Интернет давно и плотно вошел в жизнь практически каждого человека. Развитие тенденций, в том числе и в бизнес-процессах, требующих быстрой передачи больших объемов информации, еще больше усилило влияние необходимости постоянно присутствовать в Глобальной сети, ведь, даже находясь в отпуске, человек может иметь потребность дать срочный ответ на какие-либо рабочие вопросы или удаленно решить определенный круг проблем.

Сотовые сети

В деле облегчения доступа в Интернет вне зависимости от местоположения устройства и его владельца далеко не последнюю роль играют сотовые сети передачи данных. Современные девайсы - нотубуки, смартфоны и планшетные ПК - позволяют выполнять практически любые действия с информацией - ее генерацию, прием, изменение и передачу. Главное, чтобы неподалеку находилась передающая антенна 3G/4G-сигнала, которая обеспечит доступ в Глобальную сеть c любого устройства.

Интернет в удаленных районах

Несмотря на довольно широкое распространение 3G/4G сетей на территории нашей страны, качество предоставляемых операторами услуг очень часто оставляет желать лучшего. Если в более-менее крупных городах передающая 4G-антенна одного из сотовых операторов практически всегда расположена в каждом районе населенного пункта, а значит, обеспечивает нужное покрытие, то за пределами городов, в деревнях и отдаленных дачных поселках может наблюдаться крайне нестабильный прием сигнала.

Некачественное покрытие

Удаленность от крупных городов часто ведет к падению скорости приема/передачи данных на устройстве пользователя, а иногда - к полному отсутствию возможности доступа в Глобальную сеть. Как же решить эту проблему? Довольно часто улучшить качество приема сигнала сотовой сети, а значит, обеспечить комфортное использование всех возможностей Интернета помогает специальная 4G-антенна. Внешняя, вне здания, установка такого решения, во-первых, позволяет устранить помехи, возникающие при преодолении радиоволнами, которые распространяет базовая станция оператора, препятствий в виде неровностей рельефа и стен зданий, а также, во-вторых, в определенной степени улучшает качество принимаемого сигнала.

Антенны от производителей пользовательского 3G/4G-оборудования

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

Стоимость

Конечно же, изготовленная на заводе 4G-антенна является лучшим решением для обеспечения бесперебойным интернет-доступом мест, расположенных в труднодоступных районах. Единственным фактором, который может несколько препятствовать покупке подобного устройства, является высокая стоимость, превосходящая порой все разумные пределы. При этом внешняя антенна для 4G-модема не представляет собой нечто особенное - это обычная решетка, выполненная из металла, а в ее фокусе располагается приемная часть антенны. Такая простая конструкция наводит на мысли о самостоятельном изготовлении устройства усиливающего сигнал. В действительности многие абоненты, особенно технически продвинутые, предпочитают изготовить антенну для приема 4G своими руками, а не приобретать заводское решение в магазине.

Антенны, изготовленные самостоятельно

Стоит отметить, что антенна для 4G-модема, своими руками изготовленная - вполне действенный метод улучшить сигнал сотовой сети и сделать его более стабильным. При этом необходимы лишь начальные навыки работы с простейшими и доступными материалами. Старательно изготовленные антенны в отдельных случаях обеспечивают работоспособность модемов и роутеров даже в таких местах, где без использования антенн сигнал отсутствовал вообще. Единственным останавливающим фактором может служить отсутствие разъема для подключения внешней антенны на многих моделях модемов и мобильных точек доступа. А это значит, что придется осуществлять вмешательство в конструкцию интернет-приемника, то есть припаивать кабель к печатной плате роутера или модема.

Инструмент

На самом деле 4G-антенна своими руками может быть изготовлена в течение пары часов, это несложный процесс. Для достижения успеха нужно подготовить материалы для изготовления, а также инструмент. Инструменты, которые понадобятся в работе, представлены паяльником, набором отвёрток, плоскогубцами, круглогубцами, острым ножом и клеевым пистолетом.

Материалы

Что касается материалов. 4G-антенна при самостоятельном изготовлении может содержать в себе компоненты, представленные высокочастотным антенным кабелем, медной проволокой, пластиковой трубкой, куском полиэтилена, картоном, фольгой, старой кастрюлей или дуршлагом. Существует конструкция, пригодная для самостоятельного изготовления, где в качестве основы используется параболическая спутниковая антенна, лишенная приёмного конвертера.

Антенна Харченко

Очень простым в изготовлении решением является 4G-антенна Харченко. Конструкция такой антенны - это «восьмёрка» из медной проволоки, которую размещают внутри металлизированного либо металлического отражателя небольших размеров. Для изготовления отражателя подойдет, к примеру фольгированный текстолит. При изготовлении антенны нужно учитывать, что главным фактором для работоспособности будущего изделия является точный расчет габаритов. Чтобы рассчитать размеры «восьмерки» и отражателя необходимо обратиться к справочнику радиолюбителя или ресурсам в Интернете. Прежде чем приступать к конструированию, необходимо точно выяснить, какая сеть - 3G или 4G - покрывает район использования, а также на какой частоте оператор ведет вещание.

