Как сделать антенну для модема 4g своими руками

Как сделать панельную антенну MIMO 4G в домашних условиях

Этот вид устройств приема сигнала получил распространение и в торговле, и у домашних мастеров — считается, что панельная конструкция дает устойчивый прием сигнала и несложна в обиходе и изготовлении. Конструктивно она состоят из двух патчей (матриц диполей).

Есть такие варианты:

• патчи располагаются в разных корпусах и вертикальных рядах;
• патчи находятся в одном корпусе (с четырьмя на каждый сегмент).

Обязательными условиями для выполнения монтажных работ по изготовлению и эксплуатации приемного панельного устройства МИМО 4G в домашних условиях профессиональными мастерами называются:

1. Необходимость точного соблюдения всех заданных и расчетных размеров и параметров. Для этого предварительно нужно рассчитать размеры и выполнить чертежи устройства.
2. Вычислить правильное месторасположение антенны на улице. Она должна направляться в сторону ближайшей базовой антенны сотового оператора. Если провести условную линию от устройства к операторской вышке, то на ее пути не должно быть помех (или минимальное количество и небольших).

Необходимые материалы и комплектующие:

1. 2 ровных листа одностороннего фольгированного стеклотекстолита или оцинкованной стали. Толщина: 0,2-0,5 мм. Один лист нужен для изготовление рефлектора (отражателя), а другой — для выполнения активных элементов.
2. Кабель. Он берется специальный с сопротивлением 50 Ом (телевизионный не рекомендуется).
3. Подключающие разъемы. Они должны подходить к разъемам на модеме.
4. Отрезок медного провода толщиной 1-1,2 мм. Провод можно брать любой.
5. Деревянная доска. Длина — не менее 2,00 м.
6. Нейлоновые хомуты.
7. Полипропиленовые трубы.
8. F-коннектор: 2 шт.
9. Кабель (пигтейл) F-CRC9: 2 шт.

Инструменты:

• дрель;
• пассатижи;
• паяльник;
• баллончик автоэмали;
• рулетка, линейка, карандаш (маркер);
• клей «Поксипол» (или его аналог).

Алгоритм работ:

1. Для изготовления каркаса доску нужно распилить на 3 части. Верхняя — 120 см, боковые — по 35 см.
2. Собирается каркас в виде буквы «П».
3. Из листа оцинкованной стали нужно вырезать 2 полотна. Линейный размер: 375х375 мм.
4. Основания фиксируются с помощью дюбелей на деревянном каркасе строго под углом 45º.
5. В центре каждого основания необходимо просверлить отверстия для кабеля, который будет идти к модему. Диаметр: 7 мм.
6. Далее делается разметка для крепления антенны.
7. Полипропиленовая труба распиливается на 6 частей: 3 длиной 42 мм и 3 — 44,5 мм.
8. Трубы располагают на кусках стеклотекстолита или оцинкованной стали и приклеивают (клей «Поксипол»).
9. Сама антенна изготавливается из проволоки по размерам, указанным в чертеже.
10. Для удобства и точности загибы нужно делать, используя пассатижи.
11. Затем кабель зачищается (внешний и центральная жила).
12. Оплетка припаивается к изгибу, а жила — к концам проволоки.
13. Кабель просовывается через полипропиленовую трубу в заранее просверленное отверстие.
14. Далее необходимо проверить все размеры. При необходимости — выровнять.
15. Углы ромбов фиксируются на полипропиленовых держателях с помощью клея.
16. После его высыхания необходимо замерить расстояния между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм.
17. Теперь крепим середину антенны с помощью клея.

Второй узел МИМО-антенны (на 843 мГц) изготавливается в точно такой же последовательности.

Окончание работ по созданию антенны МИМО 4G своими руками:

1. Кабели необходимо затянуть с обратно стороны устройства нейлоновыми хомутами и приклеить. Это нужно для того, чтобы они не «гуляли» в отверстиях. Обратное может привести к нарушению работы репитера.
2. Затем выполняются контрольные замеры по схеме. При замеченных отклонениях необходимо провести корректировку.
3. Проволоку и оцинкованные листы нужно покрыть автоэмалью. Эта процедура поможет предохранить их от окисления.
4. После через F-коннекторы кабели нужно вывести на пигтейл и уже затем на модем.
5. Проводится тестирование системы.
6. В случае положительного результата создание антенного устройства окончено.

Простая антенна для модема 4G

Суть видео не в том что модем на шнурке висит на окне, а в том, что покупать антенну (принцип действия которой такой же как описан мной) за 1-3т.р. не стоит! И проще купить, жене, маме, девушке, себе наконец шоколад и сделать то что на видео! Неужели это так трудно понять, прежде чем писать свои возгласы про то, что простой шнурок че то там добавит, вы смысл то хоть уловите.

Необходимо:
Картон. Алюминиевая фольга, метализированный текстолит и прочее. Скотч, изолента.
Удлинитель USB.
Ваша фантазия и более ничего. Это самый простой способ, который дал почти 10 мегабит скорости интернета, есть и другие, но пока и этот работает на 1000% трудозатрат.

Обсуждение

1. Да, все ты правильно говоришь. У меня на работе тож модем плохо ловит, модем в удлинителе (3,5 метра) тоже не особо лучше ловит. Но я вместо картона с фольгой (как у тебя) использовал фризби диск (тарелка) тоже с фольгой и о чудо, все заработало на 5+. крайний борт на диске срезал, фольгу пищевую клеил на силикон. модем разместил в центре, сверлил отверстие для кабеля.
2. А если ловит на крыше частного дома только ? Тоже картонку )? Кабель длинный получится и модем по нему даже не заработает . Я купил в свое время направленную антенну за 2к и не пожалел , у меня у одного в деревне был 3G интернет ) .Сейчас у нас 4G четкий сигнал , пришла цивилизация и к нам.
3. Во-первых модем и так горячий а здесь на Солнце и под отражатель… Во-вторых это называется рефлектор под внутреннюю антенну, если бы антенна, то выход тоже был не малым. А антенны они не такие, пользы от них много, главное гнездо в модеме не во всех есть.
4. Блин, у меня мегафон, живу в пригороде Екатеринбурга и мне 14 Мбит/с на 3g мало. LTE сигнал слабый, с него модем постоянно на 3g слетает. Хотел антенну, чтобы LTE стабильно модем ловил. Но посмотрел ваше видео, где вы радуетесь LTE со скоростью 6 Мбит/с и решил что я зажрался.
5. Всегда сомневался в эффективности подобного рода кустарщины. В один прекрасный день меня достала низкая скорость интернета и решил я прошерстить YouTube в поисках решения проблемы. Так уж получилось, что из массы подобного рода видео включил именно это. Ну думаю: чем черт не шутит, попробую, тем более делается быстро. Обернул тонкую гибкую разделочную доску фольгой для запекания, прикрепил к ней модем на удлинителе (1,5 м.) двумя прищепками к длинной стороне. И я возликовал: скорость поднялась я 200 кбит/с. до 7-10 мбит/с. Сигнал усилился с -69 RSSI до -55 RSSI. Для улучшения приема, пробуйте вертикальное и горизонтальное положение модема. У меня устойчивый прием в горизонтальном.
6. Обычные усилители сигнала типа Connect 2.0 так и работают, там фольга в параболическом пластике. Я сам такой покупал, потому что лень было с фольгой на крыше возится, да и стоил не дорого. Если направить на вышку, то все прекрасно работает.
7. Самый простой способ усилить (причём лучше любых самых дорогих антенн) сигнал 3G4G – использовать спутниковую антенну. Я на даче использовал 0.9 метра Супрал. Для защиты модема от внешнего воздействия использовал обрезок трубы от сифона+резиновая пробка от слива+герметики всё это установил на место SAT конвертера в антенне. Тарелка должна быть наклонена СИЛЬНО вниз – не вертикально, как у всех на Триколор или НТВ+. Потом установил рядом с антенной эл-кую распределительную коробку и туда убрал TP-Link TL-MR3020 с модемом соединил родным USB проводом, и оттуда же вывел витую пару в дом, а там уже на основной роутер ZyXEL Keenetic Lite. Без тарелки приём был 3G с периодическими срывами и скоростью в пике не более 2 Мбс. С антенной стал стабильный приём 4G (3 палки из 5, причём в любую погоду скорость около 15 Мбс, пинг 35-45. У оператора в этом месте 4G вообще нет на карте покрытия.
8. Лайфхак о том что лучше не покупать машину с двигателем а просто спускать пустой кузов с горки. Принцип работы антенны не просто ловить сигнал, но еще и усиливать его. А вашего эффекта можно добиться поднеся ноутбук к окну. + пр слишком длинном юсб кабеле модем будет периодически вырубаться из за нехватки питания. Поэтому если плохой сигнал, смастерите антенну и подключите её 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.

Проблемы передачи и приема сигнала мобильного интернета

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.

Как работают антенны на передаче и приеме сигнала

Антенны могут располагаться в одной поверхности или быть вертикально разнесены

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

Характеристики внешних усилителей для модема

Антенны – это устройства для усиления сигнала. Они бывают разных типов:

• узконаправленные;
• секторные;
• всенаправленные.

Самые простые – всенаправленные. Они могут принимать и передавать сигнал во все направления с одинаковой интенсивностью. Примером может служить обычный четвертьволновой вибратор. Если говорить упрощенно, это обычный кусок провода, имеющий длину в четверть волны принимаемого сигнала.

Секторная способна ограничивать излучение в определенном секторе. Например, если за всенаправленной антенной поставить лист железа, то получится секторная антенна с сектором в 180*. Такой лист железа называется экраном.

Самая эффективная — направленная антенна, которая является частным случаем секторной. За счет подбора (конечно же точного расчета на самом деле) кривизны экрана можно получить узко направленный луч излучения радиоволны.

Двумя основными характеристиками любого приемо-передающего устройства являются чувствительность и коэффициент усиления. Чувствительность влияет на качество принимаемого сигнала, коэффициент усилений – передаваемого. Измеряются эти параметры в dBi. Чувствительность измеряется отрицательным числом, коэффициент усиления положительным. Чем больше модули этих чисел – тем лучше, тем качественней ваше устройство. Например, чувствительность в -75dBi хуже, чем -83dBi. Коэффициент усилений 11dBi лучше, чем в 6dBi. Чем выше эти параметры, тем больше дальность устанавливаемой связи.

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:

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.

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.

Антенна для 3G/4G своими руками

Самым простым и в то же время эффективным решением для усиления сигнала для 3G или LTE модема является антенна Харченко. Разработанная полвека назад, данная антенна может работать в широком диапазоне частот и весьма проста в изготовлении. Калькулятор, который находится чуть ниже, избавит вас от ручных расчетов. Достаточно ввести только частоту, на которой будет идти прием-передача сигнала и вы получите все необходимые значения для изготовления антенны, включая необходимую длину проволоки, которая лежит в основе антенны.

Антенна для усиления и приема сигнала.

Все что потребуется для сборки – это кусок медной проволоки, отражатель, паяльник, клей и какой-нибудь материал в качестве диэлектика, например небольшой кусок полипропиленовой трубы. В точках А и Б припаиваются центральная жила и оплетка кабеля соотвественно. Диаметр проволоки не имеет решающего значения, допустимы отклонения от рассчетных значений. А вот размеры антенны и сторон ромба уже весьма критичны и их необходимо соблюдать с максимальной точностью.

Отражатель можно изготовить из металлической пластины, но конечно гораздо проще использовать кусок пластиковой панели с наклеенной на него фольгой

Важно чтобы расстояние от антенны до отражателя было одинаковым по всей длине проволоки. Оплетка кабеля может касаться отражателя, но не в коем случае не центральная жила. Также не должны соприкасаться точки А и Б, показанные на рисунке

Оптимальное расстояние между ними около 10 мм.

Антенна для 3G/4G сигнала.

Антенну следует крепить к отражателю любым материалом, который не проводит ток, например пластик. Чаще всего достаточно закрепить антенну на отражателе в трех точках: в центре и по краям.

В случае с LTE модемом необходимо изготовить две антенны, которые можно разместить на одном отражателе. Для защиты от ветра и попадания воды внутрь кабеля антенну можно поместить внутрь какого-нибудь контейнера. Вполне подойдет контейнер для продуктов подходящего размера.

Стандарт LTE, антенны LTE

Избегаем исследовать дебри LTE. Упомянем простые факты: скорость быстрее повышается методами кодирования информации, способом модуляции. Поляризация почти наверняка линейная, вертикальная (типично сотовой связи). Частоты, принятые LTE, не всегда соблюдаются на практике. Тезис касается России. Перво-наперво выясните у провайдера волну (номер канала), затем начинайте конструирование LTE антенны. Сегодня каждый сотовый оператор ведет вещание. В Астраханской области раздают LTE на антенны два-три. Частоты у всех разные, меняются цифры по регионам, дело катится к тому, что связь станет быстрее и дешевле.

Доводим до сведения новичков: за частоты операторов LTE, равно теле и радио компаний всегда идет война. Диапазон не предоставляется задаром, фирма обязана оплатить. Государству выгодно обилие операторов LTE – каждый отстегивает плату. Не ново, пользующиеся рациями крупные предприятия пополняют казну немалыми суммами. За что платят LTE, сказать сложно, полагаем, дело выглядит следующим образом:

• Радиоволны вредны человечеству. Безусловно доказанный факт. Понижают иммунитет, провоцируют плохое самочувствие, поднимают температуру тела. Человек чувствует себя совершенно больным, подвергся воздействию излучения радиоволн.
• Следовательно, организация должна взять контроль, чтобы граждан не облучали. В противном случае население начнет болеть, ничего хорошего не случится. Комитетом является ГРКЧ, подробнее интересующиеся, читайте на здоровье тематические обзоры сети. Организация занимается распределением частот.

Однако сегодня покажем, как сделать LTE антенну, которая может ловить всех. Придется, конечно, слегка попотеть. Рекомендуем настоятельно почитать литературу, книгу Харченко К.П. 1969 года выпуска про УКВ антенны. Название, быть может, иное, верим, настырные читатели смогут скачать и прочитать сей труд (выложены pdf, djvu версии).

Особенности LTE антенн ограничиваются размерами. Для GSM тоже сгодятся. WiFi лежит выше. Антенна LTE цепляет верхние каналы телевидения, если развернуть, чтобы восьмерка стала стоймя (повернуть на 90 градусов).

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.

Реально работающая антенна для 4G модема

Для выхода в интернет я использую 4G (LTE) USB-модем, правда в данный момент он работает в режиме 3G, т.к. сеть LTE (4G) в моем районе только начали запускать и она работает в режиме тестирования. Я живу в собственном, деревянном доме и до того, как он был обшит металлическим сайдингом, проблем с приемом сигнала у моего модема не возникало. Но после обшивки дома сайдингом, с уровнем сигнала в доме начались проблемы. Дело в том, что металл обладает экранирующим эффектом, а дом весь покрыт металлом, крыша тоже металлическая. На скриншоте хорошо виден низкий уровень сигнала, скорость приема составляла 1.5 – 2 мбит/сек.

Уровень сигнала без антенны минимальный

Летом проблему с приемом сигнала я решал тем, что выставлял модем через окно на улицу, во время дождя, модем убирался в дом. Но с приходом зимы нужно было искать другой вариант решения проблемы

Вот тогда я вспомнил про маленькую автомобильную антенну с креплением на магните, эта антенна года три валялась у меня в гараже, потому-что автомобильное радио с ней работало неважно т.к. антенна была слишком мала

Сети третьего поколения чаще всего разворачиваются на частоте 2100 мГц. Это принятый мировой стандарт 3G. Поэтому и приемная антенна должна быть не больших размеров. Я не стал вдаваться в заумные расчеты, а просто решил испытать свою автомобильную радиоантенну в работе с модемом. Для этого я отрезал от радиоантенны родной штекер, т.к. для антенного разъема модема он, естественно не подходил, зачистил центральную жилу и просто вставил ее в разъем модема. Чтобы провод не выпадал, я примотал его к модему изолентой. Затем я выставил антенну через окно на улицу (при этом окно отлично закрывается), закрепил ее на сайдинге при помощи магнита и запустил на компьютере программу модема.

Автомобильная радиоантенна с модемом

Антенна примагничена к сайдингу во время работы

С автомобильной антенной уровень сигнала максимальный

Уровень сигнала стал максимальный, скорость работы модема в режиме HSPA+ составила 14 – 18 мбит/сек при загрузке из сети, при отдаче в сеть скорость составила, примерно 6 мбит/сек. Я был рад, как слон, сейчас жду с Али заказанный штекер, затем останется припаять его к антенне и радоваться. Кстати радиоантенна данного типа стоит намного дешевле, чем 3G антенна.

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.