Простая выносная антенна lte 4g 3g своими руками питание по витой паре

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 09.09.2024

Когда живешь вдалеке от вышек сотовой связи, даже элементарный звонок может быть настоящей проблемой. Что уже говорить о приеме интернета по средству каналов 3G и 4G. Однако, данную проблему на самом деле можно относительно легко и весьма изящно решить. Для этого потребуется поработать руками и соорудить небольшую антенну. Благо все материалы для нее очень доступны.

Материалы и инструменты

Понадобятся кое-какие материалы.

Для создания 3G/4G антенны понадобится шпилька цельнорезьбовая М6 или М8 длиной 140 мм, тонкая жесть из любого металла, гайки под шпильку в количестве 12 штук, коаксиальный кабель длиной до 12 метров – 2 штуки. Также понадобится F-разъем для ТВ кабеля – 4 штуки и разъем Pigtail с переходником – 2 штуки.

Матчасть

Сразу поясним, что параметры сборки для антенн 3G и 4G отличаются. Вся суть в диапазоне частоты, которую использует оператор. Для этого следует взять телефон и выполнить поиск операторов сети. Среди многочисленных 2G сигналов следует искать нужный нам. Зная, какой именно оператор обеспечивает соответствующее покрытие, приобретаем подходящую SIM-карту. Ниже приведены схемы антенн-пушек для разных сигналов с характеристиками.

Сборка антенны

Ничего сложного нет.

При сборке антенны необходимо соблюдать точность, вплоть до последнего миллиметра. При этом ничего принципиально сложного в нем нет. Сначала следует вырезать из жести 6 дисков, как на рисунках. Идеальным материалом для этого станет листовая медь. Резать ее можно даже канцелярскими ножницами. Диаметр дисков должен составлять 100, 74, 54, 39, 39, и 39 мм (для антены 3G 2100 МГц). Однако прежде чем вырезать диски, лучше заблаговременно сделать центральные отверстия.

Такая антенна поможет.

На диске 74 мм сразу готовим отверстие для пайки жилы провода на расстоянии 11 мм от края. Здесь же будут крепиться оба коаксиальных провода для ТВ. Второе отверстие также делается с отступом в 11 мм и под углом 90 градусов относительно первого отверстия. Из пары обыкновенных телевизионных F разъемов нужно отломать выступающую часть и запрессовать ее на диске в 100 мм, как показано в видео ниже. Телекабеля крепятся к самому большому диску. После установки провода припаиваются. Приделываем к антенне ручку и останется только прикрепить к нашему проводу разъемы Pigtail.

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 4x4 можно работать в диапазоне от 1 до 4 потоков, если же речь идет о MIMO 4x2, то потоков может быть только 1 или 2.

Для работы потребуются:

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

Последовательность действий:

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

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

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

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

Подробное описание изготовления 4G антенны для приёма интернет сигнала: чертежи, размеры и пошаговые фото изготовления антенны.

Обычно для жителей городов, проблем с 4G интернетом нет, но за городом, в селе или на даче, сигнал 4G значительно уменьшается или вообще отсутствует.

Эту проблему можно решить, если собрать антенну, которая позволит улавливать сигнал на расстоянии около 30 км от базовой станции мобильной связи.

Материалы для изготовления 4G антенны:

резьбовая шпилька М6 или М8, длиной 140 мм;
гайки под шпильку – 12 шт.;
тонкая жесть из любого металла;
коаксиальный кабель длиной до 12 м – 2 шт.;
разъем Pigtail с переходником – 2 шт.;
F разъем для ТВ кабеля – 4 шт.

Немного теории

Параметры антенны отличаются для 3G или 4G интернета. Важен диапазон частоты, на котором работает нужный оператор. Чтобы собрать правильную антенну его нужно узнать. Для этого следует войти в настройки сети телефона и выполнить поиск операторов сети. В выдаваемом списке со множеством 2G позиций нужно искать только 3G и 4G. Зная какой оператор обеспечивает нужное покрытие в данной местности можно купить подходящую SIM-карту этого оператора и модем, саму антенну можно сделать своими руками.

При сборке антенны важно соблюсти все размеры вплоть до миллиметра. Для каждого типа сети они разные. Обычно 4G сеть работает с частотой 2600 МГц, в 3G – 2100 МГц. Иногда 4G и 3G имеют частоту 1800 или 850 МГц.

Схема 4G антенны для частоты 2600 МГц.

Схема 3G антенны для частоты 2100 МГц.

Схема 3G и 4G антенны для частоты 1800 МГц.

Схема 3G и 4G антенны для частоты 850 МГц.

Далее показан процесс изготовления антенны (размеры используйте только под частоту вашего оператора мобильной связи).

В качестве примера будет собрана антенна 3G под частоту 2100 МГц. Процесс изготовления устройств разных параметров аналогичный, но отличается по диаметру сегментов и расстоянию между ними. Сначала нужно из жести вырезать 6 дисков. Я применяю тонкую листовую медь, поскольку она легко разрезается с помощью канцелярских ножниц. Диаметры сегментов антенны согласно схеме должен составлять 100, 74, 54, 39, 39, и 39 мм.

Поскольку важно соблюсти размеры до миллиметра, то лучше сначала просверлить отверстие под диаметр имеющейся шпильки, а уже после по нему циркулем построить плоскость для выреза диска.

На диске с диаметром 74 мм нужно подготовить отверстие для пайки жилы провода. Оно сверлится на расстоянии 11 мм от края. Данная антенна при работе с 3G диапазоном требует присоединение 2 коаксиальных ТВ проводов. Длина каждого из них не должна превышать больше 12 м. Второе отверстия нужно просверлить тоже на расстояние 11 мм от края, но под углом 90 градусов относительно первого.

Теперь приложив диск на 74 мм к большому сегменту на 100 мм нужно сделать разметку под большие отверстия для ввода коаксиального телевизионного кабеля вместе с оплеткой.

Из пары обыкновенных телевизионных F разъемов нужно отломать выступающую часть, как сделал я, и запрессовать их в имеющиеся отверстия на диске 100 мм. Для надежности разъемы лучше немного обжать.

Теперь нужно зафиксировать диски на шпильку в указанной очередности и с соблюдением расстояния предложенного схемой. Дистанция между сегментами на 100 и 74 мм составляет 10 мм, в следующем переходе между дисками расстояние будет соответственно 9, 33, 33 и 33 мм. Каждый элемент фиксируется двумя гайками, по одной из каждой стороны.

При сборке нужно еще раз перепроверить расстояние между дисками, поскольку отклонение приведет к уменьшению качества приема сигнала.

Далее нужно подсоединить коаксиальные кабеля к большому диску. Это нужно сделать так, чтобы центральная медная жила каждую провода входила в тонкое отверстие на соседнем сегменте с диаметром 74 мм. После установки проволоку нужно припаять, ни в коем случае не загибая.

К выступающему хвостику шпильки на задней части антенны нужно прикрепить деревянную, пластиковую или металлическую планку, выполняющую роль держателя. Для надежности к ней можно подвязать коаксиальные кабеля, чтобы не создавать нагрузку на тонкий жестяной диск, к которому они припаяны.

Теперь на свободные концы коаксиального кабеля нужно закрепить разъемы Pigtail с переходниками. Именно они и подключаются в 3G 4G модем. Все антенна готово, осталось ее установить.

Антенну подключаем к 4G модему в котором уже есть сим карта выбранного оператора связи.

Процесс изготовления 4G антенны показан также в этом видео:

Скоростной интернет в современном мире является неотъемлемой частью жизнедеятельности человека. Известно, что подключение к Всемирной паутине на компьютере происходит посредством модема, который подразделяется на стационарный и беспроводной. Если это кабельное оборудование, здесь всё довольно просто и скорость высокая. Если используется переносной модем (2G, 3G или 4G), то не всегда получается получить качественное высокоскоростное соединение. И здесь на помощь может прийти банальная антенна.

Инструкция по изготовлению антенны для 4G модема самостоятельно.

Не стоит сразу подрываться и покупать промышленно изготовленный усилитель. Он довольно дорогой и подходит не к каждому модему, так как требует встроенный разъём или дополнительный адаптер, который сопоставим по стоимости с самим 3G или 4G-роутером. И тут, естественно, возникнет вопрос, как сделать антенну для модема своими руками, не имея при этом определённых навыков.

Зачем нужна антенна для модема

Перед тем как разобрать способы самостоятельного изготовления усилителя следует знать причины плохого интернет-соединения, от которых во многом зависит и качество связи.

Обычный перегруз сети.
Большое расстояние от модема до станции провайдера.
Нахождение 4G-устройства в определённой части дома.
Преграды между роутером и раздаточной станцией.

Как можно увеличить сигнал роутера

Если вы приобрели 4G-модем, к примеру, Мегафон, на смену старому маршрутизатору, а заявленная скорость осталась прежней, то проблема, скорей всего, заключается в слабом сигнале этой местности. В этом случае можно изготовить компактную антенну своими руками.

Как сделать своими руками антенну для модема

Не секрет, что главным критерием эффективной работы современного 4G-роутера, будь то Билайн, Мегафон, МТС и др. является не количество показанных управляющей программой процентов, децибел и палочек на шкале wi-fi, а реальное увеличение скорости. И несоответствие параметров скоростного режима с натуральными показателями приобретённого модема ещё не причина отказываться от того или иного поставщика интернет-услуг. Если имеется сигнал, то вполне реально усилить его, повысив при этом скорость и качество, с помощью антенны, сделанной своими руками.

Проволочная антенна

Это самый простой и примитивный вариант усиления сигнала своими руками. Необходимо взять обыкновенную медную проволоку и одним его концом на 3–4 витка обмотать верхнюю часть 4G-модема. Другой конец поднять кверху. Этот способ ненамного усилит сигнал, но всё же может сделать связь более стабильной.

Баночная антенна

Эта конструкция считается самой эффективной из всех видов самодельных приспособлений и для этого нужно:

Взять медную проволоку (3–4 мм) и согнуть её так, чтобы образовалось 2 одинаковых ромба (с углом 120°) небольшой величины (со стороной 53 мм).
В месте соединения ромбов припаять деталь для крепления высокочастотного кабеля.
Для усиления антенны можно присоединить к ней металлическую пластину (рефлектор).
Если 4G-модем не имеет разъёма для внешней антенны, то следует обернуть центральной жилой кабеля вокруг него 3–4 витками.

Если имеется спутниковая тарелка, можно сделать замечательный усилитель своими руками. Для этого необходимо в фокусе уже установленной антенны прикрепить модем, подключить его к ПК с помощью USB-кабеля и настроить на нужную станцию. Но здесь есть свой нюанс: как самому настроить антенну. Тарелку следует направлять не вверх, как у телевидения, а вниз, периодически вращая её и с помощью специальной программки следить за изменениями в интернет-соединении. После обнаружения максимального значения антенну нужно зафиксировать.

ВАЖНО. Тарелка для интернета не должна быть связана с телевизионной. А для защиты 4G-модема от осадков, можно использовать пакет или пластиковую бутылку, это никак не повлияет на качество сигнала.

Чтобы добиться нужного результата, возможно, придётся попробовать разные варианты самодельных антенн. Главное, что каждый из этих способов действительно работает и способен реально помочь, даже в самой безвыходной ситуации.

Читайте также: