Антенна 4G LTE для модема своими руками
Никогда русский человек при возможности сэкономить не откажется от этого. Если на даче или за городом, в квартире или коттедже низкая скорость Интернет, зачем покупать дополнительные устройства? Расскажем, как делается самая простая и дешевая внешняя антенна для 4g lte модема своими руками.
Характеристики внешних усилителей для модема
Антенны – это устройства для усиления сигнала. Они бывают разных типов:
- узконаправленные;
- секторные;
- всенаправленные.
Самые простые – всенаправленные. Они могут принимать и передавать сигнал во все направления с одинаковой интенсивностью. Примером может служить обычный четвертьволновой вибратор. Если говорить упрощенно, это обычный кусок провода, имеющий длину в четверть волны принимаемого сигнала.
Секторная способна ограничивать излучение в определенном секторе. Например, если за всенаправленной антенной поставить лист железа, то получится секторная антенна с сектором в 180*. Такой лист железа называется экраном.
Самая эффективная — направленная антенна, которая является частным случаем секторной. За счет подбора (конечно же точного расчета на самом деле) кривизны экрана можно получить узко направленный луч излучения радиоволны.
Двумя основными характеристиками любого приемо-передающего устройства являются чувствительность и коэффициент усиления. Чувствительность влияет на качество принимаемого сигнала, коэффициент усилений – передаваемого. Измеряются эти параметры в dBi. Чувствительность измеряется отрицательным числом, коэффициент усиления положительным. Чем больше модули этих чисел – тем лучше, тем качественней ваше устройство. Например, чувствительность в -75dBi хуже, чем -83dBi. Коэффициент усилений 11dBi лучше, чем в 6dBi. Чем выше эти параметры, тем больше дальность устанавливаемой связи.
Простая внешняя 4g антенна своими руками
Обычный собирающий фокусирующий внешний усилитель для модема продается в магазине и стоит денег.
Если у вас есть корпус от старого ПК (а их обычно жалеют выбрасывать и отвозят на дачу – вдруг пригодится), то вы можете сделать внешнюю направленную антенну 4g своими руками. Вам понадобится весь корпус, ножницы по железу и придется купить кабель USB для внешнего усилителя.
Описывать шаги не будем, их видно из чертежа.
И вот результат.
Можно упростить конструкцию.
Если нет куска металла, возьмите плотный картон и обклейте его фольгой.
Если лень обклеивать, поищите на кухне среди посуды. Можно сделать вот такую антенну для 4g модема своими руками.
Спасибо пользователю Укшуйник, который не поленился выложить все чертежи.
Панельная антенна 4g своими руками
Для изготовления внешней самодельной антенны для модема 4g lte своими руками вам понадобится:
- Лист оцинкованного железа для панели размером 334мм*290мм и для четырех патчей, каждый из которых имеет размер 118мм*70.5мм.
- Моток медной проволоки диаметром 2 мм.
- Кусок медной фольги для вырезания пятачка диаметром 21 мм.
- Пенопласт под патчи.
- Клей для приклеивания патчей к пенопласту.
Все размеры внешнего устройства указаны на чертеже.
Сделайте чертеж внешнего усилителя на бумаге в натуральную величину, разложите патчи. Затем изогните проволоку и припаяйте ее к патчам. Высверлите отверстие для штекера кабеля в основании и припаяйте штекер. Затем вырежьте из пенопласта круги, приклейте их к основанию на места патчей. Сверху приклейте конструкцию.
Для использования такой внешней антенны для усиления 3g/4g сигнала своими руками модем должен иметь разъем для кабеля.
Антенна Харченко для 4g модема своими руками
Названо устройство по имени инженера, который первым придумал его. Это мощная внешняя антенна для usb модема 4g изготавливается своими руками, схему нужного варианта можно найти в Интернет. Мы приведем самый простой.
Все параметры рассчитываются в зависимости от частоты приема-передачи модема. Калькулятор можно найти здесь.
Понадобится медная проволока, лист алюминия толщиной 2мм. Сначала надо изогнуть проволоку таким образом, чтобы в середине ее стороны не касались. И припаять концы.
В центре пластины сверлится отверстие под кабель.
Затем на платине крепится проволока. Она не должна касаться рефлектора.
Расстояние 3,6 см.
Далее это крепится на кронштейн спутниковой тарелки или просто на палку.
Если модем имеет разъем под усилитель, то осталось только подключить. Если нет, то его тоже надо подготовить своими руками. Нужна медная фольга для печатных плат. Обмотайте модем на 2/3. Припаяйте кабель. Сделайте второй слой. И закрепите.
