Как сделать антенну 4G своими руками для модема и телефона

Где-нибудь на даче, да и в частных домах, низкая скорость интернета часто не вызывает оптимизма. При этом, если уровень сигнала выражается всего одной «шпалой», ситуацию можно заметно улучшить с помощью выносной антенны. Конечно, ее проще купить, однако положительный итог вовсе не гарантирован. Указанные в паспорте на изделие характеристики усиления сигнала не обещают напрямую высокую скорость его передачи, так как условия трансляции в каждом случае индивидуальные.

При этом антенну для 3G или 4G модема нетрудно изготовить своими руками. В сети присутствует описание множества вариантов, изготовленных непрофессионалами с применением собственных расчетов. Раз у них это работает, значит, и нам можно попробовать соорудить самодельную антенну. Рассмотрим три наиболее удачных варианта с нарастанием уровня сложности и, надеюсь, эффективности.

Определяемся с рабочей частотой

Чтобы получить наилучший результат, необходимо, чтобы размеры антенны точно соответствовали рабочей частоте оператора мобильной связи. Для этого в настройках мобильного телефона необходимо отыскать список сигналов 3G или 4G и выбрать подходящего оператора. Теперь нужно приобретать соответствующую SIM карту. Можно спросить у сотрудника салона сотовой связи, на какой частоте они работают, или поискать ответ в Интернете. Если таковых данных нет, делайте антенну на 2100 МГц.

Технология 2G и 3G использует для приема и передачи сигнала одну общую антенну. Модемы типа 4G/LTE используют технологию МИМО (Multiple Input Multiple Output), которая предусматривает применение отдельных антенн для приема и передачи сигнала. Иногда для упрощения конструкции используют одну общую антенну на прием и передачу, подключив к ней два кабеля от модема или роутера.

Делаем два квадратика или антенну Харченко

Самую простую 3G или 4G антенну можно изготовить своими руками, буквально, из куска толстой медной проволоки. Она изгибается точно по размерам в виде двух квадратов, вот и антенна называется биквадратная или антенна Харченко по имени автора идеи. Конструкция без рефлектора обеспечивает усиление порядка 8 дБ, при этом она имеет круговую диаграмму направленности. При наличии рефлектора антенна становится направленной и обеспечивает коэффициент усиления до 12 дБ.

Размеры антенны 3G, работающей на частоте 2100 МГц, указаны на эскизе. Расстояние от проволоки до рефлектора составляет 22 мм.

Размеры антенны Харченко 4G, работающей на частоте 2500 МГц, указаны на эскизе. Расстояние от проволоки до рефлектора составляет 13 мм. На чертежах указаны минимальные размеры рефлекторов.

Определившись с рабочей частотой, можно приступить к изготовлению устройства. Квадратики формируем с помощью плоскогубцев, стараясь обеспечить максимально точные размеры поделки. Отклонение размеров от чертежа на 1 мм — это плохо… Заусенцы, неровности и глубокие царапины на проволоке — тоже плохо… При этом нужно оставить расстояние между изгибами проволоки в центре фигуры до 5 мм.

Как подключить кабель? Проще всего припаять его экран к стыку проволоки на углу рамки, а центральную жилу — к противоположному сгибу проволоки.

Можно использовать специальный зажим для кабеля и вставить в него кусочек одножильного медного провода. Тогда соединяем перемычкой корпус зажима со стыком проволоки на углу рамки, а центральную жилу паяем к противоположному сгибу проволоки.

Очень удобно использовать специальный коннектор для стыковки телевизионного кабеля. Его соединяем с антенной так же, как и в прошлом случае.

Теперь коннектор можно установить в отверстие на рефлекторе и прикрутить гайкой так, чтобы обеспечить расстояние между рамкой и отражателем в соответствии с чертежом. В качестве рефлектора подойдет фольгированный стеклотекстолит, листовая медь, оцинкованная жесть.

Если кабель припаян к антенне напрямую, точное расстояние между биквадратом и отражателем легко обеспечить с помощью пластиковых втулок, закрепленных горячим клеем. Их можно установить в местах изгиба проволоки, как представлено на самой первой фотографии. Там же мы видим, что в случае связи 3G подключена 1 антенна, а для варианта 4G используются две антенны. При этом используются короткие переходники со специальными разъемами (пигтейлы), которые необходимо приобрести. Подобное решение обеспечивает минимальное затухание сигнала на высокой частоте. При этом собственно модем соединяется с роутером или компьютером по цифровому каналу через USB разъем.

Если модем и антенны поместить в пластиковый ящик, предназначенный для электромонтажа, то антенну можно расположить за окном на улице, что улучшит качество сигнала. Антенна готова к испытаниям! В любом случае ее следует разместить по возможности выше и направить на вышку мобильной связи, ориентируясь по максимальному уровню сигнала на экране используемого гаджета.

Один из вариантов самоделки представлен в следующем видео. Кстати! Здесь показано, как припаять кабель непосредственно к модему, роутеру или смартфону, если гнезда для подключения внешней антенны в нем отсутствуют.

Самодельная «пушка» для роутера или модема

Фабричная антенна для стандарта 3G или 4G типа «пушка» стоит порядка 2 тысяч рублей. Мы же будем использовать подручные материалы, что заметно дешевле. Перечень необходимого сравнительно небольшой:

  • Тонкая листовая медь для изготовления дисков. В качестве замены подойдет фольгированный стеклотекстолит, оцинкованная жесть или тонкий алюминий.
  • Шпилька М6х140 мм и 12 гаек для нее. Теоретически подойдет и тонкая пластиковая трубка с резьбой и гайками.
  • Кабель телевизионный на 75Ом до 20м.
  • Коннекторы FF — 4 шт. для подключения кабеля.
  • Два переходника пигтейл для подключения модема.

Работать будем ножницами, паяльником, дрелью и гаечным ключом.

Размеры антенны для стандарта 3G или 4G

Мы уже говорили о том, что для получения максимального эффекта необходимо, чтобы размеры антенны точно соответствовали рабочей частоте сигнала связи. Надеюсь, что Вы уже определились с данным параметром, как было указано выше. Если информация недоступна, выбирайте конструкцию на 2100 МГц.

На представленных эскизах указаны размеры антенн для стандартов 3G или 4G на частотах 2100 МГц 2600 МГц, которые используются чаще всего. Чем точнее получится повторить указанные параметры, тем лучше будет работать антенна.

Собираем антенну LTE своими руками

Лучший материал для изготовления элементов антенны — листовая медь. Размечаем диски на листе в соответствии с размерами.

В данном примере собираем антенну 3G на 2100 МГц. В центре дисков сверлим отверстия под шпильку.

Вырезаем заготовки ножницами, работаем возможно точнее.

В итоге получаем набор деталей для сборки устройства. Модемы типа 4G/LTE используют технологию МИМО (MIMO), которая предусматривает применение отдельных антенн для приема и передачи сигнала. В нашем примере, для упрощения конструкции, используется одна антенна, которая соединяется с модемом двумя телевизионными кабелями на 75 Ом.

В самом большом диске сверлим отверстия под зажимы для кабеля. На втором диске готовим отверстия под центральную жилу кабеля. Отверстия размещаем на линиях радиусов под углом 90 градусов, на расстоянии 11 мм от края заготовки, в соответствии с эскизом. Собираем диски на шпильке с помощью гаек, точно соблюдая размеры, указанные на чертеже.

В отверстия на внешнем диске нужно вставить зажимы для телевизионного кабеля. Для этого предварительно срезаем с них гайки, используя кусачки. Зажимы должны входить в отверстия с натягом.

Зачищаем концы двух одинаковых отрезков кабеля необходимой длины и вкручиваем их в зажимы. При этом центральная жила кабеля вставляется в отверстие на втором диске.

Выступающий провод не загибаем и укорачиваем так, чтобы его было удобно припаять

Теперь нужно припаять центральные жилы обоих кабелей к медному диску.

Выполняем пайку аккуратно.

Для крепления антенны на мачте используем металлический кронштейн. Его можно закрепить под гайку на большом диске. Оба кабеля крепим к кронштейну с помощью изоленты.

На второй стороне каждого кабеля устанавливаем зажимы для соединения с переходниками. Подключаем модем к антенне с помощью пигтейлов.

Если переходников нет, можно воспользоваться емкостной связью жил кабеля с собственной антенной внутри модема. Для этого формируем из центральной жилы кабеля меандр в виде буквы П, надеваем его на корпус модема и фиксируем изолентой.

Поверх изоляции накручиваем жилу второго кабеля перпендикулярно виткам под изолентой. Ее также фиксируем изолентой. Примерно таким же образом можно подключить антенну и к смартфону.

Для подключения антенны к мобильному телефону или планшету, у которого нет соответствующего разъема, воспользуемся емкостной связью жилы кабеля с собственной антенной внутри гаджета. Зачищаем зачищаем кабель на большую длину и формируем из провода меандр с помощью пассатижей.

Снимаем чехол со смартфона, размещаем в нем «дорожку» из провода в том месте, где находится внутренняя антенна и возвращаем телефон в чехол. Ждем немного, пока смартфон сообразит, что произошло и радуемся замечательной скорости интернета!

Антенна готова к испытаниям! Ее следует разместить по возможности выше и направить на вышку мобильной связи , ориентируясь по максимальному уровню сигнала на экране используемого гаджета. В следующем видео ответы на возможные вопросы.

Как увеличить скорость интернета с антенной МИМО

Автор ролика наглядно демонстрирует высокое качество собственного творения. При этом можно получить еще лучшие характеристики, используя рассмотренную выше идею. Напомню, что технология 4G/LTE предусматривает две антенны — отдельно для приема и для передачи сигнала. Если их поместить в пластиковый ящик, предназначенный для электромонтажа, то в нем можно разместить и модем.

Таким образом, от атмосферных воздействий будет защищен как модем, так и антенны. При этом их соединение выполняется максимально короткими перемычками, что приводит к минимальному затуханию сигнала на высокой частоте. При этом собственно модем соединяется с роутером или компьютером по цифровому каналу через USB разъем. При использовании разлоченного модема в него можно вставить симку любого оператора, и все будет работать.

Такая схема обеспечивает усиление сигнала до 14 дБ при угле его распространения порядка 25 градусов. Антенна данного типа обеспечивает круговую поляризацию, то есть сигнал имеет одинаковый угол распространения во всех плоскостях. В этом случае удается принимать отраженный (зданием, лесом, холмом, забором) сигнал. В боксе можно разместить, опять же, только одну антенну. Однако с двумя скорость обмена информацией будет заметно выше.

Для подключения антенн (антенны) к модему в данном примере используются переходники. При этом со стороны антенн можно использовать коннекторы для стыковки телевизионного кабеля. Они вставляются в отверстия в наружном диске и прикручиваются гайками. Со стороны антенны в коннектор вставляется отрезок медного одножильного провода, который следует припаять ко второму диску, как указывалось выше.

Чертежи «пушки» для интернета на другие частоты

Возможно, в Вашем регионе мобильная связь ведется на другой частоте. Ниже еще два чертежа антенн, рассчитанных на 850 и 1800 МГц.

Как видите, их размеры заметно различаются. Повторюсь, чем точнее удастся их повторить, тем выше надежда обеспечить хороший сигнал для мобильника или модема.

Собираем внешнюю панельную антенну 4G

 

Плоская панельная антенна довольно проста в изготовлении и обеспечивает хорошую скорость интернета. Самодельная конструкция обещает усиление сигнала до 15 дБ и хороший КСВ (коэффициент стоячей волны) в пределах диапазона частот 3G, 4G.

Прямоугольники или патчи имеют размеры 42х49 мм и размещаются на расстоянии 5,5 мм от рефлектора. Рефлектор и патчи можно сделать из фольгированного стеклотекстолита или вырезать из оцинкованной жести. Диск диаметром 18,5 мм вырезаем из того же материала и размещаем на расстоянии 4 мм от отражателя. По центру пятака сверлим отверстие под центральную жилу кабеля. Соединения выполняем толстой медной проволокой с помощью пайки.

При монтаже панельной антенны сначала наносим на бумаге эскиз, приведенный выше, размещаем элементы строго по чертежу и соединяем пайкой. Если используем стандарт 3G, потребуется одна антенна. Для сигнала 4G делаем две антенны и располагаем их перпендикулярно друг другу, в соответствии с разной поляризацией передаваемого и принимаемого сигнала.

Закрепляем патчи на рефлекторе с помощью клея через изолирующие прокладки толщиной 5,5 мм из пенопласта, пеноплекса и т. д. Они могут быть меньше, чем металлические пластины в два раза.

Для размещения пятака на нужном расстоянии от рефлектора используем пластиковую трубку соответствующего размера. В ней проходит центральная жила кабеля, которая вставлена в отверстие на диске и припаяна. Оплетка кабеля соединяется с рефлектором. Для антенны 4G потребуется два кабеля на 75 или 50 Ом.

Для его подключения можно использовать зажимы для телевизионного кабеля, как на фото. Еще удобнее использовать коннекторы для стыковки того же кабеля. Они вставляются в отверстия в наружном диске и прикручиваются гайками на нужном расстоянии. В коннектор вставляется отрезок медного одножильного провода, который следует припаять к пятаку, как указывалось выше.

На второй стороне каждого кабеля устанавливаем зажимы для соединения с переходниками. Подключаем модем к каждому кабелю с помощью пигтейлов. Последние придется поискать, и стоят они немало. Еще можно подключить модем, обеспечив ему емкостную связь с центральными жилами кабеля. Такой способ подробно показан выше для антенны «пушка». Реально припаять кабель к антенне внутри модема, и такой способ показан в самом первом видео. Не забывайте — чем короче кабели, идущие к антенне, тем выше качество сигнала. Готовую антенну можно разместить на подоконнике внутри дома и приступить к испытаниям.

Однако для получения максимального эффекта ее лучше разместить на улице, причем на мачте и повыше. В этом случае устройство лучше поместить в герметичный пластиковый короб. При этом модем можно разместить в коробке и подключить его к антеннам с помощью коротких переходников или пигтейлов. Подобное решение обеспечивает минимальное затухание сигнала на высокой частоте. При этом сам модем соединяется с роутером или компьютером по цифровому каналу через USB разъем. Рекомендуется сделать в коробке пару дренажных отверстий для отвода конденсата.

На улице антенну следует разместить на регулируемых кронштейнах, чтобы направить ее на вышку сотовой связи. В следующем ролике наглядно демонстрируется процесс настройки системы.

 

Оцените статью:
1 балл из 52 балла из 53 балла из 54 балла из 55 баллов из 5 (1 оценили на 5,00 из 5)
Loading...Loading...
Поделитесь с друьями!
Практическая электроника и технические поделки для начинающих
Комментариев: 2
  1. Владимир

    Когда мы беремся за изготовление домашних поделок, мы сталкиваемся с некоторыми проблемами — из чего сделать, где приобрести материал. Элементы антенны можно изготовить из любого материала, который поддается пайке. Я использовал обрезки от карниза (ветровой планки), которые остались после ремонта крыши на даче. Толщина металла — 0,5 мм. Хорошо режется простыми ножницами. Шпильку М5 и гайки купил в магазине, разъем KLS1-SMA003 заказывал в магазине ЧипДип (150 руб). Для расчета использовал программу «Cantennnator» , которую скачал на андроид. Антенна получилась лучше чем магазинная.

  2. Владимир

    Антенна-пушка (8 элементов) по технологии MIMO с модемом MF823D обеспечивает уверенный прием на расстоянии 5 км с усилением 12-14 dBm и скоростью около 20-24 мбит/с.

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: