Малогабаритная антенна для модема 4g. Внешняя LTE антенна

В настоящее время технология 3G позволяет одновременное использование голосовой телефонной связи и передачи данных. Существует три основных типа антенн Huawei, ZTE и др., которые необходимы для улучшения према сигнала сети на частотах 2100 МГц (3G), 2600 МГц (4G LTE), 900 Мгц (2G / GSM / 3G) и доступны частному клиенту: направленные, всенаправленные и панельные антенны.
Направленные 3G, 4G LTE и GSM антенны типа "волновой канал" или Yagi, как их назвают за границей, требуют точных установки и настройки (наведения) антенны на базовую станцию (БС) оператора, чтобы получить максимальную пользу от ее использования. Направленные антенны Huawei / ZTE имеют максимальное усиление по сравнению с другими типами антенн. Некоторые из них даже способны обеспечить сигнал там, где его раньше не было, на расстоянии до 10 км (в зависимости от частоты). Направленные антенны Yagi часто используются в области: в деревенских и частных домах, на дачах, в коттеджах, садовых домиках и т.д.
Всенаправленные (или круговые) 3G / 4G LTE / GSM антенны Huawei / ZTE могут принимать сигналы с любых направлений и не должны быть направлены непосредственно на местные БС. Большинство круговых антенн являются мобильными, т.е. легки в транспортировке, но существуют и стационарные всенаправленные антенны Huawei. Как правило, они делаются на магнитных базах для использования на автомобилях. Данный тип антенн полезен для пользователей, которые хотят усилить существующий, но слабый сигнал. Коэффициент усиления у всенаправленных антенн гораздо ниже, чем у направленных.
Панельные антенны 3G и 4G LTE являются чем-то средним между стационарными направленными и стационарными круговыми. Они гораздо проще в наведении на БС оператора, но также требуют усилий по креплению и настройке. Усиление у панельных антенн Huawei, как правило, больше, чем у круговых, но меньше, чем у направленных. Подвид панельных антенн - 3G / 4G LTE MIMO панельные антенны (антенны с двойной поляризацией) применяются, как правило, в стандарте 4G LTE, реже - в 3G. Чаще всего MIMO антенны бывают панельными, но встречаются и круговые (всенаправленные) MIMO антенны, и даже - направленные MIMO антенны "волновой канал" или логопериодические.
Существует также четвертый тип 3G / 4G LTE / GSM антенн - вернее, разновидность всенаправленных - так называемые клип антенны, которые предназначены для крепления прямо на экране ноутбука пользователя. Лучше всего данный вид подходит для пользователей, которые путешествуют и используют свои компьютеры в районах с достаточно хорошим сигналом сети. Антенна-прищепка (а именно так переводится "клип" с английского языка) используется не столько для усиления сигнала, сколько для поддержания его. Коэффициент усиления у клип-антенн Huawei / ZTE наименьший из всех.

Рабочие частоты сетей 3G и 4G LTE из-за своих технических особенностей имеют очень хорошую проникаемость, но очень плохое покрытие - максимум до 2-х километров от базовой станции в зоне прямой видимости - которое, естественно, уменьшается в несколько раз из-за того, что волна которая экранирует практически от любой помехи (пускай и не сильно), вследствие чего мощность сигнала очень сильно падает, доходя до абонента. Для чего и нужны антенны, которые в большинстве случаев достаточно выставить на подоконник с внешней, либо даже с внутренней стороны окна, и они дотянутся до сигнала сети - в случае использования устройств третьего и четвертого поколений в городской черте, но за городом, в области, "в полях" рекомендуется использовать направленные панельные антенны и "волновой канал", которые могут дать усиление до 2-х раз больше круговых. Вторая проблема, а вернее даже разновидность первой, связана с работой сети в области - в этом случае плохой прием связан с особенностями местности: низины, леса, поэтому выносные антенны монтируются на крыше по принципу чем выше, тем лучше, но не надо забывать также о том, что внешние направленные антенны надо чётко направлять на ближайшую базовую станцию оператора.

Использование всенаправленных антенн в области ограниченно, т.к. они уступают по усилению направленным, а количество базовых станций в области гораздо меньше, чем в городе. Еще одна проблема - это несколько десятков модемов разных производителей, которые имеют разные антенные разъемы, как правило, 2-х видов: TS9 и CRC9, поэтому при выборе антенны необходимо точно знать модель имеющегося модема или модель, которую Вы собираетесь покупать.

Перед тем, как купить антенну 3G (UMTS) или LTE 4G для USB модема Мегафон, МТС, Билайн, YOTA, Ростелеком (а имеено это устройство является самым распространенным у всех операторов связи) или роутера (маршрутизатора) необходимо понимать, что действие любых антенн является ограниченным: так, купив внешнюю направленную антенну 3G / LTE 4G, абонент вправе рассчитывать на усиление сигнала 3G / 4G LTE модема на расстоянии не более 5 км от базовой станции оператора: радиус покрытия 3G составляет всего 2-2,5 км, а LTE 4G - и того меньше - 1,5-2 км. Поэтому людям проживающим более, чем в 5 км от БС оператора, необходимо использовать усилители сигнала - репитеры, которые могут "приблизить" абонента к базовой станции, даже если он находится в 10 км и более от вышки оператора. Надо также знать, что усилители (репитеры) 3G / 4G LTE или "активные антенны", как их иногда называют, как правило, не являются универсальными для обеих частот в отличие от антенн, многие из которых могут работать на частотах 2100-2600 МГц, а четко распределены по частотам: либо 3G, либо LTE 4G. Существуют репитеры, способные работать на обеих частотах, но это, как правило, два репитера в одном корпусе - цена данных устройств такова, что проще купить два усилителя разных частот, чем один такой "универсальный".

Стоит отдельно остановиться на антеннах и усилителях YOTA - LTE 4G антеннах, которые способны усиливать сигнал самого востребованного оператора четвертого поколения. В обшем-то, они ничем не отличаются от антенн 4G LTE для операторов МТС и Мегафон: те же рабочие частоты 2500-2700 МГц, те же виды - направленные и всенаправленные, но за одним только исключением: модемы YOTA в отличие от модемов других операторов не имеют стандартных разъемов для антенн 3G / 4G LTE (CRC9 или TS9), поэтому подключить к ним антенну становится проблематичным - либо самому высверливать отверстия и "дотягиваться" до сервисных разъемов MS156, либо "впаивать" стандартные разъемы (например, SMA) самому. Большинство пользователей делать это не умеют, и именно для них производители придумали антенны со встроенным модемом - модем впаян в панельную 3 4G антенну, а работа с ней осуществляется с помощью выведенного USB-кабеля. Данные MIMO антенны YOTA являются в большинстве случаев внешними, но существуют и экземпляры для применения внутри зданий. Данные антенны неплохо себя зарекомендовали, поэтому в последующем производители стали выпускать универсальные антенны со встроенными 3G / LTE 4G модемами - пользователь имеет доступ к модему и может сам без труда менять SIM-карты операторов.

Надо отметить, что цена антенн 3G / 4G антенн не всегда зависит от усиления: не малую роль играют габариты, удобство монтажа и использования, эстетика и т.д.

Многие пользователи ищут в поисковых системах Интернета т.н. усилители модемов или усилители сигналов для модемов, не понимая, как эти устройства работают, да и как выглядят тоже. Антенны, по сути, и являются теми самыми усилителями для модемов.

В поисковиках немало запросов на тему антенна 3G 4G LTE своими руками: наиболее распространенными вариантами самодельных антенн являются "биквадрат" или антенна Харченко, "волновой канал" или Yagi-антенна, панельная антенна - фазированная решетка или контурная антенна. И если биквадрат сделать самому сравнительно просто - нужна медная проволока и небольшой лист металла, а несложные расчеты можно найти в Интернете, то уже Yagi-антенну сделать намного сложнее, хотя и расчеты не намного сложнее, а о панельной антенне и говорить нечего - человек, сталкивающийся с этим впервые вряд ли справится с этим с первого раза. Так, для антенны Yagi понадобятся алюминиевые трубки или стальные прутья и инструмент для их крепления (в случае металлических прутьев - сварочный аппарат), для панельной антенны - металлический лист, ножницы по металлу и некоторая сноровка. Надо также понимать, что чем проще сделать антенну 3G 4G LTE своими руками, тем меньше у нее усиление: у антенны Харченко - до 8-9 дБи, у волнового канала - до 16-18 дБи, у панельной антенны - до 20 дБи.

Антенные переходники (пигтейлы) для подключения внешних усиленных антенн к модемам и мобильным роутерам третьего (3G UMTS/HSPA) и четвертого (4G LTE) поколений, подходят ко всем USB-модемам и портативным роутерам, имеющим антенный разъем, могут иметь разъемы с другой стороны: FME-male, N-male, SMA-female.

Универсальный 4G LTE + 3G модем. Имеет антенные разъемы и небольшие размеры. Работает с любыми SIM-картами всех российских и европейских операторов связи (YOTA, Мегафон, МТС, Билайн, Ростелеком, Tele2, Altel, Мотив, Таттелеком / Летай и др.). Поддерживает скорость до 100 Мбит/сек. Идеален для использования с ноутбуками за границей.

Антенный адаптер SMA-FME для подключения внешней круговой или направленной антенны к роутерам Huawei B970/B970b, B260/B260a, B660, B683/B660, B681/B8L, B220, B960, B593, E5172, B880, B890, B315, В310, NetComm 3G9WB, 3G21WB, 3G25WR, 3G42W, ZTE MF28G, MF283, Zyxel LTE и др.

Производители выпускают два типа внешних направленных 3G антенн. К первому типу относятся классические направленные антенны «волновой канал» или «Yagi». Коэффициент усиления у них зависит от количества элементов на основном волноводе и может достигать 21 дБ. Недостатком такой конструкции считается ее узконаправленный луч. То есть антенна данного типа должна быть направлена на базовую станцию с достаточно высокой точностью.

Ко второму типу направленных внешних 3G антенн относятся панельные антенны для модемов . Панельная антенна имеет корпус в виде плоского квадрата или прямоугольника. Внутри него расположен волновод, выполненный из фольгированного текстолита или из двух металлических пластин. Одна из пластин выполняет функцию отражателя, а другая источника излучения. Коэффициент усиления такой антенны может достигать 25 дБ. Она устойчива к боковым помехам, не требует высокой точности настройки на базовую станцию и выдает стабильный устойчивый сигнал.

Направленные внешние 3G антенны чаще всего используют в пригороде, в загородных домах, на дачах.

Всенаправленная внешняя антенна для 3G модема представляет собой вертикальный волновод. Такая антенна очень проста в монтаже и может принимать сигнал с любого направления. Коэффициент усиления всенаправленной 3G антенны зависит от длины волновода и составляет 6 - 12 дБ. Наиболее распространены волноводы длиной 30 - 80 см. Всенаправленные внешние 3G антенны применяют для усиления сигнала на водных катерах в автомобилях, а также на объектах где необходима быстрая организация связи.

Из-за высокой частоты 3G сигнал практически не может огибать препятствия. При значительном удалении от базовой станции, чаще всего в пригороде или в области, наблюдается значительное ухудшение приема. Особенности рельефа местности также влияют на качество сигнала. Если дом расположен в низине, или между ним и базовой станцией имеются какие-либо препятствия, усилитель сигнала 3G придется монтировать на максимально возможной высоте - на крыше дома или на мачте. При монтаже направленной антенны следует помнить о необходимости ее точного наведения на базовую станцию.

При покупке 3G антенны следует понимать, что действие ее ограничено расстоянием до базовой станции оператора связи. На качественное усиление и уверенный прием сигнала можно рассчитывать только на расстоянии до 10 километров от базовой станции. Причем последняя должна находиться в зоне прямой видимости.

Для усиления LTE сигнала применяют 4G антенны. Конструкцией любого 4G модема предусмотрено наличие внутренней антенны, но коэффициент ее усиления в большинстве случаев не превышает 1 дБ. Внешняя антенна подключается к специальному разъему модема. При использовании внешней антенны.. с коэффициентом усиления 14 дБ скорость передачи данных увеличивается в несколько раз при устойчивом приеме сигнала. Следует учитывать, что применяемый для подключения антенны к модему кабель ослабляет сигнал на 0,3 - 0,6 дБ на каждый метр длины. Чтобы избежать потерь необходимо, чтобы длина кабеля находилась в пределах пяти, максимум десяти метров.

Хорошо стабилизирует сигнал и способствует увеличению скорости передачи данных антенна для 4G модема MIMO (Multiple Input Multiple Output). Ее также можно использовать для повышения стабильности соединения и в привычных 3G сетях.

Существует миф о том, что выгоднее использовать самодельное оборудование для улучшения качества приема 3G/4G сигналов. В действительности промышленные образцы работают лучше, так как представляют собой специальное сертифицированно е оборудование, идеально приспособленное для работы с 3G/4G модемами.

При работе модема в паре с внешней антенной изготовленной в заводских условиях исключены перегрузки, которые могут привести к повреждению модема и USB-порта компьютера. Панельная внешняя 4G антенна имеет защищенный корпус, который значительно увеличивает срок ее службы независимо от воздействия окружающей среды.

Слабый и неустойчивый сигнал вдали от базовой станции оператора связи не означает, что в таком месте придется отказаться от Интернета. Применение внешних антенн для 3G/4G модемов поможет установить связь в экранированных железобетонными стенами помещениях или в отдаленных от города местах.

Существующие сети мобильной связи используются не только для осуществления звонков и передачи сообщений. Благодаря цифровому методу передачи, с помощью существующих сетей возможна также передача данных. Данные технологии, в зависимости от уровня развития, обозначаются 3G и 4G. Технологию 4G поддерживает стандарт LTE. Скорость передачи данных зависит от некоторых особенностей сети (определяется оператором), достигая теоретически до 2 Мб/с для сети 3G и до 1 Гб/с для сети 4G. Все указанные технологии работают эффективнее при наличии сильного и стабильного сигнала. Для этих целей большинство модемов предусматривает подключение внешних антенн.

Панельная антенна

В продаже можно встретить различные варианты антенн для улучшения качества приема. Большой популярностью пользуется панельная антенна 3G. Коэффициент усиления подобной антенны составляет около 12 дБ в диапазоне частот 1900-2200 МГц. Подобный тип устройств способен также улучшить качество сигнала 2G – GPRS и EDGE.

Как и подавляющее большинство других пассивных устройств, она имеет одностороннюю направленность, что вместе с увеличением принимаемого сигнала позволяет снизить уровень помех с боковых направлений и сзади. Таким образом, даже в условиях неустойчивого приема можно поднять уровень сигнала до приемлемых значений, тем самым увеличивая скорость приема и передачи информации.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Поскольку рабочий диапазон сетей 4G практически совпадает с диапазоном предыдущего поколения, то не возникает никаких сложностей в использовании данных антенн в сетях 3G 4G LTE. Для любой из технологий применение антенн позволяет более приблизить скорости передачи данных к максимальным значениям.

Еще более увеличить скорости приема и передачи данных позволила новая технология, использующая раздельные приемники и передатчики в одной полосе частот. Конструкция существующего 4G модема предусматривает использование технологии MIMO.

Несомненное достоинство панельных антенн – их невысокая стоимость и исключительная надежность. В конструкции практически нет ничего, что может поломаться даже при падении с большой высоты. Единственное слабое место – высокочастотный кабель, который может переломиться в месте ввода в корпус. Для того чтобы продлить срок службы устройства, кабель должен быть надежно закреплен.

Технология MIMO

Для увеличения пропускной способности канала связи между приемником и передатчиком данных разработан метод обработки сигнала, когда прием и передача ведутся на различные антенны.

Обратите внимание! Применяя антенны LTE MIMO, можно увеличить пропускную способность на 20-30% относительно работы с простой антенной.

Основной принцип заключен в устранении взаимосвязи между антеннами.

Электромагнитные волны могут иметь различное направление относительно плоскости земли. Это носит название поляризации. В основном используется вертикально и горизонтально поляризованные антенны. Для исключения взаимного влияния между собой антенны отличаются друг от друга поляризацией на угол 90 гр. Чтобы влияние земной поверхности было одинаково для обеих антенн, плоскости поляризации каждой смещают на 45 гр. относительно земли. Таким образом, если одна из антенн имеет угол поляризации 45 гр., то другая, соответственно, 45 гр. Относительно друг друга смещение составляет необходимые 90 гр.

На рисунке наглядно видно, как развернуты антенны относительно друг друга и относительно земли.

Важно! Поляризация антенн должна быть такой же, как и на базовой станции.

Если для технологий 4G LTE поддержка MIMO по умолчанию имеется на базовой станции, то для 3G в связи с большим количеством устройств без MIMO, операторы не спешат внедрять новые технологии. Дело в том, что в сети MIMO 3G устройства будут работать гораздо медленнее.

Установка антенн для модема своими руками

Правила установки антенн не отличаются от обычных. Главное условие – отсутствие препятствий между клиентской и базовой станциями. Растущее дерево, крыша соседнего здания или, что еще хуже, линия электропередач, служат надежными экранами для электромагнитных волн. И чем выше частота сигнала, тем большее затухание будут вносить расположенные на пути распространения радиоволн препятствия.

В зависимости от типа крепления антенны можно устанавливать на стене здания или закреплять на мачте. Есть два вида антенн MIMO :

• моноблочные;
• разнесенные.

Моноблочные уже содержат внутри две конструкции, установленные с необходимой поляризацией, а разнесенные – состоят из двух антенн, которые нужно крепить отдельно, каждая из них должна быть направлена точно на базовую станцию.

Все нюансы установки антенны MIMO своими руками четко и подробно описаны в сопроводительной документации, но лучше предварительно проконсультироваться с провайдером или пригласить представителя для установки, заплатив не очень большую сумму, но получив определенную гарантию на произведенные работы.

Как сделать антенну самостоятельно

Принципиальных сложностей при самостоятельном изготовлении нет. Нужны навыки работы с металлом, умение держать в руках паяльник, желание и аккуратность.

Непременное условие – строгое соблюдение геометрических размеров всех, без исключения, составляющих частей. Геометрические размеры высокочастотных устройств должны быть соблюдены с точностью до миллиметра и точнее. Любое отклонение ведет к ухудшению характеристик. Упадет коэффициент усиления, увеличится взаимосвязь между антеннами MIMO. В конечном итоге вместо усиления сигнала буден наблюдаться его ослабление.

К сожалению, в широком доступе отсутствуют точные геометрические размеры. Как исключение, имеющиеся в сети материалы основаны на повторении некоторых заводских конструкций, не всегда скопированных с заданной точностью. Поэтому не стоит возлагать большие надежды на публикуемые в интернете схемы, описания и методики.

С другой стороны, если не требуется сверх сильного усиления, то выполненная самостоятельно, с соблюдением указанных размеров антенна MIMO, все равно даст, хоть и не большой, но положительный эффект.

Стоимость материалов невысока, затраты времени при наличии навыков также не слишком велики. К тому же никто не мешает испытать несколько вариантов и выбрать приемлемый по результатам тестирования.

Для того чтобы сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками, нужны два абсолютно ровных листа оцинкованной стали толщиной 0.2-0.5 мм, а лучше одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Один из листов пойдет на изготовление рефлектора (отражателя), а другой – на изготовление активных элементов. Кабель для подключения к модему должен иметь сопротивление 50 Ом (таков стандарт для модемного оборудования).

Телевизионный кабель использовать нельзя по двум причинам:

• сопротивление 75 Ом вызовет рассогласованность со входами модема;
• большая толщина.

Также необходимо подобрать разъемы, которые должны в точности соответствовать разъемам на модеме.

Важно! Указанное расстояние между активными элементами и рефлектором должно отсчитываться от слоя фольги в случае использования фольгированного материала.

Кроме того понадобится небольшой отрезок медного провода толщиной 1-1.2 мм.

Изготовленная конструкция должна быть помещена в пластиковый корпус. Металл использовать нельзя, поскольку таким образом антенна будет заключена в электромагнитный экран и работать не будет.

Обратите внимание! Большая часть чертежей относится не к MIMO антеннам, а к панельным. Внешне они отличаются тем, что к простой панельной антенне подводится один кабель, а к MIMO нужно два.

Изготовив две панельные антенны, можно получить разнесенный вариант, выполненной своими руками антенны МИМО 4G.

Подводя итоги, можно сказать, изготовление антенны МИМО своими руками – не очень трудное дело. При надлежащей тщательности вполне возможно получить работоспособное устройство, сэкономив некоторое количество финансов. Несколько проще выполнить антенну 3G своими руками. В отдаленной местности, где еще нет покрытия ЛТЕ, это может быть единственным вариантом повысить скорость соединения.

Видео

В интернет магазине GSM-Репитеры.РУ Вы можете купить антенны для приема и усиления сотового сигнала стандарта 4G (мобильной связи и интернета четвертого поколения).

Для того, чтобы 4G антенна могла работать (принимать, передавать и усиливать сигнал) ее необходимо подключить к соответствующему 4G оборудованию. В классической системе усиления 4G сигнала в его роли будет выступать 4G повторитель (репитер). При необходимости усиления сигнала непосредственно на 4G роутере ил 4G модеме Вам достаточно будет подключить 4G антенну в соответствующий разъем роутера или модема (если таковой разъем присутствует).

Какую 4G антенну купить?

В нашем ассортимент Вы найдете 4G антенны всех возможных типов (круговые 4G антенны, параболический 4G антенны. Направленные 4G антенны) и характеристик (с различным показателем усиления сигнала). У нас Вы можете купить даже уникальные 4G антенны со встроенным Wi-Fi и Ethernet роутером. Все 4G антенны, предназначенные для установки на улице, имеют высокую степень защиты от внешней среды и перепадов температуры. Также в этом разделе нашего каталога Вы найдете 4G MIMO антенны, отличающиеся от обычных 4G антенн отдельными каналами приема и передачи 4G сигнала. Технология MIMO позволяет 4G антеннам достигать скорости приема и передачи данных примерно в два раза выше, чем у обычных 4G антенн.

Чтобы облегчить себе процесс выбора 4G антенны, мы рекомендуем обратиться в нашим специалистам. Они смогут за считанные минуты подобрать для Вас именно ту 4G антенну, которая максимально эффективно будет работать с Вашим 4G оборудованием.