Самодельная логопериодическая антенна для GSM модема. Изготовление и подключение


Что такое переходник на модем 4g

На качество связи влияет много факторов: расстояние до базовой станции, количество абонентов в этом радиусе, покрытие 3G/4G сети. Из-за того, что оно не везде идеально, соединение может сильно страдать. Особенно это касается жителей небольших городов и посёлков.

Единственным способом для улучшения качества беспроводного интернета в зонах со слабым сигналом является установление уличной радиоантенны. Нестабильная сотовая связь улучшится при подключении к наружной радиоантенне специальных репитеров, которые повышают прием мобильного сигнала.

Обратите внимание! Приёмопередатчики, с внешней радиоантенной и функцией раздачи WiFi позволяет получить онлайн-сеть на нескольких устройствах сразу.

Спецантенны можно использовать в любых помещениях, транспорте или просто установив на крыше дома. К выносному ретранслятору, который повышает прием мобильного сигнала, напрямую подключиться роутера или модему 3G/4G по техническим особенностям нельзя. Для этого необходимо использовать специальные переходники для радиоантенны, которые состоят из двух ВЧ разъёмов (высокочастотные разъёмы) и коаксиального кабеля для соединения антенного усилителя с приёмопередатчиком.

Антенный адаптер (Pigtail) с той стороны, где находится штекер, подключается в гнездо прибора и должен подходить размерами для 4G роутера. С другой стороны соединительный переходник накручивается на провод радиоантенны.

Соединители с резьбовым механизмом бывают двух видов, парных друг другу — со штыревой частью и с гнездовой частью (с отверстием).

Пигтейлы для 4g модемов хорошего качества будет влиять на успех усиления сигнала, если абонент находится вдали от базовой станции.

Конструкция антенны была предложена Харченко К.П. в 1961 году для приема телевизионных каналов метрового диапазона и долгое время была самой популярной телевизионной антенной, получив название «зигзагообразная». Смотрите статьи в журнале «Радио» (Радио №3, №4, №8 1961; №11, 1962; №4, 1966; №10, 1967). Со временем антенну реконструировали для дециметрового и других диапазонов. С появлением цифровых 3G, Wi-Fi сетей, работающих на более высоких частотах, зигзагообразная антенна перекочевала и на них и зарекомендовала себя там одной из лучших для изготовления своими руками.

На Западе такая антенна носит название «BiQuad», «Trevor Marshall’s antenna». Она, так же как и тройной квадрат , является разновидностью рамочной антенны. Присмотритесь: антенна Харченко — это две квадратные рамки объединенные в одну систему. Рамочная антенна, как известно, имеет такие положительные качества, как широкополосность и не критичность к точности изготовления. (Конечно, это не основание делать ее тяп-ляп

Телевидение передается в большинстве случаев горизонтально-поляризованной волной, а 3G, Wi-Fi, CDMA — вертикально-поляризованной. Поэтому для этих сетей «восьмерка» должна быть в «лежачем» положении и напоминает своего рода «очки».

В Сети можно найти много конструкций антенны Харченко как для Wi-Fi, так и для 3G UMTS. Поскольку частоты этих видов связи близки, здесь важно не запутаться. Можно воспользоваться онлайн калькулятором и рассчитать антенну непосредственно на ваш диапазон. Кроме того, там вы сможете найти список ссылок на оптимизированные в программе HFSS конструкции для большинства диапазонов.

Предлагаем также калькулятор оригинальной конструкции Bi-Quad Тревори Маршалла. Для специалистов предлагаю файл для MMANA . Для 3G расчетная сторона ромба получается около 35 мм. Но в сети полно конструкций со стороной 53 мм . Где правда? Правда скорее всего у 35 мм, а 53 мм — это опечатка (цифры в обратном порядке!), которая размножилась в интерненте методом копипаста. У антенны со стороной 53 мм углы по бокам ромба не 90, а 120° и сам ромб выполняется не из проволоки, а из металлической полоски шириной 8 мм. Антенна, которую расчитывает наш онлайн калькулятор имеет углы близкие к 90°. Усиление такой антенны около 10 dBi.

Расчет антенны Харченко также доступен в мобильном андроид приложении Cantennator на Google Play, вы его можете скачать на свой смартфон или планшет, нажав или отсканировав QR-код:

Важно понимать, что расчетные размеры рефлектора – это минимально допустимые. Можно и больше. Для такой Wi-Fi антенны, в качестве рефлектора, вполне подойдет CD или DVD диск. Его напыление хорошо отражает радиоволны сантиметрового диапазона, нужно только подобрать диск не просвечивающийся, когда смотришь через него на свет. За основу антенны можно взять коробку для CD-DVD на 25 дисков. Не буду повторяться, .

CDMA800 антенна Харченко
Такая конструкция вполне сгодится для изготовления антенны для CDMA-800 диапазона (Intertelecom Украина). При этом размер рефлектора примерно соответствует листу формата А4, а провод или медную трубку нужно брать толщиной 5-8 мм (можно медную полосу такой же ширины). Рефлектор же для экономии можно сделать из жести. Размеры — из того же калькулятора!

На диапазон CDMA-450 размеры антенны получаются уже до полуметра в ширину, поэтому, для уменьшения парусности, лучше применить рефлектор в виде сетки.

Антенна Харченко CDMA
Можно использовать строительную сетку с ячейкой не более 1 см, укрепленную на H-образной несущей конструкции из любого подходящего металла. Поскольку по краям рамки имеется нулевой потенциал, ее можно крепить к рефлектору металлическими болтами. Рамка изготавливается из дюралюминиевой полоски 10мм шириной, стыки — на алюминиевых заклепках.

Усиление антенны можно поднять до 11-12 dBi удвоив восьмерку (Double BiQuad). Для фазирования элементов применяется перекрестное питание. Как это сделать понятно из фото ниже. Размеры антенны можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора антенны Double Bi-Quad у нас на сайте. Кроме того, ромбы можно заменить круговыми петлями. Получается антенна Bi-loop, работающая по тому же принципу.

Готовую антенну можно покрыть нитролаком, либо покрасить автомобильной краской для защиты от атмосферных воздействий, если вы намерены разместить ее на мачте. На диапазонах Wi-Fi, 3G антенна Харченко довольно критична к точности изготовления. Поэтому, поймав сигнал, не стоит пренебрегать настройкой антенны. Можно воспользоваться стандартным «палкомером» модема, но удобнее специализированным софтом. Сдвигая и раздвигая «очки», а также в небольших пределах меняя расстояние до рефлектора, добиваются максимального уровня принимаемого сигнала. Главное здесь — терпение, так как нужно постоянно ждать пока обновятся показания уровня сигнала в программе.

Полезные ссылки:

  • Антенна Харченко для цифрового телевидения
  • Удвоенный зигзаг Харченко для цифрового телевидения

0

  • VK ()
  • Facebook ()
  • Comments (48)

Комментарии

12345
#41 3G-Aerial admin 28.01.2018 20:52 Вы можете, Ильгиз, воспользоваться нашим онлайн калькулятором, который подскажет вам и частоту Wi-Fi, и размеры, включая диаметр провода: Центральную точку точно НЕ соединять.

Цитировать

#42 Ильгиз 28.01.2018 21:16 Цитирую 3G-Aerial admin:

Вы можете, Ильгиз, воспользоваться нашим онлайн калькулятором, который подскажет вам и частоту Wi-Fi, и размеры, включая диаметр провода: https://3g-aerial.biz/onlajn-raschety/raschety-antenn/raschet-antenny-kharchenko-zigzagoobraznoj Центральную точку точно НЕ соединять.

Спасибо большое! и все таки проволока с диаметром 1.7мм подойдет?) :roll:

Цитировать
#43 Ильгиз 28.01.2018 22:37 Вот такое расстояние!(на скрине): //images.vfl.ru/ii/1517175365/9a5a9b61/20349376.jpg
  • столб с ящиком (wi-fi точка) находится немножко ниже по уровню, если сравнить с моим домом

Цитировать

#44 cezr4 03.04.2018 19:10 В помещении ловит сеть только возле окна.Возможно ли соединение двух антенн Харченко для получения ретранслятора сигнала 3G?

Цитировать

#45 3G-Aerial admin 07.04.2018 18:26 Для Wi-Fi такой опыт удавался. Для 3G возможно получится, а может и нет. Все зависит от силы сигнала в точке приема.

Цитировать

#46 php_proger 07.04.2018 20:25 Подтверждаю, работать будет, но не стоит расчитывать на хорошее покрытие по всей комнате не стоит. В моем случае расстояние до БС оператора около 3 км по прямой видимости, на крыше самодельная панельная антенна, кабеля примерно 12 м RG-58, в котором большие затухания, в комнате антенна Харченко — сигнал -80-85 дб. На расстоянии около 0,5 м от Харченко потеря сигнала.

Цитировать

#47 Igor Melnichenko 19.04.2018 18:39 Возьмется ли кто смоделировать антенну для приема любого сочетания мультиплексов цифрового телевидения в полосе 470-860 мгц на основе https://freepatent.ru/patents/2122762 ? Но не указано точное место подключения фидера по ширине пластин

Цитировать

#48 Руслан 13.12.2019 19:50 Здравствуйте подскажите пожалуйста можно ли сделать две антенны Харченко на приём и на передачу и соединить в один кабель просто на роутере один вход оператор Интертелеком сейчас работает одна антена на 859Мгц одним пользователем более менее но два уже плохо что посоветуете?

Цитировать

12345

Обновить список комментариев

Добавить комментарий

Комментарии от анонимов (не зарегистрированных пользователей сайта) предварительно модерируются. Модерация не проходит в реальном времени, возможна задержка. Особо нетерпеливых анонимов просим не публиковать подряд один и тот же пост. Пост в этом случае может быть отклонен модератором. Удаляются также сообщения от одноразовых и несуществующих E-mail. На сайте работает форум и комментарии в социальных сетях, на которых имеется гораздо больше возможностей для общения.

©3G-Aerial

Принцип работы пигтейл для модема

В роутерах должен быть предусмотрен специальный разъём, чтобы соединять его с пигтейлом.

Обзор и настройка модема D-Link Dir-320

Минусы такого способа подключения:

  • необходимо найти переходник с подходящим конкретно для этого модема ответным разъёмом;
  • гнездо очень хрупкое и неаккуратные подключения могут вывести его из строя или сломать его.

Напрямую с антенным кабелем его редко подключают, так как 4G модем — это маленькое по размерам устройство и лучший способ подключить его через соответствующий переходник.

Антенный провод жёсткий, и имеет в диаметре от 7 до 10 мм, что не позволит ввести штекер для модема 4g, поэтому приходится использовать короткий переходник из мягкого провода – пигтейл.

Обратите внимание! Функция кабельного переходника — обеспечить гибкое соединение USB модема с радиоантенной, провод которой обычно толстый и жёсткий.

Как правильно выбрать пигтейл для модема

Промышленность выпускает огромный выбор различных переходников с разными типами разъемов.

В чем отличия между сетями 3G и 4G: особенности, преимущества и недостатки

Антенные адаптеры различаются между собой разъемами подключаемыми к модемам. Выбрать переходник нужно такой, чтобы он соответствовал размерам сетевого порта у модема и на кабельной сборке. Отличаться они могут материалом, размерами и другими показателями.

Обратите внимание! Наиболее популярными являются адаптеры CRC9 и TS9, что зависит от используемой модели.

Переходники TS9 и CRC9 визуально очень похожи, отличаются между собой лишь диаметрами. TS9 имеет немного больший диаметр гнезда и вилки переходника.

Чтобы подобрать антенный адаптер для 3G/4G устройства, нужно убедиться, что соединитель подходит для него. Если не правильно подобран диаметр штекера, он не будет поддерживаться в сетевом порту прибора.

Самодельная логопериодическая антенна для GSM модема. Изготовление и подключение


Мы живем на краю маленькой деревни. Столкнувшись с необходимостью интернета дома, стали изучать, что в этом смысле предлагает современная инфраструктура.
Оказалось, что самым доступным и простым способом подключиться к всемирной паутине, является GSM модем, недорогие варианты которого, частенько обзывают USB-свистком. Такой модем недорого стоит, широко распространён и неплохо работает, но, только в зоне уверенного приёма сигнала, базовой станции сети сотовой связи. В городе – будьте любезны, а вне его, сильно зависит от того насколько развита мобильная сеть. Часто для модема требуется хорошая внешняя антенна поднятая на некоторую высоту. Модели устройств с разъемами для подключения внешней антенны, считаются неким, профессиональным связным устройством и стоят раз в десять дороже.

Для работы понадобится минимальный набор радиомонтажного и слесарного инструмента, толика терпения. Для работы с мелочью очень полезны специальный козырёк с увеличительными стеклами или лампа с ними же. Позаботьтесь о хорошем освещении.

Однако и в простом «USB свистке» внутри корпуса есть технологический разъем для антенны и можно задействовать его. В некоторых модемах есть доступ к антенному разъему, в некоторых нет, в последнем случае придется дорабатывать пластиковый корпус, соответственно аннулируется гарантия устройства. Антенный разъем бюджетного модема весьма хлипок по конструкции и установлен прямо на печатной плате методом поверхностного монтажа. То есть держится только за пайки.


К нему следует подключать только достаточно тонкий (гибкий) коаксиальный кабель, иначе высока вероятность толстым и жестким кабелем сломать разъем. Тонкие же кабели обладают повышенными потерями на ВЧ и не следует применять их для всего фидера. В принципе, существуют переходники – разъем модема — 15…20см тонкого кабеля – разъем побольше для подключения снижения хорошим кабелем внешней антенны. Такой переходник позволяет решить проблему механической нагрузки на слабый разъем, но мы оказываемся привязаны к специфическому разъему на выходе переходника, что в случае самодельной антенны неразумно, к тому же, в продаже такие переходники встречаются крайне редко. Стоит помнить и о том, что каждый дополнительный разъем, даже каждая пайка на кабеле, вносит затухание на ВЧ.

Мой вариант соединения – в магазине подобрался довольно гибкий телевизионный кабель – без экрана из фольги, центральная жила медная (хорошо паяется) и многожильная (гибкая). Подключение выглядело вот так.


К центральной жиле припаян отрезок медного толстого луженого провода (ножка резистора). Толщина его такова, что он плотно заходит в гнездо. Место разделки изолировано термотрубкой.


Штырек вставлен до упора в разъем и скрученная и луженная оплетка кабеля припаяна к «земле» антенного гнезда.


Место пайки изолировано, а главное – тонкое место на кабеле усилено несколькими слоями термотрубки. Теперь остается примерить и при необходимости подпилить пластиковый корпус, чтоб закрывался как положено, с нашей доработкой. Обращаться придется осторожно.

Все, модем подключен.

Переходим к расчету и изготовлению антенны.

Тип антенны, выбран «логопериодическая», принятая зарубежная аббревиатура – LPA-антенна. Ее особенности – высокий коэффициент усиления и весьма узкая (острая) диаграмма направленности. Кроме того, при достаточно аккуратном изготовлении, антенна не потребует настройки, которую невозможно осуществить без специализированных ВЧ измерительных приборов.

Рассчитать нашу антенну можно в одном из сетевых сервисов, найдя его по ключевым словам, либо в специальной программе, например Logo_Periodic_Calculate ее можно найти здесь.

Подготавливаем необходимые материалы и инструменты. На первом этапе нам необходимо вырезать две полоски из одностороннего фольгированного стеклотекстолита шириной 10мм, толщиной 1,5-2мм, и длинной — согласно расчетов. Нам также понадобятся обрезки «голого» медного провода диаметром 1,5-2,5мм, который можно извлечь скажем из кабеля для внутренней электропроводки. Ну и соответственно, паяльник, канифоль, линейка и кусачки.

Самодельная логопериодическая антенна для GSM модема. Изготовление и подключение
Нарезаем элементы одинакового размера, на 5-10мм больше самого длинного вибратора, ссылаясь на произведенные расчеты. Размечаем расположение элементов антенны на импровизированном «буме». Далее аккуратно припаиваем их, не перегревая подложку, и кусачками доводим до необходимых размеров. Следует помнить, что мы имеем дело с ВЧ с его скин-эффектом (распространение токов в тонком поверхностном слое), в этом смысле, не следует допускать «холодных паек» и сильно поцарапанных поверхностей. Хороший тон – применение специального флюса с глицерином для получения зеркальной поверхности паек.


Теперь, нужно готовые «бумы» жестко закрепить друг напротив друга на расчетном расстоянии и замкнуть перемычкой задние части. К передним концам подключается коаксиальный кабель – к одному концу центральная жила, ко второму экранирующая оплетка.


Моё исполнение антенны – на полипропиленовой трубе. Подходящий кусок трубы был опилен на циркулярной пиле для получения плоских площадок, удобных для крепления половин «бума». Они крепились при помощи липкой ленты. Сзади антенны место для модема – первоначально было решено максимально укоротить антенный кабель, модем расположить около антенны и снижение выполнять уже «цифровым». Пластиковая труба взята несколько большей длинны, для получения удобной диэлектрической «ручки».


Другой ракурс антенны, видны посадочные места половинок бума, подключение кабеля. Рекомендую познакомиться с несколько другой, возможно, более удачной конструкцией антенны.


Готовая антенна для проверки работоспособности была вынесена на улицу и закреплена на конце длинной лестницы проволокой.

Из-за неудобства ориентирования, пришлось изготовить поворотный узел. Немного слесарных работ, обрезки нержавеющей стали, сварочные работы.


Поворотный узел вышел несколько громоздким, но в отличии от аналогичного узла спутниковой тарелки позволяет ориентировать антенну значительно более точно.


Узел поворота приварен к пластине крепления под углом чуть более 90 градусов (чтоб стекала вода). Во время работы закончились нержавеющие электроды, пришлось использовать обычные – отсюда покрашенные сварочные швы. На фото выше, узел, отработавший на крыше в разных местах, с разными антеннами, около двух лет и в целом показавший себя надежным и удобным. На фото антенна с USB модемом установлена на фронтоне крыши. Углы поворота позволяют ориентировать антенну на вышку сотовой связи в соседней деревне (~5км).


В герметичной коробке рядом с антенной, модем и блок питания модема. В целом вся схема соединений выглядит так.


Проблема длинных USB соединений – в падении напряжения питания на длинных и относительно тонких проводах питания (принцип работы устройства через порт USB – в том числе и питание устройства от самого порта). В разумных пределах удлинить USB кабель, можно двумя способами – увеличить сечение (уменьшить сопротивление) проводников питания или питать устройство от своего близко расположенного блока питания. Цель обоих способов – чтобы на нашем устройстве напряжение питания было возможно более близко к пяти вольтам. Плюс.

Увеличение сечения питающих проводов уже было опробовано при пробных включениях антенны «на лестнице». Соединение и выход в сеть были, но работали не стабильно – периодически обрывались.

Для размещения антенны с узлом поворота было выбрано другое место – фронтон крыши дома. Расстояние до него несколько больше и было решено блок питания разместить «наверху» — около модема, убрав возможную причину сбоев. «Длинное» соединение по USB было выполнено из двух нетолстых коаксиальных кабелей (центральные жилы — две линии передачи данных, экраны на общий провод).

Что получилось – размещение на фронтоне крыши (доступ с плоской крыши дровника по короткой лестнице) и общая конфигурация оборудования, позволила, в последствии, удобно экспериментировать с разными типами антенн. На тот момент удалось относительно стабильно подключаться к сети GSM (2G), иногда WCDMA (3G). Сама антенна показала себя хорошо. Некоторая кропотливость изготовления (много точных размеров), окупается отсутствием настройки и большим усилением. Антенна к тому же имеет низкую парусность и мало привлекательна для птиц.

Забегая вперед. Причиной нестабильной работы модема, все же оказался именно длинный кабель USB, не смотря на благополучие с питанием устройства. Возможно, дело было в типе или даже экземпляре модема, потому как в сети попадаются описания подобных «удлинителей» и большего метража.

Изготовление и испытания еще двух типов антенн, будут описаны отдельно.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как определить какой пигтейл нужен?

Со стороны антенного провода — это обычно гнезда F или SMA, у модема для подключения используются гнезда типа CRC9 или TS9.

Как поделиться интернетом c iPhone через USB на внешние устройства

Антенные соединители не бывают универсальными, по причине того, что каждый производитель мобильных устройств ставит разъёмы на свою продукцию конструктивно отличающиеся от конкурентов, в результате получается, что для каждого прибора необходим свой специальный адаптер.

Их основные различия состоят:

  • в разном диаметре и длине штекера;
  • в несовместимости с разными моделями;
  • разные типы разъемов для подключения к шнуру радиоантенны.

Обратите внимание! Компания Huawei в своих мобильных устройствах использует преимущественно разъем типа CRC9, а Novatel Wireless — в основном TS9.

Разъёмы со стороны антенного провода также бывают разных типов. Это может быть F и FME модели. Для подключения типа F на кабельной стороне накручивается F адаптер.

Антенный адаптер CRC9-F подходит ко всем модемам и роутерам у которых pigtail разъем для 4g модема подключается в порт устройства наконечником CRC-9. F — это обозначение коннектора на другом конце переходника для подключения к антенному проводу.

Адаптер TS9 FME — со стороны подключения к модему имеет разъём TS9, а со стороны подключения к радиоантенне — FME.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: