Антенна 900 мгц своими руками. Самодельная GSM антенна: особенности изготовления и настройки

Как сделать GSM антенну своими руками. Какие типы антенн существуют для улучшения сигнала сотовой связи. Как правильно установить и настроить самодельную антенну для GSM. Какие материалы потребуются для изготовления антенны.

Зачем нужна самодельная GSM антенна

В последние годы зона покрытия сетей GSM 900 в России значительно расширилась. Однако во многих загородных и удаленных районах проблема неуверенного приема сотового сигнала все еще актуальна. Решить ее можно с помощью внешней направленной или ненаправленной антенны.

Самодельная GSM антенна позволяет:

• Усилить слабый сигнал от базовой станции
• Увеличить дальность связи в зоне неуверенного приема
• Улучшить качество голосовой связи и мобильного интернета
• Обеспечить стабильную связь на даче, в деревне, на природе

При правильном изготовлении и настройке самодельная антенна может дать прирост сигнала на 5-15 дБ, что эквивалентно 2-3 делениям на шкале телефона.

Основные типы GSM антенн

Для улучшения приема сигнала сотовой связи используются следующие типы антенн:

• Штыревые — простейший вариант в виде вертикального штыря длиной 1/4, 1/2 или 5/8 длины волны. Дают усиление 1-3 дБ.
• Волновой канал (Яги) — направленная антенна из нескольких элементов. Усиление 7-15 дБ.
• Логопериодические — широкополосные направленные антенны. Усиление 7-12 дБ.
• Панельные — плоские антенны с широкой диаграммой направленности.
• Параболические — антенны с параболическим рефлектором для максимального усиления.

Для самостоятельного изготовления чаще всего выбирают простые штыревые антенны или антенны типа «волновой канал».

Как работает GSM антенна

Принцип работы GSM антенны основан на приеме и передаче радиоволн в диапазоне частот 890-960 МГц. Антенна позволяет:

• Усилить слабый сигнал от базовой станции в сторону мобильного телефона
• Сконцентрировать излучаемый телефоном сигнал в направлении базовой станции
• Увеличить зону уверенного приема за счет большей чувствительности

Максимальная дальность связи в стандарте GSM составляет около 35 км. С помощью направленной антенны можно добиться стабильной связи на расстоянии 20-30 км от базовой станции даже в сложных условиях.

Необходимые материалы для изготовления антенны

Для самостоятельного изготовления простой GSM антенны потребуется минимальный набор материалов:

• Отрезок медной проволоки диаметром 1-2 мм и длиной 30-40 см
• Коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-58, RG-6 и т.п.)
• Разъем для подключения к телефону
• Пластиковая или деревянная трубка длиной 20-30 см в качестве основы
• Изолента, кабельные стяжки для крепления элементов

Для изготовления более сложных направленных антенн дополнительно могут потребоваться алюминиевые трубки, уголки, крепежные элементы.

Пошаговая инструкция по изготовлению простой GSM антенны

Рассмотрим процесс изготовления простейшей штыревой GSM антенны:

1. Отрежьте кусок медной проволоки длиной 16.5 см (1/4 длины волны для частоты 900 МГц)
2. Зачистите один конец коаксиального кабеля на длину 2-3 см
3. Припаяйте центральную жилу кабеля к проволочному вибратору
4. Оплетку кабеля припаяйте к основанию вибратора
5. Закрепите вибратор вертикально на пластиковой трубке с помощью изоленты
6. На другой конец кабеля установите разъем для подключения к телефону

Такая простая четвертьволновая антенна уже способна дать усиление 2-3 дБ по сравнению со штатной антенной телефона.

Изготовление направленной антенны типа «волновой канал»

Антенна типа «волновой канал» (Яги) позволяет получить более высокое усиление за счет большей направленности. Процесс ее изготовления включает следующие этапы:

1. Подготовьте деревянную или пластиковую трубку длиной 50-60 см в качестве основы
2. Изготовьте активный вибратор длиной 16.5 см (как в предыдущем варианте)
3. Сделайте рефлектор из проволоки длиной 17.5 см
4. Подготовьте 2-3 директора длиной 15.5 см, 15 см и 14.5 см
5. Закрепите элементы на основе с интервалом 5-7 см
6. Подключите коаксиальный кабель к активному вибратору

Такая 3-4 элементная антенна способна обеспечить усиление до 7-10 дБ при правильной настройке.

Настройка и оптимизация работы самодельной антенны

После изготовления антенны необходимо провести ее настройку для получения максимального усиления:

• Установите антенну в предполагаемом месте использования
• Подключите к телефону и проверьте уровень сигнала
• Поворачивайте антенну для поиска направления с максимальным сигналом
• При необходимости скорректируйте длину элементов на 5-10%
• Добейтесь стабильного увеличения уровня сигнала на 2-3 деления

Правильно настроенная самодельная антенна позволит получить качественную связь даже в сложных условиях приема.

Преимущества и недостатки самодельных GSM антенн

Изготовление GSM антенны своими руками имеет ряд плюсов и минусов:

Преимущества:

• Низкая стоимость по сравнению с готовыми антеннами
• Возможность оптимизации под конкретные условия приема
• Отсутствие проблем с ремонтом и обслуживанием
• Получение практических навыков в радиотехнике

Недостатки:

• Меньшая эффективность по сравнению с промышленными образцами
• Сложность точной настройки без специального оборудования
• Отсутствие гарантии стабильной работы
• Возможные проблемы с подключением к современным телефонам

При наличии времени и желания самодельная антенна может стать отличным бюджетным решением проблемы связи за городом.

Самодельная патч-антенна GSM 900 для пассивного ретранслятора.

 Положение было безвыходным. Однообразный строевой сосновый лес колоннадой кружился вокруг меня. Через два часа я опять оказался на том же месте, где был раньше. Заблудился, запаниковал. Сотовая связь не работала. Решил найти место повыше в надежде поймать сигнал сотовой связи.  Рванул на просвет и выбежал на полянку с одинокой сосной. На дереве кормушка для птиц и заваренный в пластик листок с текстом: «Чтобы позвонить, положите телефон в домик кнопками вверх. Включите громкую связь или подключите гарнитуру». Далее были расписаны телефоны лесничества, полиции, администрации…

 Когда я уже вносил мобильник в домик-кормушку, то заметил, что на телефоне, рядом с символом, обозначающим антенну, вспыхнули ромбики уровня сигнала сотовой связи. Оживший телефон освежил рассудок, и домиком оказалась антенна, защищенная крышей от дождя и снега, а идущий от неё вверх коаксиальный кабель на высоте 5 метров соединялся с другой направленной антенной. Самодельный ретранслятор GSM сигнала, как я сразу не догадался. Ему не нужно никакого источника питания и усилителя, поэтому он называется пассивным. В самом мобильном телефоне нет необходимости искать высокочастотный разъём для подключения внешней антенны, так как его встроенная антенна дополняет конструкцию антенны ретранслятора.

 Максимальная дальность связи на этой частоте в условиях прямой видимости, когда холмы, дома и деревья не загораживают трассу между антеннами, достигает 35 километров. Вряд ли я так далеко мог уйти, мелькнула в голове мысль, ведь не напрямую же телефон связан с антенной, наверняка в пассивном ретрансляторе есть потери, и радовала надежда, что от цивилизации я оторван, на какие ни будь 10 км.  — Нашёлся! Тут уже всех на ноги поставили. «Урочище чёрта», оттуда без помощи не выбраться, болота кругом, трясина. Стойте на месте, никуда не ходите, через 1,5 часа Муся приведёт меня туда. Муся — это лошадь моя, она знает, как туда добраться. У меня было уйма времени, чтобы изучить устройство пассивного ретранслятора.                                                                   Стандарт GSM 900.  Антенна должна работать как на приём, так и передачу, поэтому её диапазон составляет от 890 (880) до 960 МГц, где в диапазоне 890 – 915 МГц обеспечивается передача от сотового телефона до базовой станции, а в пределах 935 – 960 МГц идёт передача сигнала от базовой станции до телефона.                                                               Вот конструкция антенны.

фото 1.

                                                      Направленная GSM 900 патч-антенна.

