Изготовление дисковой антенны - облучателя для 3G модема

Содержание

Заключительные операции

Остается вставить 3G модем в гнездо ноутбука. А затем проверить качество связи.

До подключения самодельной антенны он был очень слабым с активной самой маленькой полоской индикатора.

Применение простой конструкции антенны Харченко позволило значительно усилить его величину до хорошего уровня приема.

Интересные идеи для изготовления подобной конструкции с рефлектором показаны в видеоролике владельца Самоделки Рунета “Антенна для 3G модема своими руками”. Только отнеситесь к ним критически, как и многим другим рекомендациям в интернете.

Полезные товары

Стержень-губка для чистки от ржавчины
Герметичная бутылочка для воды 550ml
Автомобильный держатель телефона

Полезные сервисы и программы

Курсы по дизайну
Онлайн изучение английского языка с репетитором или самостоятельно

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.

Зачем нужны антенны для 3G/4G модемов

Хотя самые востребованные операторы 4g и 3g связи покрывают большую часть территории России, в ряде малонаселенных местностей возникают проблемы со скоростью и стабильностью получения сигнала, кое-где он отсутствует полностью. Также трудности с сигналом могут быть вызваны преградами естественного или искусственного происхождения на его пути или территориальной отдаленностью провайдера. Нестабильность сигнала и низкая эффективность работы в веб-пространстве, являющиеся следствиями таких явлений, подталкивают к решению о приобретении антенны для 3g. Она может принимать и направлять сигнал, обеспечивая тем самым устойчивость соединения. По внешнему виду такие изделия бывают похожими на антенны для телевизора или могут иметь несколько иную конструкцию.

Важно! Альтернативой покупке готового устройства может быть изготовление антенны для 3g модема своими руками. Существуют разные варианты исполнения, например, панельный, с использованием штыря или проволочной конфигурации из двух квадратов

Связь и антенны Харченко

Позже станет очевидным: устройство оригинальной антенны Харченко, мягко говоря, отличается от обозреваемого сегодня в сети. Не то чтобы любили, как говаривал Маяковский, копаться в доисторическом г…., но основы теории необходимо изучить, дабы избежать ошибок, знать особенности работы конструкции. Собираемся рассказать, как самостоятельно сделать антенну Харченко. Автор монографии избегает дачи указаний по выбору толщины проводов, говорит: снижение диаметра негативно влияет на диапазон. Самодельная антенна Харченко способна покрыть цифровое телевидение спектра 470 – 900 МГц. Характеристики устройства восхитительные, согласование не отличается великой сложностью. Расскажем, как сделать антенну Харченко, избегая углубляться в теорию. Рудокопам рекомендуем поштудировать оригинальное тематическое издание автора.

Антенна

Длина провода биквадрата частоты 14 МГц составляет примерно 21 метр. Столько кабеля-полевки понадобится, чтобы сделать нехитрое приспособление. Запитывается устройство телевизионным коаксиальным проводом (волновым сопротивлением 75 Ом). Очевидцы уверены: настройка антенне Харченко не требуется. Последнее склонны авторы считать небольшим (гигантского размера) преувеличением. Вдумайтесь! Можете бороздить природный ландшафт, устлав спину двумя мотками провода:

моток полевки;
моток коаксиального телевизионного кабеля.

Потом разверните антенну, дальность действия которой просто восхитительна. Поляризация зависит от того, каким боком повернуть восьмерку. Расположим нехотя, как пишется значок циферки в учебниках арифметики – станем принимать телевидение, завалим набок, образуя бесконечность – ловиться начнет радиовещание. Поскольку полевка хорошо гнется, разгибается обратно: не нравится один канал, можем быстро сориентировать антенну на другой. Проблема опостылевшая: лишний провод, который излишен полезным нуждам, придется либо обрезать, либо смотать бухтой, разместить так, чтобы не создавалось помех приему. А сие не такая тривиальная задача, как кажется первому встречному:

положишь горизонтально – станет ловить телевидение;
протянешь до земли – станет принимать вертикальную поляризацию промежуточный провод;
повесишь на сук – ловиться будет вертикальная поляризация.

Каким боком ни поверни лишний кабель, как ни уложи, гарантирована помеха. Проверьте азимуты, постарайтесь найти, угол прихода вещания. Если направление единственное, обматываем проводом длинную палку, размещаем перпендикулярно линии взгляда на станцию, минимизируя до нуля паразитный эффект.

Изготовление своими руками

Своими руками в домашних условиях вы можете сделать следующие антенны для 3G модема:

антенна Харченко;
из консервной банки;
параболическая (продвинутый вариант использования жестяной банки);
из DVD-диска;
из обычной проволоки.

Оптимальным вариантом является антенна Харченко, но она не так проста в изготовлении. Инструкция по изготовлению 3G антенны из консервной банки несколько проще:

Возьмите литровую банку из-под пива.
Осторожно срежьте крышку.
Проделайте отверстие в стенке на расстоянии 58 мм от дна. Длина самой банки при этом 18,3 см, а диаметр дна 8,5 см.
Воткните в проделанное отверстие 3G модем, заглубив его примерно на 3–3,5 см.
Подключите через USB-удлинитель к компьютеру.
Выставьте банку повыше в окно.

Антенна из консервной банки

Можно использовать любую жестяную ёмкость, только при этом правильно рассчитать размеры. Для этого можно воспользоваться любым онлайн-калькулятором в интернете.

Своими руками можно попробовать сделать и параболическую антенну для 3G модема:

Соорудите антенну из банки по предыдущему способу.
Из алюминиевого листа 80×30 см изготовьте отражатель. Рассчитать его изгиб и расположение банки можно также при помощи специального приложения или интернет-сервиса.
Прикрепите банку к отражателю алюминиевыми трубками и поставьте на крышу или просто на возвышенность.

Антенну для 3G модема можно сделать при помощи DVD:

Закрепите с блестящей стороны диска деревянный брусок и приклейте к нему конец USB-удлинителя.
Закрепите диск на стену у окна при помощи алюминиевого крепления.
Вставьте USB-модем и подключите к компьютеру.

И самый простой вариант сделать антенну своими руками, это при помощи проволоки. Просто обмотайте край модема проволокой и направьте её концы («рога») вверх или в стороны. Так вы сможете минимально усилить возможности устройства.

Устройство для 3G модема при помощи DVD

Антенна Харченко самый эффективный вариант самодельного изготовления. Вам потребуются:

медный провод длиной 30 см;
1–2 метра коаксиального кабеля;
крышка от пластиковой бутылки;
лист жести, фольги или DVD-диск;
нож, карандаш, линейка;
тиски для изгиба медного провода;
паяльник;
клей для пластмасс.

Основа конструкции — это зигзагообразный, изогнутый в форме двух квадратов медный провод. Правильный расчёт его размеров определяет работоспособность:

Для частоты 2,1 ГГц длина волны будет 143 мм, общая длина конструкции должна быть 100,3 мм, внешняя сторона квадрата 36 мм, внутренняя 34 мм, внутреннее расстояние между вершинами по вертикали 50 мм, расстояние в месте пайки 2 мм, расстояние до рефлектора 16 мм, размеры самого рефлектора 143×143 мм.

В домашних условиях вы вряд ли сможете соблюдать ювелирную точность, но желательно не допускать погрешности более миллиметра.

Антенна Харченко

Алгоритм изготовления:

Разметьте медный провод в соответствии с необходимыми размерами.
Выгибайте тисками, чётко соблюдая угол 90 градусов.
После окончания обрежьте лишний кусок проволоки.
Просверлите отверстие в центре крышки от пластиковой бутылки.
Введите в отверстие коаксиальный кабель и оголите на его конце жилу и экран.
Припаяйте кабель к центру медной конструкции.
Продвиньте крышку до медной проволоки.
Проденьте на кабель DVD-диск и приклейте его к плоской стороне крышки.
Всё готово, осталось подключить к модему.

Прием и отправка информации в линиях беспроводной связи

Радиоволны при перемещении в пространстве наталкиваются на разные препятствия в виде домов, деревьев и других сооружений. Препятствия на пути могут отражать или поглощать волну, а также делать это частично. Иногда сигнал разбивается на несколько составных частей. На характер взаимодействий волны и преград на пути оказывают влияние материал поверхности, частота сигнала и множество других факторов.

Отражение в процессе передачи приводит к тому, что появляются временные задержки. Кроме того, из-за всех этих взаимодействий до конечного потребителя доходит только часть отправленных от приемника волн. Поэтому одной из главных проблем беспроводных сетей является многолучевое распространение сигнала.

Для ее решения используются следующие технологии:

Разнесенный прием (Receive Diversity). Позволяет принимать сигнал сразу несколькими, а не одним устройством. Таким образом, непринятые одной антенной волны принимаются другой. Используется принцип одного выхода и нескольких входов, или SIMO (Single Input Multiple Output);
Разнесенная передача (Tx Diversity). Основана на том, что сигнал отправляется с нескольких антенн, а принимается одной, то есть множественный выход и одни вход, или MISO (Multiple Input Single Output), как панельная антенна 3G;
Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing). Разбивание выходного потока на несколько составляющих и прием через несколько устройств, или MIMO. Антенна получает сигнал, предназначенный и для других приемных устройств тоже. Используя матрицу передачи и всю полученную информацию, сигнал максимально восстанавливается.

Чтобы определить максимальную пропускную способность – С, используется формула:

С= M B log2(1 + S/N), где:

C – пропускная способность канала;
M – количество независимых потоков данных;
B – ширина канала;
S/N – соотношение сигнал/шум.

Для сотовой связи 4G, а именно LTE MIMO, возможно использование 8Х8, что позволяет добиться скорости до 300 Мбит/сек. Даже на значительном удалении от станции сигнал будет устойчивым. Сегодня больше распространены MIMO 2Х2. Всегда для 4G количество каналов должно быть четным. Антенны могут располагаться в одной поверхности или быть вертикально разнесены

Во втором случае важно точно выдерживать расхождения по градусам, указанные в схеме

Прием и отправка информации в линиях беспроводной связи.

Устройства с двойной центральной жилой

Собирается данного типа антенна для 3G-модема своими руками довольно просто

В первую очередь важно заготовить пластину для модели. Для этого используются стальные листы небольшой толщины

Также необходимо заранее приготовить стойки, которые будут устанавливаться по бокам. В данном случае их можно вполне успешно заменить обычными железными банкам. Закрепить их на панели можно при помощи винтов.

Наиболее распространенными принято считать модификации с двумя банками. Однако если нужна низкочастотная модель, то хватит и одной. Диффузоры в этом случае подбирают с регулятором. Однако модуляторы необходимо устанавливать в первую очередь. Непосредственно контакты крепить стоит на задней стороне стойки. Минимум длина вибратора должна составлять 25 см. При этом центральная жила должна выдерживать нагрузку от конденсатора.

Модель вертикальной поляризации с оплеткой

Делается данного типа антенна для 3G-модема своими руками с заготовки мачты. Для этого листы металла чаще всего используются из алюминиевого сплава. Дополнительно для нормальной работы устройства потребуется качественный диффузор. В среднем его частотность обязана находиться в районе 300 Гц. Однако в данном случае многое зависит от проводимости резисторов

Устанавливать их важно на задней панели. С этой целью в заданном месте приделывается дополнительная пластина

Перед этим поверхность тщательно зачищается при помощи наждачной бумаги. Только после этого можно приступать непосредственно к оплетке. Для этого проволока понадобится небольшого диаметра. Чтобы облегчить работу, можно воспользоваться плоскогубцами. Следующим шагом является крепление преобразователя. Подбирают его, как правлю, на два контакта. Однако на рынке имеется множество более сложных модификаций, которые стоят довольно дорого. В данном случае целесообразнее устанавливать простую модель с целью экономии денежных средств.

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.

Второй вариант — внешняя антенна

Внешняя антенна для 3G-модема тоже вполне успешно делается своими руками. Более того, для этого тоже не потребуется слишком много времени и сил, а качество сигнала определенно порадует.

Основная идея в этой работе будет заключаться в создании качественной изоляции, для того, чтобы устройство могло работать в любую погоду, а также выбора оптимальной точки направления сигнала.

С изоляцией успешно может справиться изолента. Пожалуй, это самый универсальный способ для предотвращения попадания влаги на провода и соединения

Но важно не заматывать слоями место, где у устройства находится встроенный уловитель, иначе сигнал будет хуже и все усилия пойдут впустую

В качестве рефлектора, который будет «собирать» радиоволны может подойти металлический лист. Хорошо, если получится сделать его немного закругленным, чтобы концентрировать сигнал в одной точке. Действовать нужно по принципу широко известной спутниковой антенны.

Металлический лист-рефлектор

Для такого усилителя сигнала может подойти даже обычный картон, если под рукой нет ничего металлического. Но картонное основание нужно оклеить фольгой, иначе сигнал отражаться не будет.

Как уже стало понятно, в качестве рефлектора можно использовать любой металл

Важно только, чтобы он концентрировал радиоволны в той точке, где стационарно закрепляется модем. Умельцы приспосабливают для внешних антенн все то, что может на первый взгляд показаться мусором

К примеру, корпус от старого монитора, вырезанное дно большой кастрюли. Если постараться, то может получиться вполне аккуратная, красивая антенна, которая еще и прекрасно будет справляться со своими функциями.

Старый монитор пригодился

Как усилить сигнал 4G?

Для того чтобы увеличить эффективное применение антенны для USB модема, ее оснащают рефлектором — стальной пластиной. Ее можно сделать из фольгированного текстолита. Дистанция между антенной и рефлектором должна быть 36 миллиметров. Для того чтобы создать дистанцию между антенной и рефлектором, можно применять какой-то колпачок или коробочку.

Усилитель 4g сигнала для модема обладает определенными особенностями устройства. В виде экрана может осуществлять работу всякая стальная пластина. Такой экран можно вырезать с помощью ножниц непосредственно из жести или из устаревшей кастрюли из алюминия с помощью болгарки либо вообще сделать из фанерный кусок или картонный материал и обклеить, использовав фольгу. Особой разницы не будет. Только бы он перекрывал помехи, которые идут. Специалисты советуют применять для антенны какой-нибудь ДВД-диск. Его одна сторона окутана фольгой из алюминия и прекрасно справляется с волновым отражением. Вдобавок он красиво выглядит и способствует существенному упрощению работы. Понадобится лишь намазать его клеем и укрепить на торце вставки-крышечки от бутылки из пластика, отрегулировать удаленность вибратора от усилителя добавлением добавочных шайб или срезанием лишней утолщенности.

Какие существуют требования к вибратору?

Специалисты советуют делать антенну Харченко из провода, выполненного из меди. Его поперечное сечение должно равняться 5 мм. кв. или быть с диаметром 2.5 миллиметра. Сразу стоит отметить, что можно брать утолщенность 2.3 миллиметра (сечение при этом — 4 мм кв), которая не очень значительно уменьшит параметры приема. Также допустимо осуществлять установку с сечением 2.5 мм кв, но это приведет к ухудшению сигнала, увеличив его затухание. Впрочем, для определенной местности это является вполне допустимым.

К антенне нужно выполнить припайку высокочастотного кабеля. Но тут может появиться проблема в виде оплетки. Ее у многих дешевых кабелей нельзя паять, используя канифоль. Решить эту проблему можно, если использовать простой F-конектор, накрутив его на кабель. К нему следует припаять кусочек провода из меди, а всю конструкцию непосредственно к антенне.

У пользователей зачастую возникает вопрос, какой именно кабель следует использовать, чтобы получилась панельная антенна 4G? Главное различие, с которым можно столкнуться — это размер волновой сопротивляемости, которая может быть пятьдесят либо семьдесят пять Ом. Для снижения утрат мощности лучше применять кабель с меньшей сопротивляемостью. Он лучше подходит по электрическим показателям, лучше гарантирует наименьшие потери сигнала. Но применяя один из таких типов кабеля лучше более точно сделать под него механические габариты вибратора. В этом случае потери сигнальной мощности будут наименьшими.

Получившуюся конструкцию нужно надежно зафиксировать, применив термоклей. После этого останется подсоединить антенну к модему и выполнить настройку на предельный уровень сигнала. Если модем не оборудован разъемом, предназначенным для наружной антенны, то следует попросту сделать три-четыре витка основной жилы вокруг USB модема.

Пошаговая инструкция по сборке простого внешнего усилителя 4G своими руками

Исходя из того, что заводской репитер стоит недешево, многие решаются сделать его самостоятельно. Для изготовления несложного прибора пользователю потребуются следующие материалы:

пластик;
медная проволока: 38-40 см;
соединительный блок;
кабель коаксиальный: 8-10 м;
крепежные метизы;
полимерная труба: 20 см.

Необходимый инструмент:

пассатижи;
паяльник;
изоляционная лента.

Порядок проведения работ:

Проволока сгибается по середине на 90°.
Далее происходит сгиб «усов» с двух сторон на расстоянии 9 см от центра на 90°: должен получиться ромб (тяготеющий к объему квадрата).
Кончики (2-2,5 см) необходимо загнуть внутрь.
К ним подсоединяется соединительный блок.
Одна сторона полимерной трубы разрезается вдоль, и напротив выполняется отверстие.
Труба крепится к соединительному блоку.
Далее производится подключение кабеля.
С одной стороны удаляется внешняя изоляция.
Проводники (внешний и внутренний) подключаются к контактам соединительного блока.
Затем производится установка устройства на столбе или на крыше дома (дачи). Его необходимо направить в сторону ближайшей станции сотового оператора.
К пластине из пластика необходимо подсоединить второй конец кабеля.
Проводится тестирование: включенный мобильный телефон подносится к усилителю — индикатор силы сигнала сотовой связи должен увеличиться на 1-3 деления.

Типы антенн

Модемы 3G уже имеют в своём составе внутреннюю антенну, которая позволяет работать с внешним сигналом без дополнительного усиления. Внутреннее расположение приёмного устройства обеспечивает стабильную работу модема только в зоне уверенного приёма. Если сигнал слабый или непостоянный, тогда необходима выносная антенна уличного расположения Исходя из этого, можно произвести разделение по типу на следующие конструкции:

внутренние;
внешние (уличные).

Подключенный три джи модем через вход USB к системному блоку ПК не всегда может обеспечить качественную работу интернета. Для этого необходимо усилить сигнал добавлением выносной конструкции.

Собственная антенна внутри модема

Внешние антенны для модемов располагаются на улице. Их крепят на стены зданий, на мачты, располагают на крыше. Чем выше находятся антенны 2g и 3g, тем больше уверенности в их качественной работе. При установке желательно выполнять следующие условия:

прочность несущего основания и креплений;
защита от внешних факторов;
избегание при кабельном спуске длинных горизонтальных участков и скручивания в кольца;
надёжность контакта в местах присоединения кабеля к антенне.

Это связано с тем, что при падении антенна может повредиться или нанести вред окружающим. Частое опускание и поднимание антенны или подъём на крышу человека для устранения повреждений – дело хлопотное.

Важно! Не только высота и ориентация на местности влияют на производительность уловителя сигнала

Необходимо обратить внимание на разновидности конструкций антенн

Цифровые модемы

Слово модем производное двух других:

Модулятор.
Демодулятор.

Передавая информационные пакеты, приходится кодировать. Практики быстро обнаружили: если излучить речь человека в эфир, вещание затухнет на дальности 25 метров. Радиоволны низкой частоты нежизнеспособны. Получше обстоит дело с проводами. Общеизвестно: аналоговой телефонии удавалось передать речь на километры, пользуясь помощью усилителей, рамки можно раздвинуть. Однако в этом случае условия чужды идеальным. Отчего происходит несуразица. Каждая среда (воздух, железо вода) наделена характеристикой пропускной способности, причем величина потерь зависит от частоты. В атмосфере выявлены окна связи (пропускающие электромагнитное излучение), используемые спутниковым вещанием. Диапазон WiFi (2,4 ГГц) не относится, напротив, излучение поглощается парами воды.

Мысля таким образом, инженеры родили мысль: информацию можно передать, закодировав полезным сигналом параметр несущей волны, входящей в окно прозрачности. На приемной стороне информацию нужно раскодировать. Этим занимаются модемы. Передаются в линии свет, электромагнитные волны, кодируются полезной информацией. Антенны заняты преобразованием электрических колебаний в эфирную волну, которая распространяется в пространстве. Этим шагом устраняется необходимость монтажа линии связи, провода. Эфир послужит передаче информации. Удобства приходится оплачивать, в нашем случае сильно ограничивается дальность, кроме того 99% энергии расходуется впустую, если не используется пара направленных антенн, нацеленных друг на друга. Широковещательная сеть WiFi, 3G неизбежно ведет к потерям. Однако удобство мобильной связи окупает энергию.

В каких случаях поможет внешняя антенна для модема:

На балконе прием видим, внутри квартиры – тишина. Подоконник сигнал ловится, внутри помещения – круглый нуль. Ситуация – бич беспроводных сетей по одной простой причине: мощность передатчиков ограничена законами. Электромагнитные волны вредят здоровью, несмотря на желание чиновников поживиться, иногда приходится уступать элементарным требованиям врачей. Не больничных, других – разрабатывающих законы, регулирующие применение опасных средств.
Вещает несколько вышек – жители сталкиваются с такой ситуацией: модем, приправленный умным драйвером, упорно навязывает связь точке, передающей хуже. В лучшем случае удается перебросить вручную, даже это временами надоедает. Выручит направленная антенна, которую нацелим в нужном направлении.
В зоне полутени прием сигналов WiFi, 3G неуверенный, определен капризами погоды. Помогает направленная антенна, нацеленная в сторону вещания.

Имеются другие случаи. Везде, где требуется улучшить качество приема, нужна самодельная антенна для модема. Правда, выдумано одно устройство, позволяющее повысить уровень сигнала. Подразумеваем рефлектор. Покупатели видели в магазине усилитель 3G, представляющий цилиндрическую поверхность: вдоль оси устанавливали модем-флэшку. Лучи собирались в центре, улучшая прием. Устройство пассивное, ценой превышает модем с пакетом на полгода интернета. Неудивителен вопрос обывателей величиной с гору, как может быть изготовлена антенна для модема своими руками.

Необходимый инструмент и материалы

Чтобы изготовить антенну Харченко для 3G модема своими руками можно обойтись минимальным набором приспособлений и инструментов, которые имеются практически у каждого домашнего мастера.

Из материалов нам потребуется:

отрезок медного провода длиной 30 см, который можно в крайнем случае купить в магазине;
небольшой кусок коаксиального телевизионного кабеля от одного до двух метров;
пластиковая крышка от бутылки с водой или средств бытовой химии;
жесть, фольга или отработавший свой ресурс ДВД диск;
линейка, карандаш или маркер для разметки;
нож для разделки кабеля;
пассатижи или небольшие тиски для изгиба провода;
паяльник для припаивания проводов к контактам;
клей любой марки для пластмасс — можно изготовить самодельный, растворив на дне стеклянной баночки или стакана обыкновенный пенопласт в бензине АИ-95 либо ацетоне.