Как сделать MIMO антенну 4g lte своими руками

Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.

3G-антенна типа «волновой канал»

Панельная антенна

В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.

Панельная антенна 3G

Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.

Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.

Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.

Технология MIMO

Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.

Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.

Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.

Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.

Взаимное расположение антенн

На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.

Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.

Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.

Установка антенн для модема своими руками

Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.

В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO:

  • моноблочные;
  • разнесенные.

Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.

Разнесенная антенна

Моноблочная антенна

Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.

Как сделать антенну самостоятельно

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.

Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.

К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.

С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.

Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.

Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).

Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:

  • сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
  • большая толщина.

Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.

Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.

Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.

Один из вариантов самостоятельного изготовления

Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.

Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.

Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.

Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

LTE антенна своими руками: стандарты и условия конструирования

LTE вещь новая для народа, сперва оценим логически, что в стандарте реализовано, затем перейдем к чтению литературы. Главное отличие технологии — повышение скорости передачи информации интернет-соединения. При тестовой работе LTE в Бишкеке скорость загрузки составила 20 Мбит/с. Потому, что лимит установлен, дабы не перегрузить сеть. Удивитесь, в исходном состоянии (начало 90-х годов ХХ века) LTE не считался цифровым. Протокол определенно противоречил спецификации 3G, сотовые операторы упорно отказывались признавать. Группа компаний, имевшая честь внедрить LTE, доработала первый вариант, тогда Yota стала пытаться покрыть новым стандартом сперва Беларусь, когда это не получилось — РФ. Может ли быть изготовлена LTE антенна своими руками? Конечно, да!

Стандарт LTE, антенны LTE

Избегаем исследовать дебри LTE. Упомянем простые факты: скорость быстрее повышается методами кодирования информации, способом модуляции. Поляризация почти наверняка линейная, вертикальная (типично сотовой связи). Частоты, принятые LTE, не всегда соблюдаются на практике. Тезис касается России. Перво-наперво выясните у провайдера волну (номер канала), затем начинайте конструирование LTE антенны. Сегодня каждый сотовый оператор ведет вещание. В Астраханской области раздают LTE на антенны два-три. Частоты у всех разные, меняются цифры по регионам, дело катится к тому, что связь станет быстрее и дешевле.

Доводим до сведения новичков: за частоты операторов LTE, равно теле и радио компаний всегда идет война. Диапазон не предоставляется задаром, фирма обязана оплатить. Государству выгодно обилие операторов LTE – каждый отстегивает плату. Не ново, пользующиеся рациями крупные предприятия пополняют казну немалыми суммами. За что платят LTE, сказать сложно, полагаем, дело выглядит следующим образом:

  • Радиоволны вредны человечеству. Безусловно доказанный факт. Понижают иммунитет, провоцируют плохое самочувствие, поднимают температуру тела. Человек чувствует себя совершенно больным, подвергся воздействию излучения радиоволн.
  • Следовательно, организация должна взять контроль, чтобы граждан не облучали. В противном случае население начнет болеть, ничего хорошего не случится. Комитетом является ГРКЧ, подробнее интересующиеся, читайте на здоровье тематические обзоры сети. Организация занимается распределением частот.

Полагаем, взносы, выплачиваемые провайдерами LTE, прочими пользователями радиоканалов, большой прибыли не приносят (извинят редакцию профессионалы, если заблуждаемся). Деньги окупают труд людей, которым нужно платить зарплату, больничные, отпускные… Государство большой прибыли от LTE не получает. Не нужно удивляться, если не получится поймать операторов на одну антенну LTE. Диапазон немалый.

Однако сегодня покажем, как сделать LTE антенну, которая может ловить всех. Придется, конечно, слегка попотеть. Рекомендуем настоятельно почитать литературу, книгу Харченко К.П. 1969 года выпуска про УКВ антенны. Название, быть может, иное, верим, настырные читатели смогут скачать и прочитать сей труд (выложены pdf, djvu версии).

Особенности LTE антенн ограничиваются размерами. Для GSM тоже сгодятся. WiFi лежит выше. Антенна LTE цепляет верхние каналы телевидения, если развернуть, чтобы восьмерка стала стоймя (повернуть на 90 градусов).

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.

Вопросы конструирования LTE антенны Харченко

По теории, которую в книге непросто найти, диаметр проволоки рамки должен составлять 0,016 – 0,02 максимальной длины волны. Для частот телевидения времен СССР составило:

  1. 1 – 5 (49 – 100 МГц) каналы: 120 – 100 мм.
  2. 6 – 12 (174 – 230 МГц) каналы: 34 – 27 мм.

Провод значительного диаметра разыскать сложно, было предложено заменить круглый проводник плоским. Значительно увеличилась парусность антенны, нельзя назвать положительным фактором, изготовление усложнилось, вес увеличился, материалы стало сложно достать. Применяются три контура. Хорошая новость: будем работать с частотами 750 МГц и выше, проволоку диаметром 6 мм достанет каждый (зачистите ПВ). Вторая добрая весть: нашли способ ведения монтажа. Неведомый автор потрудился переснять из книги рисунки, привел описание процесса на сайте http://chegdomyn.narod.ru/meny/radio/ant-xarchenko.html. Бесплатный домен, поэтому 99%, информация раздобыта жестким энтузиастом.

Авторы поленились переснимать рисунки, добавим пару слов: по бокам монтажной платы укладываются две полукруглые пластины, на которые паяется проволока. По углам (6 штук общим числом выходит) рамки перемыкаются металлическими полосами. Насчет траекторий оказались правы. Следуйте рисунку, не ошибетесь. Изолировать места пересечения провода не принято, антенный канатик вовсе в этом не нуждается.

Сделана антенна для LTE своими руками. Как согласовать, писали в специальном обзоре, который называется Антенна Харченко своими руками. Сегодня любители WiFi широко применяют конструкцию. Иногда помещают железо в пластиковый корпус, отделывая шов силиконовым герметиком, купленным в сантехническом магазине.

vashtehnik.ru

Как сделать MIMO антенну 4g lte своими руками |

Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.

3G-антенна типа «волновой канал»

В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.

Панельная антенна 3G

Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.

Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.

Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.

Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.

Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.

Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.

Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.

Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.

Взаимное расположение антенн

На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.

Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.

Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.

Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.

В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO:

Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.

Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.

Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.

К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.

С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.

Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.

Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).

Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:

  • сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
  • большая толщина.

Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.

Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.

Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.

Один из вариантов самостоятельного изготовления

Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.

Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.

Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.

Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.

sibloma.ru

Как сделать MIMO антенну 4g lte своими руками |

Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.

3G-антенна типа «волновой канал»

В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.

Панельная антенна 3G

Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.

Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.

Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.

Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.

Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.

Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.

Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.

Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.

Взаимное расположение антенн

На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.

Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.

Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.

Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.

В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO:

Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.

Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.

Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.

К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.

С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.

Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.

Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).

Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:

  • сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
  • большая толщина.

Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.

Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.

Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.

Один из вариантов самостоятельного изготовления

Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.

Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.

Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.

Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.

tula-intim.ru

4G антенна своими руками. Антенна для 4G модема

Сегодня многие люди жалуются на слабое интернет-соединение и низкую скорость загрузки. В связи с этим, провайдеры разработали новое соединение – 4G. Оно превосходит 3G и LTE интернет. Чтобы подключится к 4G, необходимо усилить или создать новую антенну.

4G антенна позволит не только увеличить скорость соединения, но и улучшить качество его приема. Интернет нового поколения позволяет без лагов играть в онлайн игры. С новым соединением у вас повысится fps и понизится пинг. Это позволит даже на одинаковой скорости получить более качественное интернет-соединение.

Сегодня люди стараются подключиться к новому высокоскоростному интернету, но не у всех получается получить качественное соединение. С чем это связанно? В этом, как не странно, виноват не оператор, а техника. В маленьких городах или селах нет качественного соединения. В этом случае поможет только 4G антенна, которую вы можете сделать самостоятельно. К этому мы еще вернемся. Давайте рассмотрим, что выступает помехой для интернет-соединения.

Как правило, это обычная перегрузка сети, но в тоже время, могут быть и другие причины:

  • Большое расстояние от станции до вашего модема. Это и не дает возможности получить качественное соединение в селах или маленьких городах.
  • Расположение модема. Во внимание берется все от высоты, на которой он расположен, до материала, используемого в строительстве дома.
  • Месторасположение модема. В этом случае преградой может выступить леса, высотки или линии электропередач.

Что с этим можно сделать? Как решить проблему? Как мы уже выяснили, 4G антенна позволит исправить недостатки передачи сигналов. Она усилит интернет-соединение и позволит получить высокую скорость даже в самой заброшенной деревушке.

Самодельные антенны

Антенна для 4G модема единственный способ улучшить интернет-соединение. Многих людей беспокоит вопрос: можно ли изготовить необходимую конструкцию самостоятельно?

Конечно, если у вас есть необходимые знания по работе с радиотехникой, то можете заняться изготовлением. 4G антенна – это отличный способ повысить уровень по работе с техникой, научится подбирать нужные элементы и узнать что-то новое. Вы должны понимать, что антенна для 4G модема может сгореть, есть ее неправильно изготовить. Чтобы не потерять своих денег, необходимо пользоваться всеми рекомендациями по изготовлению.

Если вы проживаете в маленьком городе или поселке, то можно использовать усилитель для 4G модема. Сейчас можно найти множество различных схем по сборке такой конструкции. Конечно, если у вас нет необходимых знаний, и вы не сможете справиться с самостоятельным изготовлением, то лучший вариант – фирменная антенна 4G МТС или Мегафон.

Усилитель для 4G модема

Чтобы изготовить усилитель для 4G модема, необходимо взять банку от горошка или кофе. На дне нужно сделать одно небольшое отверстие. Оно понадобится для втулки, которую изготавливается из жести.

После этого втулку нужно будет припаять. Сначала можно прорезать отверстие на корпусе в форме буквы «Н». Оно должно быть размеру сечения модема.
В изготовленную конструкцию необходимо вставить модем (центр банки к верху модема). После этого нужно направить усилитель в сторону, где стоит вышка оператора. Осталось только подключить интернет к компьютеру через USB-удлинитель.

Если вы хотите получить высокую скорость интернет-соединения, то необходимо использовать кабель, который используют для подключения антенны с модемом, как можно меньшей длины. Это доказано экспериментально.

Также модем следует установить возле потолка, чтобы ничего не мешало принимать сигнал. Если вы воспользуетесь этими рекомендациями, то сможете поднять скорость интернета.

Виды

4G антенна своими руками может быть изготовлена разной формы. Существуют отражательные или собирательные формы. Как правило, собирающая форма закрепляются к модему, а отражающие нужно присоединять только к выходу 4G. Рефлекторы или отражатели бывают разной формы, главное – правильное подключение.

Применение

К сожалению, такие конструкции можно применять только для комнатного использования. Они, как и заводские усилители, не способны противостоять влаге или перепаду температур. Поэтому их и используют только дома.

К сожалению, простой рефлектор не способен качественно улучшить сигнал. 4G LTE антенна примерно в 10 раз мощнее, чем наша самоделка. Но это не значит, что рефлектор не способен улучшить качество интернет-соединения.

Антенна своими руками

Чтобы усилить сигнал к 4G модему, можно сделать антенну из спутниковой тарелки. Этот способ достаточно эффективный, так как тарелку можно настроить на любую станцию, и она хорошо принимает сигнал. Как изготовить эту конструкцию? Тут ничего сложного нет, нам необходимо взять модем и спутниковую тарелку. 4G антенна своими руками будет достаточно примитивной. В фокус тарелки нужно установить модем и настроить на необходимую станцию. Так мы получим довольно хороший приемщик. С этим проблем не должно возникнуть. Другой вопрос – это настройка.

Настройка

Способ настройки напоминает то, как устанавливают спутниковую тарелку на спутник для телевиденья. В интернетом немного по-другому. Направить тарелку необходимо ниже. Даже, возможно, придется направить вниз. Это связано с кривизной отражения. Чтобы максимально качественно настроить спутниковую тарелку, нужно вращать его и с помощью специальной программы следить, как меняется интернет-соеднинение. После того, как вы убедитесь, что получили максимальное значение, антенну необходимо зафиксировать.

Внешняя антенна 4G закреплена, теперь можем перейти к следующему этапу. Сейчас стоит поэкспериментировать с фокусом. Для разных моделей модемов необходимо по-разному настраивать конвертеродержатель. Для этого нужно менять положение фокуса и смотреть за качеством приема сигнала.

Для того, чтобы правильно настроить фокус, необходимо знать, что антенна модема находится на противоположной стороне от USB. Конечно, так устроено не на всех моделях, поэтому стоит его разобрать, чтобы понять, где находится приемник.

Если вы не добились условия прямой видимости, то следует поднять конструкцию. Также увеличить качество сигнала может помочь увеличение диаметра зеркала. 4G направленная антенна способна ловить сигнал на большом расстоянии. Как связан диаметр с качеством приема? В среднем тарелка с диаметром 1 м обеспечивает довольно неплохое интернет-соединение на расстоянии 30 км от станции. Чтобы подключить модем к компьютеру, необходимо купить USB шнур. Какой он должен быть? Конечно, следует использовать качественный шнур, небольшого сечения с экранированием и феритом на концах. Также можно приобрести несколько таких шнуров и соединить, качество от этого не теряется.

Следует помнить, что не получится использовать спутниковую тарелку для телевидения и усиления своего интернет-соединения. Конечно, можно прикрепить модем к спутниковой тарелке, чтобы немного усилить сигнал. Но следует помнить, что если тарелка настроена на ТВ, не нужно ее отворачивать от спутника. Качественный сигнал может получится в том случае, если спутниковая тарелка настроена на условие прямой видимости.

Защита

Чтобы защитить модем от осадков, можно изготовить защитную конструкцию. Для этого можно использовать обычную бутылку или пакет. Конечно, лучше создать качественный защитный корпус из материалов, которые смогут выдержать перепады температур и влагу.

Вывод

На этом все. Если вы проживаете в небольшом городке или в деревне, то можете воспользоваться советами и увеличить скорость интернет-соединения. Конечно, людям, которые проживают в мегаполисах, это не понадобится. Качество и скорость интернет-соединения зависит от дальности модема от станции, высоты модема и преград, которые могут попасться на пути. Конечно, если вы правильно сделаете и подключите усилитель, то независимо от различных преград, сможете получить высокоскоростной интернет.

fb.ru

Как сделать MIMO антенну 4g lte своими руками |

Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.

3G-антенна типа «волновой канал»

В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.

Панельная антенна 3G

Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.

Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.

Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.

Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.

Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.

Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.

Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.

Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.

Взаимное расположение антенн

На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.

Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.

Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.

Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.

В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO:

Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.

Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.

Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.

К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.

С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.

Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.

Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).

Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:

  • сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
  • большая толщина.

Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.

Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.

Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.

Один из вариантов самостоятельного изготовления

Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.

Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.

Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.

Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.

bez-tebya.ru

Простая всенаправленная антенна 3G 4G Wi-Fi

Сейчас в радиолюбительской практике очень распространены антенны для усиления 3G, 4G, Wi-Fi сигнала типа «Биквадрат».

Такая антенна имеет направленное действие, что может быть не всегда достоинством, но и даже недостатком. Пример такой: вам нужно усилить сигнал вашего роутера, чтобы можно было ловить его в любой части вашего дома. Если вы будете использовать направленную антенну, то сигнал, скорей всего, будет хорошо доступен только в поле действия этой антенны. Наверняка это будет только одна комната, куда она будет направлена. Такую антенну хорошо использовать только для дальней связи, при условии, если вы знаете куда её направить.
Для усиления своего WI-FI сигнала во всех направлениях подойдет антенна, которую покажу вам я. Она по своим характеристикам направленности близка к штыревой антенне, за исключением большей чувствительности.
По строению это фактически тот же биквадрат, только дважды направленный в противоположные стороны. Плюс ко всему эта антенна в разы проще классического биквадрата, так как не имеет ни стойки, ни рефлектора.

Как рассчитать антенну?

Только пожалуйста не пугайтесь, математика пятый класс. Нам нужно рассчитать только одно плечо, так как антенна квадратная. Но для начала нужно узнать под какую частоту мы будем делать антенну. Лично я в примере буду делать под WI-FI. Известно, что частота WI-FI равна примерно 2,4 ГГц или 2400 МГц (так же есть ещё более современный Wi-Fi – 5500 МГц). Если будете делать под 3G – 2100 МГц, а 4G (YOTA)- 2600 МГц.
Берем скорость распространения радиоволн (300,000 км/с) и делим на нужную частоту (2400 МГц) в килогерцах.
300.000/2.400.000 = 0,125 м
Это мы получили длину волны. Теперь поделим на четыре и получим длину плеча квадрата.
0.125/4 примерно получиться 0,0315 м. Переведем в миллиметры для удобства и получим 31,5 мм.

Изготовление простой антенны для Wi-Fi своими руками

Брем толстую проволоку толщиной 2-3 мм. И шаблон, вырезанный из кусочка алюминия. Можно конечно обойтись без него, но с ним попроще.


Гнем две петли из одной проволоки и две из другой. Разрыв должен быть между квадратами.



Затем, малярным скотчем временно фиксирую квадраты крест-накрест, чтобы было проще спаивать. И запаиваю середину сверху, чтобы конструкция приобрела жесткость.



Теперь нужно взять толстый кусок кабеля с разъемом (можно взять от той же штыревой антенны).


Вставить внутрь антенны и припаять. Средний провод к верху, а нижние плечи квадратов — к общему.



Антенна готова. Для завершения можно залить паянное соединение горячим клеем и покрасить.

Испытания антенны

Сравним силу сигнала со штыревой антенной, которая шла изначально с роутером.

Штыревая антенна:

Теперь в сравнении. Первая штыревая, а затем наш всенаправленный биквадрат.

Видно, что наша антенна принимает и усиливает сигнал на 30% лучше. Вот вам и результат работы.
Хороший уровень сигнала — это залог высокой скорости интернета, а значит залог стабильной работы. 30 процентов это очень высокий показатель, учитывая то что кардинально ничего менять не пришлось.
Делайте свою простую антенну для 3G, 4G или Wi-Fi и больше не мучайтесь с нестабильным и слабым сигналом.

Смотрите видео о постройке антенны

sdelaysam-svoimirukami.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о