Недостатки

К недостаткам вышеописанного решения следует отнести необходимость подключения кабеля, идущего от антенны к специальному разъему, расположенному на корпусе модема. Это касается абсолютно всех антенн, располагаемых на улице, отдельно от модемов. Дело в том, что, как было сказано выше, антенный разъем на устройстве может попросту отсутствовать, что приведет к необходимости разбирать корпус устройства-приемника и вносить коррективы в его аппаратную часть, припаивая кабель к печатной плате. Это может привести к повреждению модема или мобильного роутера при отсутствии достаточной квалификации у пользователя, производящего манипуляции.

Импровизированный отражатель

Если 4G-антенна является необходимостью, а вмешательство в аппаратную часть модема не входит в планы, можно воспользоваться следующим методом. Достаточно эффективная усиливающая антенна может быть изготовлена старой двух-трех литровой кастрюли. Также можно приспособить алюминиевый тазик и даже оклеенную фольгой картонную коробку. Подготовив основу импровизированного отражателя, нужно поместить внутрь нее (в центр) модем, подключаемый к ПК или ноутбуку с помощью USB-удлинителя. После этого нужно сориентировать полученную антенну на ближайшую базовую станцию.

Настройка

По мере получения сведений о силе и стабильности сигнала, полученного с помощью изготовленной конструкции можно менять местоположение модема внутри конструкции. Перемещая устройство-приемник ближе или дальше от задней стенки отражателя необходимо найти наиболее приемлемое положение, а затем закрепить модем с помощью клеевого пистолета и подручных материалов.

Достоинства

Безусловным достоинством описанной выше конструкции из кастрюли является отсутствие необходимости разбирать модем и припаивать антенный кабель. Единственным нюансом может служить качество используемого для подключения USB-удлинителя. Он не должен характеризоваться излишней длиной и быть качественным во избежание потерь сигнала. В идеальном случае используются специальные активные кабели, оснащаемые устройствами для предотвращения потерь. В случае если такая антенна 4G антенна используется на улице, необходима защита в виде обертывания полиэтиленом устройства-приемника или всей конструкции.

Спутниковая тарелка

Если очень хочется либо необходимо иметь модем или даже полноценный 4G-роутер с внешней антенной, а под рукой - неиспользуемая или неисправная спутниковая тарелка, вопрос может считаться практически решенным. Также понадобится пластиковая трубка диаметром, подходящим для размещения внутри модема. Конструкцию собирают следующим образом. Модем помещают в пластиковую трубку и крепят на месте конвертера в фокусе антенны. После сборки антенну нужно направить на базовую станцию, а модем подключить к компьютеру посредством USB-удлинителя. Добившись приемлемых показателей коэффициента усиления, а для этого нужно прибегнуть к передвижению модема внутри трубки и поворачиванию всей конструкции в ту или иную сторону, можно переходить к обеспечению Wi-Fi покрытия в помещении. Для этого понадобиться маршрутизатор с поддержкой подключения 3G/4G модемов. Подключив конструкцию к соответствующему разъему на роутере и настроив подключение, можно получить полноценную беспроводную сеть, приемлемую для использования на любом современном девайсе - смартфонах и/или планшетных ПК и т. п.

Таким образом, использование, казалось бы, кустарных методов изготовления и простейших доступных всем материалов, можно обеспечить доступ в Глобальную сеть даже в самых удаленных районах. При этом 4G-антенна, сделанная своими руками, не требует от своего владельца больших финансовых и трудовых затрат при изготовлении.

Мы с вами живем в эпоху цифровой революции, уважаемый аноним. Не успели мы привыкнуть к какой-то новой технологии, нам уже со всех сторон предлагают еще более новую и продвинутую. И пока мы томимся размышлениями, действительно ли эта технология реально поможет нам получить более быстрый интернет или нас просто очередной раз разводят на деньги, конструкторы в это время разрабатывают еще более новую технологию, которую нам предложат взамен текущей уже буквально через 2 года. Это касается и технологии MIMO антенн.

Что же это за технология - MIMO? Multiple Input Multiple Output - множественный вход множественный выход. Прежде всего, технология MIMO является комплексным решением и касается не только антенн. Для лучшего понимания этого факта стоит совершить небольшой экскурс в историю развития мобильной связи. Перед разработчиками стоит задача передать больший объем информации в единицу времени, т.е. увеличить скорость. По аналогии с водопроводом - доставить пользователю больший объем воды в единицу времени. Мы можем сделать это увеличив "диаметр трубы", или, по аналогии, - расширив полосу частот связи. Первоначально стандарт GSM был заточен под голосовой трафик и имел ширину канала равную 0.2 МГц. Это было вполне достаточно. Кроме того есть проблема обеспечения многопользовательского доступа. Ее можно решить разделив абонентов по частоте (FDMA) или по времени (TDMA). В GSM применяются оба способа одновременно. В итоге мы имеем баланс между максимально возможным количеством абонентов в сети и минимально возможной полосой для голосового трафика. С развитием мобильного интернета эта минимальная полоса стала полосой препятствия для увеличения скорости. Две технологии основанные на платформе GSM - GPRS и EDGE достигли предельной скорости 384 кБит/с. Для дальнейшего увеличения скорости необходимо было расширить полосу для интернет трафика одновременно по возможности используя инфраструктуру GSM. В результате был разработан стандарт UMTS. Основным отличием здесь является расширение полосы сразу до 5 МГц, а для обеспечения многопользовательского доступа - применение технологии кодового доступа CDMA, при котором несколько абонентов одновременно работают в одном частотном канале. Такую технологию назвали W-CDMA, подчеркивая этим, что она работает в широкой полосе. Эта система была названа системой третьего поколения - 3G, но при этом она является надстройкой над GSM. Итак, мы получили широкую "трубу" в 5МГц, что позволило первоначально увеличить скорость до 2 МБит/с.