Все готово!
Также вы можете ознакомиться с обзором антенн 4g Mimo и узнать, как настроить 4g на телефоне.
Программные настройки и аппаратное улучшение
К сожалению, сегодня не существует программы, при помощи которой можно было бы реально улучшить качество получаемого сигнала на телефоне. Есть специальные приложения, позволяющие контролировать качество связи, то есть напрямую передают данные пользователю об уровне принимаемого интернета. С их помощью можно выбрать место с лучшим уровнем связи. Некоторые программы могут автоматически переключиться на станцию с лучшей скоростью получения информации. На этом возможности подобных программных способов исчерпываются.
Что касается аппаратных средств, к ним относятся следующие приборы, имеющие возможность улучшения сигнала при помощи лучшего улавливания, без вмешательства в системные и программные настройки:
- Репитеры;
- Антенны;
- Рефлекторы;
- Роутеры.
Обратите внимание! Их принцип работы заключается в воздействии на принимаемые электромагнитные волны
Положительной стороной аппаратного усиления является возможность повысить скорость интернета для всех устройств, которые подключены к домашней сети.
Виды антенн
Wi-Fi-антенны для роутеров бывают разных размеров и форм и могут использоваться как в помещении, так и на открытом пространстве. По этому признаку их разделяют на два класса:
- внутренние (комнатные, внутридомовые);
- наружные (внешние, выносные, уличные).
Комнатные антенны
Предназначены для использования внутри помещений, поэтому имеют компактные размеры и сравнительно небольшой коэффициент усиления (КУ). Основная их задача — стабилизация сигнала и его доставка в наиболее удалённые уголки дома. Чаще всего внутренние антенны, в зависимости от конструкции, устанавливаются на столе, крепятся на стене/потолке либо подсоединяются к роутеру вместо штатных антенн. Самыми распространёнными вариациями комнатных устройств являются штыревая и панельная антенны.
Штыревая антенна — это самый простой и распространённый вариант передающей антенны, распространяющей радиоволны во всех направлениях
Внешние антенны
Используются для установки снаружи зданий, отличаются от предыдущих устройств более крупными размерами и более высоким КУ. Поскольку их применяют для организации сети на открытом пространстве, то конструкция таких антенн предусматривает защиту от негативного воздействия атмосферных осадков. В комплекте с наружным усилителем обычно идут дополнительные крепёжные элементы для установки на крыше, наружной стене здания или столбе.
Наружные Wi-Fi-антенны чаще всего используются в частном секторе, где нужно распространить действие беспроводной сети на придомовую территорию
В свою очередь, и выносные, и комнатные антенны в зависимости от направления сигнала подразделяются на два типа:
- всенаправленные (ненаправленные, круговые);
- направленные (узконаправленные).
Всенаправленные антенны
Такие устройства излучают радиоволны равномерно во всех направлениях в пространстве. Принцип действия круговых антенн можно сравнить с комнатной лампочкой, освещающей в одинаковой степени всю комнату, а диаграмму направленности — со сферой. Уровень сигнала в такой сети неравномерен: чем дальше от центра, тем слабее. Всенаправленные Wi-Fi-антенны отличаются меньшим радиусом действия и используются в тех квартирах и домах, где есть необходимость подключения к беспроводной сети нескольких пользователей.
Направленные антенны
Пассивные усилители этого типа посылают беспроводные сигналы в одном направлении, что позволяет добиться устойчивого сигнала в проблемных местах. Действие узконаправленной антенны похоже на работу фонарика, который не в состоянии осветить всю комнату, но способен передать луч света на более дальнее расстояние. Диаграмма направленности таких антенн по своей форме напоминает цветочный лепесток или дирижабль. В жилых помещениях направленные усилители используются в тех случаях, когда нужно обеспечить стабильным Wi-Fi-сигналом один девайс или несколько размещённых рядом.
Диаграмма направленности графически представляет зависимость коэффициента усиления антенны от её направления в заданной плоскости
Антенны-насадки
Отдельную нишу занимают антенны-насадки, способные превратить всенаправленную антенну роутера в узконаправленную. Надеваются они на штатные антенны Wi-Fi-роутеров и благодаря своей конструкции увеличивают зону действия локальной сети в нужном направлении. Несмотря на компактные размеры, КУ таких антенн может достигать 8–12 дБ. Антенны-насадки удобны в домашнем применении: легко крепятся, не имеют проводов и не занимают лишнего места на столе или стене.
Антенна-насадка — это простейшее устройство направленного типа, не требующее установки и подключения
Усиленные (активные) антенны
Главное отличие активной антенны от пассивной состоит в наличии встроенного электронного оборудования. В активных антеннах поступающий сигнал сначала обрабатывается (усиливается, очищается от шумов), а затем передаётся непосредственно на роутер или другое принимающее устройство. Такие антенны мало подвержены внешним помехам и способны усиливать сигнал до 20 дБ. Однако они более сложны в настройке и по стоимости дороже своих пассивных аналогов. Работают от источника питания, дополнительно могут комплектоваться аккумуляторами.
Активная антенна в своей конструкции имеет усилитель и нуждается в подключении к источнику питания
Самодельные Wi-Fi-антенны
Смастерить устройство для усиления сигнала беспроводной сети можно самостоятельно. В интернете есть множество примеров антенн, собранных своими руками. Для их создания авторы используют подручные средства: жестяные банки, медную проволоку, DVD-диски, плотную фольгированную бумагу, листы металла и др. Самыми популярными усилителями, собранными вручную, являются следующие модели:
Изготовление антенны из жестяной банки
Плюс этой самодельной антенны — доступность. В каждом доме можно найти свободную жестяную банку — будь то от кофе или газированных напитков. Лучше, чтобы она была цилиндрической — без углов. Банка будет неким «слуховым аппартом» для волн. Они будут доходить до дна и отражаться от него. В итоге в банке будет образовываться стоячая волна.
Что нужно сделать с банкой, чтобы из неё получилась антенна:
- Рассмотрим самый простой вариант — без использования проводов. Нужна только банка и модем. Снимаем крышку с банки. В стенке ближе ко дну делаем отверстие, чтобы в него поместился модем.
- Размещаем модем в отверстии, чтобы задняя часть со встроенной антенной оказалась в банке.
- Берём USB-удлинитель и через него подключаем модем к компьютеру. Модем с банкой ставим на подоконник или ближе к окну. Смотрим на количество делений и регулируем положение банки с модемом, чтобы максимально усилить сигнал.
Вставьте модем в отверстие
Минус способа в том, что он подойдёт не для всех случаев, например, если вы живете на первом или втором этаже и ваш дом располагается далеко от вышки. Она может вам помочь, если проблемы с сигналом не слишком серьёзные. Таким образом, антенна простая в изготовлении, но не настолько эффективная, как, например, антенна Харченко.
Более сложная вариация баночной антенны — с металлическим коннектором внутри и проводом, который тянется от него:
- В банке необходимо просверлить отверстие для коннектора. Лучше использовать коннектор с гайкой.
- К коннектору нужно припаять штырь из куска медного провода, коннектор завинчивается в банку (надо проследить, чтобы у него был электрический контакт с внутренней стороной банки, т. к. иногда она бывает лакирована).
- После этого останется только сделать шнур для подсоединения антенны к модему.
Баночную антенну можно сделать с кабелем
Простые и сложные методы улучшить сигнал своими руками
Если есть ощутимые проблемы с приемом 3G или 4G сигнала, то лучше сразу озаботиться покупкой стандартного удлинителя с USB-переходником. Обычно размеры кабеля составляют 3-5 метров, и этого достаточно, чтобы организовать даже внешнюю антенну, не говоря уже о простом поиске места для расположения модема, где он без дополнительных средств будет неплохо «ловить».
Если такое место не найти, то нередко приходится прибегать к усилению слабого сигнала. Для этого могут подойти любые подручные средства. Умельцы способны сделать неплохие антенны из жестяных банок, металлических листов или даже обычной проволоки.
Маленькие хитрости
Как понятно, если хитрости маленькие, то они не требуют больших затрат времени и сил, но и эффект от них будет слабо ощутим.
Например, один из народных методов говорит, что модем лучше на 10-15% начинает ловить сеть LTE, если расположить устройство рядом с обычными колонками для ПК. Правда, колонки начнут издавать характерное жужжание и потрескивание, но от него легко избавиться, если понизить звук до минимума.
Еще один способ — прокинуть 3G-модем поближе к плоским металлическим объектам. При удачном стечении обстоятельств, сигнал будет отражаться от поверхности и концентрироваться на принимающем устройстве. Но стоит сразу отметить, что поймать нужное положение часто сложно. А нередко и уровень сигнала может в один день быть хорошим, а потом резко ухудшиться.
Простые усилители сигнала
Иногда простых мер поиска удачного места явно недостаточно. Тогда можно прибегнуть к способам для усиления слабого 3G-сигнала. Основное правило, которому нужно следовать — это использование металлических отражателей радиоволн. Только металл может обеспечить повышение эффективности приема данных модемом.
