Выбор и подключение антенны для интернета на дачу. Антенна Харченко: расчет и изготовление Usb модем своими руками

Вступление и теория под катом. Внимательно прочитайте прежде, чем задавать вопросы и/или обвинять меня в некомпетентности.
В Интернете было перелопачено очень много информации по поводу самодельных внешних антенн для 3g модемов, но ничего путевого не нашел, потому и пишу эти строки. Очень умиляют люди, которые считают, что 3g это такой стандарт связи типа GSM, а на самом деле это всего лишь поколение. Эти же люди ищут чертежи антенн для 3g модема… Так вот этих чертежей нет, точнее они есть, но это то же самое, что придти на авторынок и упорно требовать карбюратор для легковой машины даже не уточнив ее модель. Так вот антенну будем конструировать для стандарта CDMA2000, у которого рабочие частоты лежат в пределах 821-894 МГц (а не 800 МГц как многие думают). Рассматриваемая здесь антенна не подойдет для операторов MTS Connect, Utel (Kyivstar). Конечно я встречал предложения ловить сигнал на «гвоздик»(он же четвертьволновой вибратор), сделать баночную антенну (вот только вся загвоздка в том, что по расчетам нужна уже не банка, а целое ведро), пресловутые антенны Харченко (хороший вариант, когда сигнал все же есть, но усиление оставляет желать лучшего) и т.д.

Я остановился на антенне типа «Волновой канал», она же Уда-Яги. Преимуществами является высокий коэффициент усиления, низкая парусность, узконаправленная ДНА, а вот недостаток крайне существенный - необходима очень высокая точность изготовления. Не по размерам изготовленный директор станет рефлектором, а активный вибратор не будет резонировать на нужной нам частоте. Чем точнее вы все сделаете, тем лучше будет результат.

Базовая станция находится всего в 3 км от моего дома, но окна выходят в другую сторону от вышки и сигнал оставляет желать лучшего. Сначала хотел изготовить антенну с 8-ю директорами, но оказалось, что здесь нужна сверхточность ибо уход на 1мм вместо усиления даст ослабление. 3-хдиректорная антенна не требует такой точности изготовления, но имеет недостаточное усиление. Потому я остановился на 5-тидиректорном волновом канале, посчитав его «золотой серединой». Приемный и передающий каналы достаточно сильно разнесены между собой, потому антенна рассчитывалась на середину приемного канала то бишь на 881 МГц. Сначала я хотел проектировать антенну на середину диапазона в целом (859 МГц), но так как Яги узкополосная антенна, то мы получим пик усиления в нерабочем диапазоне и меньшее усиление на рабочих частотах.

Для проектирования использовалась программа Yagi calculator .

Что же нам понадобится:
- алюминиевый квадратный профиль сечением 10 мм (куплен мною в эпицентре), подойдет и не алюминий, но все же он легче, но на характеристики антенны никак не влияет;
- алюминиевый стержень диаметром 5 мм и длинной 1 метр (подойдет и другой материал, в том числе и медь, что даже лучше, но алюминий это лучшее соотношение цена/качество);
- медная трубка диаметром 6 мм длинной полметра (указан внешний диаметр, толщина стенки не имеет значения);
- болты диаметром 3 мм 7 шт.;
- кабель волновым сопротивлением 50 Ом;
- переходники, разъемы - все индивидуально для каждого модема, как говорится «гугл в помощь».

Отдельно о кабеле. Вам не подойдет телевизионный кабель ввиду его сопротивления 75 Ом. Точнее его прицепить можно, но из-за несогласованности потери в кабеле с большой вероятностью будут больше, чем усиление антенны. Я брал 10 метров кабеля RG58, он довольно дешевый, но потери составляют 0,6 дБ на 1 метр кабеля, т.е. я лично потерял 6 дБ при том, что разница в сигнале с антенной и без нее составляет 20 дБ. Потому экономить на кабеле не стоит.

Из инструментов:
- пила по металлу;
- дрель;
- метчик на тройку;
- сверло 2.5; 5; 6;
- напильник плоский;
- штангенциркуль (на крайний случай линейка сойдет);
- руки.

Сначала чертежи:

Красным обозначен рефлектор, синим - активный вибратор, зеленым - директоры.

Чертеж активного вибратора (диполя):

Все размеры на чертежах указаны в миллиметрах. Расстояние между элементами указано по центрам.

Приступаем к изготовлению. Берем алюминиевый профиль, отступаем произвольное расстояние от его начала (это расстояние нужно для крепежа, я взял порядка 10 см) и делаем сквозное отверстие сверлом 5 мм. Рекомендую сразу сделать отверстие сверлом как можно меньшего диаметра, а потом разсверлить сверлом 5 мм. Это нужно для того чтобы не отклоняться от центровой оси профиля. Далее отступаем 68 мм (согласно чертежа) от центра сделанного ранее отверстия и делаем сквозное отверстие сверлом 6 мм (именно такого диаметра активный вибратор антенны). Далее все отверстия делаем сверлом 5 мм для размещения директоров.

