Варианты самодельных 4g антенн

Подключение к смартфону

После сборки устройства его нужно подключить к телефону. Для этого требуется модем USB. Для подключения необходимо разобрать часть устройства и залудить места для пайки, к которым прикрепить провод. Пушку желательно закрепить при помощи специального кронштейна, что позволит направить ее в сторону раздающего устройства. После закрепления модема нужно подключить его к смартфону и роутеру для раздачи данных при помощи собранной антенны.

Расстояние передачи данных

В ходе проверки собранного устройства можно заметить появление большого количества доступных сетей для подключения. Если ранее было 2-3 варианта, то с пушкой их количество увеличивается в несколько раз. Кроме этого, любой поворот прибора покажет совершенно другие доступные сети, что подтверждает направленное действие.

Обратите внимание! В зависимости от местности качество сигнала будет колебаться от расстояния. Можно без проблем подключиться к сети, которая находится в километре от антенны и получить максимальную скорость интернет-соединения. Данные на таком расстоянии получаются и передаются практически без потерь

Данные на таком расстоянии получаются и передаются практически без потерь

Можно без проблем подключиться к сети, которая находится в километре от антенны и получить максимальную скорость интернет-соединения. Данные на таком расстоянии получаются и передаются практически без потерь.

Установка на крыше

Такое расположение антенны позволит увеличить расстояние передачи данных до нескольких километров. Для подключения можно применить кабель от старой спутниковой антенны. Для этого требуется отломать старые разъемы и сделать отверстие на самой большой пластине. Туда прикручивается оплетка и припаивается центральная жила. После этого второй конец провода при помощи переходника нужно подключить к адаптеру.

Важно! Установив устройство на крыше, важно направлять его точно в необходимое место, поскольку антенна имеет узкий луч

Подсоединение облучателя к телефону

Поскольку в смартфонах нет входа для антенн, а подключить ее нужно, то от пользователя требуется создать принцип емкостной связи. Для этого рекомендуется зачистить часть провода, который подключен к антенне, и закрутить его в своеобразную спираль.

После этого всего лишь нужно прижать своеобразную спираль к тому месту телефона, где у него расположена антенна. Для этого подойдет чехол, который поможет легко подключить и отключить соединение. После налаживания связи нужно подождать, пока данные телефона обновятся. Способ подходит для любого домашнего интернет-устройства.

Обратите внимание! Подключение пушки к маршрутизатору позволяет раздавать данные беспроводным путем. 

Усилитель мобильного интернет-сигнала для дачи

Каждый человек может собственноручно усилить качество сигнала 4G-модема, который можно приобрести в любом салоне сотовой связи выбранного оператора. Чтобы пользоваться интернетом через такой модем, нужен компьютер или ноутбук. Но также следует учитывать фактор стабильности подключения, если же оператор не в состоянии поддерживать бесперебойный сигнал (пусть даже при низкой скорости), то рационально его просто сменить. В противном же случае пользователь все равно получит некачественное интернет-соединение.

Существует несколько возможных вариантов, как усилить сигнал. Наиболее популярными являются:

1. Удлинить USB-шнур, через который модем подключается к компьютеру или ноутбуку. Благодаря этому модем можно положить где-нибудь выше или даже вынести его на улицу, при этом существенно улучшится качество связи.
2. UTP-удлинитель для 3 или 4G-модема. Обычный USB-удлинитель неспособен правильно работать, если длина шнура превышает 4 метра. В данном же случае удлинитель может иметь качественное соединение с компьютером на расстоянии до 20 метров. Поэтому модем можно вынести даже на крышу дома.
3. Приобрести специальный усилитель интернет-сигнала. Не самый дешевый способ, ведь стоимость полного набора обойдется около 2800 руб. (50 долларов), однако, конечный результат действительно стоит этих денег.
4. Своими руками сделать специальную антенну, которая будет улучшать качество связи.
5. Сменить оператора. На первый взгляд такая банальная процедура может оказаться самой действенной.
6. Выбрать режим «Только 3G» или «Только 4G».

С основными методами улучшения интернет-соединения разобрались, теперь более подробно о каждом из них.

Особенности размещения антенн в смартфонах

Не стоит забывать и о том, что в каждом мобильном телефоне находятся не только антенны для сотовой связи, Wi-Fi, GPS, но и дополнительно антенны для совместимости с более старыми стандартами связи 4G, 3G и т.д.

Необходимо точно согласовать все антенные устройства между собой, ведь взаимное влияние и перекрестные помехи продолжают делать свою грязную работу и оказывать негативное влияние на систему в целом.

Оптимальное расположение антенн в телефоне,а также относительно друг друга, будет иметь ключевое значение и сказываться на их работе. Изменение положения на несколько миллиметров будет влиять на качество и стабильность связи работающего устройства. Как правило, на этапе тестовых испытаний вносятся коррективы в расположение антенн для обеспечения их оптимальной работы.

Из-за требований к повышению пропускной способности, используются технологии MIMO и Beamforming. Небольшой размер антенны, работающей на частотах более 28 ГГц увеличивает потенциал используемого стека технологий. Благодаря этому, увеличивается коэффициент усиления.

У высокочастотных антенн конструкция не так сильно связана с общей структурой телефона. Однако, большие проблемы возникают при интеграции антенны в устройство, за металлическую крышку. В этих реалиях она уже не является незаметной преградой на пути распространения волны, а оказывает достаточно сильное влияние на характеристики. И здесь нашли применение методы, используемые для проектирования обтекателей в космической промышленности. Крышка разрабатывается таким образом, что в определенном месте образует линзу, что позволяет улучшить диаграмму направленности, а также характеристики сканирования. При этом, данная проблема не настолько серьезна при размещении за стеклянной или пластиковой крышкой.

Другой подход, который также использует малый размер антенны — интеграция конструкций в металлический контур телефона. Это явно продемонстрировано на рисунке ниже.

Не стоит забывать и о безопасности, особенно для устройства, которое человек носит примерно 80% времени в непосредственной близости от тела.

На частотах ниже 6 ГГц для оценки влияния электромагнитного излучения применяются существующие стандарты SAR (Structure–activity relationship). На частотах миллиметровых волн, электромагнитное поле почти не проникает в организм. Большая часть излучения отражается, а то, что проникает внутрь, полностью рассеивается в пределах 3 миллиметров от поверхности, поэтому SAR не является серьезной угрозой для организма:

Усилитель

Для выбора максимально эффективного по всем показателям усилителя интернет-сигнала 3G, 4G для дачи или дома нужно знать основные отличия и типы существующих приборов.

Усилители, производимые или созданные вручную, по своим характеристикам делятся на два различных вида:

• Активные. Данные устройства работают за счет усиления сотового сигнала с помощью специального оборудования: репитера, усилителя, ретранслятора;
• Пассивные. Данный тип представляет собой усилитель сигнала сотовой связи, в котором отсутствует активное устройство. Он основывается на применении различного типа антенн и пассивного ретранслятора.

Простые и MIMO

Если просто расшифровать название технологии, то получится «наличие нескольких каналов входа и выходы данных». Следует внимательно подбирать такие усилители, в связи с тем, что не все операторы, предоставляющие передачу данных, поддерживают этот формат. Подобные приборы дают возможность получить намного большую скорость работы в Сети, которая достигает до 100 Мбит/с. Подобные усилители состоят из двух антенн, которые смонтированы в одном корпусе на небольшом расстоянии. Одновременно работают обе части, каждая из которых передает информацию по отдельному проводу.

Обратите внимание! Именно такой принцип работы обеспечил столь высокую скорость передачи данных

Уличные или внешние

Данная категория представляет собой более улучшенные и современные антенны для усиления сигнала. Принцип их работы заключается в установке антенны снаружи и подключения ее к внутреннему модему или другому принимающему данные устройству. В основном такая система подразумевает работу без усиливающего прибора или репитера.

Комнатные

Это простая антенна, которая повышает скорость и стабильность соединения, однако устанавливается внутри помещения. Данное устройство является так называемым рефлектором-отражателем и имеет выход сразу на модем через провод USB. Реальное улучшение качества сигнала можно получить только за счет установки комнатной антенны на подоконник у окна, иначе она будет ловить сигнал почти так же, как и любой телефон пользователя. Если разобрать пластмассовый корпус устройства, то можно увидеть тонкую фольгу. Эффективность такого прибора вызывает сомнения.

Обратите внимание! Использование комнатного усилителя равноценно простой установке модема на подоконник. Эффективность антенны немного выше только благодаря большему размеру приемника

Встроенные устройства

До сих пор все перечисленные усилители работали в виде комплекта отдельных устройств, которые в сборе образуют систему. В представленном случае получается отдельный интернет-центр, где в одном приборе заключены антенна, модем и усилитель. Кроме этого, в них входят роутеры, которые после приема и усиления сигнала раздают их на несколько девайсов пользователя.

Всенаправленные, направленные, секторные

Как можно понять из названий, это типы антенн и усилителей с возможностью направления в одну сторону или устройства, способные осуществлять прием сигнала одновременно с нескольких сторон.

Узкополосные и широкополосные

Разница заключается в том, что узкополосные способны работать только в одном диапазоне частот. Аналогичные широкополосные принимают сигнал в нескольких, а также автоматически переключаются между диапазонами и обеспечивают более стабильную передачу данных.

Репитеры

Обратите внимание! Репитер является дополнением к антенне. Он может помочь там, где работы простой антенны не всегда хватает для улучшения сигнала

Состоит из двухстороннего репитера, внешней и внутренней антенны, кабельного разветвителя, кабеля и разъемов

Принцип работы репитера заключается в усилении сигнала MS-BS и в обратном направлении BS-MS. То есть он обрабатывает получаемые данные и перенаправляет их в необходимом пользователю направлении. Если это отдаваемые данные, то перенаправление идет на базовую станцию оператора, если данные получаемые, то на модем абонента. Все эти процессы совершаются с использованием антенны, которая улавливает все сигналы

Состоит из двухстороннего репитера, внешней и внутренней антенны, кабельного разветвителя, кабеля и разъемов. Принцип работы репитера заключается в усилении сигнала MS-BS и в обратном направлении BS-MS. То есть он обрабатывает получаемые данные и перенаправляет их в необходимом пользователю направлении. Если это отдаваемые данные, то перенаправление идет на базовую станцию оператора, если данные получаемые, то на модем абонента. Все эти процессы совершаются с использованием антенны, которая улавливает все сигналы.

Как самому сделать антенну к сотовому телефону

Антенну «на скорую руку» можно сделать из того, что есть в доме

1. Взять медную проволоку и согнуть её в ромбовидную «восьмёрку» со стороной 8 см. Кабелем соединить антенну с телефоном, предварительно зачистив его концы. В горизонтальном положении прикрепить к потолку, где есть более сильный сигнал.
2. Использовать кулинарную фольгу, сделав из неё большой «кулёк» и вложив него мобильный телефон.
3. Можно использовать железный тазик подходящего размера, использовав его как параболическую антенну с мобильником в фокусе.

Домашняя антенна, которая подходит в основном для усиления сигнала. Для этого понадобятся: плоскогубцы, клещи или нож, коаксиальный кабель, паяльное оборудование, медный провод (8 см) и переходник для мобильного устройства (можно китайский).

1. Зачистить один конец высокочастотного кабеля так, чтобы не повредить центральную жилу, он будет подключён к антенне. Другой конец подсоединяется к телефону.
2. Медный провод припаять к сердечнику кабеля так, чтобы конструкция была крепкой и располагалась вертикально вверх. Такой же провод припаять к оплётке кабеля вертикально вниз.
3. Оба медных провода закрепить на небольшой деревянной доске, заизолировав в припаянных местах.
4. Закрепить эту конструкцию на крыше как можно выше, а другой конец антенного кабеля подсоединить к телефону с помощью адаптера.

Переносная антенна подходит даже в том случае, если сети, вообще, нет.

Это довольно простое приспособление, но довольно эффективное. Таким устройством можно пользоваться везде. Для этого потребуется: радиоантенна от старого магнитофона, тоненький провод (0,5 м), отвёртка, паяльник и маленькая шайба.

1. Радиоантенну разобрать у основания.
2. К шайбочке припаять проводок.
3. Собрать основание антенны, прикрепив шайбу с проводом.
4. Снять крышку с телефона и найти разъём для подключения дополнительной антенны.
5. Зачистить другой конец провода на 1–2 мм (не больше) и вставить в дырочку в центре этого разъёма.
6. Зафиксировать провод по телефону и посмотреть на шкалу сети. Индикатор должен показать 6 из 6 палочек.
7. Крышку от мобильного устройства можно не устанавливать.

Помимо самодельных антенн можно использовать покупные репитеры, позволяющие сделать устойчивую связь в любых помещениях и отдалённых местностях. Но стоимость такого оборудования довольно высока и сопоставима с ценой хорошего мобильного телефона, а более продвинутые решения достигают и 2–3 тысяч долларов. Поэтому в домашних условиях всегда можно воспользоваться более дешёвыми и подручными средствами усиления сигнала.

Мобильный интернет — способ подключить телефон к сети при помощи стандартов LTE, 3G-5G. Их применение позволило получить относительно стабильное и скоростное беспроводное соединение. Однако его качество сильно зависит от множества факторов, таких как дальность до точки доступа, то есть вышки, рельефа местности и других. Антенна для телефона 4G или более старого 3G позволяет улучшить качество сигнала, а соответственно, стабильность и скорость интернет-соединения. Подобные устройства можно приобрести или сделать самостоятельно в домашних условиях.

Выбор наружной антенны

По конструктивным особенностям и видам антенны различаются по нескольким категориям.

С различной направленностью

В представленной категории существуют три вида усилителей:

• С возможностью направления только в одну сторону. Из названия можно определить, что антенна этого типа может работать только в одном направлении. Ее требуется расположить непосредственно в сторону раздающей вышки оператора.
• Всенаправленные. Такие устройства способны улучшать качество сигнала с нескольких сторон. В этом случае усилитель имеет возможность самостоятельно выбирать наиболее бесперебойный и качественный сигнал от одной из нескольких подходящих передающих станций.
• Секторные. Так же, как и первые, имеют возможность работать в одном направлении, но охватывают увеличенный сектор. Они могут принимать сигналы сразу с нескольких станций одного сектора, и в случае перебоев самостоятельно переключаться.

Широкодиапазонные или многочастотные

Такие аппараты способны улучшать качество сигнала, при этом работая сразу в нескольких частотных диапазонах. Выбор устройств других моделей делает невозможной смену диапазонов и стандартов связи. Из-за этого некоторыми изготовителями предлагаются специальные широкодиапазонные приборы, которые могут принимать и усиливать сигналы во всех возможных частотах, таких как GSM 1800, 3G 2100, LTE, Wi-Fi.

Устройство и габариты антенны Харченко

3G модем работает на частоте 2100 мегагерц, которой соответствует длина волны 143 мм. На практике ещё встречаются модели, созданные под 900 МГц или использующие комбинированный режим, но они уже теряют свою актуальность.

Форма и соотношение размеров антенны показаны на картинке. Принцип работы этой конструкции более подробно описан в статье о приеме сигналов для цифрового телевидения.

Основными узлами антенны являются:

• вибратор, на который индуцируются, наводятся волны электромагнитных колебаний, посылаемые передатчиком оператора 3G;
• антенный кабель с узлом согласования, который передает индуцированный сигнал от вибратора;
• узел передачи сигнала с кабеля на вход модема;
• рефлектор, устраняющий помехи и отраженные сигналы для увеличения мощности приема.

Требования к вибратору

Вид металла

Для антенны обычно используют медь или алюминий. В домашних условиях, учитывая маленькие габариты вибратора, проще подсоединять провода пайкой. Поэтому останавливаемся на меди даже не рассматривая ряд других ее преимуществ.

Форма и площадь поперечного сечения

Рекомендуем создавать антенну Харченко из медного провода с поперечным сечением 5 мм кв или диаметром 2,5 мм, как наиболее оптимальную.

Сразу оговоримся, что можно взять толщину 2,3 мм (сечение 4 мм кв), которая незначительно снизит показатели приема. В крайнем случае допустимо выполнить монтаж с сечением 2,5 мм кв, но это уже ухудшит сигнал, увеличит его затухание. Хотя для некоторой местности это вполне допустимо.

Основные размеры

Применительно к вышерасположенному рисунку все показатели сведены в таблицу.

Обозначение и параметр	Размер в мм
50 Ом	75 Ом
L1, сторона квадрата извне	35,8	35,7
L2, сторона квадрата внутри	34,2	34,4
L3, суммарная длина	100,3	95,5
L4, ширина	50,1	52,1
L5, расстояние в месте пайки	2,1	1,8
D, дистанция между вибратором и рефлектором	16,4	17,4
В, ширина рефлектора	143	143
Н, длина рефлектора	143	143

Приведенные в таблице размеры являются оптимальным решением для практического изготовления. Однако выдержать их в домашних условиях с такой точностью просто невозможно, да и применительно к самодельной антенне не имеет смысла.

Вполне достаточно выдержать все размеры с точностью до 1 мм, а для приема хорошего сигнала следует обратить внимание на симметрию квадратов и одинаковый размер боковых сторон

Требования к кабелю для антенны Харченко

Основное различие, с которым может столкнуться домашний мастер — это величина волнового сопротивления, которая может быть 75 или 50 Ом.

Для уменьшения потерь мощности лучше использовать кабель с меньшим сопротивлением. Он ближе подходит по электрическим характеристикам, лучше согласовывается, обеспечивает меньшие потери сигнала.

Однако, используя один из этих видов кабеля лучше поточнее выполнить под него механические размеры вибратора. Тогда потери мощности сигнала будут минимальными.

Особенности конструкции рефлектора

В качестве экрана может работать любая металлическая пластина. Его можно вырезать ножницами из жести или болгаркой из старой алюминиевой кастрюли либо вообще изготовить из куска фанеры или картона и обклеить фольгой. Разницы большой не будет. Лишь бы он перекрывал идущие с любой стороны помехи.

Мы предлагаем использовать для антенны Харченко ненужный DVD диск. Его одна сторона покрыта алюминиевой фольгой и отлично справится с отражением волн. К тому же он обладает эстетичным видом и значительно упрощает работу.

Нам потребуется только смазать его клеем и закрепить на торце вставки — крышки от пластиковой бутылки, отрегулировав удаление вибратора от рефлектора добавлением дополнительных шайб или срезанием излишней толщины.

При сборке обращайте внимание на параллельность плоскостей вибратора и рефлектора

Особенности устройства

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

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

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

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

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

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

Назначение

Наиболее оптимально приобретать модем 4G с разъемом для внешней антенны в том случае, когда нужно создать устойчивое подключение к интернету на значительном отдалении от базовой станции сотового оператора. То есть дистанция может составлять от 5 до 15 км. Если расстояние меньше, то интегрированная в модем внутренняя антенна способна обеспечить устойчивое подключение с приемлемой скоростью. А вот уже свыше 5 км уже использование внешней антенны действительно обосновано.

Поэтому такие системы рекомендуется использовать в пригородах больших населенных пунктов, в которых есть качественное покрытие 4G/LTE или же 3G/UMTS и нет возможности создания проводной коммутации к Глобальной паутине. При этом в первом из них нет такого сигнала и не планируется в обозримом будущем реализация таких сотовых сетей.

Недостатки

В чем отличия между сетями 3G и 4G: особенности, преимущества и недостатки

Для изготовления самодельной 3G антенны рекомендуется использовать оцинкованную сталь или дюралюминий. Существенными недостатками конструкций, выполненных из латуни, биметаллических или медных проводов являются:

• сильное окисление, требующее периодической полировки;
• дополнительная изоляция от погодных факторов, которая заключается в покрытии антенны лаком;
• повышенная хрупкость на морозе.

Важно! Несмотря на то, что лакокрасочное покрытие служит хорошей защитой для проводов и пушки, в целом, со временем оно разрушается, поэтому его слой лака нужно периодически обновлять