Самодельные антенны для 3G и 4G модемов: штыревая антенна и антенна Харченко

Сегодня многие граждане пользуются беспроводным интернетом, но при этом стремятся повысить скорость его работы. Ведь отличный доступ гарантируется, когда модем близко расположен к базовой станции мобильного оператора. В связи с этим те, кто работает в интернет далеко от станции, довольствуются низкой скоростью. Есть ли технический способ, который поможет решить такую проблему? Лучший вариант – это 4G антенна собственными руками.

Панельная 4G-антенна

Для изготовления панели нужно приготовить следующие детали:

листы оцинкованного железа размером 33,4 х 29 см (для панели) и 11,8 х 7,05 см (для 4 патчей);
медную проволоку диаметром 2 мм;
кружок фольги из меди диаметром 21 мм;
4 куска тонкого пенопласта по размерам патчей;
клей для крепления патчей к пенопласту.

Патчи располагаются в 2 ряда по 2 шт. К ним крест-накрест припаиваются 2 отрезка медной проволоки. В панели сверлится отверстие, через которое продевают антенный кабель и спаивают его с проволокой. Патчи и панель соединяются друг с другом через пенопласт с помощью клея.

Процедура изготовления панельной 4G-антенны по советским чертежам под шифром Ф-20 представлена на видео ниже. Потребуются следующие материалы:

прямоугольник фольгированного текстолита 43 х 20 см;
8 болтов М3 и 32 гайки для них;
прозрачная пленка для печати для струйных принтеров;
пленка фоторезист;
реагенты — кальцинированная сода и хлорное железо.

На пленке для принтеров распечатывается шаблон вибратора антенны. Текстолит зачищается и обезжиривается. К нему с помощью валика приклеивается пленка фоторезист, на которую накладывается шаблон. Ультрафиолетовой лампой фоторезист засвечивается в течение 5 секунд (время указывается в инструкции производителя к пленке).

Засвеченные места застывают, а места пленки, куда свет по форме шаблона не попадает, промываются. Поверхность прогревается феном и погружается в раствор кальцинированной соды, в котором через 2-3 минуты щеткой отмывается незасвеченный фоторезист. Затем плата протравливается раствором хлорного железа в течение 35 минут и опять погружается в щелочной раствор на 1,5 часа с целью смыть незасвеченную пленку фоторезиста. После этого вибратор готов, его промывают теплой водой.

В каждом из 8 сегментов вибратора по центру сверлят отверстия диаметром 3 мм. Из жестяного листа вырезается рефлектор того же размера, что и панель (43х20 см). Лист совмещается с текстолитом. В нем сверлом диаметром 3 мм делают отверстия в тех же местах, что и у вибратора. В отверстия текстолитовой платы вставляются болты М3, с другой стороны панели прикручиваются по 2 гайки на каждый болт. Две гайки и толщина текстолита дают желаемые 6 мм между вибратором и рефлектором. Жестяной лист затягивается гайками.

К полученной антенне припаивается кабель, подключенный к Wi-Fi-роутеру через USB-порт. Центральная жила крепится к вибратору, а оплетка — к рефлектору. Плата роутера соединяется с помощью горячего клея с обратной стороной рефлектора. Вибратор покрывается специальным не проводящим ток лаком с целью предотвращения окисления меди.

Изготовление излучателя

Излучателем для антенны типа биквадрат будет служить отрезок центральной жилы коаксиального кабеля. Его нужно зачистить таким образом, чтобы длина составляла 10-20 мм, при этом экранирующий слой также необходимо сохранить. Сделать это можно, сняв верхний слой изоляции, надрезав и завернув внешнюю оплетку и фольгу назад. Оголится второй изолирующий слой, который удаляется непосредственно по нужным размерам.

Дальность связи

На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:

Местоположение BS и MS и рельеф местности.
Мощность и чувствительность MS.
Мощность и чувствительность BS.
Используемые на MS и BS антенны.
Воля Господа Бога (опытные связисты шутят, что это — главное).

Обычно базовые станции имеют мощность 20 — 30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет -100 дБ — 115 дБ. Изменить или повлиять на все эти параметры пользователь, конечно, не может. Выходная мощность телефона составляет 0,3 — 2 Вт, чувствительность — 90 — 105 дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумных входных устройств. Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между моделями практически незаметна, то в зоне неуверенного приема она может стать критической. Зачастую трубка показывает уровень сигнала от базовой станции 1 — 2 кубика (по шкале), а установить соединение не может: не хватает мощности. И хотя стандартизация ETSI регламентирует стандартные выходные мощности для каждого класса телефонов, реальное значение может незначительно колебаться. Хорошей чувствительностью отличаются трубки SAGEM, Alcatel, Motorola. А по мощности проходят все старые телефоны, особенно Motorola. Все телефоны фазы 2 имеют примерно одинаковую мощность.

Что же касается рельефа, то на ровной местности и по реке волны распространяются лучше. Чем выше вы находитесь (в разумных пределах), тем лучше сигнал. Лес порой «гасит» волны сильнее, чем городская застройка.

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.

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.

Как протестировать изменения

Можно просто немного «посёрфить» в интернете, чтобы определить, улучшилась скорость или нет. Если вам нужны точные данные, измерьте скорость с помощью любого сервиса, например, через SpeedTest или «Яндекс.Интернетометр». Сделать это нужно до и после установки антенны на модем.

Переходим на сайт и запускаем процедуру. Оцените результат, когда процесс завершится. Повторите его несколько раз и высчитайте среднее значение — показатель и будет реальной скоростью.

Щёлкните по «Измерить» на сайте

Если вам нужна простая антенна, для изготовления которой не требуется особых навыков и знаний, сделайте проволочную или баночную антенну. Можно также взять вариант с дуршлагом или старой спутниковой антенной. Для более опытных подойдут способы посложнее — антенна Харченко или «Двойное кольцо».

Антенна для интернета на дачу

Самый распространенный вариант интернета в сельской местности — мобильный. Владельцы дачных участков для увеличения уровня сигнала и разграничения его от помех применяют различные типы антенн, которые позволяют наладить бесперебойную радиосвязь. Зоны покрытия 3G и 4G есть почти везде, но со стабильной радиосвязью могут быть проблемы из-за препятствий, ухудшающих сигнал.

Принцип работы у всех усилителей радиосигнала один, но конструкция, технические характеристики отличаются друг от друга. Внешне и по своему использованию они не отличаются от обычных телевизионных, только делятся по мощности приема радиоволн. Главная характеристика антенны — рабочая частота. Нужно узнать, какой сигнал наиболее сильный в конкретном месте, чтобы определить диапазон радиоантенны для интернета на даче. Слабый сигнал 4G можно предпочесть в пользу стабильного 3G.

Обратите внимание! Внешняя антенна для компьютера для интернета должна быть механически прочной, сопротивляться ветру, стойкой к повышенной влажности и перепадам температуры. Чтобы усилить слабый сигнал используют радиоантенну, которая наведена на ближайшую базовую станцию

Чем выше она поднята над землей, тем сигнал поймать будет быстрее. Её надежно закрепляют в таком положении, где прием сигнала наилучший, и делают к ней удобный доступ, чтобы можно было её поправлять

Чтобы усилить слабый сигнал используют радиоантенну, которая наведена на ближайшую базовую станцию. Чем выше она поднята над землей, тем сигнал поймать будет быстрее. Её надежно закрепляют в таком положении, где прием сигнала наилучший, и делают к ней удобный доступ, чтобы можно было её поправлять.

Вынос усилителя сигнала за пределы здания избавляет от затуханий и отражений, которые создают различные части дома:

мощный сигнал 3G/4G от базовой станции сотового оператора улавливается радиоантенной, которая располагается на фасаде или крыше дома;
сигнал передаётся по кабелю на модем, который вставлен в роутер;
роутер распространяет интернет по LAN-кабелю, Wi-Fi на N-е количество абонентов.

Что такое антенна Харченко и как она работает

Так называемая антенна Харченко, которая предназначена для 3G модема, является самодельной моделью. В ее устройстве нет ничего особенно сложного. Зигзагообразная конструкция была предложена ученым К.Харченко еще в 1960-е гг. Сегодня она достаточно популярна среди радиолюбителей не только благодаря своему простому устройству, но и отличной повторяемости, а также широкополосности. Последнее преимущество особенно хорошо относится к спиральной конструкции.

По собственному устройству модели могут достаточно сильно отличаться. Исходя от величины пластины, частотность конструкции значительно изменяется. Заодно нужно учитывать, что самодельные антенны могут включать в себя предметы, выполненные из пластика и металла.

Антенна для модема бывает разных видов. Наиболее простая – это — всенаправленная. Она может осуществлять прием и передачу сигнала во всех направлениях одинаково интенсивно. В частности, такой может быть простой четвертьволновой вибратор. Если пояснять упрощенно, это кусок провода, который обладает протяженностью четверть волны того сигнала, что принимается.

Секторная антенна может осуществлять ограничение излучения в конкретном секторе. В частности если за всенаправленным устройством выставить железный лист, то получится секторная конструкция. Ее сектор составит 180 градусов. Подобный железный лист называют экраном.

Наиболее эффективной является направленная конструкция. Благодаря правильному выбору экранной кривизны можно сделать узконаправленный луч, который будет излучать радиоволна.

Главные антенные узлы это:

вибратор, на который происходит индуцирование, наведение волны электромагнитных колебаний, которые посылаются передатчиком сотового оператора;
кабель вместе с узлом согласования, передающий индуцированный сигнал непосредственно от вибратора;
узел сигнальной передачи с кабеля прямо на модемный вход;
рефлектор, который устраняет помехи, а также отраженные сигналы для повышения приемной мощности.

Антенна Харченко собственными руками является превосходным приспособлением для всех, кто стремится обладать качественной связью без необходимости затрачивать крупные средства. Ее весьма просто изготовить даже обычному человеку, не обладающему соответствующими профессиональными навыками. Результат в действительности превосходный. Подобная конструкция прослужит на протяжении длительного времени.

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.

Основные требования к вибратору

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.

Выбор кабеля

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.

Специфика конструкции рефлектора

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.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Наружная панельная антенна LTE наиболее часто применяется для улучшения качества обмена данными в зоне неуверенного приема

Малые габариты и высокая технологичность позволяют разместить в одном корпусе большое количество элементов, что особенно важно при использовании технологии MIMO

Технология MIMO

Технология MIMO позволяет увеличить пропускную способность канала передачи данных до максимального теоретически допустимого значения. Данная методика производит пространственное кодирование сигнала благодаря тому, что прием и передача осуществляются различными антеннами. Основное требование для успешного использования MIMO технологии – связь между антеннами должна быть как можно слабее. Техническим языком говорится, что антенны должны быть слабо коррелированы.

MIMO-антенна

Аппаратура, поддерживающая MIMO, разделяет сигнал на несколько потоков, распределяя их между пользователями. В том случае, если пользователей меньше, чем количество приемо-передающих модулей, то к каждому клиенту сигнал может поступать по нескольким потокам.

Таким образом, происходит следующее:

Увеличивается скорость передачи данных;
Растет помехозащищенность;
Затрудняется перехват трафика.

Для работы по технологии MIMO требуется, чтобы ее поддерживало оборудование провайдера и клиента.

Простая внешняя 4g антенна своими руками

Раздумывая, как сделать антенну самостоятельно, нужно оценить, какие исходные материалы имеются в доме. Если потребитель интернет-услуг располагает корпусом от пришедшего в негодность компьютера дома или на даче, можно использовать его в качестве основы для антенны. Понадобится приобрести в магазине usb-шнур для усилителя сигнала и ножницы, режущие по железу.

