4g модем своими руками. Частые заблуждения при выборе усилителей интернета. Изготовление простой антенны для Wi-Fi своими руками

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:

1. 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;
2. Вырезаем 2 куска из листа оцинкованной стали размерам 375х375 см. Фиксируем основания с помощью дюбелей на каркасе строго под углом 45 градусов;
3. В центре каждого основания высверливаем отверстия для кабеля, которые будут идти к модему. Диаметр отверстий – 7 мм. Делаем разметки для крепления антенны;
4. 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.

1. Начнем со сборки антенны на 802 мГц;
2. 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;
3. 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;
4. Далее зачищаем кабель и центральную жилу, припаиваем к концам проволоки, а оплетку – к изгибу;
5. Протаскиваем кабель через полипропиленовую трубу в отверстие, которое мы просверлили заранее;
6. Теперь проверяем все размеры, а при необходимости выравниваем антенну;
7. Углы ромбов фиксируем на полипропиленовых держателях с помощью Поксипола. Для того чтобы проволока закрепилась, следует поставить сверху какой-либо груз;

1. 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;
2. 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;
3. Чтобы кабели не гуляли в отверстиях, затягиваем их с обратно стороны нейлоновыми хомутами и приклеиваем;
4. Теперь выполняем контрольные замеры по схеме и при необходимости корректируем;
5. Чтобы избежать окисления, покрываем проволоку и оцинкованные листы сверху эмалью;
6. Кабели через F-коннекторы выводим на пигтейл и уже затем на модем;
7. 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.

Видео

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.

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:

1. предварительной разметки проволоки маркером;
2. 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:

1. создать непосредственное металлическое подключение проводов коаксиального кабеля прямо к плате модема;
2. 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:

1. имеется разъем для подключения к внешней антенне;
2. 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.

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.

Частота λ Длина L1 Длина L2 Длина B Длина H Диам. пров-ки Длина пров-ки Расстояние D

«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.

Интернет давно и плотно вошел в жизнь практически каждого человека. Развитие тенденций, в том числе и в бизнес-процессах, требующих быстрой передачи больших объемов информации, еще больше усилило влияние необходимости постоянно присутствовать в Глобальной сети, ведь, даже находясь в отпуске, человек может иметь потребность дать срочный ответ на какие-либо рабочие вопросы или удаленно решить определенный круг проблем.

Сотовые сети

В деле облегчения доступа в Интернет вне зависимости от местоположения устройства и его владельца далеко не последнюю роль играют сотовые сети передачи данных. Современные девайсы - нотубуки, смартфоны и планшетные ПК - позволяют выполнять практически любые действия с информацией - ее генерацию, прием, изменение и передачу. Главное, чтобы неподалеку находилась передающая антенна 3G/4G-сигнала, которая обеспечит доступ в Глобальную сеть c любого устройства.

Интернет в удаленных районах

Несмотря на довольно широкое распространение 3G/4G сетей на территории нашей страны, качество предоставляемых операторами услуг очень часто оставляет желать лучшего. Если в более-менее крупных городах передающая 4G-антенна одного из сотовых операторов практически всегда расположена в каждом районе населенного пункта, а значит, обеспечивает нужное покрытие, то за пределами городов, в деревнях и отдаленных дачных поселках может наблюдаться крайне нестабильный прием сигнала.

Некачественное покрытие

Удаленность от крупных городов часто ведет к падению скорости приема/передачи данных на устройстве пользователя, а иногда - к полному отсутствию возможности доступа в Глобальную сеть. Как же решить эту проблему? Довольно часто улучшить качество приема сигнала сотовой сети, а значит, обеспечить комфортное использование всех возможностей Интернета помогает специальная 4G-антенна. Внешняя, вне здания, установка такого решения, во-первых, позволяет устранить помехи, возникающие при преодолении радиоволнами, которые распространяет базовая станция оператора, препятствий в виде неровностей рельефа и стен зданий, а также, во-вторых, в определенной степени улучшает качество принимаемого сигнала.

Антенны от производителей пользовательского 3G/4G-оборудования

Безусловно, операторы, предоставляющие своим пользователям доступ к Интернету через беспроводные сети, обладают информацией о вышеописанном положении дел. В своих фирменных магазинах они предлагают целые комплекты оборудования для работы в труднодоступных районах с плохим уровнем сигнала. Обычно в подобный комплект может входить модем или мобильный роутер, необходимые кабели и переходники, антенна модема 4G LTE. Стоит отметить, что изготовленные на заводе или фабрике решения хороши в первую очередь тем, что при их производстве применяются передовые технологии, что обеспечивает довольно неплохой коэффициент усиления сигнала.

Стоимость

Конечно же, изготовленная на заводе 4G-антенна является лучшим решением для обеспечения бесперебойным интернет-доступом мест, расположенных в труднодоступных районах. Единственным фактором, который может несколько препятствовать покупке подобного устройства, является высокая стоимость, превосходящая порой все разумные пределы. При этом внешняя антенна для 4G-модема не представляет собой нечто особенное - это обычная решетка, выполненная из металла, а в ее фокусе располагается приемная часть антенны. Такая простая конструкция наводит на мысли о самостоятельном изготовлении устройства усиливающего сигнал. В действительности многие абоненты, особенно технически продвинутые, предпочитают изготовить антенну для приема 4G своими руками, а не приобретать заводское решение в магазине.

