Самодельная антенна для сотового телефона своими руками


Идеальными условиями для распространения мобильных сигналов являются прямой вид на башню ретранслятора оператора мобильной связи.

Однако такая башня есть не во всех уголках нашей страны, что объясняет низкое качество связи.

Особенно в сельской местности, в дачных кооперативах, телефон часто работает только в одном месте — на холме или другом холме. В подвалах и подвалах может ослабляться сотовый сигнал.

Что мне нужно сделать, чтобы оставаться на связи с семьей и друзьями и вызывать скорую помощь, когда она мне понадобится? Ответ прост — слабый сигнал должен быть усилен. Для этого и нужны сотовые усилители.

В этой статье вы узнаете, как усилить мобильный сигнал в сельской местности, познакомитесь с принципом работы. GSM и 3G усилители и их приблизительные цены.

Как насчет усиления сигнала? GSM и 3G.

Чтобы понять сущность усиления сигнала, рассмотрим, как работает стандартный мобильный телефон. Общение с двумя участниками осуществляется посредством радиоволн.

Принцип действия данного типа радиоволн аналогичен принципу действия телевизионных или радиоволн. Основное отличие между ними — частота волны.

Чем выше частота, тем меньше антенна, которая может быть сгенерирована, и тем больше информации может быть передана. Наименьший размер наших телефонов со встроенными антеннами обусловлен высокой частотой сигнала.

Увеличение частоты сигнала может также иметь негативные последствия, т.е. уменьшить расстояние, на котором обеспечивается стабильная связь. Высокочастотный сигнал (GSM и 3G), не может «согнуться» вокруг самых больших препятствий. Высокие здания, деревья и другие объекты ослабляют сигнал.

Усиление слабого сигнала — это увеличение его амплитуды и мощности. А вообще — качество связи. Слабый сигнал сотовой связи можно усилить следующим образом:

  • Купить полный комплект усилителей. Стандартный «комплект» включает в себя внешнюю антенну, ретранслятор, внутреннюю антенну, блок питания и кабели, которые соединяют систему;
  • Купить отдельные армирующие элементы. Например, ретранслятор или внешняя высокопроизводительная антенна. С этой покупкой вы можете сэкономить немного денег.

Виды усилителей 3G и 4G сигнала для телефона

Усилителисигнала, принимаемого беспроводными мобильными телефонами встречаются двух видов:

Для начала рассмотрим каждый из них более детально.

Активные усилители сигнала сотовой связи

Активная разновидность имеет необходимость присоединения к источнику электропитания. Установка подобного устройства является наиболее эффективным методом улучшения качества принимаемого сигнала. К таким приборам относят различных модификаций репитеры и ретрансляторы.

Главное их достоинство – обеспечение покрытия сети достаточно большой широты, что позволяет использовать их без физической коммутации с мобильным телефоном.

Все разновидности репитерных приборов функционируют по принципу передачи сигнала от станции (базы) на внешнюю антенную установку, настроенную на соответствующую волну. Далее посредством кабеля полученный антенной сигнал поступает на ретранслятор, предназначенный для усиления мощности сигнала и передачи его на еще одну антенную установку – антенну внутреннего оборудования – либо на разветвитель (при присутствии в схеме нескольких точек подключения).

При осуществлении передачи данных подобным образом наблюдается качественное повышение сигнала сети – как мобильной, так интернетной. Помимо основной функции, установка такого прибора, как репитер, позволяет снизить влияние электромагнитного поля мобильных устройств, что, в свою очередь, может весьма положительно сказаться на здоровье рядовых потребителей мобильной техники.

Внимание! Расстояние между базовой станцией и точкой установки репитера может достигать 40 километров. В связи с этим установка подобных устройств помогает справиться с проблемами получения сотовых данных на территории загородных домов и участков.

Активные ретрансляторы, помимо прочего, нуждаются в дополнительных настройках. При их подключении следует, в первую очередь, подсоединить к высокочастотным разъемам антенны и адаптер питания. Во избежание выхода из строя ретранслятора по причине нестабильности напряжения в питающей электрической сети, целесообразно подключать его к ней посредством сетевого фильтра либо стабилизатора напряжения. Далее следует отрегулировать коэффициент усиления, который должен составлять не менее 15 децибел.