Подвесная пластинчатая патч-антенна является аналогом микрополосковой антенны. Её достоинство маленькие габариты и простота в изготовлении. Это две пластинки и L- вибратор.  Элементы антенны могут быть  выполнены из меди, латуни, алюминия.  Пластина большего размера – рефлектор, он отражает радиоволны. С рефлектором соединяется оплётка коаксиального кабеля. Для удобства соединения коаксиального кабеля, распайки и крепления L-образного вибратора я использовал высокочастотный разъём типа SMA. Если кабель крепить без разъёма, то отверстие сверлить не надо, но необходимо предусмотреть диэлектрическое крепление L-вибратора.

Рис. 1. Рефлектор.

 Тонкая пластинка – активный L-образный вибратор, он соединён с центральной жилой коаксиального кабеля. Я распаял его на разъём и использовал дополнительное крепление его по центру с помощью изолятора.

Рис. 2.  Эскиз L-вибратора.

Фото 3.  L-вибратор и его крепление.

 Плоская пластина меньшего размера по аналогии с антенной «волновой канал» называется директором, и ни с чем электрически не соединяется, а крепится на диэлектрических опорах — стойках.

Рис. 3. Директор.

 Опорные стойки могут быть выполнены из пластика, пенопласта, дерева.

 Покупные (заводские) антенны на эту частоту имеют волновое сопротивление 50 Ом, соответственно комплектуются кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Так, для самодельного пассивного ретранслятора тоже целесообразно придерживаться волнового сопротивления 50 Ом, что связано с меньшими потерями по сравнению с 75 Ом-ным стандартом.

Рис . 4. Эскиз сборки антенны. 1 — вибратор. 2 — Разъём SMA. 3 — рефлектор. 4 — директор.

                                                                  Параметры.  В сравнении с усилением четвертьволнового штыря, сделанная антенна обеспечила усиление на 5 дБ больше. На центральной частоте КСВ = 1,2. По краям диапазона КСВ = 1,5                                  Антенна в качестве пассивного ретранслятора.  Такую антенну удобно использовать как подставку для мобильного телефона при устройстве пассивного ретранслятора, в котором сотовый телефон с его встроенной антенной будет директором.   Напомню, что ретранслятор состоит из двух антенн, соединённых коаксиальным кабелем. Одна антенна приподнята над землёй и направлена на базовую станцию, а вторая антенна находится в непосредственной близости мобильного телефона. У нижней настольной антенны, директор я сделал из пластика, не меняя высоты его крепления, а на постамент положил телефон.

Рис. 5. Эскиз пассивного ретранслятора. 1 — направленная антенна. 2 — коаксиальный кабель. 3 — мобильный телефон. 4 — патч-антенна. 5 — подставка, полка, поверхность стола.

 Когда я проделал такой опыт за городом, то мобильник к одной риске уровня добавил четыре. Вдобавок пришла SMS-ка, что я выехал из домашнего региона. Обычно такие сообщения приходят после 15 км пути от места испытания, которое находится на границе двух областей. В этом случае  телефон уверенно принял сигналы базовой станции из соседнего региона.

 В качестве направленной антенны использовалась заводская антенна «Радант 911».

Фото 4.  Направленная антенна «Радант 911».

 Диапазон частот 890 – 960 МГц, входное сопротивление 50 Ом, ширина диаграммы 45 градусов, вертикальная поляризация, коэффициент усиления 11 dBi.  Она была подвешена под крышей беседки, на высоте трёх метров от земли. Двухметровым 50 Ом кабелем соединялась с патч-антенной на столе. В патч-антенне вместо директора на пластиковом постаменте находился мобильный телефон.

Фото 5. Телефон на диэлектрическом постаменте.

 В своём опыте с ретранслятором я умышлено предусматриваю дополнительные потери, устанавливая антенну под крышей беседки (1 см дерева, плюс мягкая кровля), чтобы убедиться в работоспособности пассивного ретранслятора.

этапы сборки, установка, подключение и настройка устройства

Качество сотовой связи улучшилось, но за пределами крупных городов сигнал слабый. Поэтому GSM-антенна своими руками — это удобный вариант для владельцев дач и загородных домов.

Зачем нужна GSM антенна

Поскольку не везде сигнал можно поймать одинаково хорошо, для улучшения процесса понадобятся внешние и внутренние антенны и репитеры. Необходимость в покупке такого оборудования вытекает из особенностей самого телефона, который работает как дуплексная радиостанция с обменом на разных частотах.

Репитер в этой системе выполняет функции промежуточного звена. Прибор обрабатывает сигнал и отправляет его либо на базовую станцию, либо на мобильный аппарат, используя антенны. Это позволяет устранить помехи, снизить уровень излучения и даже продлить срок службы аккумулятора смартфона.

GSM антенна — своего рода усилитель.

Особенности и типы устройства

Существуют различные типы GSM-антенн. К популярным относятся:

1. Волновой канал (или Yagi). Это траверса с рефлекторами, расположенными в перпендикулярном положении. Главным преимуществом считается высокий коэффициент усиления сигнала при малых габаритах. Из недостатков — необходимость установки с точным наведением на базовую станцию.
2. Параболическая система. По конструкции представляет собой комплект из соответствующего типа отражателя и облучателя, размещенного в фокусе. Такое устройство считается эффективным. Однако установка требует некоторых навыков и теоретических знаний. Если допустить ошибку, то эффективность снизится.
3. Панель. Это тонкая плоская деталь, в которой облучатель размещен внутри рефлектора. Показатель усиления сигнала невысокий, но к преимуществам модели относятся широкая направленность, простая установка и отсутствие необходимости в точной настройке.
4. Штыревая. Конструкция напоминает вертикально расположенный штырь. Последний одновременно выполняет функцию облучателя и рефлектора. Здесь точная направленность в сторону базовой станции не нужна, главное, чтобы между ней и антенной не было экранирующих объектов.

Выбор устройства зависит от задач, которые необходимо решить.

Названные выше варианты — это внешние усилители сигнала.

Выделяют также внутренние антенны. Они собираются в единую систему, которая состоит из внешней конструкции, улавливающей сигнал базовой станции, и внутренней, которая распространяет его в помещении. Дополнительно в систему входят репитер (он считается промежуточным звеном), делитель мощности, специфические разъемы и коаксиальный кабель.

Устройства делятся на активные и пассивные. Репитер относится к активным объектам, а антенны считаются пассивными.

Как работает

Антенну сделать самостоятельно практически невозможно. А пассивный репитер для телефона — да. Он будет ловить самые слабые сигналы в соответствующем частотном диапазоне, но усиливать и стабилизировать качество сигнала для мобильного не сможет. Некоторое усиление возможно за счет подключения нескольких антенн.

Усилитель для телефона.

Сделанный из подручных средств репитер часто называют GSM-антенной. Но прибор представляет собой отдельное устройство, которое состоит из делителя мощности, разъемов, через которые передается питание, и коаксильного кабеля (он нужен для подключения антенны).

Пошаговая инструкция по изготовлению gsm антенны своими руками

Если мастер решил сделать такой прибор самостоятельно, то лучше выбрать простой вариант конструкции.

Подходящая система — небольшое усиливающее устройство для смартфона.

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.

Оборудование для антенны.

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.

Как сделать антенну самостоятельно?

Простой вид антенны — ромбовидный. Чтобы изготовить ее, необходимо выполнить следующее:

1. Отрезок проволоки сгибают несколько раз под прямым углом так, чтобы получился квадрат.
2. Противоположные углы этой фигуры загибают внутрь и скрепляют, к ним фиксируется соединительный блок. Это нужно сделать так, чтобы к блоку можно было подключить другое устройство. Для этого используют отрезок полимерной трубы, разрезанной вдоль.

Антенну для смартфона можно также изготовить из других подручных материалов, используя даже жестяную банку. Например:

1. Из 1 кольца. Из проволоки делают виток, рассчитав предварительно диаметр (зависит от частоты звука). Для расчета берут отношение 300 к показателю частоты, и эту цифру умножают на число Пи. Так, для частоты в 900 МГц диаметр составит 0,106 м.
2. Из 2 колец, соединенных между собой. Из 1 отрезка проволоки делают 2 витка и закрепляют их точно друг напротив друга. Диаметры считаются так же, как и в первом примере. Расстояние между витками зависит от частоты.
3. Из 4 колец. Принцип изготовления похож на 2 вариант, но здесь делают не круглые витки, а фигуры, напоминающие восьмерки. Расчеты проводятся аналогичным образом.

В приведенных вариантах самый слабый сигнал дает 1 виток, а сильный — 4 витка.

Перечисленные устройства могут использоваться в качестве самостоятельного репитера. При этом в таких системах 1 антенна может устанавливаться как внутренняя, а 2 — как внешняя.

Установка, подключение и настройка

Недостаточно просто собрать конструкцию, нужно грамотно выполнить ее монтаж. Стоит выбрать правильное место для установки, поскольку от этого напрямую зависит качество работы устройства.

Чтобы понять, насколько подходит выбранное место, нужно оттуда сделать 1 звонок с мобильного телефона. Иногда достаточно посмотреть на дисплей гаджета, где отображается индикатор сигнала.

Придется также учесть технические ограничения и правила безопасности. Например, устанавливать антенну нужно на расстоянии как минимум 1 м от отопительных приборов.

Когда все готово, нужно проложить коаксиальный кабель. При подключении проверяют разъемы и соединение с внешней антенной. Если последнего нет, то прибор может выйти из строя. Если кабель, ведущий к внешней системе, нужно отсоединить, то сначала отключают питание.

Подключение антенны.

Устанавливать репитер рекомендуют только в отапливаемом помещении. В отличие от внешних антенн, прибор не рассчитан на работу при отрицательных температурах и неблагоприятных погодных условиях.

Если система собрана с ошибкой, то будет создавать помехи. И тогда не только репитер не справится со своей задачей, но и работа ближайших станций ухудшится. Поэтому приступать к установке без предварительных расчетов нельзя.

Для получения стабильного сигнала дополнительно проводится наладка оборудования. Настройка осуществляется путем проверки качества голосовых сообщений. Если во время такой проверки выявлено, что система работает плохо, нужно еще раз осмотреть соединения, чтобы убедиться в целостности. Антенны и адаптер питания должны быть подключены к высокочастотным разъемам. С учетом того, что в сети возникают скачки напряжения, используют сетевой фильтр.

При регулировке коэффициента усиления значение составляет не менее 15 дБ. Настройка репитера производится вручную или автоматически. Но понадобится дополнительное оборудование — потенциометр.

При ручной регулировке придется самостоятельно менять положение антенн как внешних, так и внутренних.

Настройка внешнего оборудования тоже важна. Если речь идет о волновом канале, то его нужно разместить вертикально, поскольку антенны базовых станций современного стандарта имеют соответствующее направление сигнала.

Здесь учитывают важный момент. В телефоне отображается приемный уровень сигнала, но это происходит с задержкой. Поэтому если пользователь меняет угол поворота антенны, то делать это рекомендуется медленно, так как на экране уровень сигнала изменится только через несколько секунд.

Антенна GSM своими руками

Антенна GSM своими руками   В последнее время в России значительно увеличилась зона покрытия сетями стандарта GSM 900.Тем не менее ситуация далека от идеальной. Если в европейских странах проблема неуверенного приема практически отсутствует, то большинство отечественных пользователей частенько с ней сталкиваются — в загородных домах, на дачах и т. д. А как было бы замечательно выехать на рыбалку, охоту, в деревню, не теряя связь с внешним миром! Ключ к решению этой проблемы — внешние направленные или ненаправленные антенны. Правда, купить антенну мало — необходимо ее правильно установить и настроить. Читатели, знакомые с радиоэлектроникой, смогут самостоятельно изготовить и настроить антенну, работающую в стандарте GSM. Сегодня мы расскажем о типах антенн и о способах их установки и настройки.   Говоря совсем просто, мобильный телефон представляет собой дуплексную радиостанцию, ведущую радиообмен на разных частотах. Всего в стандарте GSM 900 124 частоты. Телефон, как и базовая станция, может работать на любой частоте, определяемой оператором. Базовая станция (BS) передает, а телефон (MS) принимает на частотах 935,2 — 959,8 МГц. Мобильный телефон передает, а базовая станция принимает на частотах 890,2 — 914,8 МГц. Канал от BS к MS называется Down Link, от MS к BS — Up Link. Большинство операторов используют ограничение дальности работы мобильного телефона от базовой станции — 35 км, что обусловлено особенностями стандарта. Поясним, что в сети стандартной конфигурации в одном частотном канале формируется 8 временных интервалов (тайм-слотов): один служебный, а семь — разговорные. Именно в этом случае максимальная дальность связи на каждом канале составляет 35 км. Однако в GSM предусмотрена также нестандартная конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается на 70 — 100 км (конфигурация Extended Cell). К сожалению, при такой конфигурации количество разговорных каналов уменьшается до 2 — 3, что уменьшает емкость сети. Использовать такой режим в городе и около оператору не выгодно. Иногда этот режим используется на морском побережье для создания прибрежной зоны покрытия. Таким образом, если у вас телефон стандарта GSM 900, не пытайтесь установить связь, удалившись от ближайшей базовой станции больше чем на 35 км. Максимальная дальность связи, достигнутая мной, — 34 км. На дальность радиосвязи влияют следующие факторы: Местоположение BS и MS и рельеф местности. Мощность и чувствительность MS. Мощность и чувствительность BS. Используемые на MS и BS антенны. Воля Господа Бога (опытные связисты шутят, что это — главное).   Обычно базовые станции имеют мощность 20 — 30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет -100 дБ — 115 дБ. Изменить или повлиять на все эти параметры пользователь, конечно, не может. Выходная мощность телефона составляет 0,3 — 2 Вт, чувствительность — 90 — 105 дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумных входных устройств. Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между моделями практически незаметна, то в зоне неуверенного приема она может стать критической. Зачастую трубка показывает уровень сигнала от базовой станции 1 — 2 кубика (по шкале), а установить соединение не может: не хватает мощности. И хотя стандартизация ETSI регламентирует стандартные выходные мощности для каждого класса телефонов, реальное значение может незначительно колебаться. Хорошей чувствительностью отличаются трубки SAGEM, Alcatel, Motorola. А по мощности проходят все старые телефоны, особенно Motorola. Все телефоны фазы 2 имеют примерно одинаковую мощность. Что же касается рельефа, то на ровной местности и по реке волны распространяются лучше. Чем выше вы находитесь (в разумных пределах), тем лучше сигнал. Лес порой «гасит» волны сильнее, чем городская застройка.   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.   Как уже говорилось, увеличить дальность и качество связи позволяют именно внешние антенны. Для телефонов в основном используются внешние штыревые и логопериодические антенны, а также антенны типа волновой канал. Повторим, что в Западной Европе отсутствуют зоны неуверенного приема. Поэтому направленные антенны для терминалов GSM 900 практически не выпускаются. Если производитель и предлагает направленную фирменную антенну GSM 900, она, как правило, предназначена для работы с ретрансляторами (репитерами) операторов.   В СНГ и Восточной Европе направленные антенны изготавливаются кустарным способом. Кроме того, есть не- большие заводики в Чехии, Польше и Прибалтике. Простая автомобильная магнитная антенна имеет усиление 1 — 3 дБ (1 — 2 кубика по шкале телефона), волновой канал — 7 — 15 дБ (в зависимости от количества элементов, качества сборки и настройки антенны), что составляет уже 2 — 3 кубика по шкале, а логопериодическая антенна — 7 — 12 дБ. Автомобильная антенна представляет собой вертикальный штырь в 3/4, 1/2 или 5/8 длины волны. Даже простая автомобильная антенна, поднятая повыше, может поправить ситуацию с неуверенной связью. Дело в том, что при разговоре по телефону около 10 — 20% энергии поглощается телом пользователя, поэтому, поднимая штыревую антенну вверх, вы уменьшаете влияние на нее окружающих предметов. Я сам наблюдал, как самодельные, полуволновые и вертикальные диполя, поднятые на 5 м, решали проблему связи. Поясним, как такой диполь изготавливается. Рис. 1. Вертикальный диполь   Зачищаем c одного конца белый телевизионный кабель RG6U. Получаем центральный проводник и оплетку кабеля. К центральному проводнику припаиваем медный провод любой толщины длиной около 8,2 см (для диапазона 900 МГц) и крепим его вертикально вверх. К оплетке припаиваем второй кусок провода такой же длины и крепим его вертикально вниз (рис. 1). Получаем нечто похожее на букву «Т», положенную набок. (В телевидении используется горизонтальная поляризация, а в GSM — вертикальная, поэтому требуется именно такой диполь.) Другой конец кабеля подключаем через переходник к телефону. Будьте внимательны и не замкните центральную жилу с оплеткой, иначе телефон может сгореть. Ну вот, за 5 минут мы соорудили примитивную антенну, не уступающую по параметрам китайским автомобильным.   Приведу историю из жизни. Приехав прошлым летом на отдых в Крым, я обнаружил, что на базе обещанного оператором уверенного покрытия нет. Это означало, что я пропущу очень важный звонок. Уверенный сигнал обнаружился на крыше коттеджа, но перспектива просидеть там две недели меня не вдохновила. За 5 минут я нашел кусок нужного провода (вместо медного использовал алюминиевый). Еще 10 минут ушло на то, чтобы отыскать у соседей 5-метровый кусок телевизионного кабеля. Nokia 7110 имеет механический коммутатор для внешней антенны, поэтому я просто воткнул центральный проводник кабеля прямо в разъем телефона, а оплетку кабеля соединил с металлическим ободком внешнего разъема телефона. Укрепил антенну на крыше домика и уже через 10 минут на радость семье и на зависть соседям свободно общался по телефону.   Как говорится, вернемся к нашим баранам. Сначала воспользуемся автомобильной штыревой антенной ($5 — 10). Здесь главное — не нарваться на слишком скверное качество. Имея Netmonitor, проверить антенну гораздо легче. При подключенной к телефону автомобильной антенне уровень сигнала должен увеличиться на 1 — 3 дБ (например, с -60 дБ до -57 дБ). В крайнем случае, сигнал должен остаться прежним. Если при подключении антенны сигнал уменьшится на 5 дБ и больше, лучше отказаться от покупки. Хочу заметить, что хорошая фирменная автомобильная антенна стоит от $40 и выше. Впрочем, и среди азиатских 10-долларовых изделий иногда встречаются неплохие вещицы. Установленная на крышу вашего «домика в деревне», автомобильная антенна способна решить проблему со связью. Если усиления автомобильной антенны не хватает, можно обратиться к другим — например, к распространенной направленной антенне — волновому каналу. Он выглядит, как обычная телевизионная антенна, установленная на крыше дома.   Волновой канал позволяет получить реальное усиление до 7 — 15 дБ с оптимальной диаграммой направленности. Но у него есть недостаток — узкополосность. Разница между частотой приема и частотой передачи в GSM 900 составляет 45 МГц, а весь рабочий диапазон — 890 — 960 МГц (полоса в 70 МГц). Добиться линейной или близкой к линейной характеристики в таком широком диапазоне затруднительно. Поэтому желательно изготавливать волновой канал в зависимости от частоты оператора и конкретного места и в зависимости от ситуации сдвигать резонанс к частоте восходящего или нисходящего направлений. Для большей широкополосности следует использовать только петлевой вибратор, согласовывая его с кабелем — например, с симметрирующей петлей; также следует ограничиться небольшим количеством элементов, скажем, 3 — 12, так как если их будет больше, настроить антенну без оборудования будет трудно, кроме того, рабочий диапазон антенны сужается.   Мне приходилось иметь дело с множеством волновых каналов, изготовленных кустарно. Констатирую: в большинстве антенн коэффициент усиления составлял менее 7 дБ, некоторые имели резонанс на частотах 700 — 800 МГц вместо GSM-диапазона и коэффициент стоячей волны больше 3 (при передаче это может легко вывести из строя выходной каскад телефона). Профессионально изготовленные и настроенные самодельные антенны встречались редко.   Теперь на очереди — логопериодические антенны (их тоже можно отыскать на радиорынке). По сравнению с волновым каналом они имеют более широкий рабочий диапазон. Поэтому такие антенны менее критичны к точности изготовления и настройки. Реальный коэффициент усиления здесь достигает 10 — 14 дБ. Теоретически при необходимости можно соединить 2 волновых канала, один — настроенный на частоту приема, другой — на частоту передачи, но это уже слишком сложная система.   В диапазоне 900 МГц вопрос выбора кабеля приобретает первостепенную роль. Отечественные телевизионные коаксиальные кабели можно использовать только ограниченно (затухание более 30 дБ на 100 м слишком велико). Из доступных импортных образцов подойдет RG6 — коаксиальный кабель с двойной оплеткой. Его вы найдете в любом магазине. Затухание составляет 20 — 24 дБ на 100 м (проверял экспериментально). Промышленные штыревые автомобильные антенны обычно включают в себя кабель RG59 с затуханием 28 дБ на 100 м. Антенна типа волновой канал с коэффициентом усиления 12 дБ и 10 м кабеля RG6U дают общее усиление 9,6 дБ, а при 20 м — 7 дБ.   На большинстве телефонов есть разъем для внешней антенны. Кроме того, для каждого типа телефона существует так называемый антенный переходник (около $5), он подключается к указанному разъему и представляет собой короткий кусок кабеля, с одной стороны которого находится специфический телефонный высокочастотный разъем, а с другой — стандартный ВЧ-разъем. Обычно затухание в антенном переходнике не превышает 1 дБ. Покупая антенный переходник, убедитесь в его дееспособности. При включении переходника в телефон встроенная в телефон антенна отключается и выходной каскад переключается на переходник. Иными словами, если вы просто подключаете переходник к телефону, сигнал на шкале телефона должен немного упасть. Потом вы подключаете внешнюю антенну к переходнику, и сигнал увеличивается. Если все идет именно так, значит, переходник работает.   Итак, вы купили антенну и подключили ее к кабелю и к телефону. Поднялись на высокую точку и приступили к настройке антенны. Разместите телефон так, чтобы был виден экран. Как уже говорилось, при настройке антенны с аппаратами Nokia лучше всего использовать функцию Netmonitor. В большинстве других телефонов можно ввести специальный код и открыть служебное меню, которое позволяет увидеть приемный уровень 6 — 8 частот, принимаемых телефоном в порядке убывания, номера частот, расстояние до базовой станции, процент ошибок в канале и др. (Описание многих сервисных меню см. на: www.3ton.com/gsm.) Если Netmonitor есть, будем ориентироваться по уровню сигнала в децибелах (напоминаем, что сигнал сильнее, когда значение уровня в децибелах меньше). Если он отсутствует, будем настраиваться по стандартной шкале сигнала.   Так как антенны базовых станций GSM 900 имеют вертикальную поляризацию, волновой канал следует размещать вертикально. При юстировке антенн обратите внимание на то, что приемный уровень сигнала, отображаемый в телефоне, изменяется с задержкой до нескольких секунд, поэтому антенну следует поворачивать медленно и дискретно. Если вам известно направление на ближайший город, начните с него. Медленно поворачивайте антенну по горизонту. Если сигнал найден, ваша задача найти направление, откуда сигнал приходит с максимальным уровнем. Если сигнала нет, медленно поворачивайте антенну по горизонту, пока он не появится. Помните, что каждый метр высоты установки антенны может оказаться решающим. Если сигнал не найден, попробуйте переместиться на несколько метров в сторону и поискать снова. Может быть, вам повезет. Нежелательно использовать кабель между антенной и телефоном длиной более 30 м: в этом случае практически весь сигнал теряется в кабеле.   Напоследок приведем размеры самодельной логопериодической антенны для диапазона 850 — 950 МГц (рис. 2). Размеры взяты с сайта www.atnn.ru. Программу для расчета антенны-волновой канал опять-таки можно найти на: www.3ton.com/gsm. Параметры: коэффициент усиления — 8,3 дБ, волновое сопротивление — 60 Ом. Номер элемента Общая длина вибраторов (мм) Расстояние от предыдущего элемента (мм) Расстояние от конца бума (мм) 5 176 0 44 4 141 51 95 3 113 40 135 2 60 32 168 1 72 26 194 Источник: shems.h2.ru

Антенна GSM своими руками: особенности, стандарты и виды

Стандарт GSM придуман Европой в 1982 году, наравне с несколькими, касающимися связи посредством радиотелефонов. Направление антенн было проблемным, передатчики находились близ головы человека. Вред заметили быстро, широко известно: работники предприятий, задействованные связью, получают надбавки заработной платы. Недолго думая, комитет по стандарту ввел новый вид модуляции, позволяющий понизить мощности. Антенны сперва изготавливали выдвижными, позже приобрели вид пеньков, выступавших из корпуса аппарата. Начинка стремительно уменьшалась в размерах вместе с блоками питания, направление малогабаритных антенн гигагерцового диапазона относительно молодое. Первые наработки касаются 50-х годов прошлого века. Антенна GSM своими руками: как сделать, где установить. Поговорим подробнее.

Развитие стандарта GSM, антенн GSM

Потрудившиеся заглянуть внутрь мобильного телефона, другого гаджета, бессильны увидеть конструкции, напоминающие привычную глазу антенну. Продуманный производитель конструирует, больше руководствуясь опытными соображениями, стройной теории лишены. Нет смысла думать, что обзором будут вскрыты корпоративные секреты компании. Начиная 3G, стандарты цифровые, постоянно идет борьба, чтобы вместить побольше информации, задействовав поменьше ресурсов. Упоминали вред, внутри сотового телефона излучатель расположен в области задней стенки, от пользователя отделен экраном-землей. Микрополосковая технология известна давно. Книга 80-х годов Веселова описывает третьей частью концепцию.

Эффективность антенны GSM сотового телефона низкая, достигает 40%. Обычные телевизионные иногда зашкаливают за 90. Однако людям безразлично, здоровью вред минимальный. Каждый болотный кулик нахваливает сотовый, отлично слышит собеседника, при обрыве связи у оппонента исчезает звук… Значит, сотовый плохой. Диаграмма направленности GSM антенны сотового телефона однобокая — не светит в сторону говорящего — сильно искажается. Пользователь рукой меняет расстановку сил, чего говорить о препятствиях! Антенна GSM своими руками изготавливается для улучшения приема стационарными объектами. Мобильность ограничивается применением автомастерскими.

GSM антенны передающих станций прекрасно обустроены, отлично излучают. Слышим собеседника (если не совершает резких передвижений), оппонент будет терять пакеты, на пробежке, в транспорте. Телефон принимает на пятерочку, передает гораздо хуже. Входящие пакеты с голосом оппонента исправно приходят, исходящие дают сбои.

Теперь читатели знают: самостоятельно сделать GSM антенну на микрополосках в домашних условиях не представляется возможным. Именитые фирмы бьются, решая проблему. На сборку, проектировку функционала времени уходит минимум, производство дешевое. Компоновка внутренностей (антенну нелегко уместить на скромном пространстве) много сложнее.

На территории РФ ходят следующие стандарты:

1. GSM 900: частота передачи 890 – 915 МГц, частота приема 935 – 960 МГц.
2. GSM 1800: частота передачи 1710 – 1785 МГц, частота приема 1805 – 1880 МГц.

Микрополосковая антенна состоит из излучателя, диэлектрической подложки, проводящего экрана. С ростом толщины излучателя повышается рабочий диапазон, десятая часть длины волны. Толщина диэлектрика меньше указанной величины. Рассказываем неспроста. В диапазоне Wi-Fi микрополоски объединяются решетками, запечатываются пластиковым корпусом, снабжаются единым экраном, действуют единой командой, позволяя получить хорошее усиление, следовательно, ловить более удаленный сигнал. Вышки неподвижные, находятся в прямой видимости. Если справедливо сказанное конкретной ситуации – решение пригодное.

Приводим рисунок (сайта http://www.carookee.net/) антенны 2,4 ГГц. Чтобы начала работать на частоте 1800 МГц, необходимо размеры увеличить пропорционально в отношении 4 к 3. Обратите внимание, касается всех линий, включая соединительные. Попробуйте вначале функционирование одного квадратика до низведения платы гетинакса в жертву нуждам мобильной связи. Масштаб портала ошибочен – смотрите рисунок, снабженный размерами, стрелками показаны. Изображение взято с сайта http://www.zero13wireless.net/. Цифры указаны в миллиметрах. Пропорционально снимите чертеж номер один, определите размеры. Площадки квадратные, если искажены, исправьте графическим редактором, подойдет даже Paint, входящий по-умолчанию в состав Windows.

Для других частот, смело экстраполируйте чертеж на все случаи жизни пропорционально отношению длин волн. Делите 2400 МГц на стандартный GSM-диапазон. Выше брали отношение 2400/1800. Действуя таким образом, читатели выберут нужное устройство GSM антенны. Содержащая квадраты 4х4 дает меньшее усиление (усиление сигнала GSM антенны), проще наводится. Прием размытый, непонятно, откуда приходит сигнал, конструкция к месту. В случае далекой вышки, отчетливо видимой на горизонте, уместными станут 9 квадратов. Учтите, фидер до телефона (другого приемного устройства) не должен быть длинным, сигнал затухнет по пути сюда, в кабеле. Хочется поместить устройство на крыше… соберите усилитель на микрополосках, купите готовый в магазине для нужной частоты. Нужную цифру узнавайте у сотового оператора. Создана государственная служба по частотам, испросите чиновников пообщаться с частниками.

Изготовление GSM антенны

Большинство читателей уловило, как самодельная GSM антенна может быть изготовлена. Поделка потребует платы гетинакса подходящего размера двухстороннего фольгирования. Медь нанесена с одного бока – необходимо будет добавить конструкции рефлектор из листа стали, другого металла, площадью превышающего излучатель. Затем медь расчерчивается будущим контуром антенны. Делают тщательнее, используя линейку и уголок. Затем:

• Площадь под антенну покрывается лаком, подойдет женский для ногтей. Состав не должен попасть на поверхность в других местах, на стыки, можно закрасить крупные островки, затем отдерете ножиком (для увеличения скорости обработки).
• Травление плат ведется медным купоросом. Фольгирование двухстороннее – тыл полностью закрашивается лаком. В противном случае экран не будет растворен! Просто травление не закончится за мыслимый срок. Медного купороса недостаточно. Вторая сторона не нужна – отдирают ножиком. Для сохранения экрана нужно покрасить лаком.
• Травление ведется, пока смоются ненужные участки меди, готовая GSM антенна промывается водой, сушится, ножиком зачищаются проблемные места.
• Изделие помещается внутрь герметичного пластикового корпуса, подходящего размерами на стойках, не затрагивающих металлическую часть. Экран нужно заземлить. Попробуйте посадить на оплетку коаксиального кабеля. Напоминаем: для WiFi используется провод волновым сопротивлением 50 Ом. Сколько взять для сотовой связи: 50 смотрится уместно потому, что телевидение 900 МГц заканчивается.

Разновидности GSM антенн

Много писали об антеннах для WiFi, читатели догадались: диапазоны очень похожи… просто берите чертежи, переносите на другие частоты, везде указаны размеры применительно к длине волны. Транспонируйте эскизы пропорционально. Порядок действий указан выше. В сети легко найти так называемую антенну Харченко (биквадрат), представляющую собой пару рамок с одной общей точкой. Приводили более продвинутые варианты решения, отличающиеся большим усилением.

У читателей появится выбор того, какая выносная GSM антенна будет изготовлена. Биквадратная конструкция Харченко выполняется радиолюбителями из полосок шириной 10 мм, стороной квадрата по центру 80 мм. Не проверяли размеры, габариты определены длиной волны, используемой стандартом GSM. Для 900, 1800 МГц разница составит два раза. Скрупулезно проверяйте размеры чертежей. Рамка должна быть пропорциональна четверти длины волны. Формула известна из курса физики, приводить четыре рисунка, отличающихся мелкими деталями, нет смысла. Нужно понять: внешняя GSM антенна сходна строением с WiFi, полагаем, любую из раздела можно перенести сюда. Разница ограничена частотой, модуляцией. Первая не влияет на прием, вторая определяет размеры GSM антенны.

При использовании удлинителя старайтесь разместить усилитель поближе к точке монтажа. Шумы провода сильно снижают чувствительность устройства.

Самостоятельное изготовление антенн для мобильной связи

Не ловит телефон? Собери антенну сам!

В статье мы расскажем, как самостоятельно рассчитать, спроектировать и изготовить логопериодическую антенну для дачного приема на диапазон GSM 900. Которую можно выполнить из подручных материалов, не покупая дорогих трубок, без применения сварки и т.п. Такую антенну можно будет установить как на даче, так в городе, например, за окном.

Логопериодические антенны достаточно компактны и широкодиапазонные, и при достаточном количестве вибраторов коэффициент усиления может приближаться к антенне типа «волновой канал». В среднем, коэффициент усиления антенны составляет 6…7 дБ, а уровень побочных лепестков диаграммы направленности от -12 до -14 дБ, КБВ (коэффициент бегущей волны) – более 0,5.

Антенна состоит из двух рядов горизонтальных вибраторов, расположенных на рядах в шахматном порядке на траверсах. Длина вибраторов и расстояние между ними убывают в геометрической прогрессии в направление к точкам подключения кабеля. Позади самого длинного вибратора устанавливается короткозамкнутая перемычка, улучшающая согласование антенны с кабелем снижения и обеспечивающая необходимое симметрирование антенны.