Начинаем изготовлять рефлектор и директора. Собственно все размеры указаны на чертеже, просто хочу дать некоторые советы по резке. Режьте алюминиевый стержень по чертежу на 2-3 мм больше, после чего выставляем и фиксируем на штангенциркуле необходимую длину элемента. Подпиливаем стержни плоским напильником до нужной длины периодически контролируя размер штангенциркулем. Если элемент туго входит между губками для внутренних измерений, то можно приступать к изготовлению следующего элемента.

Достаточно сложное изготовление петлевого вибратора. Полость трубки лучше заполнить мелким сухим песком чтобы избежать переломов трубки (я обошелся без этого, но все же лучше не рисковать). Чтобы сделать окружность нужно найти близкую по диаметру трубу и перегнуть через нее медную трубку. Остальное согласно чертежа.

Для фиксации элементов в полости профиля предлагаю такой вариант. Вставив элемент в полость профиля перпендикулярно ему сверху профиля сверлим отверстие сверлом 2,5 мм и нарезаем метчиком М3 резьбу и небольшим болтом на тройку зажимаем сверху элемент (главное не перестараться ибо алюминий очень мягкий металл). Может кто-то придумает более простой или более надежный вариант, но мне показалось с моим набором инструментов это наиболее удачным способом крепления.

Все элементы необходимо отцентрировать и проверить перпендикулярность относительно траверсы (бума, как любят называть его буржуины).

Приступаем к подпайке кабеля снижения и петли согласования. Отрезаем кусок кабеля RG58 длиной 132 мм. Удаляем с каждой стороны куска кабеля 10 мм внешней изоляции стараясь не повредить оплетку. Затем оголяем внутреннюю изоляцию и скручиваем фольгу и оплетку в один пучок, сворачиваем кусок в петлю, соединяем оплетки с каждой стороны и хорошо пропаиваем. Внутреннюю изоляцию зачищаем на 8 мм. Остальное думаю понятно с рисунка:

Центральные жилы припаиваем к концам активного вибратора в месте его разрыва (15 мм на чертеже).

Некоторые пояснения. Прежде чем изменить или выкинуть из конструкции что-либо лучше спросите в комментах чтобы потом не было отзывов «а у мну не работает». Я изготовил все очень точно по расчетам, но все равно минимальный КСВ оказался не на частоте 881, а 885 МГц, что для таких частот было вполне приемлемо. Если же изготовить неточно, то эффект все равно будет, но не максимальный. На частоте передачи (средняя частота 824 МГц) антенна себя показала очень слабо, потому рекомендую все равно размещать модем в зоне наилучшего приема, потому что для передачи используется, по ощущениям, внутренняя, а не внешняя антенна.

Чуть не забыл про тесты. Для оценки результата использовалась программа AxesstelPst EvDO BSNL.
Модем просто воткнут в USB порт:

Подключаем антенну:

Что же мы имеем. Сигнал -62 дБ, для сравнения если вы стоите в 20 метрах от БС, то сигнал будет около -40 дБ, -105 дБ это почти полное отсутствие сигнала. Также интересен параметр DRC Requested. 3.072 Mbps означает, что модем запрашивает максимально возможную скорость и БС станция даст нам скорость в зависимости от загрузки сети. Конкретная же скорость зависит от загрузки базы, т.е. дальнейшее увеличение уровня сигнала улучшения скорости не даст. Скорость утром, вечером будет естественно хуже:

Удачи в изготовлении. Жду вопросов в комментариях.

Немало людей в современном мире использует мобильный интернет - с помощью него человек может дистанционно общаться, получать информацию и даже работать. Но не всегда провайдер предоставляет пользователям стабильную скорость соединения из-за особенностей приёма связи, который может быть ограничен особенностями рельефа, большим расстоянием до передатчика и прочими факторами.

Самодельная антенна для 3g модема поможет вам улучшить скорость и дальность приёма сигнала. Предлагаем вам несколько инструкций, как сделать антенну для 3G модема своими руками.

Способ Харченко

Недавно мы писали, как своими руками сделать антенну для приёма телевидения. Но знали ли вы, что аналогичным образом можно сделать самодельную антенну для 3G модема?

Нам потребуется:

• Медный провод или проволока, потребуется участок примерно в 30 сантиметров;
• Коаксиальный кабель сопротивлением 50 или 75 Ом;
• Кусок фольги или DVD-диск в качестве рефлектора;
• Инструменты: нож, паяльник, пассатижи, клей, линейка и карандаш;
• Пластиковая крышка от бутылки для разделения антенны от рефлектора.

Изготовление биквадрата Харченко

На фотографиях самодельных антенн для 3G модемов можно увидеть его примерный вид. Для начала необходимо сделать на медной проволоке разметку карандашом: длина внешней стороны каждого из квадратов должна составлять примерно 35-36 мм.

Аккуратно погнуть проволоку по разметке, помогая себе пассатижами. Должна получиться симметричная конструкция из двух квадратов, соприкасающихся углами. Оставшиеся куски проволоки удалить.

Проделать в крышке отверстие, в него продеть конец кабеля. Кабель раздилать, оголив внутренний проводник и экран для пайки.

Дальше следует припаять антенну к кабелю и подключить её к модему. Пайка проходит следующим образом: к середине антенны с одной стороны припаять центральную жилу, с другой - экран. Затем придвинуть крышку к антенне, можно дополнительно укрепить и изолировать конструкцию клеем или герметиком.

Через отверстие вставить диск-рефлектор в провод, продвинуть его к антенне и приклеить к крышке. Припаять к кабелю с другой стороны разъём для подключения к модему. Подсоединить антенну к модему. Наслаждаться результатом своей работы!

Антенна “двойное кольцо”

Следующий способ создания самодельной антенны сложнее в исполнении, но даёт больший эффект. Для его выполнения потребуется:

• Медная проволока или провод;
• Рефлектор - плоская длинная консервная банка, кусок фольги и т.д;
• Коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом;
• Короткая металлическая трубка, в которую можно продеть кабель;
• Разъём для подключения антенны к модему;
• Инструменты: паяльник, нож, линейка и карандаш.

Подробная инструкция по изготовлению:

• Поищите в Интернете схему Bi-Loop антенны для 3g модема - на ней вы увидите похожую на антенну Харченко конструкцию, но в виде двух колец;
• Сделать карандашом на проволоке разметку: для волн длиной 2050 МГц длина каждого кольца должна составлять примерно 146 мм;
• Аккуратно согнуть из проволоки двойное кольцо. Также можно изготовить два кольца с зазорами длиной примерно 3 мм и припаять их концами друг к другу, оставив зазоры открытыми;
• Изготовить рефлектор. Минимальные размеры: высота - 120 мм, ширина - 170 мм. Подойдёт любая металлическая панель, из подручных средств можно использовать фольгу или жесть от консервной банки;
• Проделать посередине рефлектора отверстие, через которое вставить металлическую трубку -со стороны соединения с антенной длина трубки должна составлять примерно 18 мм! Припаять трубку к рефлектору с другой стороны;
• Разделить ножом кабель: экран следует запаять, а проводник слегка оголить;
• Продеть кабель в трубку и припаять к ней антенну: верхнюю часть следует припаять к проводнику, а нижнюю - к медной трубке;
• Запаять трубку и оплётку кабеля;
• Дополнительно для усиления сигнала можно использовать спутниковую тарелку, установив готовую антенну на кронштейн;
• Другой конец кабеля следует соединить с разъемом для подключения к модему с помощью паяльника;
• Подключить антенну к модему. Готово!

Теперь вы знаете несколько способов, как сделать антенну для 3G модема своими руками. Приведённые выше способы должны помочь вам решить проблемы с низкой скоростью интернет-соединения.

Фото антенн для 3g модема

На тему дополнительных внешних антенн для сетей 3G есть много противоречивой информации на различных сайтах. Имеется в виду как конструкция самих антенн, так и размеры ее составных элементов. Я и сам столкнулся с такой проблемой, как крайне неудовлетворительное качество работы 3G модема и низкая скорость соединения при удаленности от ближайшей антенны сотового оператора. Поэтому пришлось перепробовать множество различных вариантов, предлагаемых, в частности, в интернете. Варианты с выносом самого модема «на улицу» при помощи USB удлинителя отпали сразу. Во-первых, при большой длине такого удлинителя модем может просто не работать (падение напряжения питания, некачественные провода и экранирование), а во-вторых - модем в принципе не предназначен для работы в уличных условиях. Влага и перепады температур вряд ли позволять ему работать нормально долгое время. Поэтому стояла задача найти приемлемый комнатный вариант направленной антенны и, судя по многочисленным положительным отзывам, таким вариантом может являться «зигзаг Харченко» (или «Би-квадрат»)...

Вариантов изготовления такой антенны множество, в том числе и на зарубежных сайтах. Конструкция и размеры при этом отличаются, так что пришлось сделать более десятка различных предлагаемых вариантов, чтобы найти наиболее приемлемый и реально действующий на практике.

Есть специальные программы для расчета 3G антенн , можно воспользоваться ими, но в данном случае размеры антенны можно легко подсчитать, зная нужную нам рабочую частоту - 2100 МГц (для 3G сигнала). Рассчитываем длину волны, для этого нужно разделить скорость распространения радиоволн (300000 км/сек) на частоту: 300000 / 2100000 = 0, 143 м. Периметр рамки должен быть равен длине волны, то есть 143 мм, тогда сторона квадрата будет составлять: 143 / 4 = 35,75 мм. Во многих же источниках даны совершенно разные длины сторон - от 27 до 53 мм… Очевидно, что такие антенны рассчитаны уже на другой диапазон частот (GSM или Wi-Fi или вообще неведомые мне) и хорошо работать будут только в этом диапазоне. Для случая с 3G сигналом антенна будет выглядеть так:

Для ее изготовления потребуется медный провод диаметром 2,5…4 мм (можно использовать алюминиевый или стальной, но их сложно паять, а стальной еще и изгибать). Провод нужного диаметра можно взять, например, из силового кабеля NUM 3х2,5 (2х2,5) или подобного. Периметр каждого квадрата равен длине волны - 143 мм. Поскольку антенна у нас состоит из двух квадратов, то понадобится отрезок провода, равный 2 х143 мм = 286 мм.

Коэффициент усиления антенны примерно 6 дБ. При ее изготовлении все размеры нужно соблюдать как можно точнее, от качества ее изготовления сильно зависит и качество работы. Следует заметить, что любая антенна (без усилителя) не усиливает сигнал как таковой, а выделяет его на фоне других сигналов и различных помех (если антенна не широкополосная). За счет этого мы и получаем нужный нам сигнал, уровень которого гораздо выше уровня помех. Поэтому соблюдение размеров антенны важно. Чтобы увеличить усиление до 9 дБ, можно применить рефлектор - металлическую пластину размерами на 10 % больше площади антенны (в разных источниках приводятся разные размеры рефлекторов. На практике увеличение размеров рефлектора не критично, то есть он может быть больше).

Рефлектор можно сделать из любой металлической пластины или даже из сетки/решетки с некрупными ячейками. Можно также взять, например, фанеру или толстый картон и наклеить на него фольгу. Расстояние от рефлектора до антенны тоже важно, от этого зависит, например, входное сопротивление. Теоретически (из разных источников) это расстояние должно составлять четверть длины волны, в нашем случае: 143 / 4 = 35,75 мм. Но моя антенна, например, лучше работает при расстоянии 18 мм (это получается 1/8 длины волны). Видимо так она лучше согласуется по сопротивлению с используемым мною соединительным кабелем (обычный «совдеповский»телевизионный антенный кабель).

Немного о кабелях. Они бывают, во-первых, разного качества, во-вторых - волновое сопротивление может быть 50 или 75 Ом, это нужно учитывать. Сопротивление беспроводных модемов, насколько мне известно, равно 75 Ом. Поэтому лучше, конечно, использовать 75-омный кабель. Судя по многочисленным рекомендациям, лучше использовать кабель марки 10D-FB, 8D-FB, 5D-FB (в порядке ухудшения качества) из-за малых затуханий. Похуже кабель RG-8X, RG-6. Поэтому при большой длине кабеля выбирайте более качественный вариант, иначе можно потерять все то «усиление», которое получим от самодельной 3G антенны . Предлагаю делать вариант антенны с возможностью изменять расстояние от антенны до рефлектора и подбирать оптимальное расстояние при настройке. Для этого берем отрезок медной трубки подходящего диаметра (туда должен входить наш кабель), можно взять от телескопической антенны для приемников/телевизоров:

В пластине рефлектора сверлим отверстие в центре, чтобы туда плотно входила эта трубка. Она не должна свободно болтаться, тогда ее можно не припаивать к рефлектору и при настройке сдвигать, регулируя расстояние до плоскости антенны.

Сквозь эту трубку пропускаем кабель, конец которого очищен от изоляции и экрана:

В разных источниках присутствует и разная информация о том, должен ли быть контакт трубки с рефлектором, или же ее надо изолировать. Пробовал делать и так, и этак - разницы никакой нет. При точно выдержанных размерах и правильно установленном расстоянии от рефлектора до антенны все работает нормально.

Плоскость 3G антенны должна быть строго параллельна плоскости рефлектора. Таким образом мы получим конструкцию, которая позволить нам двигать трубку, увеличивая или уменьшая расстояние от антенны до рефлектора. Вес антенны небольшой и в принципе она нормально держится на пайке. Но для большей прочности после настройки лучше все же использовать «подкладки» из диэлектрика (пластик, кусочки текстолита и др.) по краям антенны, как показано на фото ниже:

Потому что даже небольшой перекос и не параллельность могут сильно снизить уровень сигнала. Кабель лучше всего припаять напрямую к антенне, но можно сделать и разъемную конструкцию, закрепив ВЧ разъем на обратной стороне рефлектора или на небольшом отрезке кабеля:

В своём варианте использовал антенный разъем от ДМВ блока телевизора, но для таких частот конечно лучше применить специальные ВЧ разъемы, как на фото ниже:

Ну и теперь соединяем антенну с модемом. Если на вашем модеме есть внешнее антенное гнездо, то вам повезло) и нужно только купить соответствующий ответный разъем и подпаять его к кабелю. Если же антенного разъема нет, как, например, у меня, то нужно сделать своеобразный адаптер, который просто надевается на модем снаружи и передает сигнал на встроенную антенну модема методом переизлучения. На одном из сайтов недавно видел такую вот конструкцию:

Из медной фольги вырезаем полосу шириной 45 мм, обворачиваем ею модем и запаиваем концы. Получается «кольцо» высотой 45 мм, которое плотно надевается на модем. Припаиваем к нему центральный проводник кабеля. Затем вырезаем из такой же фольги полосу длиной 76 мм и шириной 27 мм, изгибаем в виде «полукольца» и припаиваем его к оплетке (экрану) кабеля (все размеры даю такие, как видел на сайте, не помню что за сайт был. И исходя из чего они рассчитывались не знаю, там не было это описано к сожалению). Получается в результате нечто подобное:

Вся эта конструкция может сниматься/надеваться на модем и перемещаться по самому модему.

Это нужно для того, чтобы найти оптимальное положение на модеме когда связь между внутренней антенной модема и эти адаптером окажется оптимальной. В модемах МТС, например, внутренняя антенна расположена рядом с USB разъемом, поэтому адаптер на фото сдвинут к этому краю. В модемах Мегафон и Билайн наоборот - антенна с другого конца, поэтому надо сдвигать туда. Честно говоря, есть способ проще - просто обмотать оголенную центральную жилу кабеля вокруг модема в районе его антенны несколькими витками:

Количество витков 2 - 5, подбирается экспериментально, по максимальному уровню сигнала.

Теперь можно воткнуть модем в разъем компа и настраивать антенну. Расположить ее надо у окна или напротив него в направлении на ближайшую к вам передающую вышку. У меня, например, прямое направление на вышку закрыто стоящим напротив домом, поэтому направил антенну не на вышку, а между домами и поймал таким образом отраженный сигнал:

Такой сигнал конечно значительно слабее чем если был бы прямой, тем не менее этого достаточно для значительного улучшения работы модема! Если, например, вынести антенну и поднять, скажем, на крышу, то понадобится метров 15 кабеля и потери в нем тоже будут не маленькие. Поэтому такой вариант меня лично вполне устраивает.

Расположив антенну отрегулируйте расстояние от антенну до рефлектора, сдвигая трубку. Ориентироваться надо по уровню сигнала и для этого лучше использовать специальные программы, например программу «MDMA» (можно скачать в интернете), где есть шкала уровня сигнала в децибелах. Ориентироваться можно и в стандартной программе-коннекте для вашего модема по уровню антенны, но это не очень удобно, потому что там какая то запоздалая реакция - вы поворачиваете антенну чтобы поймать максимальный сигнал, а программа реагирует на это с запозданием в несколько секунд. Помимо программы MDMA есть и другие подобные, но, например с моим модемом они работать почему то не хотят (модем МТС MF-192+). Поэтому при настройке ориентировался все же по количеству антенных «палок». При этом вовсе не обязательно, чтобы уровень сигнала составил полную шкалу палок! В моем случае без антенны сигнал не ловился вообще, или же появлялся кратковременно на пару минут и связь затем уходила в режим EDGE/GPRS, где сигнал более сильный. С антенной уровень сигнала тоже «не зашкаливает» конечно, учитывая что сигнал ловлю все-таки отраженный, а не прямой. На значке антенны две «палки», иногда три, в зависимости от погодных условий. Иногда даже падает до одной, однако при этом связь всегда устойчива и скорость выше, чем без антенны в десятки раз! Чтобы не быть голословным, приведу скриншоты с уровнями сигнала без антенны и с антеннами разных конструкций, которые испытывал (фото всех вариантов антенн есть в начале статьи).

ИСПЫТАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ АНТЕНН ДЛЯ 3G

1. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 53 мм:

2. С антенной «двойной би-квадрат» (где 4 ромба) и размер стороны ромба 35 мм:

3. С антенной «тройной би-квадрат» (где 6 ромбов) и размер стороны ромба 35 мм:

4. С антенной «би-квадрат», где размер стороны ромба 35,75 мм (та, изготовление которой и описано в данной статье):

В «родной» программе коннект-менеджера МТС это выглядит так:

Без антенны скорость соединения была на уровне 30 - 70 кбит/сек. Так что разница очевидна. Вовсе не стану утверждать, что другие антенны, которые я испытывал, менее эффективны чем эта. Скорее всего там были даны размеры не для сигнала 3G, а для других сигналов - GPRS, … Хотя в описаниях к ним и указывалось, что это конструкции именно для 3 G. В условиях приема прямого, а не отраженного, как у меня, сигнала, возможно они работали бы лучше. Но все равно расчеты показывают, что там какой-то другой диапазон частот. Наибольший коэффициент усиления можно получить при стороне ромба, равной длине волны, умноженной на коэффициент 0,375 (143 мм х 0,375 = 53,6 мм). Но у меня почему-то такая антенна работала хуже (см. 1.скриншот). Также есть рекомендации «сжать» ромбы по ширине до угла 120о, это уменьшит внутреннее сопротивление антенны и будет лучшее согласование с 75-омным кабелем:

Есть еще варианты изготовления такой антенны с кольцами вместо ромбов (из такого же отрезка провода выгибаются два кольца). Этот вариант не пробовал и сказать поэтому ничего не могу. Пока остановился на варианте, который здесь описал. Да, еще один момент - в зависимости от поляризации принимаемого сигнала антенну нужно располагать соответственно - горизонтально или вертикально. У меня она стоит горизонтально. Кроме того, такую антенну можно расположить в фокусе антенны-тарелки (рефлектором от тарелки), что значительно увеличит качество сигнала. В этой статье предоставил вам всю имеющуюся у меня на данный момент информацию. С вами был Барышев Андрей.

Во всех 3G модемах есть внутренние антенны. В некоторых моделях их даже по две-три. Об этих антеннах никто и не задумывается, пока модем без проблем прокачивает через себя пяток-другой Мбит в секунду. Но если скорость составляет считанные килобиты и если компьютер с модемом уже побывал во всех углах комнаты в поисках хоть какого-то сигнала, но так его и не нашёл, то первое, что может помочь – это внешняя антенна.

У некоторых модемов есть специальный разъём для подключения внешней антенны. Минусы такого способа:
- необходимо найти кабель-переходник с подходящим конкретно для этого модема ответным разъёмом;
- на разъёме будут лишние потери сигнала;
- разъём очень хрупкий, и пара неаккуратных подключений может сломать его.
Из достоинств такого разъёма – только его наличие.
Многие модели модемов такого разъёма не имеют. Как раз к такому модему мы и будем подключать внешнюю антенну. Для этого из инструментов потребуются: отвёртка, паяльник, острый нож. А также умение паять или лишние деньги на новый модем.
Итак, наш пациент – 3G модем Huawei E171от МТС:

Аккуратно вскрываем корпус и вынимаем из него модем. Вот его обратная сторона, (но она нам неинтересна).


На лицевой стороне расположены: модуль для карты памяти, контакты для SIM-карты, радиомодуль под крышечкой, разъём, внутренняя антенна и USB-выход.


Интересно, что этот разъём недоступен без разборки корпуса, то есть почти все обладатели этого модема об этом разъёме даже не подозревают. Пусть он остаётся на месте, он нам не нужен и нисколько не мешает. А мешает нам внутренняя антенна:


Антенна вытравлена прямо на плате, и нам необходимо её отключить. Для этого сначала выкусываем SMD-конденсатор, предназначенный для резонансной согласовки антенны. Потом небольшой фрезой, зажатой в дрель, делаем пропил по антенне, оставляя только небольшую площадку для припайки кабеля. Разрез делаем неглубоко, так как печатная плата многослойная. Прозваниваем тестером, успешно ли прошла «ампутация» и нет ли КЗ между площадкой под припайку кабеля и отрезанной антенной. Кстати, иногда эта площадка может иметь КЗ на землю – таковы особенности архитектуры некоторых модемов. Если бы мы не отрезали внутреннюю антенну, то после подключения внешней антенны сигнал бы делился между ними, возникло бы рассогласование и ничего бы не получилось.


Интересно, есть ли ещё шанс вернуть этот модем по гарантии?
Следует отметить, что в некоторых модемах внутренняя антенна сделана в виде колпачка с излучающими элементами. Этот колпачок легко сдёргивается с платы, так что ничего перерезать не придётся.
После «ампутации» берём кусочек коаксиального кабеля RG174, сопротивлением 50 Ом, длиной 15 см (длиннее не надо, т.к. на таком кабеле большие потери сигнала), F-разъём и разъём типа «тюльпан». Найти всё это можно в магазине радиодеталей.


С «тюльпана» скручиваем колпачок, остальное выбрасываем. Зачищаем кабель.


Припаиваем жилу к центральному выводу F-разъёма, оплётку – на его землю, надеваем колпачок на разъём.


Тщательно отмеряем и высверливаем отверстие в одной из половинок корпуса. Продеваем кабель сквозь это отверстие.


Припаиваем кабель к модему. Паяем быстро, точно и аккуратно, не перегреваем плату. Центральную жилу припаиваем на площадку, оставшуюся от внутренней антенны; оплётку припаиваем к любому месту, являющемуся землёй и расположенному как можно ближе к площадке с припаянной центральной жилой.






Собираем модем. Теперь из модема торчит кабель и мешает крышке закрыться до конца. Поэтому аккуратно фрезеруем её.




Делаем кабельную сборку длиной до 15 метров и подключаем к модему внешнюю 3G антенну на частоты 1900-2200 МГц усилением 14 дБ.


Пришла очередь проверить эту конструкцию в действии. Для теста были перепаяны модемы Huawei E171 от МТС и ZTE MF190 от Билайна. Было приобретено ещё два точно таких же модема – в качестве эталонов, чтобы было с чем сравнивать.




Целью теста была оценка прироста скорости 3G интернета у перепаянного модема с внешней антенной по сравнению с эталонным модемом со стандартной внутренней антенной. Мы ни в коем случае не выясняли, какой из операторов «лучше», или какая модель модема «правильнее». Мы сравнивали только модем с внешней антенной и модем со стандартной антенной.
Замеры проводились в обычной квартире, в спальном районе. Мы мерили скорость спидтестом, каждое измерение делали по 10 раз и потом находили среднее значение.
Вот результаты:

ZTE MF190 со штатной антенной (Билайн, режим 3G)

• Ping 218 мс
• Downlink 0,46 Мбит/с
• Uplink 0,16 Мбит/с

• Ping 99 мс
• Downlink 1,16 Мбит/с
• Uplink 0,66 Мбит/с

• Ping не было
• Downlink 0 Мбит/с
• Uplink 0 Мбит/с

• Ping 310 мс
• Downlink 0,47 Мбит/с
• Uplink 0,03 Мбит/с

От модема, покупать антенну на рынке вовсе не обязательно. Сделать ее самостоятельно довольно просто. Однако следует учитывать, что вибраторы по форме отличаются сильно. Если рассматривать самые простые модификации, то они делаются из металлических банок. В свою очередь, антенны с частотой более 500 Гц требуют установки вибратора. Чтобы подробно разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть некоторые разновидности моделей и изучить их конструкции.

Модель из банки

Делается антенна для 3G-модема своими руками из пивной банки довольно просто. В первую очередь для усиления сигнала подбирается усилитель операционного типа, который можно приобрести в любом магазине радиотехники. Непосредственно в банке для него необходимо сделать отверстие. При этом крышка для работы не понадобится. Кабель с этой целью можно использовать коаксиального типа. Однако для лучшей передачи сигнала применяются диффузоры с высокой пропускной способностью. Также они могут значительно повышают частотность устройства. Чтобы установить диффузор к антенне, можно воспользоваться паяльной лампой. Еще антенна для 3G-модема своими руками из банки может делаться при участии регулятора.

Антенна с медной обмоткой

Собирается с медной обмоткой антенна для 3G-модема своими руками домашних условиях не сильно просто. С этой целью вибратор подбирается прямоугольной формы. При этом боковые стойки его должны быть загнуты. Все это необходимо для того, чтобы лучше улавливать сигнал. Непосредственно центральный штырь нужно устанавливать на пластине. С этой целью в ней следует сделать отверстие небольшого размера. После этого для фиксации штыря используется паяльная лампа.

Обмотка в данном случае должна располагаться на нижней мачте. На этом этапе проволоки нужно заготовить довольно много. Непосредственно передача сигнала должна осуществляться через диффузор. Устанавливается он, как правило, с лучевым транзистором. Подсоединение антенны важно выполнять только через расширитель. В основном он в магазинах продается с медными контактами. Чтобы закрепить антенну на крыше или стене, важно приобрести металлические дюбеля. Также у основы мачты требуется приварить опору.

Устройство на алюминиевой мачте

Делается данного типа антенна для 3G-модема своими руками (фото показано ниже) довольно быстро. Если рассматривать модификацию на 400 Гц, то длина вибратора должна составлять не более 40 см. При этом высота стойки зависит от толщины пластины. В среднем она размер имеет 50 см. Вибратор устанавливать можно при помощи сварочного аппарата. Однако перед этим боковым стойкам необходимо придать нужную форму. С этой целью придется воспользоваться станком. После закрепления опор можно переходить непосредственно к диффузору. С этой целью заготавливается в первую очередь лучевой транзистор. Далее важно для соединения антенны использовать аналоговый преобразователь. Однако следует понимать, что стойки должны фиксироваться довольно жестко. В данном случае необходимо предусмотреть суровые погодные условия.

Использование алюминиевых стоек

Делается с алюминиевыми стойками антенна для 3G-модема своими руками (схема показана ниже) при помощи вибратора. Для этих целей его целесообразнее подбирать стального типа. Далее, потребуется установить непосредственно диффузор. С целью изменения частотности антенны многие специалисты рекомендуют устанавливать мощные модуляторы. Монтировать их важно у передней стойки. Чтобы скрыть провода, следует воспользоваться изоляционной лентой.

В процессе сборки вибратора особое внимание необходимо уделить боковым стойкам. Как правило, их устанавливают под небольшим углом. Все это необходимо для лучшего принятия сигнала. Также следует учитывать, что основы для антенны могут делать как со стальных, так и алюминиевых пластин. Непосредственно подключение модели может осуществляться через цифровые преобразователи. Найти их в магазине можно на два и на три контакта. В данном случае лучше остановиться на первом варианте.

Антенна на 300 Гц серии CDMA

Собирается на 300 Гц антенна для 3G-модема своими руками CDMA по-разному. В данном случае многое зависит от формы вибратора. Если складывать ее прямоугольного типа без боковых стоек, то диффузор можно подбирать низкой чувствительности. Непосредственно сборку модели стоит начинать с установки мачты. На первом этапе на нее крепится металлическая пластина. Далее на ней необходимо сделать четыре отверстия по углам. С этой целью можно воспользоваться дрелью. Далее останется только зафиксировать центральный штырь при помощи сварки. При этом передняя часть вибратора должна находиться под небольшим углом. Проводники для подключения важно подсоединять непосредственно к преобразователю. Его в свою очередь часто устанавливают на задней стороне вибратора.

Модель на 400 Гц

Складывается на 400 Гц антенна 3G-модема своими руками при помощи мощного диффузора. На сегодняшний день пользуются большим спросом модификации с модуляторами. Как правило, они продаются многоканальными. Для их нормальной работы дополнительно потребуется приобрести проходные конденсаторы. Устанавливать их важно на вибраторе. Непосредственно пластина припаивается в первую очередь. Далее крепятся проводники для подсоединения к модему. Только после этого появится возможность установить диффузор. В конце работы останется сделать обмотку и закрепить основу антенны.

Устройство антенны на 500 Гц

Делаться на 500 Гц антенна для 3G-модема своими руками может по-разному. В данном случае многое зависит от типа вибратора. Также следует учитывать параметры диффузора. Если рассматривать самую простую модель, то вибратор целесообразнее подбирать прямоугольной формы. При этом диффузор должен обладать малой чувствительностью. Для этого толщина металла не должна превышать 1.2 мм. Боковые упоры закрепить на антенне можно при помощи паяльной лампы. В данном случае преобразователь крепится на задней стороне панели.

С этой целью придется сделать в ней отверстие. Только после этого устанавливается проходной конденсатор. Все контакты его необходимо изолировать, поскольку в противном случае замыкания будут происходить довольно часто. Также следует учитывать, что преобразователь нужно фиксировать жестко. В некоторых случаях его устанавливают с расширителем. В такой ситуации частотность модели можно менять при помощи модулятора. Однако самостоятельно изготовить антенну данного типа довольно сложно.

Модификации с фидером

Делается данного типа антенна для 3G-модема своими руками при помощи вибратора. Его необходимо устанавливать только прямоугольной формы. При этом стойки для него делаются алюминиевые. В данном случае фидер устанавливается на пластину. При этом центральная часть должна длину иметь около 2,4 см. Боковые стойки в этой ситуации подбираются небольшой толщины.

Транзисторы для принятия сигнала, как правило, используются лучевого типа. В среднем частота такой антенны колеблется в районе 400 Гц. Дополнительно следует учитывать, что модуляторы для модели подходят только широкополосные. В свою очередь, преобразователи используются самые разнообразные. Если рассматривать модель с регулятором, то модулятор целесообразнее подбирать аналогового типа. С этой целью на пластине проделываются два отверстия, которые понадобятся для фиксации устройства. Однако перед этим важно закрепить непосредственно диффузор. Следующим шагом устанавливаются проводники для подсоединения.

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.

Устройство вертикальной поляризации без оплетки

Собрать антенну данного типа можно довольно просто, если заранее подготовить диффузор для нее. Если рассматривать модификацию на 400 Гц, то его следует подбирать исключительно циклический. В данном случае проводимость устройства будет зависеть от мощности конденсаторов. При этом преобразователи часто монтируются проходного типа. Для того чтобы собрать модель в первую очередь важно заняться вибратором.

С этой целью стандартно подготавливаются небольшой толщины листы металла. Только после этого можно приступать к боковым порам. Для этого используются только алюминиевые прутья. Самостоятельно их изогнуть можно при помощи станка. В свою очередь, центральная жила монтируется только после диффузора. Далее можно закрепить на антенне модулятор для изменения частотности. Следующим шагом крепится непосредственно регулятор. Для того чтоб соединить антенну с модемом, потребуется припаять блок с контактами.