Принцип сборки простой антенны для усиления сигнала потребует поиск рефлектора (отражателя), проведение кабеля до того места, где вышка ловится лучше всего, а также возможность заизолировать устройство, чтобы можно было его использовать в любую погоду.
Для рефлектора хорошо подходят жестяные банки. Эффективность их использования повысит качество работы 3G-модема на 20-40%. Главная задача будет заключаться в поиске нужного вектора приема волн. Обычно самое удачное место вычисляется быстро методом подбора наилучшего положения.
Обычная жестяная банка с вырезом для 3G-модема
Приемное устройство закрепляется ближе к основанию банки. Можно сделать так, чтобы оно легко вынималось и вставлялось, а можно использовать клей или герметик.
Еще один легкий метод усиления сигнала у 3G-модема — это использование обычного, старого CD-диска. Можно для улучшения эффекта обмотать его фольгой — такой рефлектор будет отражать еще больше радиоволн и передавать их на устройство.
Легкое крепление к диску и удлинитель — готовая антенна
Чуть посложнее, но эстетичнее и эффективнее можно сделать 3G-модем по типу спутниковой антенны. Обычно для этой цели лучше всего подойдет старый монитор.
Красивая и тонкая работа с хорошим сигналом
Если же сигнал совсем слаб, то некоторые умельцы научились приспосабливать внешние антенны или делать их самостоятельно. Одной из таких является антенна Харченко
Ее можно собрать самому, но важно соблюдать заданные параметры, чтобы ловить именно те волны, на которых осуществляется трансляция пакетных данных
Так выглядит конструкция антенны Харченко
В интернете приводится много сведений о том, какие размеры соблюдать при сборке антенны. Есть даже специальные калькуляторы, где рассчитываются размеры граней ромбов для нужной длины волны. Но по факту мобильный интернет может передаваться с волнами небольшой погрешности по длине. И многие пользователи отмечают, что приходится менять размеры граней ромба антенны несколько раз, прежде чем получится усилить сигнал. Но работа, как правило, стоит затраченных нервов и сил, так как на выходе получается качественная антенна с хорошими характеристиками.
Антенна Харченко тем хороша, что она в идеале должна подсоединяться к внутренней антенне модема, чем и усиливает сигнал. Но даже если не пытаться проникнуть внутрь устройства, можно провод на выходе просто обмотать вокруг модема. Это тоже позволит добиться серьезных успехов по усилению сигнала любого 3G-модема.
Характеристики наружных усилителей для модема
Все антенные устройства используются для приема и передачи сигнала. В случае с мобильной связью они принимают его, усиливая от базовой станции и передавая его на модем через USB-подключение. Такие устройства устанавливаются на улице.
Существуют еще комнатные антенны, которые необходимо использовать в помещении. Их нужно устанавливать на окне или застекленном балконе. Качество их работы оставляет желать лучшего, в связи с чем нет смысла их рассматривать более подробно.
Обратите внимание! В любом случае перед выбором желательно изучить информацию о каждом представленном на рынке типе. Кроме того, необходимо смотреть, могут ли антенны поддерживать метод пространственного кодирования сигнала (MIMO), что будет большим преимуществом. Кроме того, необходимо смотреть, могут ли антенны поддерживать метод пространственного кодирования сигнала (MIMO), что будет большим преимуществом
Кроме того, необходимо смотреть, могут ли антенны поддерживать метод пространственного кодирования сигнала (MIMO), что будет большим преимуществом.
Направленные устройства усиления сигнала делятся на три различных вида:
- Способные улучшать сигнал только с одной стороны. Суть этого вида можно понять исходя из названия. Такая антенна может выполнять свои функции только в одном направлении. Для этого ее нужно установить непосредственно в сторону расположения базовой станции оператора. В свою очередь это также требует определенной точности указания расположения. Кроме этого, в случае технических проблем на станции передача данных пропадет до того момента, пока неполадки не исправят.
- Секторные. Так же, как и первые, относятся к однонаправленным устройствам. Они имеют возможность работать в одном направлении, но при этом охватывать дополнительное пространство. Такие антенны могут принимать сигналы сразу с нескольких станций одного сектора и в случае возможных неполадок автоматически переключаться. Мощность усиления приема интернет-сигнала от станции вполне сопоставима с узконаправленными аналогами, однако за секторные антенны придется выложить кругленькую сумму, поскольку они самые дорогие.