Антенны, изготовленные самостоятельно

Стоит отметить, что антенна для 4G-модема, своими руками изготовленная - вполне действенный метод улучшить сигнал сотовой сети и сделать его более стабильным. При этом необходимы лишь начальные навыки работы с простейшими и доступными материалами. Старательно изготовленные антенны в отдельных случаях обеспечивают работоспособность модемов и роутеров даже в таких местах, где без использования антенн сигнал отсутствовал вообще. Единственным останавливающим фактором может служить отсутствие разъема для подключения внешней антенны на многих моделях модемов и мобильных точек доступа. А это значит, что придется осуществлять вмешательство в конструкцию интернет-приемника, то есть припаивать кабель к печатной плате роутера или модема.

Инструмент

На самом деле 4G-антенна своими руками может быть изготовлена в течение пары часов, это несложный процесс. Для достижения успеха нужно подготовить материалы для изготовления, а также инструмент. Инструменты, которые понадобятся в работе, представлены паяльником, набором отвёрток, плоскогубцами, круглогубцами, острым ножом и клеевым пистолетом.

Материалы

Что касается материалов. 4G-антенна при самостоятельном изготовлении может содержать в себе компоненты, представленные высокочастотным антенным кабелем, медной проволокой, пластиковой трубкой, куском полиэтилена, картоном, фольгой, старой кастрюлей или дуршлагом. Существует конструкция, пригодная для самостоятельного изготовления, где в качестве основы используется параболическая спутниковая антенна, лишенная приёмного конвертера.

Антенна Харченко

Очень простым в изготовлении решением является 4G-антенна Харченко. Конструкция такой антенны - это «восьмёрка» из медной проволоки, которую размещают внутри металлизированного либо металлического отражателя небольших размеров. Для изготовления отражателя подойдет, к примеру фольгированный текстолит. При изготовлении антенны нужно учитывать, что главным фактором для работоспособности будущего изделия является точный расчет габаритов. Чтобы рассчитать размеры «восьмерки» и отражателя необходимо обратиться к справочнику радиолюбителя или ресурсам в Интернете. Прежде чем приступать к конструированию, необходимо точно выяснить, какая сеть - 3G или 4G - покрывает район использования, а также на какой частоте оператор ведет вещание.

Недостатки

К недостаткам вышеописанного решения следует отнести необходимость подключения кабеля, идущего от антенны к специальному разъему, расположенному на корпусе модема. Это касается абсолютно всех антенн, располагаемых на улице, отдельно от модемов. Дело в том, что, как было сказано выше, антенный разъем на устройстве может попросту отсутствовать, что приведет к необходимости разбирать корпус устройства-приемника и вносить коррективы в его аппаратную часть, припаивая кабель к печатной плате. Это может привести к повреждению модема или мобильного роутера при отсутствии достаточной квалификации у пользователя, производящего манипуляции.

Импровизированный отражатель

Если 4G-антенна является необходимостью, а вмешательство в аппаратную часть модема не входит в планы, можно воспользоваться следующим методом. Достаточно эффективная усиливающая антенна может быть изготовлена старой двух-трех литровой кастрюли. Также можно приспособить алюминиевый тазик и даже оклеенную фольгой картонную коробку. Подготовив основу импровизированного отражателя, нужно поместить внутрь нее (в центр) модем, подключаемый к ПК или ноутбуку с помощью USB-удлинителя. После этого нужно сориентировать полученную антенну на ближайшую базовую станцию.

Настройка

По мере получения сведений о силе и стабильности сигнала, полученного с помощью изготовленной конструкции можно менять местоположение модема внутри конструкции. Перемещая устройство-приемник ближе или дальше от задней стенки отражателя необходимо найти наиболее приемлемое положение, а затем закрепить модем с помощью клеевого пистолета и подручных материалов.

Достоинства

Безусловным достоинством описанной выше конструкции из кастрюли является отсутствие необходимости разбирать модем и припаивать антенный кабель. Единственным нюансом может служить качество используемого для подключения USB-удлинителя. Он не должен характеризоваться излишней длиной и быть качественным во избежание потерь сигнала. В идеальном случае используются специальные активные кабели, оснащаемые устройствами для предотвращения потерь. В случае если такая антенна 4G антенна используется на улице, необходима защита в виде обертывания полиэтиленом устройства-приемника или всей конструкции.

Спутниковая тарелка

Если очень хочется либо необходимо иметь модем или даже полноценный 4G-роутер с внешней антенной, а под рукой - неиспользуемая или неисправная спутниковая тарелка, вопрос может считаться практически решенным. Также понадобится пластиковая трубка диаметром, подходящим для размещения внутри модема. Конструкцию собирают следующим образом. Модем помещают в пластиковую трубку и крепят на месте конвертера в фокусе антенны. После сборки антенну нужно направить на базовую станцию, а модем подключить к компьютеру посредством USB-удлинителя. Добившись приемлемых показателей коэффициента усиления, а для этого нужно прибегнуть к передвижению модема внутри трубки и поворачиванию всей конструкции в ту или иную сторону, можно переходить к обеспечению Wi-Fi покрытия в помещении. Для этого понадобиться маршрутизатор с поддержкой подключения 3G/4G модемов. Подключив конструкцию к соответствующему разъему на роутере и настроив подключение, можно получить полноценную беспроводную сеть, приемлемую для использования на любом современном девайсе - смартфонах и/или планшетных ПК и т. п.

Таким образом, использование, казалось бы, кустарных методов изготовления и простейших доступных всем материалов, можно обеспечить доступ в Глобальную сеть даже в самых удаленных районах. При этом 4G-антенна, сделанная своими руками, не требует от своего владельца больших финансовых и трудовых затрат при изготовлении.

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.