Как еще можно увеличить скорость, если у нас нет возможности дальше увеличивать "диаметр трубы"? Мы можем распараллелить поток на несколько частей, пустить каждую часть по отдельной небольшой трубе и затем сложить эти отдельные потоки на приемной стороне в один широкий поток. Кроме того, скорость зависит от вероятности ошибок в канале. Уменьшая эту вероятность путем избыточного кодирования, упреждающей коррекции ошибок, применения более совершенных способов модуляции радиосигнала, мы также можем увеличить скорость. Все эти наработки (совместно с расширением "трубы" путем увеличения числа несущих на канал) последовательно применялись в дальнейшем усовершенствовании стандарта UMTS и получили наименование HSPA. Это не замена для W-CDMA, а soft+hard upgrade этой основной платформы.

Разработкой стандартов для 3G занимается международный консорциум 3GPP. В таблицу сведены некоторые особенности разных релизов этого стандарта:

3G HSPA скорость & главные технологические особенности
3GPP релиз	Технологии	Скорость Downlink (MBPS)	Скорость Uplink (MBPS)
Rel 6	HSPA	14.4	5.7
Rel 7	HSPA+ 5 MHz, 2x2 MIMO downlink	28	11
Rel 8	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO downlink	42	11
Rel 9	DC-HSPA+ 2x5 MHz, 2x2 MIMO downlink, 2x5 MHz uplink	84	23
Rel 10	MC-HSPA+ 4x5 MHz, 2x2 MIMO downlink, 2x5 MHz uplink	168	23
Rel 11	MC-HSPA+ 8x5 MHz 2x2/4x4 MIMO downlink, 2x5 MHz 2x2 MIMO uplink	336 - 672	70

Технология 4G LTE, помимо обратной совместимости с 3G сетями, что позволило ей одержать верх над WiMAX, способна в перспективе развить еще большие скорости, до 1Гбит/с и выше. Здесь применяются еще более продвинутые технологии переноса цифрового потока в радиоинтерфейс, например OFDM модуляция, которая очень хорошо интегрируется с MIMO технологией.

Итак, что же такое MIMO? Распараллелив поток на несколько каналов можно пустить их разными путями через несколько антенн "по воздуху", и принять их такими же независимыми антеннами на приемной стороне. Таким образом мы получаем несколько независимых "труб" по радиоинтерфейсу не расширяя полосы . Это основная идея MIMO . При распространении радиоволн в радиоканале наблюдаются селективные замирания. Это особенно заметно в условиях плотной городской застройки, если абонент находится в движении или на краю зоны обслуживания соты. Замирания в каждой пространственной "трубе" происходят не одновременно. Поэтому если мы передадим по двум каналам MIMO одну и ту же информацию с небольшой задержкой, предварительно наложив на нее специальный код (метод Аламуоти, наложение кода в виде магического квадрата), мы можем восстановить потерянные символы на приемной стороне, что эквивалентно улучшению отношения сигнал/шум до 10-12 дБ. В итоге такая технология опять же приводит к возрастанию скорости. По сути это давно известный разнесенный прием (Rx Diversity) органично встроенный в MIMO технологию.

В конечном счете, мы должны понимать, что MIMO должно поддерживаться как на базе, так и у нашего модема. Обычно в 4G число каналов MIMO кратно двум - 2, 4, 8 (в Wi-Fi системах получила распространение трехканальная система 3x3) и рекомендуется, чтобы их число совпадало и на базе и на модеме. Поэтому для фиксации этого факта MIMO определяют с каналами прием∗передача - 2x2 MIMO, 4x4 MIMO и т.д. Пока в настоящее время мы имеем дело преимущественно с 2x2 MIMO.

Какие антенны применяются в технологии MIMO? Это обычные антенны, просто их должно быть две (для 2x2 MIMO). Для разделения каналов применяется ортогональная, так называемая X-поляризация. При этом поляризация каждой антенны относительно вертикали сдвинута на 45°, а относительно друг друга - 90°. Такой угол поляризации ставит оба канала в равные условия, поскольку при горизонтально/вертикальной ориентации антенн один из каналов неизбежно получил бы большее затухание из-за влияния земной поверхности. При этом 90° сдвиг поляризации между антеннами позволяет развязать каналы между собой не менее чем на 18-20 дБ.

Для MIMO нам с вами потребуется модем с двумя антенными входами и две антенны на крыше. Однако остается открытым вопрос поддерживается ли эта технология на базовой станции. В стандартах 4G LTE и WiMAX такая поддержка есть как на стороне абонентских устройств, так и на базе. В 3G сети не все так однозначно. В сети уже работают тысячи устройств не поддерживающих MIMO, для которых внедрение этой технологии приносит обратный эффект - пропускная способность сети понижается. Поэтому операторы пока не спешат повсеместно внедрять MIMO в 3G сетях. Чтобы база могла предоставить абонентам высокую скорость она сама должна иметь хороший транспорт, т.е. к ней должна быть подведена "толстая труба", желательно оптиковолокно, что тоже не всегда имеет место. Поэтому в 3G сетях технология MIMO в настоящий момент находится в стадии становления и развития, проходит тестирование как операторами, так и пользователями, причем последними не всегда успешно . Поэтому возлагать надежды на MIMO антенны стоит только в 4G сетях. На краю зоны обслуживания соты можно применять антенны с большим усилением, например зеркальные , для которых уже есть в продаже MIMO облучатели

В сетях Wi-Fi технология MIMO зафиксирована в стандартах IEEE 802.11n и IEEE 802.11ac и поддерживается уже многими устройствами. Пока мы наблюдаем приход в 3G-4G сети технологии 2x2 MIMO, разработчики не сидят на месте. Уже сейчас разрабатываются технологии 64x64 MIMO с умными антеннами имеющими адаптивную диаграмму направленности. Т.е. если мы пересядем с дивана на кресло или уйдем на кухню, наш планшет заметит это и развернет диаграмму направленности встроенной антенны в нужном направлении. Нужен ли кому-то будет этот сайт в то время?

Современная жизнь без доступа к интернету уже немыслима. Но провайдеры далеко не всегда способны предоставить качественную линию соединения своим клиентам, ведь надежная связь возможна лишь в области уверенного приема. А она, в свою очередь, ограничивается мощностью передатчика, расположением местности (в низинах сигнал неуверенный), а также дистанцией. Повысить качество сигнала и расширить дальность его приема можно благодаря подсоединению к антенне Харченко для 3G или 4G.

При соответствующих настройках эта антенна - одновременно и усилитель, и приемник. Как антенну этот биквадрат предложил использовать изобретатель и ученый Харченко. Биквадрат - это подвид рамочных антенн , которые в первую очередь относят к виду зигзагообразных.

К. П. Харченко предложил это устройство в качестве антенны еще в середине прошлого столетия (1961 г.) для использования в качестве приемника телевизионных передач. Тому есть серьезное основание: является историческим, зафиксированным фактом, что, настроив свою антенну на частоту 14 мегагерц и придав ей необходимое положение, ученый получил сигнал из Америки.

Сейчас усилитель сигнала мобильной связи и интернета можно без каких-либо проблем купить в специальных магазинах либо выполнить антенну Харченко своими руками.

В числе заводских моделей антенн-усилителей легко отыскать мощные приспособления с высокими характеристиками. Но достаточно часто можно обойтись несложной конструкцией, которую легко собрать из подручных средств собственноручно. Достаточно воспользоваться известной разработкой Харченко.

Согласно исследованиям создателя, по выходным параметрам антенна надежно усиливает работу цифровых устройств, работающих на мобильных платформах, формируя увеличение приема сигнала до 3−4 Дб, причем даже без использования рефлектора, а с его внедрением - вплоть до 8−9.

Чтобы создать антенну Харченко для 4G модема своими руками, а также для усиления сигнала 3G, можно обойтись наименьшим набором устройств и приспособлений, которые наличествуют у любого домашнего мастера. Потребуется:

Если клея нет, его можно сделать самостоятельно. Для этого нужно растворить на дне стеклянной посуды обычный пенопласт бензином или ацетоном.

Устройство и оптимальные габариты

Как известно, 4G-модем функционирует на частоте 2100 МГц. Ей равносильна длина волны 143 миллиметра. Сейчас ещё попадаются модели, которые созданы под 900 МГц, и те, которые используют составной порядок, однако они уже утрачивают свою актуальность.

Ключевыми узлами усилителя являются:

• вибратор - на него индуцируются волны магнитоэлектрических колебаний, которые посылаются передатчиком провайдера 4G;
• антенный провод с элементом согласования, который транслирует индуцированный радиосигнал от вибратора;
• блок передачи сигнала с провода на вход модема;
• отражатель, который устраняет перерывы сигнала и отражающие шумы - он нужен для повышения мощности приема.

Важно обратить внимание на вид используемого металла. Для усилителя, как правило, применяют медь или алюминий. В домашних ситуациях, принимая во внимание небольшие параметры вибратора, легче подключать кабель пайкой. По этой причине сразу нужно остановиться на меди, даже не оценивая ряд прочих ее положительных сторон.

Особую роль играют конфигурация и размеры поперечного сечения. Рекомендуется сооружать антенну Харченко из провода с поперечным сечением не менее 5 мм² и диаметром 2,5 мм, так как эти параметры, согласно народному опыту, наиболее благоприятны. Сразу стоит оговориться, что допускается брать толщину 2,3 мм с сечением 4 мм², которая несущественно сократит характеристики приема. Если потребуется, то допустимо осуществить монтаж с сечением 2,5 мм², но это уже испортит качество сигнала, повысит его угасание. Хотя для какого-либо конкретного случая или местности это может быть вполне возможно - следует подходить индивидуально.

Для приема уверенного сигнала необходимо обращать внимание на симметрию квадратов и равнозначный размер побочных поверхностей.

Основное отличие от стандартных антенн, с которым может столкнуться частный мастер - это размер волнового противодействия, а оно может составлять 75 или 50 Ом. Для сокращения утрат мощности надежнее применять провод с меньшим сопротивлением. Он больше годится по электронным показателям, сильнее согласовывается, гарантирует наименьшие потери сигнала. Впрочем, употребляя один из этих видов проводов, лучше точнее подобрать под него механические габариты вибратора. В таком случае утечки мощности сигнала станут наименьшими.

В роли экрана может быть любая стальная пластина. Его можно вырезать из жести или выпилить болгаркой из ненужной алюминиевой кастрюли. Если и металла никакого нет, то можно выйти из положения и взять фанеру или картон и оклеить фольгой. Можно не переживать за результат - ощутимой разницы не будет. В любом случае полученная конструкция сможет перекрыть идущий волновой фон с разных сторон.

Отлично себя показывает отработанный DVD-диск. Повысить его эффективность можно, покрыв алюминиевой фольгой одну из сторон. Этот вариант превосходно справляется с отражением волн. Его дополнительный плюс - эстетичный облик и существенное облегчение работы.

Чтобы использовать диск, потребуется лишь помазать его клеем и зафиксировать на крышке от пластиковой бутылки. Также нужно отрегулировать дальность вибратора от рефлектора. Это можно сделать с помощью дополнительных шайб (можно взять от винтов) или обрезки лишней толщины.

Собирая усилитель, нужно обращать внимание на параллельность площадей вибратора и рефлектора.

Сначала следует создать вибратор. Первостепенное значение имеют размеры и симметрия. Чтобы придать максимальную симметрию установке, необходимо все грани квадратов сделать абсолютно одинаковыми. Добиться это можно двумя способами:

• обязательно провести предварительную разметку проволоки маркером;
• применить контрольный шаблон определенной длины.

В первом методе пассатижи ставят на разметку провода и выгибают последний под углом 90 градусов, чтобы проконтролировать изгиб по угольнику.

Во втором случае требуется отделить часть проволоки по масштабу, слегка большему по величине, чем стороны квадрата, а после этого подточить напильником или крупной шкуркой до контрольной размера. Выполненный шаблон совместно с проволокой кладётся в губки пассатижей таким образом, чтобы один конец одновременно с проводом упирался в твердую плоскость, а второй сошёлся с выходной плоскостью плоскогубцев. Также для гарантии ровности поверхностей можно совершить расчет онлайн, воспользовавшись специально разработанным для таких целей калькулятором антенны Харченко.

После этого усилием руки изгибают вибратор, использовав при этом контрольный шаблон для каждого края квадрата. После того как проволока полностью выгнута, ее оставшуюся часть устраняют бокорезами. Происходит поверочный обмер граней, который обеспечивает симметрию в положении каждой из сторон в одной плоскости.

Подсоединение и варианты передачи сигнала

В середине крышки от бутылки просверливается дрелью или вырезается ножиком отверстие, слегка меньше диаметра кабеля (чтобы конструкция была более устойчивая). Вводится конец провода. После этого разбирается так, чтобы оголилась центральная жила с местом для залуживания и пайки.

Подсоединение проводов проводится любым паяльником (можно даже самодельным). Когда пайка окончена, крышку натягивают на вибратор, ведя по кабелю.

Надёжность соединения можно увеличить путем применения клея и проведения мелких пропилов в пластиковой пробке.

DVD-диск сквозь центральное отверстие вводится в кабель и приклеивается к торцу пробки. В этой установке рефлектор и вибратор не предполагают между собой электроконтакта.

Собранный таким образом антенный вибратор вместе с рефлектором гарантируют хороший прием электромагнитной волны сигнала бесконтактно от передатчика и перенаправляют его по коаксиальному проводу. Теперь только остается перенаправить его на модем.

Перенаправление 4G-сигнала на модем можно урегулировать двумя путями:

• выполнить прямое подключение кабелей коаксиального провода непосредственно к плате модема;
• употребить сделанную антенну Харченко в качестве промежуточного звена усиления и с ее использованием выполнить передачу принятого сигнала на интегрированную антенну приёмного устройства.

Первый способ, в свою очередь, предполагает два решения в зависимости от того, есть ли на модеме специальный разъем для подсоединения к внешней антенне или он отсутствует.