Потребуется вырезать из задней стенки корпуса конструкцию, в основе которой – прямоугольник 24 (ширина) на 20 см, от которого вниз отходит тонкая длинная часть 7 (ширина) на 14 см. В этой «ножке» проделываются квадратное отверстие под кабель (2 на 2 см), а также дыры для тонкой металлической изгибающейся конструкции (габариты последней – 23 см в длину на 2 в ширину), вырезанной из того же корпуса, и для стопорного болта. Схема раскройки корпуса на компоненты весьма проста, соответствующие отметки можно делать карандашом.

Описание самодельного приемника

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.

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.

Первый вариант — направленные устройства

Когда сигнал на 3G-модеме есть, но он недостаточно силен, то можно обойтись вполне нехитрыми приспособлениями для того, чтобы добиться лучшего качества приема мобильного интернета.

Обычно эта мера заключается в том, чтобы получше расположить модем и направить его стандартную антенну в нужном направлении (в сторону вышки). Для этих целей может подойти обычная жестяная банка, старая кастрюля, посуда или даже простой диск.

Например, если говорить о баночной антенне, то нужно лишь пробить у основания или в дне отверстие, в котором надежно бы крепился сам модем. На деле сигнал должен порядочно усилиться, если выбрать правильное направление.

Пример самодельной баночной антенны

Еще проще поступают те, кто используют для усиления сигнала старые диски. Главное, чтобы они были непрозрачными. Но и великих свершений от такого метода ждать не стоит.

Если нужно сделать сигнал немного лучше

Особых инженерных навыков не потребуется, если приспособить для усиления приема сигнала старую посуду. Особенно хорошо подходят дуршлаги или кастрюли с ручками. Тогда на ручке можно закрепить USB-провод, а сам модем немного вынести во внутреннюю часть посуды примерно так:

Еще один простой способ улучшить прием сигнала 3G-модемом

Причины плохого интернета на телефоне

Если пользователь на своем телефоне сталкивается с проблемами со скоростью интернета, то это может быть следствием определенных факторов. Часть из них зависит от расположения.

Если скорость соединения слабая, то причины этого могут быть следующие:

Превышение допустимого лимита мобильного трафика, вследствие чего скорость будет снижена до конца дня или месяца оператором в зависимости от тарифа.
Слабый сигнал сотовой сети, в результате чего не ловит 4G/3G сеть. Сейчас 3G-покрытие у мобильных операторов достаточно неплохое, в отличие от стандарта 4G, который еще только внедряется.
Неровная местность, в которой находится абонент. Холмы, горы, овраги и леса, как и всевозможные бетонные препятствия, сильно снижают качество передаваемого сигнала.
Какие-либо операционные ошибки, вирусы или глюки.
Большая дальность до вышки.

Важно! Антенна для интернета на телефон может помочь усилить плохой сигнал, если причинами его являются большое расстояние и неровная местность

Вырезаем файлы на правах администратора

Чтобы распрощаться с ненужной информацией, можно еще воспользоваться правами администратора. Для этого:

Во-первых, в поисковую строку кнопки «Пуск» вводим cmd.
Во-вторых, на полученный результат нажимаем правой кнопкой мыши и выбираем строку «Запуск от имени администратора».
В-третьих, в появившемся окне вводим команду oppwiz.cpl и нажимаем на кнопку «Ввод».
После этих действий откроется окно «Удаления или изменения программы», в котором можно найти нужную программу. И удалить ее, нажав соответствующую кнопку.

Защита

Для защиты от внешних воздействий выносная антенна должна быть размещена в корпусе подходящих размеров. Места выхода кабеля и крепежных элементов должны быть тщательно загерметизированы.

Важно! Корпус конструкции должен быть выполнен из непроводящего материала. Это может быть полистирол или полиэтилен

Первый материал предпочтительнее, поскольку допускает сборку корпуса при помощи склеивания, достаточно стоек к ультрафиолетовым лучам, низкой и высокой температуре.

Наибольшей опасности внешние устройства подвергаются во время грозы. Разряд молнии, попавший в антенну, способен мгновенно вывести из строя внутренние цепи во всей подключенной к ней аппаратуре. Поэтому при вероятности грозы следует отключать антенный кабель из разъема модема или роутера.

Самодельные устройства повышения мощности принимаемого сигнала способны улучшить качество приема, скорость приема и передачи данных, исключая дополнительные расходы на более совершенное оборудование.

Характеристики внешних усилителей для модема

Основными параметрами, характеризующими работу внешней антенны, следует считать восприимчивость, определяющую качество улавливаемого сигнала, и коэффициент усиления, описывающий сигнал, перенаправляемый устройством. Обе эти величины полагается измерять в dBi.

Важно! Характеристика, описывающая, насколько чувствительной является антенна, является отрицательной величиной (в отличие от усилительного коэффициента). Объединяет эти величины то, что высоко ценится большое значение модуля числа

Например, восприимчивость в -85 dBi будет предпочтительнее, чем -70. В свою очередь, коэффициент в 10 dBi ценится выше, чем в 5.

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.

Советы и техника безопасности

Самодельная антенна-пушка для Интернета: схемы и чертежи

При изготовлении такого точного оборудования, как СВЧ-антенна, рекомендуется принять к сведению несколько советов:

Совет 1. При работе с медной проволокой, при создании загибов, нужно оперировать не внешней, а внутренней величиной длины ребра биквадрата описываемого в этой статье, — Lвн = 30,5 – 3,6 = 26,9 (мм). При допуске в 0,5 мм это значение можно округлить до 27 мм. Также для обеспечения поверки лучше создать чертеж-шаблон в апример, для устройства, реальном масштабе, нарисованным линиями толщиной 1,8 мм, после чего, прикладывая к нему будущую антенну, сверять точность изготовления.
Совет 2. Если проволока изначально имеет мелкие изгибы (волны), не надо пытаться ее выправить при помощи пассатижей, это не приведет к требуемому результату. Вместо этого нужно найти деревянный брусок, зафиксировать его на столе (струбцина, саморезы и т. д.). Надеть тканевые перчатки и, отступив от края проволоки 30 – 40 см, надежно ухватить ее. Конец нужно взять пассатижами, далее от начала и до места захвата, перегибая проволоку через край бруса, несколько раз с усилием выполнить протяжку (в одну сторону). При таком методе все мелкие неровности будут стопроцентно устранены. Если длины выровненного участка недостаточно, нужно повторить процедуру от конца выровненного участка и выше, но уже проложив между губками пассатижей кусочки оргалита, чтобы не царапать медь.
Совет 3. В том случае когда используется оцинкованная сталь, пайку элементов нужно производить при помощи паяльной кислоты. Если в качестве материала был выбран алюминий, соединения выполняются посредством заклепок или резьбы (болты и гайки), пайка этого металла в домашних условиях без специализированного оборудования невозможна.
Техника безопасности при проведении монтажных и паяльных работ. В первую очередь следует помнить, что при работе с металлами нужно использовать защитные очки. Если планируется применение станков с вращающимися элементами (наждачный круг), категорически запрещено использование перчаток. Рукава должны быть не длиннее, чем до локтя, а волосы убраны при помощи резинки или в берет. Вторым важным правилом является соблюдение норм при выполнении пайки. Помещение, где проводятся работы, должно хорошо проветриваться. Использование защитных очков обязательно. При воздействии высоких температур на канифоль, флюс или кислоту образуются пары, которые могут попадать в легкие, поэтому желательно применять плотно прилегающий респиратор с угольными фильтрами.

Виды внешних антенн по конструкции

В данном случае выделяют несколько возможных вариантов исполнения:

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

Обратите внимание! Каждая внешняя антенна для 4G модема отличается своими особенностями

Направленные антенны («Волновой канал»)

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

Излучение;
Приём радиоволн.

Такой тип предполагает дополнительную настройку особой точности

Важно соблюдать наведение на нужную станцию. Только в этом случае действие устройства будет максимально эффективным

Так работают любые антенны для усиления сигнала 4G, LTE, 3G.

Обратите внимание! Часто подобные конструкции ещё получают название лучевых. Другие названия:

Другие названия:

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

Панельные антенны

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

Изделия отличаются тремя важными преимуществами:

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

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

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

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

Круговые всенаправленные антенны

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

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

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

Штыревые антенны

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

Секторные антенны

Обратите внимание! Применяются, когда развёртывают базовую станцию, для которой характерна обширная абонентская база. Изделия проектируются специально для операторских вышек, использующих секторную организацию

Основа — схема с фазированной решёткой, с формированием сектора на 60 градусов.

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

Параболические антенны

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

Обратите внимание! Параболические мощные 4G антенны по конструкции бывают офсетными, прямофокусными

Другие варианты самодельных антенн

Идеи для самодельных антенн могут быть и такие:

Дуршлаг 4G. У каждого в доме есть простой алюминиевый дуршлаг. Нужно зафиксировать удлинитель USB на ручке посуды. К нему подключить модем — он в итоге должен быть в пределах круга чаши. Направляем дуршлаг на базовую станцию и ловим сигнал.
Спутниковая антенна 3G/4G. Если у вас есть старая спутниковая антенна, пустите в ход её. Сигнал будет усилен значительно, так как антенна будет уличной. Уберите конвертер со штанги. На этом месте закрепите модем. Естественно, понадобится удлинитель USB — аккуратно протяните его до модема и подключите. Теперь направьте тарелку на вышку оператора. Для настройки нужно будет медленно вращать тарелку, чтобы достигнуть максимального эффекта.
Антенна «Двойное кольцо». Метод похож на антенну Харченко. Он такой же эффективный, но здесь тоже придётся потрудиться, чтобы изготовить антенну.

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

Технические данные и характеристики

В зависимости от диапазона радиоантенны имеют различную конструкцию и габариты. Конструкции существующих приемно-передающих устройств:

«волновой канал»;
штыревая;
зигзагообразная антенна Харченко;
плоскостная.

«Волновой канал» направленного действия имеет самый высокий коэффициент усиления среди всех известных антенн. Если расстояние от базовой станции до деревни несколько десятков километров, то параболическая антенна может быть единственным решением для мобильного интернета.

Самый простой вид штыревой — это вертикальный проводник, закрепленный на изоляторе и одним концом соединенный с приемником.

Панельная — вариант радиоантенны, которая ловит рассеянный сигнал. Когда есть какие-то препятствия — для стабильной работы отраженных волн подходит эта модель.

Универсальная модель радиоантенны Харченко, изготовление которой возможно своими руками, состоит из двух медных квадратов, толщиной 3,5-4 мм. Простая по конструкции, рамочная модель создает отличный усиливающий эффект.

Рамка для двойной биквадратной антенны

Рамка для антенны Харченко изготавливается следующим образом:

от выправленной проволоки откусывается отрезок, длина выбирается исходя из того, какой размер будет иметь устройство итого 260 мм;
при помощи утконосов и поверочного чертежа придается нужная форма, излишек проволоки удаляется кусачками;
в центральной части получаются два примыкающих кончика, их нужно спаять так, чтобы они не прикасались к противоположному углу, который необходимо залудить.

Обратите внимание! Дополнительно усилить радиоволну можно, увеличив количество рамок в конструкции (усиленная биквадратная вай фай антенна). Такой двойной биквадрат или двойная WiFi-антенна своими руками изготавливается так же, как и обычный вариант. Отличительной чертой будет то, что длину заготовки из проволоки нужно будет увеличить еще на 24,4 см, а в чертеж добавить с каждой стороны еще по две рамки. Следует также помнить, что для крайних квадратов отсутствует центральное соединение, они просто пересекают друг друга, а между ними прокладывается изоляция.

В зависимости от способа подключения

SMA-модификация

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

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

Обратите внимание! Применение такой технологии актуально, если есть разъёмы, куда подключают внешние устройства. Можно использовать и переходники для соединения с обычными USB-модемами

Но высокочастотный кабель в таких ситуациях будет стоить слишком дорого. И потери по качеству сигнала останутся серьёзными. Придётся усиливать

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

BOX-модификация

Приобретение подобных изделий предполагает наличие такого оборудования:

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

Важно. Сзади приспособление дополняется герметичным боксом небольших габаритов

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

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

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

USB-модификация

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

Обратите внимание. Универсальный модем 4G уже встроен внутрь изначально

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

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

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

Ethernet-модификация

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

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

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

Какие виды 3G/4G-антенн бывают

Антенны (как покупные, так и самодельные) разделяют на несколько видов в зависимости от нескольких показателей. Если говорить о способе установки, есть комнатные или уличные антенны. Последние более эффективные, так как они работают в открытом пространстве, где меньше всего помех. Они подойдут для тех абонентов, которые живут далеко от вышки.

Комнатные антенны не такие эффективные, как уличные

По принимающему сигналу антенны делят на широкополосные и узкополосные. Первые более функциональные — они способны принимать сигнал 2G и 3G, когда, к примеру, 4G не ловит.

Антенны делят также на направленные, всенаправленные и секторные. Последние два вида способны ловить сигнал сразу от нескольких вышек. Ещё различают обычные устройства и антенны MIMO — усовершенствованное оборудование сразу с двумя антеннами, которые принимают сигнал отдельно друг от друга, но передают сигнал модему одновременно. Они способны увеличить скорость и до 100 Мбит/с.

У антенны MIMO по сути два приёмника, отсюда и её эффективность

В зависимости от наличия в антенне усилителя устройства разделяют на активные и пассивные. Пассивные, где усилителя нет, не так сильно улучшают сигнал мобильной сети, как активные, но при этом их не нужно подключать к розетке (усилитель работает от электрической сети).

Антенна из проволоки

Ещё один примитивный способ усилить угасающий сигнал мобильной сети — медная проволока. Ей нужно обмотать нижнюю часть модема, где находится внутренняя антенна. Где-то 20 – 30 см проволоки должны остаться свободными. Этот свободный кусок выгибаем — он должен находиться перпендикулярно модему, то есть вертикально. Размещаем модем с самодельной антенной на окне и подключаем её к ПК с помощью удлинителя.

Сделайте несколько витков вокруг модема и выпрямите кабель по вертикали

Удлинитель можно приобрести прямо с усилителем — это также поможет улучшить показатели.

Процесс создания устройства

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.

Отправка данных беспроводным путем

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.

Чертёж двойного самодельного биквадрата

В дополнение к вышесказанному следует отметить, что при изготовлении антенны под определенную частоту очень важно соблюдать все размеры, которые приведены ниже (совместно с чертежом):

Конструкционные особенности и принцип действия MiMo-антенн для 3G и 4G-модемов

первичное значение угла между плечами рамки – 90 градусов, далее при выставлении зазора он незначительно изменится до нужной величины;
внешняя длина каждого ребра квадрата – 30,5 мм, отклонение допустимо в пределах 0,5 мм, не более;
величина зазора между центральными изгибами – 1-5 мм, выбирается непосредственно во время настройки;
рефлектор выполнен в виде прямоугольника со сторонами 100 х 120 мм.

Обратите внимание! Еще раз следует упомянуть о важности соблюдения точных размеров. Под этим подразумевается то, что антенна должна быть абсолютно симметричной относительно ее центральной части, независимо от величины длины граней.