По сути, рассматриваемый прибор можно настраивать как автоматически, так и вручную. В последнем случае для этого используется рукоятка потенциометра. Также на его функционирование в большой степени оказывает влияние расположение внутренней и внешней антенн.

Автоматическая настройка предполагает установку параметров вышеупомянутого коэффициента усиления таким образом, чтобы на выходе из ретранслятора мы имели максимальную мощность сигнала. При таком типе настройки прибор будет автоматически подстраивать под сигналы базовой станции.

Пассивные усилители сигнала сотовой связи

Пассивная, в свою очередь, представляет собой антенну, способную автономно реализовывать свои функции, но с небольшим радиусом действия. Кроме того, пассивный усилитель сигнала может выступать в качестве элемента более мощного активного усилителя, запитанного от электрической сети.

Антенна для усиления сигнала сотовой связи

Такой усилитель отличается легкостью подключения. Сигнал, пойманный с его помощью, будет достаточно качественным во всех местах вашего нахождения. При этом качество данного сигнала напрямую зависит от мощности антенны.

В ключе разговора о недостатках подобного прибора стоит упомянуть необходимость непосредственного подключения к мобильному телефону, у которого может не оказаться специализированного разъема, и возможность возникновения некоторых неудобств по причине ухудшения мобильных качеств телефона, используемого в совокупности с подключенной к нему антенной.

Внимание! Антенны в качестве усилителей сигнала сотовой связи зачастую применяются моряками, пытающимися решить проблемы отсутствия сотовой сети на судне, находящимся в море.

В решении вопроса о том, как улучшить сигнал сотовой связи при помощи подручных материалов, зачастую прибегают к самостоятельной сборке пассивных усилителей сотового сигнала, поскольку их конструкция является предельно простой и может быть воспроизведена даже при отсутствии сколько-нибудь серьезных навыков в произведении подобных работ.

Основные элементы стандартной системы усиления

Для обеспечения стабильной связи в частном доме или садовом доме необходимо создать персональную ячейку (зону радиоснабжения одной или нескольких базовых станций).

Как правило, все элементы клеточного образования продаются как набор, но могут быть приобретены отдельно.

Зона радиоснабжения или радиочастота обычно состоит из следующих компонентов:

  • Внешняя антенна — принимает слабый сигнал с мобильной станции и посылает усиленный сигнал с телефона (или интернет-модема). Эта антенна преобразует радиоволны в электрический ток, а электрический ток — в радиоволны;

Внимание: Антенна устанавливается в лучшем пункте приема, в основном на крышах и балконах. Лучше всего направить его на ближайшую мобильную станцию (башню).

  • Клеточный ретранслятор. Он принимает слабый сигнал от внешней антенны, усиливает его и посылает как электрический сигнал через кабели распределения питания на внутренние антенны. И наоборот, он принимает сигнал от внутренних антенн, усиливает его и посылает на внешнюю антенну;
  • Внутренняя антенна. Они будут установлены в необходимом количестве в зданиях;
  • Разделитель мощности — это устройство, координирующее передачу и прием сигналов между внутренними антеннами и ретранслятором. Обычно он устанавливается рядом с ретранслятором;

Совет! Установите разветвитель питания и ретранслятор рядом с внешней антенной. Это уменьшает искажения и потери сигнала.

  • Кабельные линии, используемые для соединения элементов системы в единый блок и передачи сигнала между устройствами. В основном используются коаксиальные кабели, тип которых выбирается в зависимости от технических характеристик антенн, ретрансляторов и силовых разветвителей. Коаксиальный кабель — это электрический кабель для передачи высокочастотных сигналов;
  • Электропитание. В автомобильных усилительных системах электропитание осуществляется от автомобильной батареи, в стационарных — от промышленной электросети.

3 абзац1

Выбор наружной антенны

Не каждая антенна для сотового телефона 3g может вам подойти. Есть факторы, которые влияют на качественный прием сигнала, это: географическое положение абонента связи, какой местный рельеф, какие климатические условия, параметры вашего смартфона и антенны.

Использование в качестве внешней антенны автомобильного усилителя приема сигнала или стандартного усилителя предусматривают их размещение на крыше дома или соответственно на крыше авто. Направлять его для приема сигнала рекомендуется в сторону ближайшего ретранслятора, это можно добиться вращением антенны до появления максимального значения приема сигнала.

Волновое устройство приема сигнала в своей конструкции имеет: траверс, набор рефлекторов, расположенных перпендикулярно траверсу. Размеры рефлекторов находятся в соотношении с частотой приема, которая имеет прямую пропорцию от длины волны. Этот вид антенн для внешней установки хорошо усиливает сигнал, но требует точности наведения на базовую станцию (BS).

Параболический вид наружной антенны имеет конструкцию: облучатель и отражатель. Этот вид усилителя сигнала может значительно усиливать прием, но для установки необходимы специальные навыки, так как при некачественной настройке эффект от применения будет равен «нулю».

Плоская выносная антенна имеет широкий диапазон направленности, состоит из облучателя, встроенного в рефлектор. Для ее использования достаточно выбрать приблизительное направление в сторону (BS), но усиление сигнала в этой конструкции оценивается как среднее значение.

Штыревой вариант внешней антенны представляет собой стержень, который выполняет функцию облучателя и рефлектора. В этом исполнении антенна имеет круговую направленность, иными словами ее не надо направлять ни в какую сторону.

Важно!

Этот вид антенн специалисты не рекомендуют устанавливать, когда смартфону и базе не мешают экранизирующие конструкции. Рекомендуется для установки в местах, где не требуется значительного усиления сигнала от базы.

Технические характеристики

Основные технические характеристики стандартной ячейки GSM -Это сети:

  1. Рабочий стандарт связи. В современной сотовой связи и мобильном Интернете используется несколько стандартов с различными частотами радиоволн:
    • норматив GSM 900, частота 900 мегагерц, используемая в сельской местности, имеет увеличенный диапазон;
    • норматив GSM 1800, 1800 МГц, в основном используется в городских районах и может обслуживать больше клиентов, чем GSM 900;

  2. Стандарт 3G, в противном случае UMTS (WCDMA ), частота 2100 МГц предназначена только для Интернета;
  3. новейший стандарт 4G (LTE ), частота 2500 МГц предназначена только для Интернета.
  4. техника2

  5. Коэффициент усиления (КУ ). Показывает, насколько выше будет сигнал после обработки системой. Измеряется коэффициент в децибелах (дБ). Чем больше значение, тем сильнее, тем слабее сигнал. Для достижения наилучших результатов, даже если соединение нестабильно снаружи, общий коэффициент усиления системы не должен быть менее 70 дБ;
  6. Выходная мощность сигнала. Максимально возможная площадь питания усилительной системы зависит от этого. Например, система с выходной мощностью 0,1 Вт будет занимать площадь до 200 квадратных метров.

Рекомендация! Узнайте у своего оператора, какой стандарт используется в вашем регионе, и купите подходящую усилительную систему.

Определяем стандарт сотовой связи

Чтобы перейти к выбору усилителей, необходимо определить, какие сотовые услуги вам больше нужны — голосовые вызовы или мобильный Интернет.

Если вы планируете улучшить качество связи, то лучше выбрать репитер стандарта GSM. В ином случае необходимо использовать хорошую 3G-антенну или качественный 3G-репитер.

Также необходимо обратить внимание, в каком стандарте работает ваш оператор. От этого будет зависеть выбор репитера. Например, оператор Tele2 работает в стандарте GSM-1800. В этом случае необходимо выбрать подходящий усилитель сигнала сотовой сети.

Конечно, может быть и другая ситуация, когда вам понадобится усилить 2 сигнала сразу. Что делать в этом случае? Некоторые компании производят 2-х диапазонные GSM/3G-репитеры. Перед покупкой необходимо определиться с этими параметрами, чтобы в дальнейшем не жалеть о покупке.

Принцип работы усилителя GSM и 3G.

Принцип действия основной части усилителя — ретранслятора — можно описать по аналогии с человеком, который повторяет точно такие же вопросы для других, которые он слышит только в телефоне и сообщает так же удаленному абоненту.

«Ретранслятор» в английском языке означает «ретранслятор». Это устройство генерирует собственные, более мощные сигналы и изменяется подобно слабым сигналам мобильной радиостанции — громко повторяет все, что улавливает.

Антенна “двойное кольцо”

Следующий способ создания самодельной антенны сложнее в исполнении, но даёт больший эффект. Для его выполнения потребуется:

  • Медная проволока или провод;
  • Рефлектор — плоская длинная консервная банка, кусок фольги и т.д;
  • Коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом;
  • Короткая металлическая трубка, в которую можно продеть кабель;
  • Разъём для подключения антенны к модему;
  • Инструменты: паяльник, нож, линейка и карандаш.

Подробная инструкция по изготовлению:

  • Поищите в Интернете схему Bi-Loop антенны для 3g модема — на ней вы увидите похожую на антенну Харченко конструкцию, но в виде двух колец;
  • Сделать карандашом на проволоке разметку: для волн длиной 2050 МГц длина каждого кольца должна составлять примерно 146 мм;
  • Аккуратно согнуть из проволоки двойное кольцо. Также можно изготовить два кольца с зазорами длиной примерно 3 мм и припаять их концами друг к другу, оставив зазоры открытыми;
  • Изготовить рефлектор. Минимальные размеры: высота — 120 мм, ширина — 170 мм. Подойдёт любая металлическая панель, из подручных средств можно использовать фольгу или жесть от консервной банки;
  • Проделать посередине рефлектора отверстие, через которое вставить металлическую трубку —со стороны соединения с антенной длина трубки должна составлять примерно 18 мм! Припаять трубку к рефлектору с другой стороны;
  • Разделить ножом кабель: экран следует запаять, а проводник слегка оголить;
  • Продеть кабель в трубку и припаять к ней антенну: верхнюю часть следует припаять к проводнику, а нижнюю — к медной трубке;
  • Запаять трубку и оплётку кабеля;
  • Дополнительно для усиления сигнала можно использовать спутниковую тарелку, установив готовую антенну на кронштейн;
  • Другой конец кабеля следует соединить с разъемом для подключения к модему с помощью паяльника;
  • Подключить антенну к модему. Готово!

Теперь вы знаете несколько способов, как сделать антенну для 3G модема своими руками. Приведённые выше способы должны помочь вам решить проблемы с низкой скоростью интернет-соединения.

Как усилить сигнал сотовой связи своими руками

Выбор и установку элементов мобильного и мобильного интернета лучше доверить профессионалам.

Но есть кое-что, что ты можешь легко сделать сам. Например, можно установить внешнюю антенну и при необходимости подключить ее к Интернет-модему.

Для обеспечения голосовой связи этот метод невыгоден, так как необходимо «привязать» антенный кабель.

Также можно установить комплектную усилительную систему в соответствии с инструкциями самой системы. Это несложная задача для опытного хоста.

Подключение смартфона к внешней антенне

Антенна сотовой связи подключается к мобильнику при помощи коаксиального кабеля (RG6) высокочастотным разъемом, так как все смартфоны работают на этих частотах. Эффективность усиления зависит от качества кабеля и разъема. Когда на мобильном устройстве отсутствует вход для внешней антенны, провод от нее можно подключить к устройству открытого разговора (громкая связь). Еще проще вопрос решается, обмотав антенный провод вокруг мобильника тремя или четырьмя витками, что лишает комфортности в общении, но достигается при необходимости хороший сигнал.

Обратите внимание!

В том случае, когда есть необходимость установки стационарной мобильной связи, специалисты рекомендуют купить модем, который подключают к антенне, через роутер для поддержки сотовой связи может раздавать WI-FI. Модем не нужен, если на роутере предусмотрен GSM разъем для входа антенны.

Поиск сигнала

Итак, вы выбрались за город и хотите обеспечить себя связью. Поднимитесь на крышу, чердак или на самую высокую точку рядом с домом или нужным вам местом. Если телефон ловит сеть, но на пределе (или нестабильно), у вас есть все шансы поправить дело, используя внешнюю антенну. Если расстояние до станции меньше 30 км, а сеть не ловится, также попробуйте применить антенну. В последнем случае попытайтесь договориться с продавцов о возврате антенны, если эксперимент провалится.

Если сигнал, хоть и очень слабый, был все же пойман, наберите любой городской номер — для проверки. Если при разговоре слышимость нормальная и собеседник не жалуется на выпадение кусков вашей речи, значит, энергетика обеих линий (UL и DL) сбалансирована и можно использовать стандартную антенну, настроенную на среднюю частоту между частотами приема и передачи. Если же собеседник время от времени пропадает, необходимо «усиливать» нисходящее направление от базовой станции к вашему телефону. Возможно, стоит поискать телефон с лучшей чувствительностью. Но если плохо слышно вас, следует усиливать направление от вашего телефона до базовой станции. Уже на данном этапе понятно, что при выборе типа антенны и ее параметров желательно учитывать данные оператора и условия приема.

В зонах неуверенного приема часто наблюдается интерференция (помехи) между каналами с одинаковыми и соседними частотами. К сожалению, частотный ресурс, выделенный операторам GSM 900 в России, ограничен, из-за чего в зоне неуверенного приема часто «видны» частоты от разных базовых станций с одинаковыми или соседними значениями уровня сигнала. Такие частоты создают взаимные помехи, мешающие связи, а при определенных уровнях сигналов связь становится и вовсе невозможной. Если на экране телефона фиксируется сильный сигнал от базовой станции, а установить соединение не удается или удается, но речь все время пропадает, значит, вы столкнулись с «чужаками». «Заставить» телефон выбрать другую частоту получается далеко не всегда, однако специальная функция телефонов Nokia — Netmonitor — это сделать позволяет.

С подобной проблемой я столкнулся на даче, которая отделяется от крупного города довольно-таки открытым пространством. Телефон принимал соседние частотные каналы с уровнями 70 дБ, 73 дБ и 72 дБ, но качество связи оставляло желать лучшего. Спас меня только принудительный выбор другого частотного канала с меньшим уровнем — 80 дБ. Однако при ограниченном частотном ресурсе даже частотное перепланирование сети выручает далеко не всегда. Тем не менее, если в вашем телефоне отсутствует Netmonitor, можно использовать внешнюю направленную антенну с хорошей диаграммой направленности. Остается только сделать правильный выбор.

Удлинить модем через USB-шнур

Чтобы улучшать качество сигнала, следует понимать, что это волна, которая неравномерно распространяется в разных частях дома. Это означает, что сначала нужно определить, где сигнал является наиболее сильным и стабильным. Для этого потребуется немного времени и терпения, когда будет определено данное место, следует приступать к следующему шагу.
Практически все модемы отображают значение dBm, именно на него и стоит обратить внимание. Если это значение менее 70 – сигнал просто превосходный и именно здесь лучше всего разместить точку доступа к интернету. Когда уровень сигнала находится в пределах 70-80 dBm – средний показатель, если в доме нет лучше показателя, то сильного дискомфорта при серфинге страниц вы не заметите. Но когда значение dBm более 100 – сигнал очень слабый.

На практике известно, что наиболее сильный сигнал существует возле окон и ближе к потолку. Лучше всего размещать модем где-нибудь возле крыши. При этом не стоит волноваться за устройство. Все модемы не боятся ветров, дождей и морозов, а вот выставлять устройство, где сильно много солнечных лучей, нежелательно.

Итак, если место определено, теперь нужно оправиться в магазин и просто приобрести USB-удлинитель нужной длины. При этом важно помнить, что если он будет более 4 метров длиной, то данная процедура теряет весь смысл, качество сигнала снова будет плохим.

вторник, 8 июля 2014 г.

Самодельный пассивный ретранслятор мобильного телефона и интернета.

Пассивный ретранслятор на 900 МГц.

Диаметр оправки (рюмки) 4,3 см. Частота 1,9 – 2,2 ГГц.

Как это работает. Одна направленная антенна, вынесенная из поглощающей железобетонной стены или приподнятая над металлической крышей загородного дома, или просто приподнятая над землёй – ориентируется на базовую станцию. Вторая антенна, будь это подвал, помещение загородного дома – должна быть направлена на мобильный телефон или смартфон или находиться рядом с ними.

Электрическая схема ретранслятора. 1 – антенна направлена на базовую станцию. 2 – коаксиальный кабель. 3 – вторая антенна находится рядом с мобильным телефоном.

Место испытания.

Ориентировка колец.

Полная шкала в антенне.

Две риски без ретранслятора.

Можно листать страницы.

Всё работает.

Да, кстати про поляризацию. В спешке, а может по рассеянности я совсем забыл про неё и уже когда рассматривал фотографии – вспомнил. Базовые мобильные станции сотовой связи имеют антенны с вертикальной поляризацией, а поэтому снасть на удочке необходимо было повернуть на 90 градусов, таким образом, чтобы разрез колец был не внизу, а сбоку, что соответствовало аналогичной поляризации. Тем не менее, радио сигнал удалось поймать даже с горизонтальной поляризацией колец на мачте, несмотря на минимальные потери в 6 дБ из-за несовпадений, опыт удался. А с другой стороны в лесу свои законы и прохождение сигнала с горизонтальной поляризацией в нём лучше.

Четыре круга лучше двух. Размеры всех окружностей одинаковые. Все размеры такие же, как и в предыдущем опыте. Только длина соединительного коаксиального кабеля (РК75) на этот раз была всего 3 метра.

Продолжение.

Самодельная патч-антенна GSM 900 для пассивного ретранслятора

Самодельная антенна на диапазон 1,8 – 2,4 ГГц.

Справка

Говоря совсем просто, мобильный телефон представляет собой дуплексную радиостанцию, ведущую радиообмен на разных частотах. Всего в стандарте GSM 900 124 частоты. Телефон, как и базовая станция, может работать на любой частоте, определяемой оператором.

Базовая станция (BS) передает, а телефон (MS) принимает на частотах 935,2 — 959,8 МГц. Мобильный телефон передает, а базовая станция принимает на частотах 890,2 — 914,8 МГц. Канал от BS к MS называется Down Link, от MS к BS — Up Link. Большинство операторов используют ограничение дальности работы мобильного телефона от базовой станции — 35 км, что обусловлено особенностями стандарта. Поясним, что в сети стандартной конфигурации в одном частотном канале формируется 8 временных интервалов (тайм-слотов): один служебный, а семь — разговорные. Именно в этом случае максимальная дальность связи на каждом канале составляет 35 км. Однако в GSM предусмотрена также нестандартная конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается на 70 — 100 км (конфигурация Extended Cell). К сожалению, при такой конфигурации количество разговорных каналов уменьшается до 2 — 3, что уменьшает емкость сети. Использовать такой режим в городе и около оператору не выгодно. Иногда этот режим используется на морском побережье для создания прибрежной зоны покрытия.

Таким образом, если у вас телефон стандарта GSM 900, не пытайтесь установить связь, удалившись от ближайшей базовой станции больше чем на 35 км. Максимальная дальность связи, достигнутая мной, — 34 км.

Дальность связи

На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:

  1. Местоположение BS и MS и рельеф местности.
  2. Мощность и чувствительность MS.
  3. Мощность и чувствительность BS.
  4. Используемые на MS и BS антенны.
  5. Воля Господа Бога (опытные связисты шутят, что это — главное).

Обычно базовые станции имеют мощность 20 — 30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет -100 дБ — 115 дБ. Изменить или повлиять на все эти параметры пользователь, конечно, не может. Выходная мощность телефона составляет 0,3 — 2 Вт, чувствительность — 90 — 105 дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумных входных устройств. Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между моделями практически незаметна, то в зоне неуверенного приема она может стать критической. Зачастую трубка показывает уровень сигнала от базовой станции 1 — 2 кубика (по шкале), а установить соединение не может: не хватает мощности. И хотя стандартизация ETSI регламентирует стандартные выходные мощности для каждого класса телефонов, реальное значение может незначительно колебаться. Хорошей чувствительностью отличаются трубки SAGEM, Alcatel, Motorola. А по мощности проходят все старые телефоны, особенно Motorola. Все телефоны фазы 2 имеют примерно одинаковую мощность.

Что же касается рельефа, то на ровной местности и по реке волны распространяются лучше. Чем выше вы находитесь (в разумных пределах), тем лучше сигнал. Лес порой «гасит» волны сильнее, чем городская застройка.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: