Антенна Харченко для 4G модема Yota

Добрый день. Люди, живущие в частном доме, часто сталкиваются с проблемой отсутствия качественно интернета. ADSL сейчас мало где используется, да и скорость оставляет желать лучшего. Особенно проблематично если дом новый и телефона нет, тогда придется тянуть провод ради не очень быстрого интернета. А если и есть телефон, не факт, что линия, проложенная уже давно, подойдет для интернета. Оптоволокно тянуть дорого. Некоторые складываются с соседями и тогда затраты могут стать приемлемыми. Однако не всем нужен хороший интернет. Остается мобильный интернет. Технология 4G максимально позволяет достичь 150 Мбит\сек, но для такой скорости нужен качественный прием сигнала. Не всегда встроенной антенны (точнее двух) модема достаточно для этого. Итак, сегодня мы будем изготавливать антенну Харченко для 4G модема Yota. На данный момент в продаже имеются модемы YOTA 4G LTE WLTUBQ-108.

Нам необходимо:
— YOTA 4G LTE WLTUBQ-108
— Медный провод сечением 2.5 мм
— Лист железа
— Коаксиальный провод сопротивлением 75 Ом, тонкий
— Пигтейл двойной с MS156 на SMA Female
— Разъем SMA Male
— Дрель
— Сверло 3 мм
— Пластиковая трубочка или любой диэлектрик
— Паяльник
— Припой, канифоль
— Термоклей
— Хомутики
— USB удлинитель

Шаг 1 Подготовка модема.
Перед началом изготовления антенны, стоит подключить модем к компьютеру. Зайдя в настройки модема по адресу 10.0.0.1, записать значения SINR/RSRP. Делать это надо для сравнения изменения уровня сигнала, после подключения антенны. Модем разбирается достаточно легко. Необходимо чем-нибудь острым, например, шилом или ножом, поддеть и вынуть верхнюю крышку. Делать это надо очень аккуратно, так как под крышкой находится встроенная антенна. Главное не повредить ее. Снимаем крышку:

Далее держим модем за USB разъем одной рукой, а второй снимаем вверх корпус модема:

И с обратной стороны он выглядит так:

Наш модем поддерживает технологию MIMO. MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественные входы, множественные выходы) — технология пространственного кодирования сигнала, благодаря которой можно увеличить полосу пропускания канала. При использовании этой технологии, для передачи данных используются две или более антенны и столько же антенн для приёма. В нашем случае у нас две антенны. Для каждой антенны свое гнездо:

Одно гнездо находится в верхней части модема, второе сбоку справа. Оставлять модем открытым нехорошо, поэтому прикладывая корпус к модему, вымеряем места отверстий под гнезда, и сверлим сверлом диаметром 3 мм:

Вымереть точно достаточно сложно. Просверлив отверстия надеваем корпус на модем и смотрим совпадают ли отверстия с гнездами. При необходимости увеличиваем отверстия ножом в нужном направлении. Убедившись, что отверстия совпадают с гнездами, надеваем корпус и закрываем верхнюю крышку.

Антенну будем подключать к специально подготовленным гнездам. Для этого нам необходим переходник. С одной стороны, которого будет два разъема MS156 (подключаем одну антенну к двум гнездам), с другой стороны высокочастотный разъем SMA Female. Его можно заказать на aliexpress или купить в магазине радиодеталей:

Подключаем пигтейл к модему:

На этом откладываем, на время, модем в сторону.

Шаг 2 Расчет антенны.
Вариантов антенн достаточно много. На мой взгляд наиболее эффективная и простая в изготовлении — Антенна Харченко. Она названа по фамилии инженера, разработавшего и описавшего конструкцию этой антенны – Харченко К.П. Вибратор антенны будем изготавливать из медной проволоки сечением 2.5 мм. Можно использовать провод сечением 2 мм. Провод легко купить в электрике. Перед изготовление антенны изоляцию провода стоит снять. Вибратор состоит из двух квадратов, соединенных в одной из их вершин и с разъединенными сторонами. Провод антенны припаивается в точках соединения квадратов. Входное сопротивление антенны близко к 50 Ом. Я выбрал 75-Омный кабеле, хотя она также хорошо согласуется и с 50-Омным коаксиальным кабелем. Длина сторон квадратов равна λ/4, где λ — длина волны. В нашем случаем это 115 мм. Изготавливаем вибратор по следующей схеме:

Где:
Центральная частота f: 2600 МГц
Волновое сопротивление антенны ρ: 50 Ом
Длина волны λ: 115 мм
Размер L1 (внешняя сторона квадрата): 28.9 мм
Размер L2 (внутренняя сторона квадрата): 27.6 мм
Размер L3 (общая длина рамок): 81 мм
Размер L4 (ширина рамок): 40.5 мм
Размер L5 (промежуток в месте подключения): 1.7 мм
Расстояние вибратор-рефлектор D: 13.2 мм

Размер B (ширина рефлектора): 115 мм
Размер H (длина рефлектора): 115 мм
Диаметр проволоки вибратора: 2.5 мм
Общая длина проволоки (с запасом на повороты): 237.9 мм

Шаг 3 Собираем антенну.
Припаиваем провод к вибратору. В итоге должно получиться так:

Рефлектор можно изготовить практически из любого металлического листа. Также возможно изготовление сетчатого рефлектора. Я выбрал и вам рекомендую изготовить его из металла от старого системного блока компьютера. Толщина достаточная, а покрытие отлично помогает. Вырезаем квадрат со стороной 115 мм. Можно вырезать и больше, я указываю минимально необходимую сторону квадрата. В центре делаем отверстие 6 мм. В углу рефлектора так же проделываем 6 мм отверстие для крепления антенны. Затем берем небольшую пластиковую трубку или трубку из любого диэлектрика. Отрезаем от нее 13 мм и, используя термоклей, крепим, получившуюся деталь, в центре рефлектора, так, чтобы отверстия рефлектора и трубки совпадали:

Продеваем провод с припаянным вибратором в центральное отверстие рефлектора. При помощи термоклея фиксируем вибратор. Перед установкой хорошо продумайте место установки. Антенну нужно расположить так, чтобы вибратор располагался горизонтально. Также ее надо повернуть вибратором в сторону приёмной вышки. Антенну лучше расположить внутри помещения. Если планируете использовать снаружи, стоит позаботься об гидроизоляции антенны. Я закрепил антенну на откосе окна на улице. Чтобы на нее попадало как можно меньше дождя и снега, закрепил ее в верхней части. Таким образом она находится, как бы, под козырьком:

Не забудьте просверлить отверстие в раме окна и продеть в него провод.

Шаг 4 Подключаем антенну к модему.
На конец провода устанавливаем разъем SMA Male. Средний контакт необходимо припаять, внешняя оплетка фиксируется металлической трубкой, изолируем термоусадкой или изолентой:

Пигтейл держится не очень устойчиво в гнездах модема. При малейшем движении разъемы пигтейла выпадают из гнезд. Поэтому стоит изготовить небольшой постамент для модема. Такой постамент удобен и без антенны. Можно просто его поставить на подоконник или шкаф, и сигнал уже будет лучше, чем если бы модем торчал где-нибудь сзади системно блока. Из фанеры вырезаем квадрат со стороной 10 см. И небольшой прямоугольник 2 х 3 см. Скручиваем их как показано на фото. К прямоугольнику, используя хомутик, крепим один конец USB удлинителя. Насчет удлинителя, стоит выбирать удлинитель с проводом потолще и длиной не больше 70 см. В более длинных будут большие потери, и модем может не запуститься из-за недостаточного питания. Также большие потери будут в слишком тонких проводах. Ставим модем в разъем удлинителя, вставляем пигтейл и фиксируем провод пигтейла еще одним хомутиком. Таким образом мы исключим случайное отключения антенны:

Подключив антенну к модему, а модем к компьютеру, заходим в настройки модема по адресу 10.0.0.1. Ориентируясь на показатели SINR/RSRP находим лучшее место для антенны.
SINR — Показатель характеризующий соотношение шума (помех) и уровня сигнала. Для стабильной передачи данных, значение показателя должно быть больше 2.
RSRP — Показатель характеризующий качество сигнала с базовой станции. Чем выше это значение, тем лучше связь. Достаточным считается значение показателя от -110 и выше.
Для сравнения приведу свои показатели. Без антенны значения следующие:
SINR 7, RSRP -112.
После подключения данной антенны показатели стали:
SINR 15, RSRP -92.

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

разновидности и критерии выбора, направленные антенны с усилителем

Характеристики большинства устройств на современном рынке чаще остаются одинаковыми или приближенными друг к другу. Но исполнение у моделей разное. Комплекты дополняются разными кабелями и разъёмами для подключений. Из-за этого возникают сложности с выбором определённой модели, подходящей под те или иные условия. Поэтому 4G антенна заслуживает отдельного рассмотрения.

Виды внешних антенн по конструкции

В данном случае выделяют несколько возможных вариантов исполнения:

• Параболические;
• Штыревые;
• Секторные антенны для 4G интернета;
• Круговые всенаправленные;
• С волновым каналом;
• Панельные.

Направленные антенны («Волновой канал»)

Характерная черта таких изделий — узкая диаграмма направленности. Главное назначение — получение, передача сигналов с сохранением одного направления. В зависимости от установки находится эффективность двух важных параметров:

• Излучение;
• Приём радиоволн.

Такой тип предполагает дополнительную настройку особой точности. Важно соблюдать наведение на нужную станцию. Только в этом случае действие устройства будет максимально эффективным. Так работают любые антенны для усиления сигнала 4G, LTE, 3G.

Обратите внимание! Часто подобные конструкции ещё получают название лучевых.

Другие названия:

• Яги-Уда;
• Ёлочка;
• Волновой канал. Другое название —у антенны МИМО для 4G модема с усилением.

Панельные антенны

Для приёма и передачи радиосигнала такие устройства — одни из самых распространённых. Разновидность направленных моделей. Но диаграмма направленности у панельных больше, если сравнить с предыдущим типом. Благодаря чему процесс настройки по основным параметрам упрощается. Достаточно правильно развернуть устройство к базовым станциям для получения оптимального результата от использования антенны для усиления сигнала 4G.

Изделия отличаются тремя важными преимуществами:

• Широкополосность;
• Универсальность;
• Поддержка всех популярных форматов, связанных с передачей сигнала.

Комплект состоит из антенной решётки, которая сама по сути — диполи, расположенные друг под другом, в два столбца. Горизонтальное разнесение — так называется метод расположения частей конструкции в данном случае. В направлении к базовой станции качество сигнала постоянно улучшается при такой организации. Диполи могут располагаться по-разному, в зависимости от поляризации:

• X-образно в обоих столбцах;
• Горизонтально, с наклоном в 45 градусов;
• Вертикально.

Обратите внимание! Обрешётки у антенны усилителя 4G часто соединяют в единый корпус, выглядящий как плоская панель. За такую установку конструкция и получила название.

Круговые всенаправленные антенны

Подходят для применения совместно со всеми действующими стандартами по передаче данных, голосовых сообщений. Поддерживаются любые современные технологии:

• LTE 2600;
• UMTS-2100;
• LTE 1800;
• GSM-1800;
• GSM-900.

От точной установки в направлении той или иной базовой станции в этом случае можно отказаться. Это всенаправленная разновидность. Но коэффициент усиления у них остаётся достаточно низким. Лишь в некоторых случаях он позволит повысить уровень сигнала, с неуверенного до устойчивого у антенны 4G LTE для USB модема.

Штыревые антенны

Разновидность круговых всенаправленных изделий. Несимметричная вибрационная система — основа для этих устройств. Она выполняется как жёсткий стержень, изготовленный из металла. Круглая форма стала отличительной чертой для диаграммы направленности излучения и приёма. При организации связи между мобильными объектами такой вариант построения весьма удобен. Сигнал приходит со всех направлений, тонкая настройка не требуется.

Секторные антенны

Обратите внимание! Применяются, когда развёртывают базовую станцию, для которой характерна обширная абонентская база. Изделия проектируются специально для операторских вышек, использующих секторную организацию. Основа — схема с фазированной решёткой, с формированием сектора на 60 градусов.

Одной из главных черт конструкции остаётся замкнутость по постоянному току. Поэтому секторные варианты разрешено применять даже там, где складываются особо тяжёлые климатические условия. Необходимость в дополнительных средствах для гидрозащиты тогда отпадает. Направленные антенны 4G такими преимуществами похвастаться не могут.

Параболические антенны

Актуальный вариант, если вышка оператора находится достаточно далеко- на расстоянии до 20 километров и больше. Решение не получило широкое распространение по причине возникающих сложностей с монтажом, настройками.

В зависимости от способа подключения

SMA-модификация

Необходимо выполнить несколько условий, чтобы у пользователя работала данная модификация антенны для 4G роутера:

• Модемы 3G/4G, снабжённые разъёмами TS-9, CRC-9.
• Модели с SMA-разъёмами, через которые организуют внешнее подключение. Модем внутри таких роутеров уже встроен. Остаётся просто вставить СИМ-карту.
• Понадобится не только само устройство, но и 2 кабельные сборки с SMA-разъёмами, длиной до 10 метров. Тогда усилить качество сигнала легко.
• Для подключения кабеля рекомендуют приобрести два специальных переходника или пигтейла.

Обратите внимание! Применение такой технологии актуально, если есть разъёмы, куда подключают внешние устройства.

Можно использовать и переходники для соединения с обычными USB-модемами. Но высокочастотный кабель в таких ситуациях будет стоить слишком дорого. И потери по качеству сигнала останутся серьёзными. Придётся усиливать.

BOX-модификация

Приобретение подобных изделий предполагает наличие такого оборудования:

• Удлинитель USB.
• Модемы для уличной антенны для 4G модема, дополненные разъёмами TS-9, CRC-9.

Важно. Сзади приспособление дополняется герметичным боксом небольших габаритов. Адаптеры для соединения с модемом обычно уже встроены в этой части. Модем с технологией 3G/4G устанавливается внутри бокса, к разъёмам которого потом подключают адаптеры. Следующий этап — заведение в бокс USB-удлинителя. Обычно используется специальный гермоввод. Остаётся подключиться к модему.

Универсальный WiFi роутер с USB разъёмом и поддержкой 4G нужен, если интернет планируется использовать одновременно на нескольких устройствах.

Если модем 3G/4g уже имеется в наличии у пользователя — модификация BOX станет отличным средством для экономии. Лишь модем ограничивает поддержку со стороны тех или иных операторов связи. От конкретных моделей во многом зависит и общая стабильность работы по USB-удлинителю.

USB-модификация

Это своеобразный готовый комплекс, позволяющий усилить сигналы, которые передаются по обычным стандартам. Никаких дополнительных устройств пользователю не понадобится, для усиления достаточно стандартного набора.

Обратите внимание. Универсальный модем 4G уже встроен внутрь изначально. Но поддерживаются и стандарты 3G. Достаточно подключить СИМ-карту от любого оператора, работающего на территории России. После этого устройство соединяют с компьютером. Ещё один вариант — использование роутера совместно с USB-кабелем длиной на 10 метров и больше.

Потери сигнала на кабелях при использовании модификаций USB исключены полностью, связь стабильная.

Обратите внимание! Только устройства модификации Ethernet будут подходящим решением, если при подключении нужен кабель длиной более 10 метров.

Ethernet-модификация

Ещё одна разновидность готовых комплектов, усиливающих сигнал для современных стандартов 3G/4G. Комплект идёт со встроенным 4G модемом, который дополняется роутером с адаптером POE. Это обозначение технологии, позволяющей подключать обычные кабели Ethernet. Их длина по желанию пользователя может достигать 100 метров.

При «зависаниях» подключения устройство поддерживает перезагрузку в автоматическом режиме. Характерна совместимость с роутерами WiFi практически любых модификаций. Рейтинг поможет определиться с выбором.

Обратите внимание! Потери сигнала на кабелях исключены практически полностью, что уже отличает этот вариант от SMA антенны 4G.

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.

Технические характеристики

Для внешних антенн для 4G надо присматриваться к следующим техническим параметрам:

• Способ крепления.
• Длина кабелей. Когда используется автомобиль, это тоже важно.
• Разъём. Зависит от устройств, с которыми предстоит соединять приспособление.
• Коэффициент усиления, который измеряется децибелами, автомобильный — в том числе.

Обратите внимание! Самый слабый показатель усиления — до 9 Дб, самый сильный — 20. Чем больше характеристика, тем проще настроить изделие на правильный приём.

Критерии выбора

Помимо вышеперечисленных параметров, при выборе подходящей модели важно обратить внимание и на такую характеристику, как диапазон частот. Нужно заранее знать, какая сеть будет использоваться — 3G, 4g, иди оба варианта сразу. Можно заранее поинтересоваться у соседей, какое решение применяют они. И где уровень сигнала будет лучше.

Широкополосные комплекты стоят дороже, но они считаются более универсальными. MIMO антенны отличаются максимальной скоростью работы по сравнению с другими моделями.

Правильный выбор обеспечит стабильный приём сигнала при любых условиях. Важно заранее присмотреться к местности. Рекомендуется спрашивать у соседей и специалистов о том, какие решения востребованы в тех или иных случаях. Иногда полезнее приобретать модели, которые изначально рассчитаны на широкий диапазон по частотам, усилению.

Подгорнов Илья ВладимировичВсё статьи нашего сайта проходят аудит технического консультанта. Если у Вас остались вопросы, Вы всегда их можете задать на его странице.

Похожие статьи

vpautinu.com

4G антенна для модема или Ышо раз про любовь 🙂

Антенна которая меня удивила и как оказалось не только меня.
Об этой антенне уже дважды делал обзоры уважаемый lolipop, обзоры отличные — со вскрытием, с интригами и расследованиями, хочу сразу дать ссылки на эти обзоры: расчленёнка; интриги в стиле А.Кристи.
Я даже не собирался после lolipop писать обзор — зачем, когда всё уже сказано, ясно кто убийца, а кто жертва… НО сегодня эта антенна меня опять удивила!
Кто без супрастина переносит моё графоманство — прошу, типа читаем дальше.

Этой весной решил я послать в дальнее эротическое путешествие Дом.ру (Дом.ру=Дом2, только без Бузовой). Не люблю когда цену поднимают без моего согласия и плюют на договор, дело даже не в сумме, а важен сам принцип — если несколько лет назад я заключил договор на тех условиях, то не важно что тариф уже архивный, будьте добры выполнять договор. Но Дом2 решил что можно поднимать цену и даже меня не уведомляя, из-за чего я как-то остался без Инета с первого числа нового месяца, терпение моё лопнуло и больше они от меня денег не получат.
Пару месяцев я выползал в сеть через свой старенький телефон Nokia5800 с 3G и примеривался что купить для беспроводного Инета, выбор в конце весны у нас в городе был не велик и я остановился на 4G модеме от Мегафона HUAWEI E3272, что в переводе на русский М100-4:

К нему и была заказана данная 4G MIMO антенна, вот её ТТД напечатанные на коробке (девушка в комплект не входит, жаль):

Ясень пень что китайцы насчёт усиления в 35dBi как всегда привирают, типа сложили вместе усиления на разных поддиапазонах, они так любят на акках указывать суммарную ёмкость аккумуляторов в пачке.
Вот ссылочка на PDF судя по всему оригинала этой антенны yadi.sk/i/hQO16cOPY5T9D, с которой китайцы скопипибздили своё творение, там всё по-чесноку и усиление 2-4dBi и omni хорошо показано на 3D диаграмме.
Я покупал эту антенну хорошо представляя что это, но всё же была надежда на 6-12 dBi и на 3G что-то подобное она как бы даёт.
Что могу сказать — БЕЗ ПРОВОДОВ есть ЖИЗНЬ (на Марсе)! Скорость в среднем: DOWN 15Mbps, UP >20Mbps, Ping 50-100ms. Были проблемы с недоступностью некоторых сайтов-страниц, но сейчас пропали, видимо Мегафон что-то химичил. Разрывы соединений за три месяца были единичные, у меня хоть и пятый этаж, но вокруг много берёз выше дома, поэтому уровни сигнала 4G не высокие, в среднем SINR/RSRP 10 dB/-90 dBm.
С антенной я немного «похимичил», добавил рефлектор из металлического подноса, что дало таки прибавку сигнала на ~3-5 dBm:

А вот теперь то из-за чего я собственно и сел сегодня писать обзор, хотя летом писать совсем не хочется, я как А.Пушкин — осенник. Сегодня эта антенна меня снова удивила и удивила приятно!
Ручки мои шаловливые не дают голове покоя :), решил я антенну расположить горизонтально земле и направить на БС углом, вот так:

Опаньки!!! Получил в режиме 4G сигнал SINR/RSRP 18~21 dB/-80~82 dBm!
И скорости оооочень неплохие:

Как же был прав Саша Пушкин когда писал:
О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг.

Резюма: антенна в 4G работает и неплохо, но диаграмму направленности знает только Бог и китайцы, поэтому крутите-вертите-ищите.

P.S. Ышо немного повертел-покрутил антенну и нашел у неё направление в котором сигнал и отношение сигнал/шум наилучшие, определить места пайки кабеля можно не разбирая антенны если посветить ярким фонариком, корпус просвечивает, в темноте хорошо видно.

За Пушкина сильно не пинайте, кота не будет, который идёт направо — песнь заводит, налево — сказку говорит, но несколько своих строк черкну:)))

Писать романы тяжело,
Скрипит, ломается перо.
Но Пушкин — парадоксов гений,
Роман свой дописал — «Евгений…»
Нет лишь одной главы в романе,
Бумажки не было в кармане,
Когда нужда пришла к нему
… и уплыла глава в Неву.

mysku.ru

No related posts.