Самодельная 4g антенна для usb модема.

Сегодня мы поговорим о том, как самостоятельно сделать усилитель и антенну сигнала 4G и 3G из подручных материалов своими руками в домашних условиях. Так же рассмотрим подробные схемы и методики сборки самодельных усилителей и антенн сигнала 3G и 4G

Развитие 3G и 4G сетей в последние года идет с грандиозным размахом. И не удивительно, ведь использование 3G позволяет операторам сотовой связи существенно улучшить качество предоставляемого ими сервиса.

В случае отсутствия проводного интернета можно купить недорогой 3G модем и пользоваться мобильным интернетом. Но очень часто владельцы 3G модемов жалуются на низкую скорость скачивания и задают один и тот же вопрос: "Как увеличить скорость 3G модема?" Итак, задача поставлена, и мы будем ее решать!
Причины низкой скорости работы 3G или 4G модема

3G сети работаю в диапазоне частот 2ГГц, а для распространения радиоволн на этой частоте нужна прямая видимость до базовой станции (БС).

В условиях плотной городской застройки сигнал может ослабляться в сотни и даже тысячи раз, прежде чем, неоднократно отразившись от стен зданий, дойдет до Вашего модема. В сельской местности ослабление сигнала, как правило, связано со значительным удалением от Вас БС сотового оператора, а так же наличием густой растительности в Вашей местности, которая мешает распространению радиоволн.

Существует несколько способов усиления сигнала 3G модема, и при разных условиях не все они будут одинаково хорошо работать. Условно можно выделить программные и аппаратные средства для решения этой проблемы. В первом случае используется программа - ускоритель 3G модема. Во втором - скорость соединения модема увеличивается за счет технических средств.
Программные 3G и 4G ускорители
На вопрос "ускоритель 3G модема" Яндекс дает ответ в 200 тысяч веб страниц. Просмотрев первый десяток сайтов, мы видим, что все они предлагают скачать чудо-программу (причем за деньги), позволяющую увеличить скорость работы интернет модема. Почему же тогда сотовые операторы не прилагают комплект программы к своим 3G модемам? Помните причины низкой скорости работы 3G модема – слабый сигнал и загруженность базовой станции. Способна программа решить эти вопросы – НЕТ!

В частных случаях удается повысить уровень принимаемого сигнала, используя USB удлинитель. Например, Вы находитесь в полуподвальном помещении, куда сигнал не может проникнуть, а рядом есть окно. Можно попробовать за счет USB удлинителя переместить модем как можно ближе к окну. Если повезет и качество сигнала окажется значительно лучше, Вы добьетесь увеличения скорости.

.

Подключив 3G антенну к модему можно значительно увеличить скорость 3G интернет соединения. Совет – длина кабеля как можно короче, если не хватает, старайтесь использовать только качественный ВЧ кабель, например сборку из кабеля 10D-FB.

Усилитель 3G и 4G сигнала для сотового телефона работает следующим образом. На стене здания или на крыше монтируется донорная внешняя антенна, которая высокочастотным кабелем подключается к усилителю. Постарайтесь, как можно более точно направить антенну на ближайшую и менее загруженную БС оператора. Антенна принимает сигнал, репитер его усиливает и по кабелю передает прямо на внутреннюю сервисную антенну, которая переизлучает сигнал на абонента.

Данная система предназначена для обслуживания внутри помещения неограниченного числа одновременно работающих 3G телефонов и модемов. Позволяет пользоваться сервисами всех операторов сотовой связи МТС, Билайн, Мегафон. При этом абоненты могут свободно перемещаться внутри зоны покрытия.

Теперь Вы знаете причины низкой скорости работы 3G модема и возможные решения по улучшению качества 3G сигнала. Какие-то варианты могут показаться Вам спорными. Но если Вы действительно хотите что бы пространство вашего помещения было заполнено качественным 3G сигналом, то лучшим решением станет установка 3G усилителя.

Также надо понимать, что при одних и тех же исходных условиях – уровень сигнала и модель 3G модема у всех абонентов в разных местах будет разная скорость! Скорость интернета также зависит от пропускной способности базовой станции сотового оператора, т.е. каким образом она подключена: по радиоканалу или оптическому волокну. Еще скорость зависит от количества абонентов. Например, БС оператора на выходе выдает 100 Мбит/сек. В какой то момент времени интернетом пользуются 20 человек и соответственно скорость будет 100/20= 5 Мбит/сек на одного абонента. В свою очередь, если интернетом будут пользоваться 50 абонентов в округе, то скорость каждому будет не более 2 Мбит/сек. В большинстве случаев многие замечают, что скорость 3G интернета после обеда начинает медленно падать и пик падения наблюдается вечером, когда нагрузка интернет трафика на сотовые сети является максимальной.

Антенна 3G и 4G как работает

Любая антенна – это пассивный усилитель сигнала!

Рассмотрим самый распространенный случай – подключение 3G модема через антенну, которая ставится на крышу загородного дома. Далее от этой антенны сигнал ведется по коаксиальному кабелю 50 Ом в помещение к модему, который в свою очередь включается в компьютер, ноутбук или WiFi роутер.

Частым явлением бывает, что 3G сигнал на крыше дома есть, а в помещение из-за сложности распространения радиоволн вовсе не попадает.

Рассмотрим обычный случай – на крыше дома от базовой станции приходит сигнал с уровнем -97 дБм. Если мы поставим антенну AL-800/2700-8 с коэффициентом усиления 8 дБ, то на вход модема придет сигнал с уровнем – 92 дБм, т.к. на кабеле и переходнике к модему теряется приблизительно 3 дБ (потери в кабеле зависят от его длины и от маркировки). Исходя из нашего предыдущего опыта по замеру скорости интернета, получаем скорость 1.8 Мбита/сек. А если мы поставим в качестве антенны AP-1900/2700-17 с коэффициентом усиления 17 дБ!, то на вход модема придется сигнал -83 дБм, что соответствует скорости 7.7 Мбит/сек.

Если на крыше дома сигнал от -85 дБ и выше, то достаточно будет антенны с КУ = 7 -10 дБ. При этом надо помнить, что при плохих погодных условиях надо иметь некий запас.
Еще раз напоминаю, что в каждом случае скорость будет индивидуальная. И может оказаться гораздо меньшей, из-за низкой пропускной способности базовой станции сотового оператора. Активный усилитель 3G и 4G сигнала

Теперь рассмотрим применение активного усилителя ТАУ-2000. Схема подключения выглядит так:

Если Вы столкнулись с необходимостью усиления 3G сигнала у себя в загородном доме (или другом объекте), то перед покупкой антенн и усилителей необходимо убедиться в наличии 3G сигнала.

Для этого необходимо с телефоном, поддерживающим стандарт 3G и сим-картами различных сотовых операторов определить наличие сети третьего поколения и сделать элементарный замер сигнала. Только после этого, предварительно сделав несложные математические расчеты можно правильно подобрать оборудование.

Также эта модель усилителя очень полезна при использовании больших длин кабеля от антенны. Например, на кабеле 8D-FB на частоте 3G (2100 МГц) затухания составляют 23 дБ, а КУ усилителя 40 дБ. Иными словами при достаточно неплохом уровне сигнала от БС можно использоваться длину кабеля до модема более 100 метров!

Помимо этого ТАУ-2000 можно использовать как 3G репитер для небольших помещений или внутри автомобиля. Площадь покрытия сильно зависит от входящего сигнала от БС и в максимуме достигает 15 кв.м.

Если 3G «ловит», тогда есть возможность получения стабильной связи. В статье рассмотрим, как устанавливается внешняя антенна для 3G модема, которая так же характеризуется, как усилитель сигнала для 3G модема. Как собрать ее из подручных материалов и усилить сигнал сети.

Антенна для 3G модема, купленная в магазине, не является хорошей идеей, так как стоит дорого и подойдет далеко не каждому и не у всех есть разъем для подключения антенны. Кроме того, адаптер для модема иногда стоит столько же, сколько и сам модем.

Основным критерием эффективности любого решения нужно считать не проценты, отображаемые управляющей программой модема, не количество «палок» на индикаторе и децибел, а увеличение скорости доступа.
Однако для подтверждения правильности выбора можно воспользоваться этими критериями. Надо заметить, что возможность подключения к интернету 3G зависит от многих факторов - занятость слотов, активность абонентов, состояние погоды, расстояние до базовой станции. В данном случае действия направлены на улучшение только одного.

Эффективность антенны можно проверить следующим образом - включать режим 3G или 4G и посмотреть, ловит ли он. Если нет, то передачи данных, соответственно, тоже нет.

При этом уровень сигнала может быть и отличным, и слабым. Отличный уровень означает, что работает только 2G подключение.
Усилитель сигнала для 3G и 4G модема

Самый простой вариант - около четырех витков медной проволоки, которые нужно намотать на модем. Умельцы советуют намотать провод на самый конец модема, где находится встроенная антенна.

Такая конструкция из проволоки похожа на искусство - подобрать количество витков, толщину провода, длину свободного конца антенны нужно для каждого отдельного модема и места. Например, лишний виток может не улучшить, а только ухудшить сигнал.

Второй вариант - воспользоваться дуршлагом или кастрюлей. Любители экспериментов, которых низкая скорость интернета уже довела до бешенства или отчаяния, способны смастерить весьма необычные конструкции в виде кастрюль, экранов и спутниковых тарелок.

Поймать сигнал 3G или 4G при помощи кастрюли проще, чем с помощью провода, но времени это займет больше.
Третий вариант - использовать предметы промышленного изготовления. Тем, кому не жалко денег в пределах 500 рублей, можно провести эксперименты с этими предметами. Однако такие агрегаты не сильно отличаются от проволоки по качеству.

Иногда в комплекте с модемом прилагается кабель-удлинитель с кусочком скотча для того, чтобы закрепить его на стену или окно. Такой вариант можно встретить в руководстве у операторов. Качество его можно сравнить с качеством проволоки.

Антенна для 3G и 4G модема своими руками

Идея использования баночных антенн перешла в мобильную связь от сети Wi-Fi, где умельцы способны растянуть сети на довольно далекие расстояния.

Итак, нужно найти пустую жестяную банку. Подойдет банка от кофе.

На высчитанном расстоянии от дна банки надо сделать отверстие и закрепить в нем стандартное антенное гнездо, к которому припаян волнопровод.

Затем подключить телевизионный кабель с соответствующими разъемами в оплетке и адаптер для антенны к модему.

Стоит рассмотреть ситуацию, когда в модеме нет гнезда для подключения антенны. Разумеется, можно вскрыть модем, найти измерительное гнездо на плате, подпаять к нему тонкий проводок с разъемом, таким образом смастерив адаптер для внешней антенны.

В настоящее время технология 3G позволяет одновременное использование голосовой телефонной связи и передачи данных. Существует три основных типа антенн Huawei, ZTE и др., которые необходимы для улучшения према сигнала сети на частотах 2100 МГц (3G), 2600 МГц (4G LTE), 900 Мгц (2G / GSM / 3G) и доступны частному клиенту: направленные, всенаправленные и панельные антенны.
Направленные 3G, 4G LTE и GSM антенны типа "волновой канал" или Yagi, как их назвают за границей, требуют точных установки и настройки (наведения) антенны на базовую станцию (БС) оператора, чтобы получить максимальную пользу от ее использования. Направленные антенны Huawei / ZTE имеют максимальное усиление по сравнению с другими типами антенн. Некоторые из них даже способны обеспечить сигнал там, где его раньше не было, на расстоянии до 10 км (в зависимости от частоты). Направленные антенны Yagi часто используются в области: в деревенских и частных домах, на дачах, в коттеджах, садовых домиках и т.д.
Всенаправленные (или круговые) 3G / 4G LTE / GSM антенны Huawei / ZTE могут принимать сигналы с любых направлений и не должны быть направлены непосредственно на местные БС. Большинство круговых антенн являются мобильными, т.е. легки в транспортировке, но существуют и стационарные всенаправленные антенны Huawei. Как правило, они делаются на магнитных базах для использования на автомобилях. Данный тип антенн полезен для пользователей, которые хотят усилить существующий, но слабый сигнал. Коэффициент усиления у всенаправленных антенн гораздо ниже, чем у направленных.
Панельные антенны 3G и 4G LTE являются чем-то средним между стационарными направленными и стационарными круговыми. Они гораздо проще в наведении на БС оператора, но также требуют усилий по креплению и настройке. Усиление у панельных антенн Huawei, как правило, больше, чем у круговых, но меньше, чем у направленных. Подвид панельных антенн - 3G / 4G LTE MIMO панельные антенны (антенны с двойной поляризацией) применяются, как правило, в стандарте 4G LTE, реже - в 3G. Чаще всего MIMO антенны бывают панельными, но встречаются и круговые (всенаправленные) MIMO антенны, и даже - направленные MIMO антенны "волновой канал" или логопериодические.
Существует также четвертый тип 3G / 4G LTE / GSM антенн - вернее, разновидность всенаправленных - так называемые клип антенны, которые предназначены для крепления прямо на экране ноутбука пользователя. Лучше всего данный вид подходит для пользователей, которые путешествуют и используют свои компьютеры в районах с достаточно хорошим сигналом сети. Антенна-прищепка (а именно так переводится "клип" с английского языка) используется не столько для усиления сигнала, сколько для поддержания его. Коэффициент усиления у клип-антенн Huawei / ZTE наименьший из всех.

Рабочие частоты сетей 3G и 4G LTE из-за своих технических особенностей имеют очень хорошую проникаемость, но очень плохое покрытие - максимум до 2-х километров от базовой станции в зоне прямой видимости - которое, естественно, уменьшается в несколько раз из-за того, что волна которая экранирует практически от любой помехи (пускай и не сильно), вследствие чего мощность сигнала очень сильно падает, доходя до абонента. Для чего и нужны антенны, которые в большинстве случаев достаточно выставить на подоконник с внешней, либо даже с внутренней стороны окна, и они дотянутся до сигнала сети - в случае использования устройств третьего и четвертого поколений в городской черте, но за городом, в области, "в полях" рекомендуется использовать направленные панельные антенны и "волновой канал", которые могут дать усиление до 2-х раз больше круговых. Вторая проблема, а вернее даже разновидность первой, связана с работой сети в области - в этом случае плохой прием связан с особенностями местности: низины, леса, поэтому выносные антенны монтируются на крыше по принципу чем выше, тем лучше, но не надо забывать также о том, что внешние направленные антенны надо чётко направлять на ближайшую базовую станцию оператора.

Использование всенаправленных антенн в области ограниченно, т.к. они уступают по усилению направленным, а количество базовых станций в области гораздо меньше, чем в городе. Еще одна проблема - это несколько десятков модемов разных производителей, которые имеют разные антенные разъемы, как правило, 2-х видов: TS9 и CRC9, поэтому при выборе антенны необходимо точно знать модель имеющегося модема или модель, которую Вы собираетесь покупать.

Перед тем, как купить антенну 3G (UMTS) или LTE 4G для USB модема Мегафон, МТС, Билайн, YOTA, Ростелеком (а имеено это устройство является самым распространенным у всех операторов связи) или роутера (маршрутизатора) необходимо понимать, что действие любых антенн является ограниченным: так, купив внешнюю направленную антенну 3G / LTE 4G, абонент вправе рассчитывать на усиление сигнала 3G / 4G LTE модема на расстоянии не более 5 км от базовой станции оператора: радиус покрытия 3G составляет всего 2-2,5 км, а LTE 4G - и того меньше - 1,5-2 км. Поэтому людям проживающим более, чем в 5 км от БС оператора, необходимо использовать усилители сигнала - репитеры, которые могут "приблизить" абонента к базовой станции, даже если он находится в 10 км и более от вышки оператора. Надо также знать, что усилители (репитеры) 3G / 4G LTE или "активные антенны", как их иногда называют, как правило, не являются универсальными для обеих частот в отличие от антенн, многие из которых могут работать на частотах 2100-2600 МГц, а четко распределены по частотам: либо 3G, либо LTE 4G. Существуют репитеры, способные работать на обеих частотах, но это, как правило, два репитера в одном корпусе - цена данных устройств такова, что проще купить два усилителя разных частот, чем один такой "универсальный".

Стоит отдельно остановиться на антеннах и усилителях YOTA - LTE 4G антеннах, которые способны усиливать сигнал самого востребованного оператора четвертого поколения. В обшем-то, они ничем не отличаются от антенн 4G LTE для операторов МТС и Мегафон: те же рабочие частоты 2500-2700 МГц, те же виды - направленные и всенаправленные, но за одним только исключением: модемы YOTA в отличие от модемов других операторов не имеют стандартных разъемов для антенн 3G / 4G LTE (CRC9 или TS9), поэтому подключить к ним антенну становится проблематичным - либо самому высверливать отверстия и "дотягиваться" до сервисных разъемов MS156, либо "впаивать" стандартные разъемы (например, SMA) самому. Большинство пользователей делать это не умеют, и именно для них производители придумали антенны со встроенным модемом - модем впаян в панельную 3 4G антенну, а работа с ней осуществляется с помощью выведенного USB-кабеля. Данные MIMO антенны YOTA являются в большинстве случаев внешними, но существуют и экземпляры для применения внутри зданий. Данные антенны неплохо себя зарекомендовали, поэтому в последующем производители стали выпускать универсальные антенны со встроенными 3G / LTE 4G модемами - пользователь имеет доступ к модему и может сам без труда менять SIM-карты операторов.

Надо отметить, что цена антенн 3G / 4G антенн не всегда зависит от усиления: не малую роль играют габариты, удобство монтажа и использования, эстетика и т.д.

Многие пользователи ищут в поисковых системах Интернета т.н. усилители модемов или усилители сигналов для модемов, не понимая, как эти устройства работают, да и как выглядят тоже. Антенны, по сути, и являются теми самыми усилителями для модемов.

В поисковиках немало запросов на тему антенна 3G 4G LTE своими руками: наиболее распространенными вариантами самодельных антенн являются "биквадрат" или антенна Харченко, "волновой канал" или Yagi-антенна, панельная антенна - фазированная решетка или контурная антенна. И если биквадрат сделать самому сравнительно просто - нужна медная проволока и небольшой лист металла, а несложные расчеты можно найти в Интернете, то уже Yagi-антенну сделать намного сложнее, хотя и расчеты не намного сложнее, а о панельной антенне и говорить нечего - человек, сталкивающийся с этим впервые вряд ли справится с этим с первого раза. Так, для антенны Yagi понадобятся алюминиевые трубки или стальные прутья и инструмент для их крепления (в случае металлических прутьев - сварочный аппарат), для панельной антенны - металлический лист, ножницы по металлу и некоторая сноровка. Надо также понимать, что чем проще сделать антенну 3G 4G LTE своими руками, тем меньше у нее усиление: у антенны Харченко - до 8-9 дБи, у волнового канала - до 16-18 дБи, у панельной антенны - до 20 дБи.

Антенные переходники (пигтейлы) для подключения внешних усиленных антенн к модемам и мобильным роутерам третьего (3G UMTS/HSPA) и четвертого (4G LTE) поколений, подходят ко всем USB-модемам и портативным роутерам, имеющим антенный разъем, могут иметь разъемы с другой стороны: FME-male, N-male, SMA-female.

Универсальный 4G LTE + 3G модем. Имеет антенные разъемы и небольшие размеры. Работает с любыми SIM-картами всех российских и европейских операторов связи (YOTA, Мегафон, МТС, Билайн, Ростелеком, Tele2, Altel, Мотив, Таттелеком / Летай и др.). Поддерживает скорость до 100 Мбит/сек. Идеален для использования с ноутбуками за границей.

Антенный адаптер SMA-FME для подключения внешней круговой или направленной антенны к роутерам Huawei B970/B970b, B260/B260a, B660, B683/B660, B681/B8L, B220, B960, B593, E5172, B880, B890, B315, В310, NetComm 3G9WB, 3G21WB, 3G25WR, 3G42W, ZTE MF28G, MF283, Zyxel LTE и др.

Итак, давайте по порядку, что определяет скорость Интернета 3g/ 4g модема?! -Уровень сигнала . Именно от уровня сигнала во многом зависит скорость Интернета. И вот как раз для повышения уровня сигнала используются антенны. Антенны бывают разного типа и внешности, их в принципе можно сделать и самому, в статье Способы увеличения скорости интернета для 3G модема , есть несколько примеров самодельных антенн. Что же главное в антенне?! - коэффициент усиления (dBi). Именно от этого значения зависит на сколько эффективна будет ваша антенна. Соответственно чем выше это значение, тем большую скорость Интернета вы сможете добиться от своего 3g/ 4g модема. Не менее важной характеристикой 3g/ 4g антенны является- Рабочий диапазон частот (МГц). Эта характеристика определяет частоту для которой рассчитана эта антенна. Дело в том, что 3g и 4g работают на разных частотах, 3g преимущественно на 1900- 2100 мГц, 4g на 2500-2700 МГц и соответственно антенна должна быть именно для этих диапазонов частот. Не следует приобретать универсальные антенны работающие на частотах 3g/ 4g и уж тем более Wi-Fi, поскольку, в итоге они будут одинаково плохо работать на всех этих частотах. Их продают только лишь потому, что люди не хотят платить за разные антенны, а готовы купить только одну, но универсальную. Спрос рождает предложение! Но жадный платит дважды, поэтому покупайте антенну сделанную для определенного диапазона частот. Если хотите увеличить сигнал 3g покупайте антенну поддерживающую частоту 1900- 2100 мГц, а для 4g- 2500-2700 МГц. Если в вашем районе нет 4g то антенна 4G вам ничем не поможет, и покупать ее бессмысленно. С другой стороны все меняется и вполне возможно что в ближайшее время 4g появится и в вашем районе.

Итак, вернемся к антеннам, в чем же плюс покупных- в том что они рассчитаны для определенной частоты и в них указан коэффициент усиления, т.е. вы можете предугадать результат использования этой антенны. Если вы соорудили антенну сами, тот тут уж вам никто не даст гарантии в ее высоком коэффициенте усиления и что она вообще "работает" на нужной вам частоте. Предлагаю разобрать зависимость уровня сигнала от скорости Интернета 3g модема(она указывается отрицательными значением):

95 dBi, то скорее всего скорость Интернет будет очень не стабильной и ее потолок будет в районе 1-2 Мбит/с;

80 dBi скорость Интернет будет более стабильна, но не более 6-8 Мбит/с;

более -75 dBi, можно рассчитывать на скорость более 10 Мбит/с (эти значения условны, поскольку не нужно забывать про то, что провайдер сам может ограничивать скорость Интернета).

В среднем самодельные антенны увеличивают уровень сигнала от 0 до 5- 7 dBi. Вот и считайте насколько эффективна самодельная антенна. Она скорее подойдет для тех у кого не все так плохо со скорость, где ее нужно просто не намного увеличить, если речь идет о удаленных районах, где 3g/ 4g ловит очень плохо, в таком случае лучше использовать покупную антенну с высоким коэффициентом усиления.

От теории переходим к практике, моя задача- увеличить скорость интернет в деревне, о 4g можно забыть, поскольку место это довольно глухое, его там нету, и я думаю что в ближайшее время не появится. Скорость Интернета через 3g модем очень низкая, особенно, если подключать модем на прямую в компьютер (я бы это и скорость не назвал, все отправленные и принятые биты можно на пальцах одной руки пересчитать), я выкладывал информацию в статье увеличить скорость Интернет 3G\ 4G модема с помощью удлинителя по витой паре. Как наверно поняли мне удалось с помощью удлинителя по витой паре поднять скорость Интернета до 2-3 Мбит/с, но этого оказалось мало, поэтому я решил попробовать использовать внешнюю антенну, работающую на частоте 1900- 2100 мГц. С максимальным коэффициентом усиления. Выбор пал на антенну (не помню название, да оно вам ни о чем не скажет) с коэффициентом 21 dBi. Как я писал ранее очень важной характеристикой является уровень сигнала, так вот, с помощью удлинителя по витой паре у меня уровень сигнала был около значения -91 dBi.

Соответственно при использовании антенны с усилением 21 dBi, я должен был получить значение -91+21- (3-4 dBi- потеря на кабеле)= около -74 dBi , что должно было обеспечить мне скорость порядка 10 Мбит/с. что ж... не так уж плохо, я бы даже сказал это просто космическая скорость для 3g, поскольку своими глазами такой скорости при использовании 3g модема я не видел даже в городе, а уж в той глуши где я ставил так тем более.

Итак вот эта антенна:

Как вы можете заметить помимо комплектующих на антенну имеется 10 метров кабеля, 3g/ 4g модем (с разъемом для подключения внешней антенны) и переходник для подключения к модему.

Сразу хочу пояснить, что модем специально покупал с разъемом для внешней антенны, поскольку именно таким способом вы сможете "выжать" из антенны весь коэффициент усиления. При использовании же универсальных переходников вы теряете большую часть усиления и антенна не будет столь эффективна. Что бы вы понимали, что это за универсальный переходник, его изображение ниже.

Собрав конструкцию, я поднялся на крышу, подключил модем к ноутбуку и пытался определить направление в котором должна находится антенна. Как вы понимаете она должна "смотреть" в сторону вышки оператора, но поскольку на горизонте таковой не было и я не знал где она находится, я пошел опытным путем, просто поворачивал антенну и смотрел за уровнем сигнала на ноутбуке. Сразу хочу предупредить. если кто будет пользоваться таким методом. что после поворота антенны, ее необходимо подержать в одном положении несколько секунд (а лучше минуту), что бы сигнал стабилизировался и показал истинное значение.

Как вы можете заметить 3g модем перемотан изолентой, это было сделано для того, что переходник надежно держался в модеме.

Итак, я определился со стороной, очень удивился показателям уровня сигнала и скорости Интернета (ради интереса запустил тест скорости), ну о цифрах позже. Теперь оставалось установить антенну, благо есть мачта телевизионной антенны, на которую я и установил 3g антенну.

Ну а теперь о самом главном, как вы помните уровень сигнала у меня был около -91 dBi, сейчас же он стал около -74 dBi (вышеописанная математика сработала).

Ну и самое главное, напомню с удлинителем по витой паре скорость у меня держалась около 2 Мбит/с:

Скорость Интернета с внешней 3g антенной совсем другая:

Я своим глазам не верил - 13 Мбит/с. Результат, который я действительно не ожидал и был очень удивлен. На мой взгляд использование внешней антенны является наиболее предпочтительным для увеличения скорости 3g модема.

Аналогичным способом можно увеличить скорость 4g модема, от писанного не будет ничем отличаться, единственное антенну необходимо использовать именно для 4g частот.

В комментариях вы можете поделится своими успехами в увеличении скорости Интернета на 3g/ 4g модемах или задать вопросы.

Сегодня многие граждане пользуются беспроводным интернетом, но при этом стремятся повысить скорость его работы. Ведь отличный доступ гарантируется, когда модем близко расположен к базовой станции мобильного оператора. В связи с этим те, кто работает в интернет далеко от станции, довольствуются низкой скоростью. Есть ли технический способ, который поможет решить такую проблему? Лучший вариант – это 4G антенна собственными руками.

Что такое антенна Харченко и как она работает

Так называемая антенна Харченко, которая предназначена для 3G модема, является самодельной моделью. В ее устройстве нет ничего особенно сложного. Зигзагообразная конструкция была предложена ученым К.Харченко еще в 1960-е гг. Сегодня она достаточно популярна среди радиолюбителей не только благодаря своему простому устройству, но и отличной повторяемости, а также широкополосности. Последнее преимущество особенно хорошо относится к спиральной конструкции.

По собственному устройству модели могут достаточно сильно отличаться. Исходя от величины пластины, частотность конструкции значительно изменяется. Заодно нужно учитывать, что самодельные антенны могут включать в себя предметы, выполненные из пластика и металла.

Антенна для модема бывает разных видов. Наиболее простая – это - всенаправленная. Она может осуществлять прием и передачу сигнала во всех направлениях одинаково интенсивно. В частности, такой может быть простой четвертьволновой вибратор. Если пояснять упрощенно, это кусок провода, который обладает протяженностью четверть волны того сигнала, что принимается.

Секторная антенна может осуществлять ограничение излучения в конкретном секторе. В частности если за всенаправленным устройством выставить железный лист, то получится секторная конструкция. Ее сектор составит 180 градусов. Подобный железный лист называют экраном.

Наиболее эффективной является направленная конструкция. Благодаря правильному выбору экранной кривизны можно сделать узконаправленный луч, который будет излучать радиоволна.

Главные антенные узлы это:

• вибратор, на который происходит индуцирование, наведение волны электромагнитных колебаний, которые посылаются передатчиком сотового оператора;
• кабель вместе с узлом согласования, передающий индуцированный сигнал непосредственно от вибратора;
• узел сигнальной передачи с кабеля прямо на модемный вход;
• рефлектор, который устраняет помехи, а также отраженные сигналы для повышения приемной мощности.

Антенна Харченко собственными руками является превосходным приспособлением для всех, кто стремится обладать качественной связью без необходимости затрачивать крупные средства. Ее весьма просто изготовить даже обычному человеку, не обладающему соответствующими профессиональными навыками. Результат в действительности превосходный. Подобная конструкция прослужит на протяжении длительного времени.

Делаем внешнюю антенну

Как правило, внешняя антенна собственными руками для 4g модема наделена двумя квадратными компонентами. Выполненный расчет антенны Харченко на частоту 2100 МГц показывает, что размеры сторон компоненты должны равняться 53 миллиметров каждая.

Вместе с тем для уменьшения внутренней сопротивляемости антенны умельцы советуют делать не квадратные компоненты, а ромбовидные, у которых угол составляет 120 градусов.

Подробная инструкция изложена на данном видео:

Как усилить сигнал 4G?

Для того чтобы увеличить эффективное применение антенны для USB модема, ее оснащают рефлектором - стальной пластиной. Ее можно сделать из фольгированного текстолита. Дистанция между антенной и рефлектором должна быть 36 миллиметров. Для того чтобы создать дистанцию между антенной и рефлектором, можно применять какой-то колпачок или коробочку.

Современная жизнь без доступа к интернету уже немыслима. Но провайдеры далеко не всегда способны предоставить качественную линию соединения своим клиентам, ведь надежная связь возможна лишь в области уверенного приема. А она, в свою очередь, ограничивается мощностью передатчика, расположением местности (в низинах сигнал неуверенный), а также дистанцией. Повысить качество сигнала и расширить дальность его приема можно благодаря подсоединению к антенне Харченко для 3G или 4G.

При соответствующих настройках эта антенна - одновременно и усилитель, и приемник. Как антенну этот биквадрат предложил использовать изобретатель и ученый Харченко. Биквадрат - это подвид рамочных антенн , которые в первую очередь относят к виду зигзагообразных.

К. П. Харченко предложил это устройство в качестве антенны еще в середине прошлого столетия (1961 г.) для использования в качестве приемника телевизионных передач. Тому есть серьезное основание: является историческим, зафиксированным фактом, что, настроив свою антенну на частоту 14 мегагерц и придав ей необходимое положение, ученый получил сигнал из Америки.

Сейчас усилитель сигнала мобильной связи и интернета можно без каких-либо проблем купить в специальных магазинах либо выполнить антенну Харченко своими руками.

В числе заводских моделей антенн-усилителей легко отыскать мощные приспособления с высокими характеристиками. Но достаточно часто можно обойтись несложной конструкцией, которую легко собрать из подручных средств собственноручно. Достаточно воспользоваться известной разработкой Харченко.

Согласно исследованиям создателя, по выходным параметрам антенна надежно усиливает работу цифровых устройств, работающих на мобильных платформах, формируя увеличение приема сигнала до 3−4 Дб, причем даже без использования рефлектора, а с его внедрением - вплоть до 8−9.

Чтобы создать антенну Харченко для 4G модема своими руками, а также для усиления сигнала 3G, можно обойтись наименьшим набором устройств и приспособлений, которые наличествуют у любого домашнего мастера. Потребуется:

Если клея нет, его можно сделать самостоятельно. Для этого нужно растворить на дне стеклянной посуды обычный пенопласт бензином или ацетоном.

Устройство и оптимальные габариты

Как известно, 4G-модем функционирует на частоте 2100 МГц. Ей равносильна длина волны 143 миллиметра. Сейчас ещё попадаются модели, которые созданы под 900 МГц, и те, которые используют составной порядок, однако они уже утрачивают свою актуальность.

Ключевыми узлами усилителя являются:

• вибратор - на него индуцируются волны магнитоэлектрических колебаний, которые посылаются передатчиком провайдера 4G;
• антенный провод с элементом согласования, который транслирует индуцированный радиосигнал от вибратора;
• блок передачи сигнала с провода на вход модема;
• отражатель, который устраняет перерывы сигнала и отражающие шумы - он нужен для повышения мощности приема.

Важно обратить внимание на вид используемого металла. Для усилителя, как правило, применяют медь или алюминий. В домашних ситуациях, принимая во внимание небольшие параметры вибратора, легче подключать кабель пайкой. По этой причине сразу нужно остановиться на меди, даже не оценивая ряд прочих ее положительных сторон.

Особую роль играют конфигурация и размеры поперечного сечения. Рекомендуется сооружать антенну Харченко из провода с поперечным сечением не менее 5 мм² и диаметром 2,5 мм, так как эти параметры, согласно народному опыту, наиболее благоприятны. Сразу стоит оговориться, что допускается брать толщину 2,3 мм с сечением 4 мм², которая несущественно сократит характеристики приема. Если потребуется, то допустимо осуществить монтаж с сечением 2,5 мм², но это уже испортит качество сигнала, повысит его угасание. Хотя для какого-либо конкретного случая или местности это может быть вполне возможно - следует подходить индивидуально.

Для приема уверенного сигнала необходимо обращать внимание на симметрию квадратов и равнозначный размер побочных поверхностей.

Основное отличие от стандартных антенн, с которым может столкнуться частный мастер - это размер волнового противодействия, а оно может составлять 75 или 50 Ом. Для сокращения утрат мощности надежнее применять провод с меньшим сопротивлением. Он больше годится по электронным показателям, сильнее согласовывается, гарантирует наименьшие потери сигнала. Впрочем, употребляя один из этих видов проводов, лучше точнее подобрать под него механические габариты вибратора. В таком случае утечки мощности сигнала станут наименьшими.

В роли экрана может быть любая стальная пластина. Его можно вырезать из жести или выпилить болгаркой из ненужной алюминиевой кастрюли. Если и металла никакого нет, то можно выйти из положения и взять фанеру или картон и оклеить фольгой. Можно не переживать за результат - ощутимой разницы не будет. В любом случае полученная конструкция сможет перекрыть идущий волновой фон с разных сторон.

Отлично себя показывает отработанный DVD-диск. Повысить его эффективность можно, покрыв алюминиевой фольгой одну из сторон. Этот вариант превосходно справляется с отражением волн. Его дополнительный плюс - эстетичный облик и существенное облегчение работы.

Чтобы использовать диск, потребуется лишь помазать его клеем и зафиксировать на крышке от пластиковой бутылки. Также нужно отрегулировать дальность вибратора от рефлектора. Это можно сделать с помощью дополнительных шайб (можно взять от винтов) или обрезки лишней толщины.

Собирая усилитель, нужно обращать внимание на параллельность площадей вибратора и рефлектора.

Сначала следует создать вибратор. Первостепенное значение имеют размеры и симметрия. Чтобы придать максимальную симметрию установке, необходимо все грани квадратов сделать абсолютно одинаковыми. Добиться это можно двумя способами:

• обязательно провести предварительную разметку проволоки маркером;
• применить контрольный шаблон определенной длины.

В первом методе пассатижи ставят на разметку провода и выгибают последний под углом 90 градусов, чтобы проконтролировать изгиб по угольнику.

Во втором случае требуется отделить часть проволоки по масштабу, слегка большему по величине, чем стороны квадрата, а после этого подточить напильником или крупной шкуркой до контрольной размера. Выполненный шаблон совместно с проволокой кладётся в губки пассатижей таким образом, чтобы один конец одновременно с проводом упирался в твердую плоскость, а второй сошёлся с выходной плоскостью плоскогубцев. Также для гарантии ровности поверхностей можно совершить расчет онлайн, воспользовавшись специально разработанным для таких целей калькулятором антенны Харченко.

После этого усилием руки изгибают вибратор, использовав при этом контрольный шаблон для каждого края квадрата. После того как проволока полностью выгнута, ее оставшуюся часть устраняют бокорезами. Происходит поверочный обмер граней, который обеспечивает симметрию в положении каждой из сторон в одной плоскости.

Подсоединение и варианты передачи сигнала

В середине крышки от бутылки просверливается дрелью или вырезается ножиком отверстие, слегка меньше диаметра кабеля (чтобы конструкция была более устойчивая). Вводится конец провода. После этого разбирается так, чтобы оголилась центральная жила с местом для залуживания и пайки.

Подсоединение проводов проводится любым паяльником (можно даже самодельным). Когда пайка окончена, крышку натягивают на вибратор, ведя по кабелю.

Надёжность соединения можно увеличить путем применения клея и проведения мелких пропилов в пластиковой пробке.

DVD-диск сквозь центральное отверстие вводится в кабель и приклеивается к торцу пробки. В этой установке рефлектор и вибратор не предполагают между собой электроконтакта.

Собранный таким образом антенный вибратор вместе с рефлектором гарантируют хороший прием электромагнитной волны сигнала бесконтактно от передатчика и перенаправляют его по коаксиальному проводу. Теперь только остается перенаправить его на модем.

Перенаправление 4G-сигнала на модем можно урегулировать двумя путями:

• выполнить прямое подключение кабелей коаксиального провода непосредственно к плате модема;
• употребить сделанную антенну Харченко в качестве промежуточного звена усиления и с ее использованием выполнить передачу принятого сигнала на интегрированную антенну приёмного устройства.

Первый способ, в свою очередь, предполагает два решения в зависимости от того, есть ли на модеме специальный разъем для подсоединения к внешней антенне или он отсутствует.

Если разъем есть, то это избавит самодеятельного мастера от решения дополнительных задач. Тогда понадобится только припаять концы коаксиального провода ко второй части разъема и через него подсоединять антенну.

Если разъема нет, то для организации прямого подключения к плате модема понадобится не только разборка коаксиального кабеля, но и пайка стержневой жилы с экранным слоем к микросхемным дорожкам. Это весьма сложная и тонкая техническая работа, которую требуется совершать точно, безопасно и с полным следованием технологии. В противном случае модем выйдет из строя, и тогда его придется покупать снова.

С этой задачей справится любой. Нужно будет на выходные точки коаксиального провода припаять электроды - они станут генераторным узлом и будут излучать общепринятую и интенсивную магнитоэлектрическую волну прямиком на антенну модема. Нужно сделать какой угодно ниткой один виток по внешнему контуру корпуса модема и замерить его размер линейкой. После этого нужно добавить 5 мм и вырезать из фольги или консервной банки пару полосок по 75 мм в длину и 45 и 27 в ширину.

Широкую часть для стержневой жилы нужно выгнуть по конфигурации модема, а для экрана - полукругом, после чего припаять их к антенне Харченко.

Электроды нужно развести на незначительное расстояние и направить их таким образом, чтобы они производили и адресовали принятый магнитоэлектрический сигнал на интегрированную антенну модема. Их наилучшее расположение можно подыскать опытным путем.

Теперь все готово. Остаётся только вставить 4G-модем в разъем ноутбука, а после этого проверить качество сети.