну не на вышку, а между домами и поймал таким образом отраженный сигнал:

Такой сигнал конечно значительно слабее чем если был бы прямой, тем не менее этого достаточно для значительного улучшения работы модема! Если, например, вынести антенну и поднять, скажем, на крышу, то понадобится метров 15 кабеля и потери в нем тоже будут не маленькие. Поэтому такой вариант меня лично вполне устраивает.

Расположив антенну отрегулируйте расстояние от антенну до рефлектора, сдвигая трубку. Ориентироваться надо по уровню сигнала и для этого лучше использовать специальные программы, например программу «MDMA» (можно скачать в интернете), где есть шкала уровня сигнала в децибелах. Ориентироваться можно и в стандартной программе-коннекте для вашего модема по уровню антенны, но это не очень удобно, потому что там какая то запоздалая реакция - вы поворачиваете антенну чтобы поймать максимальный сигнал, а программа реагирует на это с запозданием в несколько секунд. Помимо программы MDMA есть и другие подобные, но, например с моим модемом они работать почему то не хотят (модем МТС MF-192+). Поэтому при настройке ориентировался все же по количеству антенных «палок». При этом вовсе не обязательно, чтобы уровень сигнала составил полную шкалу палок! В моем случае без антенны сигнал не ловился вообще, или же появлялся кратковременно на пару минут и связь затем уходила в режим EDGE/GPRS, где сигнал более сильный. С антенной уровень сигнала тоже «не зашкаливает» конечно, учитывая что сигнал ловлю все-таки отраженный, а не прямой. На значке антенны две «палки», иногда три, в зависимости от погодных условий. Иногда даже падает до одной, однако при этом связь всегда устойчива и скорость выше, чем без антенны в десятки раз! Чтобы не быть голословным, приведу скриншоты с уровнями сигнала без антенны и с антеннами разных конструкций, которые испытывал (фото всех вариантов антенн есть в начале статьи).

ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ АНТЕНН ДЛЯ 3G

1. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 53 мм:

2. С антенной «двойной би-квадрат» (где 4 ромба) и размер стороны ромба 35 мм:

3. С антенной «тройной би-квадрат» (где 6 ромбов) и размер стороны ромба 35 мм:

4. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 35,75 мм (та, изготовление которой и описано в данной статье):

В «родной» программе коннект-менеджера МТС это выглядит так:

Без антенны скорость соединения была на уровне 30 - 70 кбит/сек. Так что разница очевидна. Вовсе не стану утверждать, что другие антенны, которые я испытывал, менее эффективны чем эта. Скорее всего там были даны размеры не для сигнала 3G, а для других сигналов - GPRS, … Хотя в описаниях к ним и указывалось, что это конструкции именно для 3 G. В условиях приема прямого, а не отраженного, как у меня, сигнала, возможно они работали бы лучше. Но все равно расчеты показывают, что там какой-то другой диапазон частот. Наибольший коэффициент усиления можно получить при стороне ромба, равной длине волны, умноженной на коэффициент 0,375 (143 мм х 0,375 = 53,6 мм). Но у меня почему-то такая антенна работала хуже (см. 1.скриншот). Также есть рекомендации «сжать» ромбы по ширине до угла 120о, это уменьшит внутреннее сопротивление антенны и будет лучшее согласование с 75-омным кабелем:

Есть еще варианты изготовления такой антенны с кольцами вместо ромбов (из такого же отрезка провода выгибаются два кольца). Этот вариант не пробовал и сказать поэтому ничего не могу. Пока остановился на варианте, который здесь описал. Да, еще один момент - в зависимости от поляризации принимаемого сигнала антенну нужно располагать соответственно - горизонтально или вертикально. У меня она стоит горизонтально. Кроме того, такую антенну можно расположить в фокусе антенны-тарелки (рефлектором от тарелки), что значительно увеличит качество сигнала. В этой статье предоставил вам всю имеющуюся у меня на данный момент информацию. С вами был Барышев Андрей.

Доступ к мобильному интернету необходим многим людям потому, что он позволяет оперативно решать текущие задачи на значительном удалении от дома. Однако операторы Интернет соединений не всегда могут предоставить качественные услуги своим потребителям по той причине, что надежная связь создается только в зоне уверенного приема, которая ограничена мощностью передатчика, рельефом местности и дистанцией.

Улучшить качество цифрового сигнала и увеличить дальность его приема можно за счет подключения к антенне. Ее не сложно приобрести в магазине или сделать своими руками.

Среди заводских моделей антенн легко найти мощные устройства с повышенными характеристиками. Но довольно часто можно обойтись простой конструкцией, собранной из подручных средств своими руками за счет популярной разработки Харченко. Она по выходным параметрам вполне надежно обеспечивает работу мобильных устройств, создавая усиление до 3÷4 децибелл даже без рефлектора, а с его применением - вплоть до 9.

Необходимый инструмент и материалы

Чтобы изготовить антенну Харченко для 3G модема своими руками можно обойтись минимальным набором приспособлений и инструментов, которые имеются практически у каждого домашнего мастера.

Из материалов нам потребуется:

отрезок медного провода длиной 30 см, который можно в крайнем случае купить в магазине;
небольшой кусок коаксиального телевизионного кабеля от одного до двух метров;
пластиковая крышка от бутылки с водой или средств бытовой химии;
жесть, фольга или отработавший свой ресурс ДВД диск;
линейка, карандаш или маркер для разметки;
нож для разделки кабеля;
пассатижи или небольшие тиски для изгиба провода;
клей любой марки для пластмасс - можно изготовить самодельный, растворив на дне стеклянной баночки или стакана обыкновенный пенопласт в бензине АИ-95 либо ацетоне.

Устройство и габариты антенны Харченко

3G модем работает на частоте 2100 мегагерц, которой соответствует длина волны 143 мм. На практике ещё встречаются модели, созданные под 900 МГц или использующие комбинированный режим, но они уже теряют свою актуальность.

Основными узлами антенны являются:

вибратор, на который индуцируются, наводятся волны электромагнитных колебаний, посылаемые передатчиком оператора 3G;
антенный кабель с узлом согласования, который передает индуцированный сигнал от вибратора;
узел передачи сигнала с кабеля на вход модема;
рефлектор, устраняющий помехи и отраженные сигналы для увеличения мощности приема.

Требования к вибратору

Вид металла

Для антенны обычно используют медь или алюминий. В домашних условиях, учитывая маленькие габариты вибратора, проще подсоединять провода пайкой. Поэтому останавливаемся на меди даже не рассматривая ряд других ее преимуществ.

Форма и площадь поперечного сечения

Сразу оговоримся, что можно взять толщину 2,3 мм (сечение 4 мм кв), которая незначительно снизит показатели приема. В крайнем случае допустимо выполнить монтаж с сечением 2,5 мм кв, но это уже ухудшит сигнал, увеличит его затухание. Хотя для некоторой местности это вполне допустимо.

Основные размеры

Применительно к вышерасположенному рисунку все показатели сведены в таблицу.

Обозначение и параметр	Размер в мм
Обозначение и параметр	50 Ом	75 Ом
L1, сторона квадрата извне	35,8	35,7
L2, сторона квадрата внутри	34,2	34,4
L3, суммарная длина	100,3	95,5
L4, ширина	50,1	52,1
L5, расстояние в месте пайки	2,1	1,8
D, дистанция между вибратором и рефлектором	16,4	17,4
В, ширина рефлектора	143	143
Н, длина рефлектора	143	143

Приведенные в таблице размеры являются оптимальным решением для практического изготовления. Однако выдержать их в домашних условиях с такой точностью просто невозможно, да и применительно к самодельной антенне не имеет смысла.

Вполне достаточно выдержать все размеры с точностью до 1 мм, а для приема хорошего сигнала следует обратить внимание на симметрию квадратов и одинаковый размер боковых сторон.

Требования к кабелю для антенны Харченко

Основное различие, с которым может столкнуться домашний мастер - это величина волнового сопротивления, которая может быть 75 или 50 Ом.

Для уменьшения потерь мощности лучше использовать кабель с меньшим сопротивлением. Он ближе подходит по электрическим характеристикам, лучше согласовывается, обеспечивает меньшие потери сигнала.

Однако, используя один из этих видов кабеля лучше поточнее выполнить под него механические размеры вибратора. Тогда потери мощности сигнала будут минимальными.

Особенности конструкции рефлектора

В качестве экрана может работать любая металлическая пластина. Его можно вырезать ножницами из жести или из старой алюминиевой кастрюли либо вообще изготовить из куска фанеры или картона и обклеить фольгой. Разницы большой не будет. Лишь бы он перекрывал идущие с любой стороны помехи.

Мы предлагаем использовать для антенны Харченко ненужный DVD диск. Его одна сторона покрыта алюминиевой фольгой и отлично справится с отражением волн. К тому же он обладает эстетичным видом и значительно упрощает работу.

Нам потребуется только смазать его клеем и закрепить на торце вставки - крышки от пластиковой бутылки, отрегулировав удаление вибратора от рефлектора добавлением дополнительных шайб или срезанием излишней толщины.

При сборке обращайте внимание на параллельность плоскостей вибратора и рефлектора.

Как собрать антенну Харченко для 3G модема

Изготовление вибратора

Основное внимание необходимо сосредоточить на качестве исполнения габаритов - обеспечить максимальную симметрию конструкции. Для этого важно все грани квадратов выполнить совершенно одинаковыми, что можно сделать за счет:

предварительной разметки проволоки маркером;
использования контрольного шаблона определенной длины.

При первом способе пассатижи устанавливают на разметку провода и изгибают последний руками под углом 90 градусов, контролируя выгиб по угольнику.

Для второго метода необходимо откусить часть проволоки по размеру, чуть большему стороны квадрата, как показано на фотографии, а затем подточить его напильником до контрольной величины.

Подготовленный шаблон вместе с проволокой укладывается в губки пассатижей так, чтобы один конец вместе с проводом упирался в твердую поверхность, а второй совпал с выходной плоскостью губок (позиция №1).

Когда проволока окончательно выгнута, то ее оставшийся кусок удаляют бокорезами.

Делается контрольный замер граней, обеспечивающий симметрию конструкции и расположение всех сторон в одной плоскости с контролем по линейке.

Подключение кабеля и рефлектора

По центру крышки от пластиковой бутылки или вырезаем ножом плотное отверстие по диаметру кабеля и вводим его конец. Затем разделываем, оголяя центральную жилу с экраном для залуживания и пайки.

Подключение проводов самодельным паяльником «Момент» показано на очередной фотографии.

Когда пайка закончена, то крышку надвигают по кабелю на вибратор. Прочность их соединения можно усилить за счет клея и создания небольших пропилов надфилем в пластике пробки.

DVD диск через центральное отверстие вставляется в кабель и просто приклеивается к торцевой стороне пробки. В нашей конструкции рефлектор и вибратор не имеют между собой электрического контакта.

Способы передачи 3G сигнала с антенны на модем

Собранный нами антенный вибратор совместно с рефлектором обеспечивают нормальный прием электромагнитной волны 3G сигнала по воздуху от передатчика и направляют его энергию по коаксиальному кабелю. Далее остается уловить его модемом.

Этот вопрос можно решить двумя путями:

создать непосредственное металлическое подключение проводов коаксиального кабеля прямо к плате модема;
использовать созданную антенну Харченко в качестве промежуточного звена усиления и с ее помощью осуществить передачу принятого сигнала на встроенную антенну модема.

Способ передачи информации по проводному каналу

Здесь могут использоваться два варианта, когда на модеме:

имеется разъем для подключения к внешней антенне;
или его нет.

Вариант №1

Потребуется припаять концы коаксиального кабеля ко второй половине разъема и через него подключать антенну.

Вариант №2

Для прямого подключения выхода от коаксиального кабеля к плате модема потребуется не только разборка последнего, но и припаивание центральной жилы с экранной оболочкой к дорожкам микросхемы.

Эту сложную техническую работу необходимо выполнять точно, безопасно и с соблюдением технологии. К ней можно приступать только при наличии соответствующего опыта. Иначе модем может выйти из строя, тогда его придется приобретать заново.

Опытный мастер, умеющий работать с электронными микросхемами, решит этот вопрос самостоятельно, а всем остальным предлагаем пойти по другому пути.

Способ передачи информации по беспроводному каналу

Для осуществления этого метода на выходные концы коаксиального кабеля припаивают электроды, которые работают генераторным узлом, излучают принятую и усиленную электромагнитную волну непосредственно на антенну модема.

Делаем любой ниткой один виток по наружному периметру корпуса модема и замеряем его длину линейкой. У меня получилось 70 мм. Добавляем 5 мм и вырезаем из медной фольги или жести от консервной банки две полоски длиной 75 мм и шириной 45 и 27.

Широкую пластину для центральной жилы изгибаем по форме модема, а для экрана - полуокружностью и припаиваем их к антенне Харченко.

Обращаем внимание на отсутствие электрического контакта с созданием воздушного зазора между ними.

В противном случае, как показано на фотографии, возникает короткое замыкание выходных цепей, которое в домашней электропроводке отключает , а в нашем случае сигнал с антенны будет блокирован и на модем не пройдет.

Для решения проблем с уровнем приема сигнала интернета и мобильной связи можно сделать своими руками MIMO антенну 4g LTE. Технология MIMO позволяет повысить пропускную способность и передавать больше данных, тем самым увеличить скорость работы. Этот эффект достигается за счет использования нескольких устройств для приема сигнала. Не зря название MIMO, или Multiple Input Multiple Output, переводится как множественные входы, множественные выходы. Используя эту технологию, можно обеспечить значительный прирост в скорости передачи данных у конечного потребителя.

Проведя распараллеливание потока на несколько каналов на входе, можно пустить сигнал по нескольким направлениям и также принять все эти данные на выходе. Двух-, трех- и даже восьмикратное увеличение достигается за счет использования определенных конфигураций и количества антенн MIMO 3G или 4G. Более того, можно пускать закодированную информацию с задержкой и восстанавливать данные при приеме. Для того чтобы понять, как работают такие устройства, рассмотрим принципиальную схему передачи радиосигнала.

Прием и отправка информации в линиях беспроводной связи

Радиоволны при перемещении в пространстве наталкиваются на разные препятствия в виде домов, деревьев и других сооружений. Препятствия на пути могут отражать или поглощать волну, а также делать это частично. Иногда сигнал разбивается на несколько составных частей. На характер взаимодействий волны и преград на пути оказывают влияние материал поверхности, частота сигнала и множество других факторов. Отражение в процессе передачи приводит к тому, что появляются временные задержки. Кроме того, из-за всех этих взаимодействий до конечного потребителя доходит только часть отправленных от приемника волн. Поэтому одной из главных проблем беспроводных сетей является многолучевое распространение сигнала.

Для ее решения используются следующие технологии:

Разнесенный прием (Receive Diversity) позволяет принимать сигнал сразу несколькими, а не одним устройством. Таким образом, непринятые одной антенной волны принимаются другой. Используется принцип одного выхода и нескольких входов, или SIMO (Single Input Multiple Output);
Разнесенная передача (Tx Diversity) основана на том, что сигнал отправляется с нескольких антенн, а принимается одной, то есть множественный выход и одни вход, или MISO (Multiple Input Single Output), как панельная антенна 3G;
Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing) – разбивание выходного потока на несколько составляющих и прием через несколько устройств, или MIMO. Антенна получает сигнал, предназначенный и для других приемных устройств тоже. Используя матрицу передачи и всю полученную информацию, сигнал максимально восстанавливается.

Чтобы определить максимальную пропускную способность – С, используется формула:

С= M B log2(1 + S/N), где:

C – пропускная способность канала;
M – количество независимых потоков данных;
B – ширина канала;
S/N – соотношение сигнал/шум.

Для сотовой связи 4G, а именно LTE MIMO, возможно использование 8Х8, что позволяет добиться скорости до 300 Мбит/сек. Даже на значительном удалении от станции сигнал будет устойчивым. Сегодня больше распространены MIMO 2Х2. Всегда для 4G количество каналов должно быть четным.

Антенны могут располагаться в одной поверхности или быть вертикально разнесены. Во втором случае важно точно выдерживать расхождения по градусам, указанные в схеме.

Антенна MIMO

Как сделать антенну проще всего? Рассмотрим оборудование для получения сигнала 4G лте 800, в основе которого лежит антенна Харченко – синфазная решетка из ромбов. Эта конструкция была придумана К.П. Харченко еще в шестидесятых годах прошлого года. Основное достоинство этого оборудования состоит в том, что собрать антенну просто, а все параметры можно посчитать по многочисленным онлайн-калькуляторам в сети. За счет необычной схемы устройство редко нуждается в настройке. Если необходимо сделать оборудование для улучшения сигнала 3g своими руками, можно использовать одну антенну Харченко.

В MIMO технологии используется четное число антенн, у нас их будет 2 антенны МИМО своими руками: Downlink – от спутника до приемного устройства, и для отправки – Uplink. Если смотреть на усредненные показатели, что можно использовать 2 антенны на 802 и 843 мГц, подключение будет идти 50-омным коаксиальным кабелем.

Для 802 мГц длина в миллиметрах составляет:

L1 – 93,5,
L2 – 90,
L3 – 250,
L4 – 136,5,
L5 – 4,8,
H – 373,
В – 373,
D 45,5.

Для 843 мГц длина в миллиметрах составляет:

L1 – 90,
L2 – 96,
L3 – 238,
L4 – 129,5,
L5 – 4,6,
H – 373,
В – 355,
D 43.

Важно! Количество потоков равно либо меньше минимального числа антенн на приеме или на выходе. При использовании MIMO 4×4 можно работать в диапазоне от 1 до 4 потоков, если же речь идет о MIMO 4×2, то потоков может быть только 1 или 2.

Для работы потребуются:

решетка или кусок фанеры, обклеенной фольгой либо фольгированным скотчем, или оцинкованная сталь (у нас используется последний вариант):
проволока сечением 4 мм2;
кабель;
деревянная доска длиной не менее 1,90 м;
полипропиленовые трубы;
нейлоновые хомуты;
баллончик автоэмали;
F-коннектор – 2 штуки;
пигтейл кабель F-CRC9 – 2 штуки;
клей Поксипол;
дрель;
пассатижи;
рулетка и линейка.

Последовательность действий:

Выполняем каркас в форме буквы П. Для этого распиливаем доску на три части. Самая длинная доска (верхняя часть буквы) должна составлять 1 м 20 см, а боковые – по 35 см. Можно выпилить все части каркаса из разных досок;
Вырезаем 2 куска из листа оцинкованной стали размерам 375х375 см. Фиксируем основания с помощью дюбелей на каркасе строго под углом 45 градусов;
В центре каждого основания высверливаем отверстия для кабеля, которые будут идти к модему. Диаметр отверстий – 7 мм. Делаем разметки для крепления антенны;
Разрезаем полипропиленовую трубу на несколько частей: 3 части – 44,5 мм и 3 – 42 мм. Эти размеры напрямую связаны с центром проволоки;

Обратите внимание! Для устойчивого и качественного приема важно, чтобы технология пространственного уплотнения поддерживалась на передающей станции, а антенна использовалась для 4G модема.

Начнем со сборки антенны на 802 мГц;
Согласно чертежу, располагаем трубы на куски оцинкованных листов и приклеиваем Поксиполом. Полипропиленовые трубки и клей являются диэлектриками, поэтому при контакте антенны и этих частей сигнал не будет искажаться;
Теперь выполняем саму антенну из проволоки по размерам, указанным в чертеже. Делаем загибы, используя пассатижи. В полученных параметрах надо убавить по 4 мм, из которых 1 мм идет на погрешность по центру, а 3 мм – при загибе пассатижами;
Далее зачищаем кабель и центральную жилу, припаиваем к концам проволоки, а оплетку – к изгибу;
Протаскиваем кабель через полипропиленовую трубу в отверстие, которое мы просверлили заранее;
Теперь проверяем все размеры, а при необходимости выравниваем антенну;
Углы ромбов фиксируем на полипропиленовых держателях с помощью Поксипола. Для того чтобы проволока закрепилась, следует поставить сверху какой-либо груз;

Замеряем расстояние между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм. 4,5 мм – зазор между проволокой и изгибом, подогнать его сложно, но это можно сделать маникюрными ножницами, разместив их в середине. Теперь крепим середину антенны с помощью клея;
Последовательность сборки антенны MIMO своими руками на 843 мГц точно такая же. Важно учесть, что антенны должны располагаться под углом в 90 градусов друг к другу. Х-поляризация дает больший эффект, чем вертикальная. Расположение антенн подобным образом создает для них равные условия;
Чтобы кабели не гуляли в отверстиях, затягиваем их с обратно стороны нейлоновыми хомутами и приклеиваем;
Теперь выполняем контрольные замеры по схеме и при необходимости корректируем;
Чтобы избежать окисления, покрываем проволоку и оцинкованные листы сверху эмалью;
Кабели через F-коннекторы выводим на пигтейл и уже затем на модем;
Проводим тестирование системы. Создание антенны МИМО 4G своими руками окончено.

Для того чтобы отладить работу устройства, следует правильно расположить конструкцию. Общие правила говорят, что антенну лучше вывести на улицу и поднять как можно выше. Кроме того, антенна должна быть направлена строго в сторону раздающей станции. Однако не всегда эти советы срабатывают. Чем выше будет поднята антенна MIMO, тем больше кабеля потребуется проложить до соединения модема своими руками, но в этом случае часть сигнала будет гаситься помехами, вызванными этим самым кабелем. Не всегда установка на улице благоприятна для устройства. Если от окисления можно избавиться с помощью покраски, то нельзя не учитывать, что геометрию конструкции могут нарушить порывы ветра. Кроме того, по направлению в сторону станции могут быть различные препятствия, которые будут гасить сигнал.

Для отладки антенны иногда приходится попробовать несколько вариантов установки, но потом это оборудование будет работать и в 3G 4G LTE.