Как сделать антенну для мобильного 3G Интернета своими руками

Подключение к мобильному интернету сотовых операторов Билайн, МТС, Теле-2 и других не всегда даёт хороший результат. Качество принимаемого сигнала зависит от того, а какой зоне покрытия данного оператора находится приёмное устройство. Чтобы усилить слабый сигнал, нужна внешняя антенна для 3g модема. Её установка поднимет не только уровень сигнала, но и скорость интернета.

AX-2014Y внешняя антенна 3G

Типы антенн

Модемы 3G уже имеют в своём составе внутреннюю антенну, которая позволяет работать с внешним сигналом без дополнительного усиления. Внутреннее расположение приёмного устройства обеспечивает стабильную работу модема только в зоне уверенного приёма. Если сигнал слабый или непостоянный, тогда необходима выносная антенна уличного расположения Исходя из этого, можно произвести разделение по типу на следующие конструкции:

• внутренние;
• внешние (уличные).

Подключенный три джи модем через вход USB к системному блоку ПК не всегда может обеспечить качественную работу интернета. Для этого необходимо усилить сигнал добавлением выносной конструкции.

Внешние антенны для модемов располагаются на улице. Их крепят на стены зданий, на мачты, располагают на крыше. Чем выше находятся антенны 2g и 3g, тем больше уверенности в их качественной работе. При установке желательно выполнять следующие условия:

• прочность несущего основания и креплений;
• защита от внешних факторов;
• избегание при кабельном спуске длинных горизонтальных участков и скручивания в кольца;
• надёжность контакта в местах присоединения кабеля к антенне.

Это связано с тем, что при падении антенна может повредиться или нанести вред окружающим. Частое опускание и поднимание антенны или подъём на крышу человека для устранения повреждений – дело хлопотное.

Важно! Не только высота и ориентация на местности влияют на производительность уловителя сигнала. Необходимо обратить внимание на разновидности конструкций антенн.

Изготовление антенны из жестяной банки

Преимущество этой самодельной антенны — ее удобство. В каждом доме вы можете найти бесплатную банку, будь то кофе или газировка. Лучше, чтобы она была цилиндрической — без углов. Банк будет своеобразным «слуховым аппаратом» для волн. Они достигнут дна и отскочат от него. В результате в банке образуется стоячая волна.

Что нужно сделать с банкой, чтобы сделать из нее антенну:

1. Рассмотрим самый простой вариант — без использования ниток. Все, что вам нужно, это банк и модем. Снимите крышку с банки. Делаем в стене ближайшую ко дну дырку под модем.
2. Вставляем модем в отверстие так, чтобы спинка со встроенной антенной оказалась в банке.
3. Берем удлинитель USB и через него подключаем модем к компьютеру. Ставим модем банкой на подоконник или ближе к окну. Наблюдаем за количеством делений и регулируем положение банки с помощью модема, чтобы сигнал был максимальным.

   Вставляем модем в отверстие

Недостатком этого метода является то, что он подходит не для всех случаев, например, если вы живете на первом или втором этаже и ваш дом находится далеко от башни. Это может помочь вам, если проблемы с сигналом не слишком серьезны. Поэтому антенна проста в изготовлении, но не такая эффективная, как, например, антенна Харченко.

Более сложный вариант стационарной антенны — с металлическим разъемом внутри и выходящим от него проводом:

1. В емкости необходимо просверлить отверстие для разъема. Лучше всего использовать соединитель с гайкой.
2. К разъему необходимо припаять штырь отрезка медной проволоки, разъем вкручивается в банку (нужно следить за тем, чтобы он имел электрический контакт с внутренней частью банки, так как ее иногда красят).
3. После этого остается сделать кабель для подключения антенны к модему.

   Антенну можно сделать с кабелем

Разновидности

Антенна 4G для модема своими руками

Такие устройства различаются не только по цене и размерам, но и по виду. Можно выделить несколько из них:

• волновой канал;
• панельная;
• штыревая;
• параболическая.

Наиболее подходящая для местности малой застройки антенна типа «волновой канал». Она известна как устройство Яги-уда (Yagi antenna). Конструктивно модель выполнена в виде параллельно расположенных друг к другу вибраторов (полуволновых диполей), находящихся на линии излучения в одной плоскости. В её состав входят активный и множество пассивных вибраторов. Это устройство из класса уловителей бегущей волны. Изобрели и внедрили такую конструкцию два японца Яги и Уда ещё в 1926 году.

Направленная антенна изменяет свои характеристики, если изменяются:

• длина диполей;
• диаметр диполей;
• расстояние между ними и активным вибратором;
• наличие пассивного элемента (рефлектора) за активным вибратором;
• количество пассивных элементов (директоров) перед активным вибратором.

Известны модели заводского изготовления, такие как BS-2000-17, BS-2000-20. Подобные образцы уже прошли многочисленные испытания в полевых условиях. Узкочастотная направленность помогает принимать три джи-сигнал на частоте 2100 МГц при kусил = 17-20 Дби (dBi). К тому же габаритные размеры L = 1000 мм и вес 0,5 кг позволяют без проблем разместить антенный уловитель сигнала на достаточную высоту, расположив её на мачте.

Следующий рассматриваемый тип – штыревой. Это четвертьволновой диполь, выполненный в виде вертикально расположенного стержня (штыря). Устройство рассчитано на работу в режиме «приём-передача». К достоинствам можно отнести то, что при установке антенна не требует настройки по направлению. Она принимает сигнал со всех сторон, кроме вертикали. Недостатком является более низкий коэффициент усиления.

Для примерного образца подойдёт модель KORVET. Это уловитель сигнала 3G/4G, позволяющий работать с мобильными операторами по всей территории Российской Федерации в интервале частот 700-2700 Мгц. Благодаря круговой направленности приёма, устройство работает со стандартами сотовой связи: GSM-900, GSM-1800, UMTS-2100 и LTE2600 и др.

Данный тип устройств применяют на мобильных средствах: автомобилях, катерах и им подобных: там, где сигнал устойчив. Круговая диаграмма направленности позволяет изменять местоположение приёмника относительно передатчика без последствий для работы. Защищённый пластиковым корпусом штырь может быть установлен и на стационарных объектах. На него доступен приём от нескольких базовых станций с разных направлений. При работе в режиме «передачи» есть возможность раздачи сигнала WiFi.

Параболическую конструкцию устройств для приёма 3G-сигнала целесообразно применять при удалённости от вышки более 10 км.

Внимание! Параболические антенны требуют предварительного определения направления сигнала. Качество работы зависит от правильности монтажа и точности настройки. При установке подобной конструкции желательно привлекать специалиста.

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.

Панельная антенна

Антенна для Yota — для модема и интернет центра

Панельная конструкция более совершенна и выше по цене. Её устройство допускает применение моделей такого типа, как на открытом пространстве, так и на ландшафтах неплотной застройки.

Например, антенна 2g марки GSM 3G Nitsa-2 – панельный вариант. Она позволяет повышать качество интернет-сигнала для мобильных модемов даже там, где сигнал почти полностью отсутствует. Устройство работает со стандартами: 2G, 3G, 4G. При коэффициенте усиления 11 dBi она оснащена разъёмом N-типа для подключения подводящего кабеля.

Конструктивно она представляет собой набор некоторых сегментов (металлических пластин), расположенных на определённом расстоянии от плоского рефлектора, и схему усилителя.

Частотный диапазон

В инструкции каждого сотового телефона, а также модема для мобильного интернета указаны частоты, на которых операторы сотовой связи вещают свои сигналы.

Антенна для модема

Рекомендация. Форма и размер, соответственно, и характеристики приобретённой или изготавливаемой антенны зависят от частоты принимаемого сигнала.

Широкополосные устройства можно отнести к универсальному типу, их работа будет посредственной. Если знать точные частоты вещания оператора в регионе и подобрать антенну именно для этих частот, то результат будет на порядок выше.

Стандарты некоторых русских сотовых операторов (частоты в МГц):

• UMTS: UL/DL – 1920-1980 (880 – 915)/2110 – 2170 (925 – 960);
• CDMA: UL/DL – 453 – 457,5/463 – 657, 5;
• 4G: UL/DL – 2500 – 2570/2620 – 2690.

Уточнение. Сначала нужно убедиться, с какими стандартами будет работать приобретаемый USB-модем. Далее уточнить момент, что у него есть место для подключения внешней антенны. После чего узнать, с какими частотами работает этот стандарт, и подбирать антенну.

Описание самодельного приемника

Самодельная пассивная антенна панельного типа для увеличения сигнала для 3G модема будет служить одновременно и приёмником сигнала, и его усилителем. Для собственноручного изготовления лучше всего подходит конструкция, разработанная В. Харченко. Это так называемый «биквадрат», имеющий за собой рефлектор слегка изогнутой формы. Расположение составных частей в одной плоскости позволяет установить собранные детали в герметичный корпус.

Устройство и оптимальные габариты

Ширина принимаемого диапазона и коэффициент усиления сигнала увеличиваются вместе с увеличением габаритов конструкции. При постройке устройства необходимо искать компромисс. Для подробного описания изготовления в качестве антенны 2g и 3g можно остановиться на биквадрате Харченко. Этот малогабаритный вариант может располагаться как внутри помещения, так и снаружи. Он отлично показал себя в качестве приёмника сигнала для мобильного интернета.

Существует шаблон подбора размеров биквадрата Харченко в зависимости от частоты: онлайн подбор, программы, которые можно найти в сети.

Основные требования к вибратору

Тело вибратора выполняется из алюминия или меди круглого сечения. Это может быть трубка, может быть цельный пруток. Подходящим считается поперечное сечение тела вибратора 5-7 мм2. Исходя из формулы площади сечения круга S = 2πR = πD, диаметр легко определить, разделив нужную площадь сечения на число π = 3,14. После чего штангенциркулем измерять подходящие по длине заготовки. Подходящий диаметр – 2,5-3,5 мм. Сторона четырёхугольника должна соответствовать длине волны.

Внимание! Как показала практика, с медными или латунными заготовками работать легче, потому что они поддаются пайке. Так как для наших целей нужны хорошие контакты, то все соединения лучше всего пропаивать. Присоединение кабеля к готовой конструкции тоже лучше выполнять с помощью пайки.

Если под рукой нет медных трубок или прутков, то для этой цели отлично подойдут алюминиевые «усы» метрового диапазона польской антенны «решётка». Их длины будет достаточно для изготовления вибратора. Изгибать заготовку нужно так, чтобы концы отрезка сошлись в центре. Концы можно расплющить, просверлить в них отверстия и присоединить кабель при помощи болтов и гаек.

Выбор кабеля

Для наименьшей потери сигнала желательно подбирать кабель с меньшим сопротивлением. Оно должно лежать в пределах от 50 до 55 Ом. Провод на вид тоньше обычного телевизионного, поэтому прекрасно согласуется с механическими размерами вибратора. Провод должен оканчиваться разъемами и переходниками типа F female-CRC9.

Специфика конструкции рефлектора

Этот своеобразный экран может иметь сплошную поверхность из металлической фольги или решётчатую. Главные требования:

• размер должен быть таким, чтобы края выступали за габариты антенны;
• между рефлектором и вибратором должно быть выдержано расстояние не менее 36 мм;
• рефлектор слегка выгибают, располагая удалённую точку напротив центра антенны.

Материал для создания рефлектора может быть самый разный, но обязательно из металла.

Антенна для 3G-модема своими руками

Самодельная 4G антенна в домашних условиях — Харченко, MiMO и дисковая

Антенну для усиления 3G-сигнала своими руками можно изготовить с помощью элементарного набора инструментов. Для этого понадобятся:

• медный телекабель длиной не менее 35 см;
• коаксиальный кабель (2-3 м);
• крышка от бутылки, жестяная банка или фольга;
• ножницы, чтобы резать кабель;
• любой клей.

Также нужно подготовить линейку и маркер для разметки, пассатижи и паяльник, чтобы присоединять кабеля к контактам. Если клея под рукой нет, его можно сделать самостоятельно из пенопласта и бензина (или ацетона), соединив компоненты на дне стеклянной посуды.

Как сделать антенну для модема 3G? Для этого следует учесть кое-какие тонкости.

Процесс создания устройства

Как сделать антенну, можно увидеть на приведённом рисунке. Если соблюсти все размеры, 3g антенна начнёт работать сразу. Само пошаговое изготовление состоит из следующих пунктов:

1. Рассчитывают размер периметра квадрата. Для этого обращаются к длине волны, которую находят из нужной частоты сигнала λ=300000/f, тут λ – длина волны (мм), f – частота (МГц). Так, для частоты 2100 МГц (модем 4G) λ = 143 мм. В каждом случае размеры индивидуальны.
2. Изгибают из медного прутка диаметром от 2…5 мм квадраты со стороной, равной 1/4 периметра. Следовательно, длина каждой стороны равна 36 мм. При изгибах соблюдают углы и расположение сторон в одной плоскости.
3. Коаксиальный провод сопротивлением 50 Ом припаивают к концам антенны, предварительно залудив места пайки. Центральная жила припаивается к одной точке присоединения, экран – к другой. Второй конец кабеля оканчивается разъемом, подходящим для подключения к USB-модему.
4. Изготовление рефлектора зависит от материала, из которого он будет выполнен. Размеры экрана должны превышать размеры вибратора на 2-2,5 см. По центру проделывается отверстие для изоляционной втулки (стойки), к которой будет прикрепляться вибратор. Центр прямоугольника находится просто – пересечение диагоналей.
5. Размер стойки можно подобрать сразу или сделать её регулируемой для выбора расстояния. После окончательного выставления расстояния стойку фиксируют.

К сведению. В случае наружной установки готовую конструкцию можно поместить в подходящий пластиковый корпус. Размещение внутри корпуса выполняется на изолирующих втулках, в корпусе просверливается отверстие для подвода антенного провода.

Подсоединение и варианты передачи сигнала

Лучше всего присоединения выполнять с помощью разъёмов, подходящих к размеру кабеля и входному разъёму модема. Подача сигнала от антенны к модему происходит по антенному проводу длиной, достаточной для его соединения с антенной. Установленный уловитель сигнала необходимо направить в сторону расположения вышки сотового оператора.

Осторожно. Следует избегать прокладки кабеля в общие каналы с проводами переменного тока, а также близкого расположения с отопительными приборами. При наружном размещении устройства кабель желательно защитить от механических повреждений.

Отправка данных беспроводным путем

Бывает так, что нет возможности протянуть провод через жилое помещение. Или квартира расположена на верхних этажах высотки, и нет балкона. В этом случае проблематично не только закрепить антенну снаружи, но и прокладывать провод через всё жилище.

Чтобы не соединять антенну с модемом с помощью кабеля, можно превратить её в приёмник – излучатель. Вместо кабеля к активным точкам антенны подключают два электрода. Их длина равна длине контура модема. Измерив ниткой длину внешнего очертания модема, приплюсовав к ней 7 мм, получают длину электрода. Ширина его лежит в пределах от 45 до 50 мм. Электроды изгибают по следующей траектории:

• один электрод – в виде полукруга;
• другой электрод – по конфигурации модема.

Припаянные электроды слегка разводятся в стороны. Таким образом, биквадрат Харченко принимает сигнал беспроводного интернета и излучает его значительную часть, которую будет ловить встроенная антенна модема. В пределах квартиры или комнаты этого вполне будет достаточно для стабильной работы интернета с помощью такого самодельного «вай фай».

Антенна 3g, не важно куплена она в магазине или сделана своими руками, усилит сигнал. Мобильный интернет от сотового оператора станет работать устойчивее и быстрее. Самостоятельно выполненная конструкция принесёт удовольствие от результата и сэкономит семейный бюджет.

Какие материалы понадобятся?

Никакого дополнительного оборудования покупать не надо. Необходимые детали для создания антенны есть в мастерской.

Для этого понадобятся:

1. Проволока, любая, кроме медного провода. Рекомендуемая длина: 30-40 см.
2. Соединительный блок и крепежные элементы.
3. Полимерная труба (длиной до 20 см).
4. Кабель.

Самодельная антенна в процессе изготовления должна фиксироваться, поэтому стоит запастись изолентой.

Вопрос выбора кабеля играет важную роль. Коаксильный кабель отечественного производства имеет ограниченную сферу применения. Лучше выбирать импортные аналоги с двойной оплеткой, их легко можно найти в строительных супермаркетах. При этом некоторые антенны уже продаются с коаксиальным кабелем в комплекте. Например, штыревые модели.

Для подключения к телефону в большинстве моделей предусмотрен специальный разъем. У некоторых аппаратов даже есть антенные проводники. Это короткие отрезки кабеля, оснащенные соответствующими разъемами. Даже если в комплектацию они не входят, при необходимости детали приобретают отдельно.