Антенна 4g для модема своими руками

Антенна Харченко для 4g модема своими руками

Простым решением самодельного устройства может быть антенна Харченко для 3g модема, конструкция которой основана на проволочном биквадрате.

Требования к вибратору

Для изготовления антенны Харченко для 3g модема своими руками важно правильно выбрать проводник, из которого будет изготовлен вибратор, – это  ее основа

Вид металла

Для данных устройств применяют медные или алюминиевые детали. Поскольку биквадрат имеет малые размеры, а соединение деталей удобнее реализовывать посредством пайки, для антенны лучше подойдет медный провод.

Форма и площадь поперечного сечения

Рекомендуемые параметры провода – 2,3-2,5 мм диаметра, при этом верхняя граница является предпочтительной – в этом случае сигнал будет надежнее. Порой умельцы делают антенны из провода в 2 мм, но такое приемлемо не для любой местности. В большинстве случаев такой сигнал будет недостаточно надежным.

Основные размеры

Чтобы их рассчитать, нужно знать частоту и длину волны. Сторона квадрата должна быть равна 25% последней. Опираясь на эти габариты, из медной проволоки подготавливают биквадрат-восьмерку с соприкасающимися углами. Если нужна горизонтальная поляризация, конструкцию ставят стоймя, если вертикальная – в боковое положение.

Требования к кабелю для антенны Харченко

Подойдут изделия с сопротивлением от 50 до 80 Ом. Лучше выбрать вариант из меньшей части этого диапазона – так потери сигнала будут менее выраженными.

Особенности конструкции рефлектора

Для экранирования подойдет любая пластина из металла, будь то вырезанная из жестяного листа, алюминиевой посуды или фольгированного картона. Хорошо подойдет DVD-диск, закрепленный на торце крышки от газировки. Нужна регулировка удаленности отрезанием избытка толщины или установкой добавочных шайбочек.

Изготовление вибратора

Для максимальной симметричности проводок размечают маркером, ставят на него пассатижи и делают изгиб под прямым углом. Выверять изгиб нужно с помощью треугольника.

Подключение кабеля и рефлектора

В крышке сверлят дырку для провода, продевают его кончик и разделывают, обнажая основную жилу с экраном, залуживают и проводят пайку. Затем на вибратор натягивают крышечку, скрепив клеевым составом. Диск приклеивают к торцу крышки.

Способы передачи 3G сигнала с антенны на модем

Подготовленная конструкция реализует прием сигнала и направление его по соосному проводу. Теперь надо добиться того, чтобы модем его поймал.

Способ передачи информации по проводному каналу

Его реализация зависит от наличия разъема для соединения с внешней антенной.

Вариант №1

Кончики кабеля спаиваются с разъемом, и устройство подсоединяют через него. Потребуется припаять концы коаксиального кабеля ко второй половине разъема и через него подключать антенну.

Вариант №2

Разбирают кабель и спаивают центральную жилку с микросхемными компонентами. Без соответствующих компетенций операцию производить не рекомендуется.

Способ передачи информации по беспроводному каналу

Можно вырезать два электрода из консервной банки или листа фольги. Длина их может быть 7,5 см, а ширина – 4,5 и 2,7. Их спаивают с выходами соосного кабеля, и они направляют усиленную волну на модемную антенну. Обязательно нужно развести электродные компоненты на некоторое расстояние.

Упрощенная конструкция электродных концов

С модемной стороны кончик кабеля разделывают на 10 см, основную жилку обматывают вокруг корпуса. К экранной части припаивают загнутую жестяную полосу около 8 см. Когда антенна готова, модем вставляют в соответствующее гнездо компьютера и делают тест приема сигнала.

Конструкция Харченко

Необходимые инструмент и материалы

Мастеру для устройства Харченко понадобятся медный проводок длиной хотя бы 30 см, соосный кабель для подключения телевизора (1-2 м длиной), крышка от бутилированной воды, ненужный двд-диск (или кусок металлической пластины или фольги сопоставимого размера), паяльник, пассатижи, острый ножик, маркер и клей для пластмассовых изделий.

Простая самодельная антенна не потребует дорогостоящих ресурсов и увеличит скорость интернет-соединения. Такое решение весьма оправдано для использования на даче или в местности с трудностями связи.

Улучшение скорости Интернет-соединения антенной Харченко

Антенна Харченко также способна принимать сигнал от мобильных операторов, что позволяет повысить скорость и качество мобильного интернета. Для того чтобы улучшить качество интернета таким способом, сперва потребуется уточнить частоту волн. Это можно узнать, позвонив в центр компании, предоставляющей доступ в интернет.

После этого можно приступать к процессу сборки. Для этого необходимо сначала также собрать биквадрат, а после припаять к нему кабель. Как это сделать было описано в статье выше. Далее потребуется добавить рефлектор, который будет усиливать мощность приема. В конце необходимо подключить готовую конструкцию к роутеру.

Как сделать панельную антенну MIMO 4G в домашних условиях

Этот вид устройств приема сигнала получил распространение и в торговле, и у домашних мастеров — считается, что панельная конструкция дает устойчивый прием сигнала и несложна в обиходе и изготовлении. Конструктивно она состоят из двух патчей (матриц диполей).

Есть такие варианты:

• патчи располагаются в разных корпусах и вертикальных рядах;
• патчи находятся в одном корпусе (с четырьмя на каждый сегмент).

Обязательными условиями для выполнения монтажных работ по изготовлению и эксплуатации приемного панельного устройства МИМО 4G в домашних условиях профессиональными мастерами называются:

1. Необходимость точного соблюдения всех заданных и расчетных размеров и параметров. Для этого предварительно нужно рассчитать размеры и выполнить чертежи устройства.
2. Вычислить правильное месторасположение антенны на улице. Она должна направляться в сторону ближайшей базовой антенны сотового оператора. Если провести условную линию от устройства к операторской вышке, то на ее пути не должно быть помех (или минимальное количество и небольших).

Необходимые материалы и комплектующие:

1. 2 ровных листа одностороннего фольгированного стеклотекстолита или оцинкованной стали. Толщина: 0,2-0,5 мм. Один лист нужен для изготовление рефлектора (отражателя), а другой — для выполнения активных элементов.
2. Кабель. Он берется специальный с сопротивлением 50 Ом (телевизионный не рекомендуется).
3. Подключающие разъемы. Они должны подходить к разъемам на модеме.
4. Отрезок медного провода толщиной 1-1,2 мм. Провод можно брать любой.
5. Деревянная доска. Длина — не менее 2,00 м.
6. Нейлоновые хомуты.
7. Полипропиленовые трубы.
8. F-коннектор: 2 шт.
9. Кабель (пигтейл) F-CRC9: 2 шт.

Инструменты:

• дрель;
• пассатижи;
• паяльник;
• баллончик автоэмали;
• рулетка, линейка, карандаш (маркер);
• клей «Поксипол» (или его аналог).

Алгоритм работ:

1. Для изготовления каркаса доску нужно распилить на 3 части. Верхняя — 120 см, боковые — по 35 см.
2. Собирается каркас в виде буквы «П».
3. Из листа оцинкованной стали нужно вырезать 2 полотна. Линейный размер: 375х375 мм.
4. Основания фиксируются с помощью дюбелей на деревянном каркасе строго под углом 45º.
5. В центре каждого основания необходимо просверлить отверстия для кабеля, который будет идти к модему. Диаметр: 7 мм.
6. Далее делается разметка для крепления антенны.
7. Полипропиленовая труба распиливается на 6 частей: 3 длиной 42 мм и 3 — 44,5 мм.
8. Трубы располагают на кусках стеклотекстолита или оцинкованной стали и приклеивают (клей «Поксипол»).
9. Сама антенна изготавливается из проволоки по размерам, указанным в чертеже.
10. Для удобства и точности загибы нужно делать, используя пассатижи.
11. Затем кабель зачищается (внешний и центральная жила).
12. Оплетка припаивается к изгибу, а жила — к концам проволоки.
13. Кабель просовывается через полипропиленовую трубу в заранее просверленное отверстие.
14. Далее необходимо проверить все размеры. При необходимости — выровнять.
15. Углы ромбов фиксируются на полипропиленовых держателях с помощью клея.
16. После его высыхания необходимо замерить расстояния между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм.
17. Теперь крепим середину антенны с помощью клея.

Второй узел МИМО-антенны (на 843 мГц) изготавливается в точно такой же последовательности.

Окончание работ по созданию антенны МИМО 4G своими руками:

1. Кабели необходимо затянуть с обратно стороны устройства нейлоновыми хомутами и приклеить. Это нужно для того, чтобы они не «гуляли» в отверстиях. Обратное может привести к нарушению работы репитера.
2. Затем выполняются контрольные замеры по схеме. При замеченных отклонениях необходимо провести корректировку.
3. Проволоку и оцинкованные листы нужно покрыть автоэмалью. Эта процедура поможет предохранить их от окисления.
4. После через F-коннекторы кабели нужно вывести на пигтейл и уже затем на модем.
5. Проводится тестирование системы.
6. В случае положительного результата создание антенного устройства окончено.

Несколько советов по выбору антенн

Следующие простые правила помогают сориентироваться в имеющемся широком выборе:

1. Параболические модели — для самых тяжёлых случаев. Но лучше вызвать специалиста для установки, настройки таких приспособлений.
2. Если входной сигнал достаточно сильный — иногда достаточно вывешивать штыревые конструкции за окно. Допустимый вариант в таких ситуациях — круговые модели, поставленные на кронштейн.
3. Самая простая настройка — у панельных изделий, поэтому им рекомендуют отдавать предпочтение.
4. Направленные активной 4G антенны стоит выбирать, если сигнал в местах установки достаточно слабый.

Описание самодельного приемника

При соответствующих настройках самодельная антенна 3G или вместе с биквадратом одновременно может выступать в роли приемника и усилителя. Биквадрат является разновидностью рамочных антенн, которые входят в группу зигзагообразных. Изобрел его российский ученый Владимир Харченко. Впервые его использовать начали во второй половине 20-го века, чтобы «ловить» сигналы телевизионных передач. Ученые настроили это устройство на частоту 14 МГц, придали ей необходимое положение и стали получать сигналы из Соединенных Штатов Америки.

Обратите внимание! На сегодняшний день панельную антенну биквадрат для 3G можно купить в специализированном магазине или же сделать такое нехитрое приспособление своими руками. Согласно многочисленным расчетам и экспериментам В. Харченко, по выходным данным даже сделанная антенна для Интернета своими руками способствует усилению работы цифровых устройств, которые функционируют на основе мобильных платформ

Без рефлектора прием сигнала увеличивается до 4-5 дБ, а с его внедрением показатель увеличивается до 7-10 дБ

Согласно многочисленным расчетам и экспериментам В. Харченко, по выходным данным даже сделанная антенна для Интернета своими руками способствует усилению работы цифровых устройств, которые функционируют на основе мобильных платформ. Без рефлектора прием сигнала увеличивается до 4-5 дБ, а с его внедрением показатель увеличивается до 7-10 дБ.

Направленные устройства

Когда сигнал на модеме есть, но является недостаточно сильным, рекомендуется использовать нехитрые устройства, чтобы усилить мощность приема мобильного Интернета. Данный метод заключается в том, чтобы получше расположить 3G-модем и направить его антенну в сторону вышки. Использовать для этих целей можно такие подручные материалы:

• жестяную банку;
• старую кастрюлю;
• посуду или простой DVD-диск.

К примеру, если рассматривать баночную антенну, то здесь следует только пробить отверстие у основания банки или в ее дне. Это нужно, чтобы закрепить модем, правильное направление которого усилит сигнал.

Внешняя антенна

Также нужно выбрать оптимальную точку направления сигнала. В качестве изоляции следует использовать изоленту, которая будет предотвращать попадание влаги на микросхемы и соединения проводов.

Важно! Категорически запрещено заматывать слоями место около встроенного уловителя, поскольку это приведет к ухудшению сигнала, в результате чего все усилия пойдут насмарку. В роли рефлектора может выступить лист металла, который желательно немного закруглить для концентрации сигнала в одной точке

За неимением металлического листа можно взять обыкновенный картон, основание которого следует обклеить фольгой для отражения сигналов

В роли рефлектора может выступить лист металла, который желательно немного закруглить для концентрации сигнала в одной точке. За неимением металлического листа можно взять обыкновенный картон, основание которого следует обклеить фольгой для отражения сигналов.

Антенна Харченко для 3G

Несмотря на то, что устройство было изобретено в середине 20-го века, ее конструкция нисколько не изменилась, как и популярность. Принцип работы заключается в том, чтобы улавливать электромагнитные волны, по которым осуществляется передача мобильного Интернета.

Преимущество данной конструкции заключается в дальности работы, поскольку происходит многократное отражение сигнала в атмосфере. Волны огибают препятствия, в результате чего

Как сделать хорошую LTE антенну

Самодельная LTE антенна может быть обыкновенным стержнем. Предлагаем сделать нечто дельное. Знаете, – некоторые относятся к биквадрату немного свысока. Совершенно напрасно. В книге Харченко пишет: при умелом конструировании изделие способно принимать волны с перекрытием диапазона в 2 – 2,5 раза. Давайте теперь посмотрим, что с LTE на территории России. Вещают многие… забирают разные частоты, заглянем в Википедию, чтобы не проводить серьезного исследования, попытаемся определить параметры создания технического задания.

Каждый сотовый оператор не стремится помогать конкурентам. LTE антенна КР – 14 – 2050 – JG, коэффициент усиления составляет 14 дБ в диапазоне 1900 – 2200 МГц. КСВ не поднимается выше 2. Ну, и? Теперь загляните в труд Харченко, сравните биквадрат с магазинной антенной. Еще думаете, что не нужно ничего собирать своими руками? Будут проблемы с подключением, оборудование лишено выходов под внешние антенны. Придется курочить модемы (отдельный разговор), изыскивать иные методики сопряжения оборудования. Что у антенны Харченко хорошо,  согласование проводится относительно просто. Приступим к рассмотрению конструкции.

В десятый раз портал ВашТехник поминает добрым словом антенны Харченко. Попробуем еще раз…

1. Представьте шахматную доску. Испещрена полями белого, черного цвета. Причем соседними всегда являются противоположные оттенки. Для черной клетки только по диагонали может найтись соседняя черная. 
2. Теперь возьмем маленькое поле 2 х 2 клетки. Два поля белых, два – черные. Уберем черные поля. Осталось два квадрата, соприкасающихся одной вершиной друг с другом. Проложим по периметру этой фигуры проволоку.
3. В центральной части, где квадраты соприкасаются, проволока не должна пересекать себя. В этом месте две стороны фигуры сближаются, не касаются друг друга. Проволока в месте начала спаивается с концом.
4. Получена биквадратная антенна. Питающий кабель подходит в центральной части, где две стороны фигуры максимально сближаются. Само расстояние не критично, берут равным 1 – 2 мм. Никакого электрического контакта.
5. Требуется добавить экран – ставится плоская металлическая пластина параллельно биквадрату на расстоянии 0,175 максимальной длины волны диапазона (минимальная частота). Увеличивается усиление, уменьшается уровень помех, отсекается половина сферы приема.

Давайте обсудим полученное изделие. Настоящая антенна Харченко образована тремя контурами. Приводим рисунок оригинального издания 1969 года, надеемся, автор не будет против вопиющего нарушения copyright. Как видите, указаны размеры относительно максимальной длины волны (минимальная частота).

Если верить Харченко, коэффициент перекрытия диапазона составит порядка 2 (до 2,5).Нигде в области КСВ не будет больше 2

Обратите внимание, восьмерка стоит вертикально. Поляризация будет горизонтальной

Харченко предлагал использовать конструкцию, ловя телевещание, авторы хотят приспособить принимать связь. Биквадрат кладите набок.

Как соединять контуры, сказать сложно, автор медлит показывать… Из рисунка следует: верхний наибольший квадрат переходит в нижний наименьший, и наоборот. Средний замыкается сам на себя. На контактных площадках три контура собираются шиной, запитываемой кабелем. Следует из рисунка, по тексту нуль пояснений. Взяв читателями, обращаемся к поисковику, не любим нерешенных вопросов… Вот что удалось выяснить.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

На сегодня рынок предлагает множество антенн, конструктивное исполнение которых значительно варьируется от таких параметров, как диаграмма направленности и рабочий частотный диапазон. Касательно первого: угол раскрытия основного лепестка варьируется в пределах от 30 до 90 градусов, для сотовых антенн — обычно от 60 до 75 градусов. Также вклад в направленность вносит угол наклона, который может быть как регулируемый как механическим путем (вертикальная плоскость), так и стационарным, установленный заводом-изготовителем (горизонтальная плоскость).

Второй параметр как раз определяет частотную селективность антенны (о чем упоминалось ранее) и для сетей 4G диапазон может быть самым разным (от 800 МГц и выше), некоторые сотовые вышки работают сразу на нескольких значениях, например, для LTE это могут быть линии 700 МГц, 800 МГц, 2600 МГц. Если необходимо включение 3G, дополнительно используется полоса 2100 МГц. Естественно, что это требует разделения как в плоскостях поляризации, так и пространственное, а также разных направленностей. Это неизбежно приведет к огромному видовому разнообразию устройств, что и можно наблюдать на рынке.

Как произвести предварительный расчет

Для качественной работы антенны в любом месте требуется предварительный расчет ее параметров. Устройство состоит из нескольких частей:

• вибратора;
• провода антенны;
• блока передачи сигнала;
• отражателя.

Требования к вибратору

Материалом для производства этой части служит медь или алюминий. Они стойки к коррозии и обладают хорошим вибрационным эффектом. Размеры представленной части совсем небольшие, а материал мягкий, поэтому соединение с проводом проводится методом пайки. Поперечное сечение находится в пределах 5-7 мм, а его диаметр должен превышать 3 мм.

Обратите внимание! Кроме этого, важно соблюдать симметрию квадратов и боковых поверхностей

Провод

Для приема мобильного сигнала требуется определенный размер противодействия волны. Это значение должно составлять 55 Ом или 80 Ом. Во избежание потерь мощностей требуется провод с минимальным сопротивлением. Он имеет множество положительных сторон, выдает максимальные электронные данные, имеет небольшую потерю сигнала и подходит по габаритам для соединения с вибратором.

Рефлектор

Это наибольшая по габаритам часть устройства. Имеет непосредственное влияние на прием сигнала. Рефлектор можно сделать из металлической пластины. Если подобной под рукой нет, то подойдет даже дно старой кастрюли или обмотанная фольгой часть картона, а лучше фанеры. Некоторые умельцы создают небольшие отражатели из обыкновенного компакт-диска, к которому крепится модем, улавливающий усиленный сигнал.

Важно! Размер рефлектора должен быть сопоставим по масштабу с габаритами вибратора

Схема подключения и настройка антенны

Порядок подключения одинаковый для самодельных и заводских экземпляров.

Для этого понадобятся:

• СИМ-карта для USB-модема любого отечественного оператора, работающего в данной местности;
• сам USB-передатчик;
• Wi-Fi-маршрутизатор;
• 2 пигтейла для подключения к антенне (если они отсутствуют в ее конструкции).

Порядок подсоединения комплектующих:

1. СИМ карта вставляется в USB-передатчик.
2. Далее он подключается в разъем антенны.
3. К модему подсоединяются пигтейлы (очередность любая).
4. USB-разъем антенны подключается к маршрутизатору.
5. Устройство включается в сеть питания.

Порядок настройки:

1. Она проходит на месте, где установлено устройство. Специальным приспособлением или вручную (если есть возможность находиться на высокой точке) понемногу и аккуратно нужно поворачивать антенну с интервалом в 3-4 секунды на 5-10º.
2. Нежелательно, чтобы по пути передающей станции (между приемным прибором) находились стационарные помехи: дома, другие строения и высокие деревья. Даже колыхание листвы будет влиять на качество сигнала.
3. Рекомендуется, чтобы уровень сигнала был от 65 до 90 дБ (минимум — 112 дБ).
4. После нахождения места с лучшим качеством приема антенну необходимо закрепить.
5. Если после окончания монтажа остается лишний кабель, то его требуется укоротить до необходимой длины: тогда он не будет ухудшать качество приема.
6. Далее можно пользоваться интернетом и сотовой связью.

Соблюдение всех требований к изготовлению антенны, точность расчетов, качество сборки и настройки позволят достичь хорошего результата с минимальными финансовыми затратами. Работы рекомендуется проводить в помещении с достаточной освещенностью и вентиляцией.

Устройство и габариты

Также антенны делятся на несколько типов. Это могут быть комнатные устройства, работающие в помещении, или наружные, которые устанавливаются и направляются на вышку с улицы. Наиболее оптимальными и качественными являются приборы второго варианта.

Обратите внимание! Все представленные устройства используются как для приема, так и для передачи сигнала. Для соединения с сетью антенна принимает и усиливает сигнал от базовой станции, который впоследствии передается на модем при помощи USB порта и провода

Внешние усилители делятся на такие основные типы:

Для соединения с сетью антенна принимает и усиливает сигнал от базовой станции, который впоследствии передается на модем при помощи USB порта и провода. Внешние усилители делятся на такие основные типы:

• направленные;
• всенаправленные;
• широкодиапазонные или многочастотные.

Направленные делятся еще на три различных подвида:

• способные улучшать сигнал только с одной стороны;
• секторные, так же, как и первые, относятся к однонаправленным устройствам. Они имеют возможность работать в одном направлении, но при этом охватывать дополнительное пространство;
• всенаправленные, что значит усиливают сигнал одновременно с нескольких сторон.

Антенны от производителей пользовательского 3G/4G-оборудования

Безусловно, операторы, предоставляющие своим пользователям доступ к Интернету через беспроводные сети, обладают информацией о вышеописанном положении дел. В своих фирменных магазинах они предлагают целые комплекты оборудования для работы в труднодоступных районах с плохим уровнем сигнала. Обычно в подобный комплект может входить модем или мобильный роутер, необходимые кабели и переходники, антенна модема 4G LTE. Стоит отметить, что изготовленные на заводе или фабрике решения хороши в первую очередь тем, что при их производстве применяются передовые технологии, что обеспечивает довольно неплохой коэффициент усиления сигнала.