- Всенаправленные, способные ловить сигнал одновременно с нескольких сторон. В таком случае усилитель имеет возможность автоматически выбирать наиболее стабильный и мощный от одной из нескольких в округе базовых станций. Такое устройство самостоятельно настраивается и переключается на другую станцию при потере или ухудшении приема сигнала. Но есть недостатки — низкая мощность представленных антенн, в связи с чем они могут функционировать только при небольшом удалении от вышки оператора.
По приему сигнала все антенны характеризуются двумя основными качествами:
- Коэффициент усиления. От него зависит качество получаемого сигнала.
- Чувствительность. Имеет влияние на качество получаемого сигнала.
Обратите внимание! Все эти характеристики GSM-антенны измеряются в dBi. Чувствительность всегда обозначается со знаком минус, то есть ее значение отрицательное. Коэффициент усиления всегда положительный
Чем он выше, тем выше качество сигнала, передаваемого на модем через кабель
Коэффициент усиления всегда положительный. Чем он выше, тем выше качество сигнала, передаваемого на модем через кабель.
Виды антенн для 3G и 4G
На сегодняшний момент видов приемников сигнала для мобильных сетей третьего и четвертого поколений существует немало. Многие из них использовались еще до появления сотовой связи (для телевизионного вещания) и успели зарекомендовать себя с хорошей стороны. Ниже рассказано об основных антеннах для 4G Интернета, которые можно собрать своими руками.
Простая
Самый примитивный вид антенны, который выглядит, как обычный кусок проволоки. Такое приспособление относится к среднемощным или маломощным. То есть длинные линки с его помощью поддерживать вряд ли получится. Зато можно с легкостью заменить стандартную антенну роутера или модема на 2 децибела. Это позволит по меньшей мере в 2 раза увеличить радиус покрытия сетевого устройства без особых затрат.
Антенна, припаянная к модему
Панельная
Ещё один вариант оборудования, применяемого для улучшения качества сигнала. Особой популярностью пользуются для работы с 3G и 4G сетями.
Обратите внимание! Изначально их использовали для стандартов третьего поколения, но затем стало понятно, что эти устройства могут спокойно работать и с LTE сетями. Всё дело в том, что рабочий диапазон этих стандартов частично совпадает
Направленная 3G, 4G пушка
Это устройство представляет собой штырь, на котором на определённом расстоянии надеты медные круги фиксированного радиуса. Преимуществом такого приспособления является то, что при грамотном подходе и минимально затраченных средствах можно получить антенну, улавливающую сигнал даже за 30 км от вышки или базовой станции, что крайне выгодно и удобно.
MIMO
Чтобы увеличить пропускную способность каналов передачи данных между приемником и передатчиком, разработали специальный метод обработки радиосигналов, основанный на том, что приемы передачи ведутся через различные антенны.
Важно! Применяя антенну типа MIMO, можно увеличить пропускную способность доступа к сети. Это будет величина, в среднем на 10-30 % большая, чем при использовании простой антенны. Основной принцип работы приспособления заключается в устранении любых взаимосвязей между принимающей и отправляющей антеннами
Основной принцип работы приспособления заключается в устранении любых взаимосвязей между принимающей и отправляющей антеннами.
Антенна Харченко, или биквадрат
Антенну, которую придумали еще в 60-х гг. прошлого века, по праву считают одной из наиболее популярных. В те времена она помогала улучшить качество картинки на телевизоре людям, проживающим за зоной уверенного приема телевизионных сигналов, а сегодня она может с легкостью повысить скорость доступа к мобильным сетям и телекоммуникационным системам.
К сведению! Другое ее название — биквадрат.
Волновая
Антенна под названием «волновой канал» была изобретена еще раньше, в 1926 г. в Японии. Данные приспособления сразу стали популярными во всем мире. Они очень просты в изготовлении и обладают достаточно хорошей направленностью. Телевизор стал цифровым, а значит, мультиплекс может передать сразу несколько каналов на одной частоте.
Важно! Это значительно упростило изготовление антенны, так как теперь не нужно обеспечивать широкополосный сигнал, достаточно создавать приемник на одну определенную частоту
Другие возможные виды
Одним из наиболее распространенных видов антенн является облучатель для спутниковой тарелки. Он продается во многих специализированных местах и обладает хорошим соотношением цены и качества. Спутниковые тарелки позволяют фиксировать сигнал на расстояние до 40 000 км. Понятно, что такое приспособление сделать в домашних условиях крайне проблематично, поэтому оно не стоит детального рассмотрения. При желании его можно просто купить.
Принцип работы усилителя сигналов
