Как усилить 3G/4G сигнал с помощью антенны, репитера и роутера?

1. Каковы причины низкого уровня сигнала?
2. На каких частотах работает 4G
3. Антенна со встроенным модемом 2G/3G/4G (Мегафон, Yota, МТС, Билайн, TELE2)
4. Антенны со встроенным роутером и модемом
5. Подключение антенны и роутера по коаксиальному кабелю
6. Усилитель 4G LTE сигнала на базе внешней антенны и роутера заводского исполнения
7. Усиление 4G сигнала с помощью репитера
8. Рекомендации при выборе усилителя интернет-сигнала
9. Сравнение вариантов усиления 4G сигнала в загородном доме
10. Выводы

Модемы 3G и 4G сегодня распространены повсеместно. Они есть у каждого второго пользователя. И это не случайно, ведь их удобство, технические характеристики устраивают многих. Однако многие пользователи постоянно сетуют на плохое качество связи. И вопрос возникает только один: «Как усилить 4G сигнал и увеличить скорость Интернета через модем?»

На каких частотах работает 4G

Таблица частотных диапазонов и стандартов сотовой связи

На 2022 г. стандарт 4G функционирует в 6 частотных диапазонах 450, 800, 900, 1800, 2100 и 2600 МГц. Чем выше частота, тем меньше радиус действия соты. Поэтому в плотнонаселенных областных городах, где наибольшее скопление базовых станций, в основном, используется частота 2600 МГц. А для более отдаленных от вышки абонентов применяются низкие частоты – 1800 и 800 МГц. Тут написано: как измерить уровень и частоту сигнала смартфоном.

Так работают все операторы, кроме Теле2. У этого провайдера нет частотного ресурса в 1800 МГц, он компенсирует это использованием частоты 450 МГц. Здесь применяется специальное оборудование под брендом Skylink, а низкие частоты позволяют увеличить радиус действия соты до 20 км и обеспечить наилучшее проникновение сигнала в здания.

Виды усилителей интернет-сигнала:

—

Обладает небольшим КУ
OMEGA 3G/4G MIMO

Цена: 4500 р

ТТХ:
Диапазон частот, МГц: 1700-2700 Коэффициент усиления, дБ: 2×16-18 Допустимая мощность передачи: 50 Вт Габариты, см: 45 х 45 х 6 Масса, грамм: 2900

Вторая антенна проработала у меня уже несколько лет и участвовала в предыдущем тесте. Зарекомендовала себя очень хорошо при работе как напрямую с вышкой, так и с отраженным сигналом. Так как диаграмма направленности у нее уже, чем у всенаправленной антенны, то и коэффициент усиления вырос до 16-18 dBi, в зависимости от частоты сигнала. Кроме того, работает она в режиме MIMO, а это уже дает прирост в скорости. Стандартное крепление на штангу обеспечивает возможность настройки как по горизонту, так и по вертикали. Кроме того, крепление позволяет повернуть антенну на 45 градусов, чтобы сменить поляризацию — иногда это дает выигрыш в несколько мегабит. Большая, герметичная и эффективная! И если без этой антенны показатели RSRP/SINR были -106/10, то с панельной антенной выросли до -98/11. Это дало прирост в скорости на скачивание с 13 до 28 Мбит/с, а на отдачу с 12 до 16 Мбит/с. То есть двукратный прирост на скачивание на той же БС — отличный результат. Кроме того, антенна, благодаря небольшому углу, позволяет отсечь ближние, но более загруженные базовые станции и переключиться на другие, менее загруженные. Стоит только учесть, что кабельную сборку желательно делать покорочее, чтобы не терять сигнал в проводах.

Антенна со встроенным модемом 2G/3G/4G (Мегафон, Yota, МТС, Билайн, TELE2)

Данное решение появилось на рынке одним из первых, в начале 2010-х годов, как раз в эпоху развития беспроводного 3G и спутникового интернета.

Позволяет усиливать 2G/3G/4G сигнал всех операторов мобильной связи: МТС, Билайн, Теле2, Мегафон, Yota.

Антенна со встроенным модемом с разобранным корпусом

Антенна со встроенным модемом — вид сзади

Плюсы:

• быстрый интернет;
• низкая цена оборудования (5-7 тысяч рублей);
• подключение через гибкий кабель.

Минусы:

• ограничение длины USB-кабеля до 10 м.
• при тонком кабеле длиной более 4 метров, роутер «теряет» модем, требуя перезагрузки системы. К тому же недобросовестные продавцы пытаются продать завалявшиеся у них устаревшие модели модемов.
• образование конденсата внутри коробки приводит к выходу ее из строя.

Антенны со встроенным роутером и модемом (МТС, Билайн, Мегафон, TELE2, Yota)

Это усовершенствованный вариант предыдущего комплекта. За счет размещения роутера и модема в корпусе антенны удалось избавиться от USB-кабеля и заменить его витой парой. Питание устройства осуществляется по технологии POE. Стоимость на Митинском радиорынке 13000-15000 рублей и выше. Роутер чаще всего используют Zyxel Keenetic 4G.

Антенна со встроенным модемом и роутером — вариант 1

Антенна со встроенным модемом и роутером — вариант 2

Плюсы:

• допустимая длина кабеля от антенны – до 100 метров;
• поддерживает все стандарты связи;
• витая пара тонкая и гибкая, ее легко завести в дом.

Минусы:

• большой вес;
• в силу того, что все домашнии роутеры и модемы должны использоваться при температуре от 0 до 40 градусов, переохлаждение или перегревание конструкции в уличных условиях приводит к поломкам. Врядли переживет больше 1 зимы, а летом на солнце внутри корпуса антенны температура может подняться до 60-70 градусов цельсия и чипсеты будут перегреваться.

Панельная 4G антенна

Передатчик, собранный по этой методике, усиливает сигнал в 15-22 дБ, ловя Wifi соединение в диапазоне 7 км. За основу взята схема антенны FA 20, данное устройство подходит для стандарта 4G. В его изготовлении потребуются:

• стеклотекстолит или же лист более предпочтительного оцинкованного железа;
• плоскогубцы;
• наждачка;
• шаблоны;
• сверло;
• напильник;
• 6 штук болтов м3 и втрое больше гаек м3;
• паяльник, олово и флюс к пайке;
• дрель;
• ножницы для резки металла;
• штангенциркуль;
• проволока из меди диаметром 2 мм.

Экран сооружается в форме прямоугольника с габаритами 490×222×20, на его плоскости следует выполнить точную разметку положения панелей антенны. В местах их крепления сверлятся отверстия. Не менее важной является точная вырезка на основе приклеенной к оцинкованному железу распечатки шаблонов. Заключительным этапом является сборка с припаиванием проходящей у оснований панелек проволоки и кабеля USB сзади.

Подключение антенны и роутера по коаксиальному кабелю

Роутер Zyxel Keenetic 4G с переходниками на коаксиальный кабель

Антенна MIMO 2×2

В данном решении модем и роутер находятся в помещении и связаны с антенной коаксиальным кабелем. Стоимость комплектов от 12000 до 14000 рублей.

За эти деньги вы получите:

• надежное и не зависимое от погодных условий оборудование;
• высокоскоростной интернет при соблюдении следующих условий монтажа – минимальная длина кабеля и точная ориентация антенны на вышку оператора.

Минусы:

• диаметр кабельного разъема составляет 2 см, что требует высверливания в стенах больших отверстий. Сам кабель толстый и негибкий, что затрудняет его незаметную прокладку в помещении, а максимальная длина его ограничена 15-ю метрами. Чем длинее будет кабель, тем больше затухание сигнала и меньше скорость интернета.

Усилитель 4G LTE сигнала на базе внешней антенны и роутера заводского исполнения

На сегодняшний день это самое высокотехнологичное решение для обеспечения загородного дома скоростным интернетом, работает со всеми возможными частотами 450,800,900,1800,2600 МГц.

Mikrotik SXT LTE KIT и Mikrotik LHG LTE kit

Mikrotik SXT LTE KIT

Mikrotik LHG LTE kit

Плюсы:

• работает на LTE FDD bands 1 (2100MHz) / 2 (1900MHz) / 3 (1800MHz) / 7 (2600MHz) / 8 (900 MHz) / 20 (800MHz) / 31 (450MHz) ;
• работает на LTE TDD bands 38 (2600MHz) / 40 (2300MHz) / 41n (2500MHz) / 42 (3500MHz) / 43 (3700MHz) ;
• рабочая температура от -40 до +60 градусов;
• усиление антенны Mikrotik SXT LTE KIT — 9 и 10.5 dBi
• усиление антенны Mikrotik LGH LTE KIT — 17 и 21 dBi
• поддерживает технологию MIMO 2х2, что дает максимальную скорость в интернет-канале;
• питается по технологии POE от гибкого кабеля (витая пара) с максимальной длиной 100 метров;
• можно закрепить работу устройства за определенной базовой станцией на любой частоте и канале;
• это единственное устройство на рынке оснащенное двумя слотами для СИМ-карт, которое позволяет резервировать интернет дополнительным сотовым каналом.

Из минусов можем отметить неудобство смены СИМ-карты, если устройство установлено на мачту, придется туда залезать или опускать все на землю.

График зависимости усиления антенны от частоты — Mikrotik SXT LTE KIT

График зависимости усиления антенны от частоты — Mikrotik LHG LTE kit

В комплекте рекомендуется приобрести Wi-Fi маршрутизатор, а лучшим дополнением к комплекту станет бесшовный Wi-Fi роуминг в вашем загородном доме.

Усиление 4G сигнала на даче с помощью репитера

Этот способ подходит только для усиления сигнала сотовой связи. Компании, предлагающие усилить 4G сигнал для повышения скорости интернет-соединения, некомпетентны и раздают пустые обещания.

Репитер – устройство для компенсации потерь сигнала в кабельных трассах. Как любое активное устройство, репитер создает в цепи дополнительный шум, уменьшая тем самым скорость передачи данных. При этом он может работать только на одном канале и не поддерживает технологию MIMO. Таким образом, решение на базе активных усилителей (репитеров) дороги, но абсолютно бесполезны.

Особенности устройства

Существуют разные виды самодельных приспособлений для усиления мобильного сигнала, самыми распространёнными из которых являются:

• антенна Харченко;
• усилитель MIMO;
• дисковая антенна или «Пушка»;
• усилитель Туркина-Полякова;
• волновая антенна Уда Яги;
• панельный усилитель.

Эти универсальные средства позволяют ускорить интернет в сельской местности, на природе и в прочих местах с плохим доступом к мобильной сети. При отсутствии же связи с оператором или вне зоны его покрытия данные приспособления окажутся бесполезны.

Самодельный усилитель сигнала может значительно повысить эффективность соединения, он подходит для создания беспроводной сети и раздачи интернета с роутера. Чтобы использовать такую антенну нужно просто подключить её в соответствующий разъём модема. Подбор штекера или Pigtail-переходника зависит от модели устройства. В некоторых случаях его входы закрыты корпусом, который снимают или делают в нём небольшие отверстия.

Степень улучшения связи зависит от соблюдения инструкций по сборке, габаритов и материалов подобранных компонентов, а также нюансов установки устройства. Для большей эффективности некоторые из параметров его составляющих выявляют путём предварительных расчётов.

Далее подробно рассматривается один из самых популярных простых усилителей 4G-сигнала по технологии Харченко и процесс его изготовления. Изначально он предназначался для лучшего приёма телевизионных трансляций, однако эта же конструкция подходит для улучшения доступа к современным беспроводным сетям. Также приведены краткие рекомендации и описания к простейшему и более требовательному мощному вариантам усилителя.

Наши рекомендации при выборе усилителя интернет-сигнала

1. Так как за пределами города в большинстве случаев работает только LTE 800 и LTE 1800, то будьте внимательны при приобретении антенны. Устройство, предназначенное для частоты 2600, будет функционировать только в городской черте.
2. Любой комплект монтируется на максимально возможной высоте. Например, антенна устанавливается на мачту (4-6 метров) и на крышу здания. Так как, чем меньше препятствий на пути сигнала от вышки до приемной антенны, тем качественней и быстрее интернет. В качестве иллюстрации следующий пример: антенна, установленная на уровне окна, дает скорость соединения – до 5 Мбит/сек, поднятая на крышу даст – 10 Мбит/сек, а установленная на 6-метровую трубостойку даст 20-30 Мбит/сек. Даже маломощная антенна на высоте обеспечит такую же скорость соединения, как мощная, но смонтированная на уровне окна.
3. Старайтесь как можно точнее направить антенну на базовую станцию оператора. Это играет даже большую роль, чем коэффициент усиления устройства. Самый большой КУ у узконаправленных антенн, поэтому отклонение такой антенны от вышки на 2-3 градуса уменьшит КУ в десятки раз.
4. Важно
   . Скорость интернета зависит не от того насколько сигнал сильный, а от того насколько в нем мало помех (соотношение сигнал/шум).

—

Габариты

Подведение итогов

Сравнительное тестирование показало, что даже без антенны, при хорошем возвышении (10 м от земли), роутер Zyxel LTE3316-M604 может обеспечить приемлемую скорость работы с Интернетом. Но роутер не оставишь на улице, поэтому данный вариант подходит в квартире, офисе, но не там, где вышку даже с биноклем не разглядеть.

Антенна FREGAT MIMO подойдет тем, кто по ряду причин не может получить радиосигнал в месте установки роутера. Это могут быть экранированные стены, низкое расположение, иные помехи. А две антенны в едином корпусе обеспечат поддержку технологии MIMO, что должно увеличить скорость работы.

Что касается панельной антенны OMEGA 3G/4G MIMO, то она себя показала очень достойно. Работа как с прямым, так и с отраженным сигналом, масса вариантов монтажа, хороший коэффициент усиления. Небольшие габариты не дают большой парусности, а выигрыш в скорости заметный. Можно брать смело, если сигнал 3G/4G есть, но крайне слабый или его нет вообще. Ну а параболическая сетчатая антенна PRISMA 3G/4G MIMO подойдет для самых отчаявшихся, потому что с таким усилением и возможностью точной настройки на БС можно получить связь даже в самой отдаленной деревне, если в радиусе нескольких десятков километров есть базовая станция сотового оператора.

Заключение

На данный момент я оставил работать антенну OMEGA 3G/4G MIMO. Пришлось несколько переместить штангу крепления на стене, так как габариты антенны диктуют свои условия. При кабеле длиной 3 метра и выбранном роутере я видел скорости до 50 Мбит/с, когда БС была наименее загружена. Это стремится к теоретическому пределу скорости в 75 Мбит/с при имеющихся условиях работы БС: частота Band3 -1800 МГц, ширина канала 10 МГц. Но главное, что при удалении более 8 км от базовой станции, мне удалось получить скорости близкие к тем, которые можно иметь в непосредственной близости от вышки. Приведу для примера картинку покрытия радиосигнала при использовании различных частот.

В заключении скажу, что обеспечить себя хорошим интернетом на даче или в частном доме можно всегда. Не стоит опасаться незнакомого оборудования: для выбора 3G/4G роутера просто прочитайте мою предыдущую статью. А при выборе антенны обращайтесь к тем, кто ими занимается всерьез — там подберут оптимальное решение и даже подготовят все кабельные сборки. Вам на месте останется только всё подключить. Удачи, хорошего пинга и стабильной скорости!

Сравнение вариантов усиления 4G сигнала в загородном доме

* — для поддержки режима необходимо подключить Wi-Fi точку доступа, мы рекомендуем сразу делать бесшовный W-Fi роуминг.

Всенаправленная антенна 3G

Всенаправленная антенна 3G

не имеет высокого коэффициента усиления и выраженной диаграммы направленности, и как правило излучает и принимает сигнал вокруг себя. Полосовые и широкополосные всенаправленные антенны 3g 4g применяются обычно внутри помещений для раздачи сигнала и приема сигнала для передачи к исполнительскому устройству. Снаружи всенаправленная круговая 3g антенна используется в случае, если нет требований к получению сигнала с определенного направления и его многократному усилению. Подобными требованиями характеризуются круговые всенаправленные антенны 3g 4g на магнитной подушке штыревого исполнения для подключения их к модемам, роутерам или банковским, платежным и кассовым терминалам.
Всенаправленные антенны 3G
обладают рядом особенностей:

• чаще всего — это компактность и универсальность при монтаже внутри помещений;
• нет потребности в покупке и эксплуатации дополнительных устройств;
• сигнал принимается и передается вокруг антенны.

Выводы

Для увеличения скорости интернет-соединения оптимален вариант — внешняя антенна с интегрированным LTE роутером ИЛИ подключение антенны к роутеру по коаксиальному кабелю. Кабель при этом выбирайте самый толстый, с волновым сопротивлением 50 Ом. Не покупайте более дешевый телевизионный кабель. Он НЕ подойдет! Антенна должна быть установлена на максимально возможной высоте.

Вам нужно усилить сигнал сотовой связи и интернета на смартфоне Android или Apple? Расширить зону покрытия Wi-Fi сети +7(499)577-04-94 – номер нашей компании. Позвоните нам. Мы предоставим исчерпывающую информацию, поможем выбрать качественное оборудование и установим его точно в срок.

Комментарии

Сборка антенны для 4G модема своими руками

Следующие инструкции подразумевают размерности из представленной выше схемы вибратора антенны Харченко. Он должен ровным и плоским. Перед его изготовлением полезно зафиксировать проволоку.

Материал для сдвоенных квадратов в конструкции антенны Харченко, также называемых биквадратом, перекусывается пассатижами и выгибается по указанным размерностям. При изготовлении вибратора опытные специалисты рекомендуют сгибать оба компонента не квадратами, а ромбами, чьи поперечные углы равны 120 градусам. По словам знатоков, это понизит внутреннее сопротивление устройства.

Место соединения проволоки припаивается, в качестве основы пайки можно сразу использовать элемент крепления к высокочастотному проводу. Он пропускается через сделанную в пластиковой крышке дырку и середину клеящегося к пробке диска, который будет экраном усилителя. Крышку, которая будет между вибратором и рефлектором, можно заменить колпаком от дезодоранта или подобным предметом приемлемых размеров.

На пластиковом компоненте следует предварительно сделать разрезы крепления вибратора со стороны его размещения.

Нюансы соединения кабеля с вибратором

Самодельный усилитель сигнала подключают к высокочастотному кабелю методом пайки. Это говорит в пользу меди как самого подходящего металла для вибратора, однако применение канифоли позволит оплётка не каждого высокочастотного кабеля. Проблема пайки решается размещением на проводе F-коннектора.

Затем к нему припаивается кусок меди или штырьки из неё, после чего кабель соединяется через них с вибратором тем же способом.

Как установить рефлектор

Для более быстрого крепления к антенне, к примеру, приятного глазу диска, он смазывается клеем в центре и присоединяется к бутылочной пластиковой крышечке. Через прорезанное в ней отверстие и середину диска проходит коаксиальный провод, соединённый с вибратором, который зафиксирован в сделанных с наружной стороны крышки прорезях. Экран и вибратор должны быть строго параллельны. При надобности регулировки расстояния между ними подрезается крышечка либо крепятся добавочные основания.

Получившуюся структуру надёжно фиксируют термопластичным клеем. Далее свежеизготовленный усилитель подключают к модему, который теперь его можно настроить на максимальную производительность. В случае отсутствия у модема разъёма, требующегося для кабеля антенны, можно просто обмотать вокруг него несколько раз основную жилу усилителя.