Если разъем есть, то это избавит самодеятельного мастера от решения дополнительных задач. Тогда понадобится только припаять концы коаксиального провода ко второй части разъема и через него подсоединять антенну.

Если разъема нет, то для организации прямого подключения к плате модема понадобится не только разборка коаксиального кабеля, но и пайка стержневой жилы с экранным слоем к микросхемным дорожкам. Это весьма сложная и тонкая техническая работа, которую требуется совершать точно, безопасно и с полным следованием технологии. В противном случае модем выйдет из строя, и тогда его придется покупать снова.

С этой задачей справится любой. Нужно будет на выходные точки коаксиального провода припаять электроды - они станут генераторным узлом и будут излучать общепринятую и интенсивную магнитоэлектрическую волну прямиком на антенну модема. Нужно сделать какой угодно ниткой один виток по внешнему контуру корпуса модема и замерить его размер линейкой. После этого нужно добавить 5 мм и вырезать из фольги или консервной банки пару полосок по 75 мм в длину и 45 и 27 в ширину.

Широкую часть для стержневой жилы нужно выгнуть по конфигурации модема, а для экрана - полукругом, после чего припаять их к антенне Харченко.

Электроды нужно развести на незначительное расстояние и направить их таким образом, чтобы они производили и адресовали принятый магнитоэлектрический сигнал на интегрированную антенну модема. Их наилучшее расположение можно подыскать опытным путем.

Теперь все готово. Остаётся только вставить 4G-модем в разъем ноутбука, а после этого проверить качество сети.

Уже довольно-таки прочно вошел в нашу жизнь. Пользоваться удобствами, предоставляемыми LTE-технологиями, в наше время в России могут жители не только крупных мегаполисов, но и небольших городов. Имеются такие вышки также во многих поселках и даже деревнях. Однако качество 4G-интернета в отдаленных населенных пунктах все же, к сожалению, обычно оставляет желать лучшего. Виной тому — горы, холмы, лесные массивы и пр. Исправить ситуацию и ускорить 3-4G интернет в деревне или, к примеру, на даче можно, установив внешнюю LTE-антенну. Конструкцию подобные устройства могут иметь разную.

Виды антенн

Все подобные устройства в первую очередь классифицируются на:

• обычные;
• дополненные усилителем MIMO.

Простые LTE-антенны обеспечивают скорость передачи данных в пределах 50 Мбит/с. Для устройств MIMO этот показатель равен 100 Мбит/с.

Также антенны этого типа классифицируются на:

• направленные;
• секторные;
• всенаправлненные.

По конструкции такие устройства подразделяются на:

• параболические;
• «Яги»;
• панельные.

По принимаемому сигналу антенны 4G классифицируются на широко- и узкополосные.

Что такое MIMO LTE и чем она отличается от обычной

Устройства этой разновидности, как уже упоминалось, обеспечивают максимальную скорость передачи данных. Однако и стоят они дороже обычных LTE-конструкций. По сути, такие модели представляют собой одновременно две антенны, размещенные в одном корпусе, но на некотором расстоянии друг от друга. Принимают сигнал последние независимо друг от друга, на модем же его передают одновременно.

Преимущества MIMO LTE-антенн в сравнении с обычными, таким образом, очевидны. Скорость интернета при их использовании может быть почти в два раза выше.

Направленные модели

Принимать сигналы устройства LTE, в зависимости от конструкции, могут от одной или сразу нескольких вышек. Направленные модели монтируются обычно на крыше дома и направляются при этом в сторону ближайшей станции. К преимуществам таких антенн относят в первую очередь то, что они практически не ловят помех. Однако установка и настройка подобных устройств — дело очень сложное. Монтируют направленные антенны LTE обычно только квалифицированные специалисты. Еще одним недостатком устройств этого типа является ненадежность передачи. Ведь если станция по каким-либо причинам вдруг перестанет работать, сигнал в доме тут же пропадет.

Секторные антенны

Модели этой разновидности могут принимать сигнал сразу от нескольких станций. При этом такие устройства автоматически настраиваются и работают на самой быстрой «волне». Если сигнал вдруг пропадет от основной вышки, антенна тут же переключится на другую. Интернет в этом случае станет похуже, но все же

Недостатков у секторных антенн практически нет. Единственным их минусом является, пожалуй, высокая стоимость.

Всенаправленные модели

Принцип работы LTE антенн этой разновидности практически такой же, как и у секторных устройств. Однако такая антенна способна ловить сигнал на целых 360 градусов. Основным преимуществом устройств этого типа является то, что они обеспечивают стабильную передачу. Однако при этом собственно саму скорость интернета всенаправленные модели увеличивают не слишком сильно.

Используют антенны этого типа обычно в том случае, если на пути сигнала имеется множество препятствий. Чаще всего это многоэтажные здания в городах.

Антенны «Яги»

Такое интересное название имеют хорошо знакомые многим устройства с расположенным горизонтально рефлектором-прутом, напоминающим «лесенку». Чаще всего такие модели окрашиваются в синий цвет.

Основным преимуществам антенн «Яги» является невысокая стоимость. Сигнал они принимают хуже других разновидностей.

Панельные антенны

Устройства этого типа принимают сигнал довольно-таки неплохо. В домах выше одного этажа их допускается монтировать даже не на мачту, а просто к стене — на специальные кронштейны. Свое название эти LTE-антенны получили за характерную форму рефлектора, напоминающую панель.

Параболические модели

Антенны этого типа ловят сигнал лучше, чем «Яги» и панельные. Но и стоят они намного дороже. Снабжаются такие модели сетчатым отражателем параболической формы.

Принимаемый сигнал

Помимо всего прочего, антенны этого типа, как уже упоминалось, могут классифицироваться на узко- и широкополосные. Вышки операторов мобильной связи обычно передают сигнал сразу на нескольких частотах. Преимуществом широкополосных LTE-антенн является то, что они могут ловить любой из них. К примеру, если по каким-либо причинам исчезнет сигнал 4G, модель автоматически перейдет на 3G либо на 2G.

Узкополосная антенна при исчезновении 4G свои функции выполнять просто-напросто перестанет. Единственным преимуществом таких моделей является их невысокая стоимость.

4G и 3G

LTE-антеннами называются именно устройства, предназначенные для приема сигнала 4G. Однако при необходимости такие модели могут легко переходить и в режим работы 3G. Представляют они собой в подавляющем большинстве случаев одну из разновидностей антенн MIMO.

Модели 3G при этом — это обычно простые устройства без усилителя. Но иногда используются и для таких антенн.

Разница между моделями 3G и 4G заключается прежде всего в том, что первая разновидность устройств ловит сигнал на частотах 2100 Гц или 900 Гц, а вторая — 2600 Гц, 800 Гц или 1800 Гц.

Мобильные устройства

Все внешние антенны LTE — конструкции стационарные. Устанавливаются они на мачту, стену или крышу дома. Сигнал в большинстве случаев они усиливают хорошо. Однако и стоят такие устройства, даже простые «Яги», довольно-таки дорого. В некоторых же случаях обеспечить достойную скорость интернета можно, и не затрачивая особенно больших денег.

Помимо стационарных на рынке существуют также мобильные LTE-антенны. Устройства этого типа подключаются к компьютеру, роутеру или ноутбуку и устанавливаются в доме — на подоконнике или в самой высокой в помещении точке. Использовать такие модели вместо дорогих внешних антенн целесообразно, к примеру, в пригородных поселках или на улицах деревень, частично закрытых от ближайших вышек небольшим холмом. То есть там, где сигнал от станции ловится и без антенны, но скорость интернета не слишком велика или же он несколько нестабилен.

Yota LTE-антенна

Yota — это относительно новый на российском рынке оператор. Однако зона его покрытия имеется уже в том числе и в глубинке России. Ловят модемы этого оператора сигнал в основном неплохо. Однако зона покрытия Yota до сих пор (на 2017 г) меньше, чем у старых операторов - «Билайна», «Мегафона» и МТС.

Продавцы модемов Yota, уговаривая покупателей из поселков или деревень приобрести свою продукцию, обычно успокаивают их тем, что сигнал от этого оператора хорошо ловится в тех же местах, где он стабилен и от «Мегафона». Однако это, к сожалению, не всегда соответствует действительности. Поэтому именно с модемами Yota приходится использовать LTE-антенны, в том числе и внешние, чаще всего.

Для модема Yota можно, в принципе, применить антенну и от сторонних производителей. Но можно купить и модель марки именно Yota. Тем более, что модемы от этого оператора часто идут уже в комплекте с антенной.

Вместо заключения

Разновидностей внешних антенн LTE, таким образом, на современном рынке существует несколько. При выборе наиболее подходящей модели стоит ориентироваться в первую очередь на количество вышек в окрестностях, их расположение, удаленность. Также следует принять во внимание и особенности той местности, на которой будет использоваться антенна. В любом случае перед покупкой стоит обязательно посоветоваться со специалистами. Либо же хотя бы договориться с продавцом о возврате антенны после пробы в том случае, если она вдруг окажется бесполезной.

Антенна 4G своими руками - неплохой универсальный и наиболее дешевый способ улучшить сигнал сотовой связи на даче или в загородном доме. Конструкция таких устройств простая, что дает возможность получать хороший и стабильный интернет-сигнал, если это позволяет расстояние до базовой станции оператора. Сделанный сигнала своими руками можно подключить к роутеру и раздавать Интернет на смартфон, планшет или ноутбук. Достаточно провести грамотный расчет устройства, подобрать правильные размеры в соответствии со схемой и все собрать. Получится простой и достаточно мощный прибор, который позволит существенно улучшить качество, скорость и стабильность связи.

Большинство пользователей мобильного и за пределами крупных городов, используя данный вид связи как основной. Однако до сих пор в России есть места, которые находятся на относительном удалении от вышек и станций операторов, поэтому качество связи недостаточно хорошее для нормального пользования Глобальной сетью. В таких случаях на помощь приходят самодельные .

Обратите внимание! Первые такие изделия, как готовые, так и самодельные, использовались для улавливания телевизионных каналов. Впоследствии их заменили спутниковые тарелки и кабельное телевидение. С распространением мобильной связи и Интернета пользователи стали активно устанавливать антенны на дачах, в частных домах.

На сегодняшний день наиболее популярным и распространенным стандартом связи является 3G. Для его улавливания и усиления часто недостаточно простого модема. Даже несмотря на старания операторов связи и постоянную установку новых базовых станций, в некоторых местах проблемы с сигналом остаются. Сделанная своими руками, чертежи которой есть в общем доступе, помогают исправить ситуацию.

Важно! Если в местности проживания вообще нет сигнала от мобильного оператора, то устанавливать антенны и усилители бесполезно.

Существует два вида таких устройств:

• внутренние;
• внешние.

Кроме этого, внешние делятся на однонаправленные и всенаправленные. Также существуют многочастотные антенны, имеющие возможность одновременно работать в нескольких частотах и диапазонах.

Устройство и габариты

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

Обратите внимание! Все представленные устройства используются как для приема, так и для передачи сигнала.

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

• направленные;
• всенаправленные;
• широкодиапазонные или многочастотные.

Направленные делятся еще на три различных подвида:

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

Как произвести предварительный расчет

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

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

Требования к вибратору

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

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

Провод

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

Рефлектор

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

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

МИМО

Это устройства панельного типа для приема и усиления качества сигнала, которые работают с несколькими входами потоковых данных, соответственно, и несколькими выходами таковых. своими руками собирается немного сложнее, чем обычная. Однако при наличии схем и чертежей все получится.

При выборе такой антенны нужно учесть, что не все операторы могут полноценно работать с этой технологией. Примечательно, что скорость передачи информации при технологии МИМО равна 100 Мбит/сек. Это превышает показатели обычных антенн в 2 раза.

Обратите внимание! Такой прибор состоит из одного корпуса, внутри которого находятся две закрепленные антенны. Прием и передача сигнала происходят обеими частями одновременно и проходит по разным каналам.

Внешние усилители и их характеристики

Наиболее ответственным и влияющим на качество передачи данных параметром является коэффициент усиления сигнала. Им нужно руководствоваться при выборе антенн:

• при дальности 1-3 км до точки с хорошим сигналом нужна антенна с коэффициентом усиления 14 дБ;
• при дальности 3-8 км требуется коэффициент усиления 18 дБ;
• при дальности 8-12 км подойдет антенна с коэффициентом 20 дБ.

Процесс создания

Этапы сборки будут зависит от того, какой тип устройства был выбран.

Простое внешнее устройство

Обычная внешняя антенна представляет собой прибор для усиления качества сигнала сотовой сети, который устанавливается на улице. Может иметь различный внешний вид, например, в виде большого уловителя из пластины или простой телевизионной антенны, приспособленной для сигнала 3G.

Обратите внимание! В случае с внешними антеннами большую роль играет качество изоляции, поскольку усилителю придется работать в различных погодных условиях.

Важное значение в подобных устройствах имеет выбор наилучшего места для установки и направление в сторону базовой станции. Кроме этого, их следует качественно изолировать, чтобы вода не попала в места с микросхемами и проводными соединениями.

Рефлектор создается из металлического листа, который рекомендуется закруглить. Если нет стали, то можно использовать фанеру или картон, который следует обмотать фольгой.

Панельная антенна

Представляет собой большую металлическую пластину с закрепленными на ней патчами или небольшими панелями для лучшего улавливания. Для создания 4G антенны - «пушки» - своими руками нужно купить:

• ребристое оцинкованное железо для создания панели (один лист с размерами 334×290 мм);
• для создания патчей четыре листа оцинкованного железа (размерами 118×70,5 мм);
• медную проволоку (диаметром 2 мм);
• медную фольгу, желательно несколько больших кусков (вырезать окружность диаметром 21 мм);
• пенопласт для патчей;
• супер-клей.

Антенна Харченко для 4G модема своими руками

Она была названа в честь ученого, который впервые изобрел такое устройство. Является одной из наиболее простых по конструкции антенн для мобильного сигнала. Для сборки нужны:

• спиральная проволока;
• коаксиальный кабель;
• стержневая деревянная рейка;
• плоскогубцы, молоток, нож.

Обратите внимание! Перед сборкой очень важно провести качественный расчет.

Этапы сборки:

• определить поляризацию и частоту волны. Устройство должно быть линейным;
• сделать биквадратный тип антенного устройства в виде зигзага из меди. Все элементы должны быть расположены по углам, одним из которых соприкасаться. Для поляризации горизонтального типа восьмерка должна стоять стоймя. Если делать вертикальную поляризацию, то конструкция устанавливается на бок;
• сторона квадрата рассчитывается по специальной формуле: длина волны, поделенная на четыре;
• сборка конструкции, она должна быть овальной формы.

Таким образом, в создании усиливающего устройства нет ничего сложного. Главное - выбрать подходящий тип, следовать инструкциям выше и производить точные расчеты.

Советы