Подчёркиваем, что представленный ниже расчет построен на эмпирических формулах.

1. Частота сигнала в стандарте GSM 900 по каналам передачи UpLink составляет 890…915 МГц (мобильный телефон – передатчик, базовая станция – приемник), а по каналам передачи DownLink — 935…960 МГц (мобильный телефон – приёмник, базовая станция – передатчик).
Следовательно, частота приема антенны будет от 890…960 МГц. Выбранный диапазон частот необходимо округлить, тем самым сделав его более широким, чем необходимо, для компенсации погрешностей расчета, построений и изготовления.

Принимаем диапазон шире на 20 МГц: f_min=870 МГц до f_max=980 МГц.

2. Определяем диапазон длин принимаемых волн λ=c/f, где с=3*10^8 м/с: λ_max≈0,345м=345мм и λ_min≈0,306м=306мм.

3. Основными геометрическими параметрами логопериодической антенны являются два параметра:
а) знаменатель геометрической прогрессии τ=0,8…0,9, характеризующего скорость убывания длин вибраторов. Примем τ=0,85.
б) угол α=10…30° при вершине треугольника, образованного краями вибраторов.В теории, чем ближе τ к 1 (lim τ=1) и чем меньше φ (lim φ=0), тем больше коэффициент усиления антенны, но при этом на практике возрастают габариты и масса антенны.

4. Также вводится параметр σ – относительный интервал, который объединяет в себе параметры α и τ: σ=d_n/(4*L_n)=0,25*(1- τ)*ctg(α/2), где L_n и d_n – длина любого вибратора и расстояние от предыдущего.
Экспериментальным путем определено, что оптимальным при заданном τ будет σ=0,243* τ -0,051=0,243*0,85-0,051≈0,15.

5. Определяем ctg(α/2)=4*σ/(1-τ)=4*0,15/(1-0,85)=4.

6. Определяем длину первого (самого длинного) вибратора l₁=(0,5…0,55)*λ_max=0,5*345≈173 мм.

7. Определяем длину второго вибратора l₂=τ*l₁=0,85*173≈147 мм.

8. Определяем расстояние от первого вибратора до второго: d₂=(l₁-l₂)*ctg(α/2)/2=(173-147)*4/2=52 мм.

9. Для остальных вибраторов проводим расчет аналогичный п.7 и п.8, согласно формулам:l_n= τ*l_n-1 и d_n=(l_n-l_n-1)*ctg(α/2)/2.

10. Результаты расчетов по п.9:

№ вибратора	l, мм	d, мм
1	173
2	147	52
3	125	44
4	106	38
5	90	32
6	77	26

 

11. Графически строим равнобедренный треугольник с длиной основания l₁=173 мм и углом при вершине φ=27° (ctg(α/2)=4).

 

12. Расстояние от первого вибратора до короткозамкнутой перемычки d₀=(0,125…0,18)*λ_max=0,125*345≈43 мм.

13. Расстояние между траверсами определяется из геометрии применяемых трубок и волнового сопротивления.

14. Коэффициент усиления антенны G_a=8,6…8,9 дБ определяем из таблицы по известным σ и τ:

		σ
		0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
τ	0,8	7	7,2	7,5	8	8,3	8	7,5
	0,82	7,2	7,4	7,7	8,2	8,4	8,3	7,9
	0,84	7,3	7,6	7,9	8,3	8,6	8,6	8,2
	0,86	7,6	7,8	8,2	8,4	8,8	8,9	8,6
	0,88	7,9	8,1	8,4	8,7	9	9,2	9,1
	0,9	8,3	8,6	8,8	9	9,3	9,6	9,5
	0,92	8,7	8,9	9,1	9,4	9,6	10	10
	0,94	9,1	9,3	9,5	9,8	10,2	10,7	10,9
	0,96	9,5	9,7	10	10,4	11	11,5	11,7
	0,98	10	10,4	10,6	11,1	11,6	12,3	13,2

В качестве траверс, к примеру, можно использовать, старые алюминиевые лыжные палки. А в качестве вибраторов использовать алюминиевый провод от старой электропроводки, как можно большего диаметра, который удастся найти, для обеспечения прочности и жесткости антенны. В трубке сверлятся отверстия, отрезки провода вставляются в отверстия трубки и запаиваются. Для пайки алюминия рекомендуем использовать специальный флюс, например, Ф61А.

Кабель снижения необходимо провести внутри верхней траверсы, а на выходе оплетку кабеля припаять к верхней траверсе, а центральную жилу к нижней. Допустимо кабель не проводить внутри траверсы, а прикрепить его пластиковыми стяжками (хомутами) к ней.

Доводим до ума установленный репитер GSM 900

Летним прохладным вечером, пошли мы с братом прогуляться по окрестностям деревни, отвлечься от деревенских дел. И вдруг окрикивает нас пожилая семейная пара. Мы уже подумали, не случилось ли чего-нибудь…

Оказывается деревенское радио донесло до них информацию, что мы, что-то понимаем в GSM репитерах, правда они озвучили это по другому: «нам сын поставил что-то, сказал телефоны работать будут, вроде работало, но перестало».

Нужно помочь. Люди совсем не молодые, связь хоть какая-то нужна, а бегать каждый раз на горку где кое-как работает сотовый тяжело.

Оказалось у них установлен приблизительно такой комплект, как приведён выше. Направленная антенна на 5 элементов и с усиление 8 дБ, метров 10 кабеля с почти оторванным N разъёмом и сам GSM репитер с «крысиным хвостиком» на выходе.

Правда было все установлено более-менее верно, внешняя антенна высоко и направление в сторону базовой, репитер в противоположенной стороне избы.

Восстановление N-разъёма ни чего не дало, это нас не удивило, больше удивил рассказ о том, как раньше оно нормально работало. До базовой станции 13 километров, дом в низине и все это расстояние высокий лес, а антенна слабая и мало того, она была залита водой, т.к. сделана из трубок.

Где-то там… далеко, базовая станция оператора

По всей видимости работало это зимой, когда лес стоял голым и было сухо.

У нас валялась старая антенна на 9 элементов с заявленным усилением 13 дБ китайского производства, которую мы уже не раз ремонтировали.

Антенна 5 элементов — 8 дБ и 9 элементов — 13 дБ

У обеих антенн одинаковая конструкция — полые алюминиевые трубки. В активный элемент попадает вода и отгнивает центральная жила радиокабеля.

После нескольких ремонтов, свою антенну мы перестали использовать и применяем её с тех пор как тестовую и «на всякий случай». Вот он — «всякий случай» и настал.

Вместе с нашей антенной на 13 дБ, было у нас метров пять фирменного кабеля 5D-FB. Ни куда не залезая мы подключили свою конструкцию к репитеру и тут же получили сигнал в районе -94 дБм. Процентов на 80 звонки стали проходит, уже результат.

Меняем антенны и разбегаемся…

В процессе монтажа антенны

Антенну подключили к уже проложенному кабелю из первоначального китайского комплекта (кабель отвратительного качества, не уверен, что вообще 50 Ом) и результат расстроил совсем.

Временное подключение антенны к старому кабелю

Не смотря на значительную высоту установки антенны, сигнал стал совсем плохим (по сравнению с замерами с земли и нашим кабелем). Вызовы практически не устанавливались.

Замена кабеля на наш пяти метровый кусок, дал результат.

Протаскиваем новый кабель. Старый используем как закладную (слева труба русской печи)

GSM репитер переехал в центр избы и в радиусе 2-х метров сигнал был в районе -91 дБм,  а в метрах трех от репитера, сигнал падал ниже -104 дБм. Причина была понятна, ведь у репитера на выходе не антенна, а «крысиный хвостик».

Круговая антенна из комплекта поставки

Можно было конечно так и оставить, но внешнюю антенну, опять рано или поздно зальет водой (кстати в снятой маленькой антенне воды было полным-полно). И было принято решение помочь пенсионерам и в следующий приезд довести всё до ума.

Пролетело пару недель, мы закупили антенны, нашлись хоть и не свежие но подходящие разъемы, а у нас появилось время съездить и всё доделать. Наш приезд вычислили (куда деваться… деревня). В благодарность, нам принесли все, что выросло у них на огороде. Значит связь работала! Мы пообещались зайти и тоже не с пустыми руками и всё доделать.

На улице мы поставили уже стандартную для нас направленную антенну AX-914Y, с усилением 14 дБ, её уж точно водой не заливает. Уровень сигнала на выходе почти не изменился, что говорит о том, что китайская антенна тоже имела честные 13 дБ, но её конструкция не очень удачная.

Антенна AX-914Y

Антенна AX-914Y

GSM репитер так и остался посреди избы. Хозяева его там уже и прикрутили и розетку сделали и креслице поставили, переговорный пункт получился.

GSM репитер. Фото уже без «крысиного хвостика»

С антенной «крысиный хвостик», подключенной напрямую к выходу GSM репитера, уровень сигнала в метре от антенны был -91 дБм, в трех метрах уже -104 дБм.

Антенну «крысиный хвостик» пришлось снять, вместо него использовали недорогую потолочную широкополосную внутреннюю антенну АО-700/2700-4 с круговой диаграммой направленности и применить метра полтора кабеля из первоначального комплекта, не смотря на его плохое качество.

Антенна АО-700/2700-4 в избе

Этой длинны как раз хватило что бы под потолком разместить антенну.

Уровень сигнала после её подключения подскочил до -83 дБм. С телефоном уже можно уверенно перемещаться по небольшому дому и даже захватывает немного улицу.

Хозяйский боевой котэ. Весьма ласковый и спокойный.

Хозяйский боевой котэ

Тут он несколько грязный, наверно после охоты. В последующие наши визиты, он был уже вылизанный 😀

Сделано это было всё ради интереса и помощи соседям. В деревне нужно помогать друг-другу. 🙂 С этими людьми мы знакомы давно, мимо их дома ходим на рыбалку. Думаю и они нас еще когда-нибудь угостят чем ни будь свежим со своего огорода, а сами будут спать спокойней зная, что сотовым телефоном можно воспользоваться.

Про то, что эта история возможно будет кому-то полезна, подумал в самый последний момент, пришлось вернутся, что бы сделать пару кадров уже завершенной работы.

3G 4G антенна с радиусом действия более 30 км

Проживая далеко от вышек мобильных операторов бывают проблемы с покрытием. Имеющийся сигнал не позволяет даже звонить, не говоря о приеме 3G и 4G интернета. Подобные проблемы легко решаются, если собрать мощную антенну. Сделать это можно из дешевых материалов. Антенна способна улавливать сигнал даже за 30 км от вышки.

Материалы для антенны

Для сборки потребуется:

• шпилька цельнорезьбовая 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.

Необходимая теория

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.






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. Если при поиске сети не удалось найти оператора для 3G и никакой информации о его частоте нет, тогда лучше делать антенну под параметры 2100 МГц, так выше вероятность уловить сигнал.

Процесс сборки антенны

Я буду собирать антенну 3G 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.


Если нет гнезда.

Настройка

Для достижения максимального качества приема нужно вывести антенну за пределы помещения. Ее нужно поставить немного выше крыш ближайших построек, чтобы минимизировать возможные помехи и не допустить шумов. Нужно направить антенну прямо на ближайшую вышку, которая транслирует интернет сигнал. Чтобы узнать, где она располагается можно воспользоваться приложением Netmonitor. Такая простенькая антенна способна улавливать сигнал от вышек расположенных на расстоянии даже больше 30 км.

Смотрите видео

Подробные испытания и изготовления антенн смотрите в видео

Векторный анализатор цепей 2.8 Сенсорный экран 50 кГц Цифровой дисплей 900 МГц Коротковолновые СЧ ВЧ ОВЧ УВЧ Антенный анализатор Стоячая волна | |

Это изделие «сделай сам» с функцией измерения векторной сети. Он включает в себя 2,8-дюймовый сенсорный экран, измерение TX / RX, может определять полные параметры S11 и S21, если вам нужно получить S12 и S22, вам необходимо вручную заменить проводку порта трансивера.

Характеристики:
Управляющее программное обеспечение ПК может экспортировать файлы Touchstone (snp), которые можно использовать для различных программ проектирования и моделирования радиостанций.
Улучшенный частотный алгоритм может использовать расширение нечетной гармоники si5351 для поддержки частоты измерения до 900 МГц.
Это в основном для изучения клиентов, которые могут сделать DIY, вам необходимо подготовить кабель SMA самостоятельно.
Не имеет металлического экрана. Основное преимущество состоит в том, что пользователи с большими практическими навыками могут открыть машину, чтобы просмотреть структуру схемы. Однако при измерении частот выше 300M легко получить помехи от других сигналов. Поэтому этот продукт рекомендуется для изучения принципов и использования на более низких частотах.
Частотный диапазон прямого выхода si5351 от 50 до 300 МГц обеспечивает динамику лучше 70 дБ.
Расширенный диапазон 300–600 МГц обеспечивает динамику лучше 50 дБ, а диапазон 600–900 МГц лучше 40 дБ.
Маленький и портативный, простой в использовании, этот проект призван предоставить радиочастотное устройство, но полезный инструмент для энтузиастов.

Технические характеристики:
Материал: PCB
Цвет: белый
Частота измерений: 50 кГц ~ 300 МГц (50 кГц ~ 900 МГц, включить расширенную прошивку) (продукты будут обновлены до последней версии прошивки перед отправкой, фактическая частота измерения составляет 50 кГц ~ 900 МГц)
Выходной сигнал RF: -13 дБм (максимум -9 дБм)
Точность частоты: <0.5ppm
Диапазон измерений: 70 дБ (50 кГц — 300 МГц), (50 дБ (300–600 МГц), 40 дБ (600–900 МГц), включение расширенного микропрограммного обеспечения) КСВ порта
: <1,1
Дисплей: 2,8 дюйма TFT (320 * 240)
Интерфейс USB : USB type-C
Режим связи: CDC (последовательный)
USB: 5 В 120 мА
Батарея: 1 * литиевая батарея, 3,7 В, 450 мАч (в комплекте)
Количество точек калибровки: 101 (фиксированное)
Количество точек сканирования: 101 (фиксировано)
Отслеживание дисплея: 4, маркировка: 4, сохранение настроек: 5
Размер печатной платы: 85,5 * 54 * 11 мм / 3.4 * 2,1 * 0,4 дюйма (без разъемов и переключателей)
Размер упаковки: 190 * 100 * 30 мм / 7,5 * 3,9 * 1,2 дюйма
Вес упаковки: 139 г / 4,9 унции

Примечание:
Этот продукт не содержит кабеля SMA , вам нужно подготовиться.

Список пакетов:
1 * Хост
1 * Кабель передачи данных USB Type-C
1 * Гнездо SMA на гнездовой разъем

.

NanoVNA 50 кГц 900 МГц Векторный анализатор цепей Цифровой сенсорный экран Коротковолновые СЧ ВЧ ОВЧ УВЧ Антенный анализатор Стоячая волна | |

Dh29122003

NanoVNA Векторный анализатор цепей 50 кГц-900 МГц Цифровой сенсорный экран Коротковолновые СЧ ВЧ ОВЧ УВЧ Антенный анализатор Стоячая волна

Характеристики:

1. Управляющее программное обеспечение ПК может экспортировать файлы Touchstone (snp), которые можно использовать для различных программ проектирования и моделирования радио.
2. Улучшенный частотный алгоритм может использовать расширение нечетной гармоники si5351 для поддержки частоты измерения до 900 МГц.
3. Это в основном для изучения клиентов, которые могут сделать DIY, вам необходимо самостоятельно подготовить кабель SMA.
4. Не имеет металлического экрана. Основное преимущество состоит в том, что пользователи с большими практическими навыками могут открыть машину, чтобы просмотреть структуру схемы. Однако при измерении частот выше 300M легко получить помехи от других сигналов.Поэтому этот продукт рекомендуется для изучения принципов и использования на более низких частотах.
5. Частотный диапазон прямого выхода si5351 от 50 до 300 МГц обеспечивает динамику лучше 70 дБ.
6. Расширенный диапазон 300–600 МГц обеспечивает динамику лучше 50 дБ, а диапазон 600–900 МГц лучше 40 дБ.
7. Маленький и портативный, простой в использовании, этот проект призван предоставить радиочастотное устройство, но полезный инструмент для энтузиастов.

Технические характеристики:

1. Материал: PCB
2. Цвет: черный
3. Частота измерения: 50 кГц ~ 300 МГц (50 кГц ~ 900 МГц, включить расширенную прошивку) (продукты будут обновлены последней прошивкой перед отправкой, фактическая частота измерения составляет 50 кГц ~ 900 МГц)
4. Выход RF: -13 дБм (максимум -9 дБм)
5. Точность частоты: <0.5 частей на миллион
6. Диапазон измерений: 70 дБ (50 кГц — 300 МГц), (50 дБ (300–600 МГц), 40 дБ (600–900 МГц), включение расширенного микропрограммного обеспечения)
7. КСВ порта: <1,1
8. Дисплей: 2,8 дюйма TFT (320 * 240)
9. Интерфейс USB: USB тип-C
10. Режим связи: CDC (последовательный)
11. USB: 5 В 120 мА
12. Батарея: 1 * литиевая батарея, 3,7 В, 450 мАч (в комплекте)
13. Количество точек калибровки: 101 (фиксированная)
14. Количество точек сканирования: 101 (фиксированная)
15. Отслеживание дисплея: 4, маркировка: 4, сохранение настроек: 5
16. Размер платы: 85.5 * 54 * 11 мм / 3,4 * 2,1 * 0,4 дюйма (без разъемов и переключателей)
17. Размер упаковки: 190 * 100 * 30 мм / 7,5 * 3,9 * 1,2 дюйма
18. Вес упаковки: 139 г / 4,9 унции

Примечание:

Этот продукт не содержит кабеля SMA, вам необходимо подготовить его самостоятельно.

Список пакетов:

1. — 1 основной блок NanoVNA
2. — 1 кабель для передачи данных USB Type-C
3. — 2 x 30 мм SMA-штекер-штекер RG174 RF-кабели
4. — Калибровочные детали с наружной резьбой 2 x SMA
5. — 1 x SMA, гнездо-гнездо, разъем

6. 

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

.

50KHz 900MHz Практичный портативный миниатюрный векторный анализатор цепей Цифровой дисплей Сенсорный экран Анализатор коротковолновой антенны | |

Это изделие «сделай сам» с функцией векторного измерения сети. Он включает в себя 2,8-дюймовый сенсорный экран, измерение TX / RX, может определять полные параметры S11 и S21, если вам нужно получить S12 и S22, вам необходимо вручную заменить проводку порта трансивера.

Характеристики:
Управляющее программное обеспечение ПК может экспортировать файлы Touchstone (snp), которые можно использовать для различных программ проектирования и моделирования радиостанций.
Улучшенный частотный алгоритм может использовать расширение нечетной гармоники si5351 для поддержки частоты измерения до 900 МГц.
Это в основном для изучения клиентов, которые могут сделать DIY, вам нужно подготовить кабель SMA самостоятельно.
Не имеет металлического экрана. Основное преимущество состоит в том, что пользователи с большими практическими навыками могут открыть машину, чтобы просмотреть структуру схемы. Однако при измерении частот выше 300M легко получить помехи от других сигналов. Поэтому этот продукт рекомендуется для изучения принципов и использования на более низких частотах.
Частотный диапазон прямого выхода si5351 от 50 до 300 МГц обеспечивает динамику лучше 70 дБ.
Расширенный диапазон 300–600 МГц обеспечивает динамику лучше 50 дБ, а диапазон 600–900 МГц лучше 40 дБ.
Маленький и портативный, простой в использовании, этот проект призван предоставить радиочастотное устройство, но полезный инструмент для энтузиастов.

Технические характеристики:
Материал: печатная плата
Цвет: белый
Частота измерений: 50 кГц ~ 300 МГц (50 кГц ~ 900 МГц, включить расширенную прошивку) (продукты будут обновлены последней прошивкой перед отправкой, фактическая частота измерения составляет 50 кГц ~ 900 МГц)
Выходной сигнал RF: -13 дБм (максимум -9 дБм)
Точность частоты: <0.5ppm
Диапазон измерений: 70 дБ (50 кГц — 300 МГц), (50 дБ (300–600 МГц), 40 дБ (600–900 МГц), включение расширенного микропрограммного обеспечения) КСВ порта
: <1,1
Дисплей: 2,8 дюйма TFT (320 * 240)
Интерфейс USB : USB type-C
Режим связи: CDC (последовательный)
USB: 5 В 120 мА
Батарея: 1 * литиевая батарея, 3,7 В, 450 мАч (в комплекте)
Количество точек калибровки: 101 (фиксированных)
Количество точек сканирования: 101 (фиксировано)
Отслеживание дисплея: 4, маркировка: 4, сохранение настроек: 5
Размер печатной платы: 85,5 * 54 * 11 мм / 3.4 * 2,1 * 0,4 дюйма (без разъемов и переключателей)
Размер упаковки: 190 * 100 * 30 мм / 7,5 * 3,9 * 1,2 дюйма
Вес упаковки: 139 г / 4,9 унции

Примечание:
Этот продукт не содержит кабеля SMA , вам нужно подготовиться.

Список пакетов:
1 * Хост
1 * Кабель для передачи данных USB Type-C
1 * Гнездо на гнездовой разъем SMA

1) Мы принимаем Alipay, West Union, TT.Все основные кредитные карты принимаются через безопасный платежный процессор ESCROW.

2) Оплата должна быть произведена в течение 3 дней с момента заказа.

3) Если вы не можете оформить заказ сразу после закрытия аукциона, подождите несколько минут и повторите попытку. Платежи должны быть завершены в течение 3 дней.

1. ДОСТАВКА ПО ВСЕМУ МИРУ. (За исключением некоторых стран и APO / FPO)
2. Заказы обрабатываются своевременно после подтверждения оплаты.
3. Мы отправляем только по подтвержденным адресам заказа.Адрес вашего заказа ДОЛЖЕН СООТВЕТСТВОВАТЬ вашему адресу доставки.
4. Представленные изображения не являются фактическим товаром и предназначены только для справки.
5. ВРЕМЯ ПЕРЕХОДА ОБСЛУЖИВАНИЯ предоставляется перевозчиком и не включает выходные и праздничные дни. Время доставки может меняться, особенно во время курортного сезона.
6. Если вы не получили посылку в течение 30 дней с момента оплаты, свяжитесь с нами. Мы отследим доставку и свяжемся с вами в кратчайшие сроки. Наша цель — удовлетворение клиентов!
7.Из-за наличия на складе и разницы во времени мы отправим ваш товар с нашего первого доступного склада для быстрой доставки.

1. У вас есть 7 дней, чтобы связаться с нами и 30 дней, чтобы вернуть его со дня получения. Если этот предмет находится в вашем распоряжении более 7 дней, он считается использованным, и МЫ НЕ ВЫДАЕМ ВАМ ВОЗВРАТ ИЛИ ЗАМЕНУ. БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙ! Стоимость доставки оплачивается как продавцом, так и покупателем пополам.
2. Все возвращаемые товары ДОЛЖНЫ БЫТЬ в оригинальной упаковке, и вы ДОЛЖНЫ ПРЕДОСТАВИТЬ нам номер отслеживания доставки, конкретную причину возврата и ваш почтовый номер.
3. Мы вернем ВАШУ ПОЛНУЮ СУММУ ВЫИГРЫШНОЙ ЗАЯВКИ после получения товара в его первоначальном состоянии и в упаковке со всеми компонентами и аксессуарами ПОСЛЕ того, как Покупатель и Продавец отменят транзакцию с aliexpress. ИЛИ вы можете выбрать замену.
4. Мы будем нести всю стоимость доставки, если товар (ы) не соответствует рекламе.

1. 12 месяцев ограниченной гарантии производителя на дефектные изделия (за исключением предметов, поврежденных и / или неправильно использованных после получения).Гарантия на аксессуары составляет 3 месяца.
2. Дефектные изделия ДОЛЖНЫ БЫТЬ заявлены и возвращены в течение гарантийного срока (и, если возможно, в оригинальной упаковке). Вы должны сообщить нам, в чем заключается дефект, и сообщить номер вашего заказа. МЫ НЕ РЕМОНТ ИЛИ ЗАМЕНА ИЗДЕЛИЙ С истекшим сроком гарантии.
Вы соглашаетесь со всеми вышеперечисленными правилами при заказе на aliexpress!

Мы поддерживаем высокие стандарты качества и стремимся к 100% удовлетворенности клиентов! Отзывы очень важны. Мы просим вас немедленно связаться с нами, ПРЕЖДЕ чем оставить нейтральный или отрицательный отзыв, чтобы мы могли удовлетворительно решить ваши проблемы.
Невозможно решить проблемы, если мы о них не знаем!

.