Антенна для передачи gsm

Обзор GSM антенн для внешней установки

Мобильная связь является единственным средством коммуникации для некоторых удаленных от города районов. В этих случаях посредством сетей GSM, 3G и 4G осуществляется не только голосовая связь, но и передача данных: провайдеры, строящие свои сети на базе оптоволоконных систем, не рассматривают жителей поселков и дачников как потенциальных абонентов. Но при значительном удалении абонента от базовой станции мощности сигнала может быть недостаточно для стабильной работы приемо-передающего устройства, будь, то телефон или модем, и часто возникает вопрос о необходимости установки внешней антенны.

Внешняя антенна приема и передачи сигнала GSM — общее упрощенное название устройства, задача которого принимать и передавать сигнал нужной частоты в указанном направлении. Так как стандарт GSM, работающий на частотах 900 и 1800 МГц использовался в течение достаточно длительного времени, данная аббревиатура в разговорной речи стала применяться и для мобильных систем другого типа.

По исполнении и принципу действия внешние GSM-антенны делятся на несколько типов. Выбор и установка осуществляется с учетом уровня сигнала в месте расположения абонента, рельефа местности и технических условий.

Наиболее популярные типы GSM-антенн

1. Yagi (волновой канал). Представляет собой траверсу, по длине которой перпендикулярно расположены рефлекторы. Размеры траверсы и рефлекторов зависят от частотных характеристик антенны, так как длина волны обратно пропорциональна частоте. Важное преимущество — значительный коэффициент усиления при небольших габаритах.Недостатком является достаточно узкая направленность и необходимость точного наведения на базовую станцию.Типовое антенное устройство «волновой канал».

Типовое антенное устройство «волновой канал»

Параболическая антенна с сетчатым рефлектором

Панельная антенна, установленная на стене частного дома

Внешняя штыревая GSM-антенна

Установка

Установка заключается в жесткой фиксации антенны и установки нужного направления. Тип фиксации зависит от конструкции антенны: это могут быть корпусные отверстия, зажимные хомуты с резьбой или иное конструктивное решение. Для возвышения антенны используются мачты. Практика показывает, что для установки антенн с небольшой массой достаточно удобно использовать стеклопластиковые мачты, например, колена от недорогих телескопических удочек.

Настройка

Настройка заключается в точном нацеливании на базовую станцию оператора сотовой связи, если антенна характеризуется узкой диаграммой направленности. Для настройки можно использовать программы мониторинга сети, в огромном количестве представленные для всех известных платформ. Точная настройка осуществляется следующим образом:

• Антенна фиксируется на мачте таким образом, чтобы оставалась возможность ее вращения с приложением незначительных усилий.
• Конец подключенного коаксиального кабеля снижения зачищается от оплетки, а центральная жила помещается возле антенного модуля телефона или планшета (можно просто обмотать устройства).
• Запускается программа мониторинга сигнала сети, и путем поворота антенны достигается наилучшее значение качества сигнала. Необходимо помнить, что уровень сигнала выражается в dBm (отношению децибел к милливаттам) и имеет отрицательное значение, соответственно, качество сигнала увеличивается с уменьшением данного показателя.
• При достижении наилучшего значения антенна жестко фиксируется, место подсоединения кабеля изолируется от возможного попадания влаги при помощи изоляционной ленты или термоусадочной трубки.

Экран программы мониторинга уровня сигнала сети

Следует помнить, что узконаправленные антенные устройства настраиваются с учетом конкретного места расположения базовой станции. При смене оператора может потребоваться перенастройка антенны.

Подключение к телефону или модему

Так как мобильная связь и передача данных в сотовых сетях работают на высоких частотах, для обеспечения нормальной эффективной работы при подключении антенны огромное значение имеет тип и качество кабеля и всех соединений. Для подключения необходимо использовать высокочастотный коаксиальный кабель, обеспечивающий прохождение сигналов высокой частоты с незначительным затуханием, например RG-6 известных производителей. Для подключения к приемо-передающему устройству целесообразно использовать соответствующий высокочастотный разъем. Если устройство не оборудовано разъемом для подключения внешней GSM-антенны, следует поступить так же, как при настройке: поместить зачищенную экранированную жилу кабеля вблизи встроенного антенного модуля.

Высокочастотный разъем для подключения к модему или роутеру

Логично предположить, что использование мобильного устройства с внешней GSM-антенной не всегда удобно, так как показатель мобильности ограничивается длиной кабеля. Во избежание подобных неудобств имеет смысл сделать мобильное устройство стационарным. Это можно сделать следующим образом:

• Для голосовой связи — установить репитер, который будет принимать и передавать сигналы с использованием антенны, усиливая их в зоне установке.
  Репитер, предназначенный для ретрансляции и усиления GSM-сигнала.
• Для передачи данных модем с подключенной антенной устанавливается в роутер, имеющий поддержку данного устройства, а подключение потребителей осуществляется посредством Wi-Fi. Отличным решением будет использование роутера с собственной поддержкой мобильных сетей и разъемом для подключения внешней GSM-антенны.

Видео по теме

Источник

Советы по выбору усилителя сигнала сотовой связи 2G/3G/4G/5G

Статья о вариантах усиления сигнала сотовой связи на различных объектах: дача, офис, склад. так же краткий обзор популярных предложений на рынке.

Существует два основных варианта усиления сотовой связи:

1. С помощью антенны, модема и роутера.
2. С помощью активного усилителя (репитера).

Первый вариант для усиления интернета 3G/4G/5G, не усиливает голосовую связь в обычном для нас формате (но можно пользоваться звонками через мессенджеры: WhatsApp, Viber, Skype, Telegram).

Второй вариант универсальный – усиливает интернет и голосовую связь, но имеет ряд ограничений (о ограничениях ниже).

Усиление 3G/4G-интернета с помощью антенны, модема и Wi-Fi-роутера

Система состоит из двух узлов: антенна на улице и модем + Wi-Fi-роутер внутри помещения.

Внешняя антенна для 3G/4G модема/роутера

4G-модем, подключенный переходниками к уличной антенне и вставленный в Wi-Fi-роутер

Как это работает? Антенна направлена в сторону предполагаемой базовой станции сотового оператора. Дальше сигнал попадает на 4G-модем с роутером, который раздает интернет путем распространения Wi-Fi сигнала. Вариант популярен среди частных мастеров по установке дачного интернета. Дешево и работает!

Wi-Fi-роутер со встроенным 3G/4G-модемом

Если брать модем и роутер отдельно, то кабель, идущий от уличной антенны, попадает на модем через переходники с тонким кабелем и очень маленькие СВЧ-разъемы TS-9 или CRC-9. Во-первых, это достаточно ощутимые потери уровня и качества сигнала, во-вторых, механически не надежно. Например, протирая пыль, вы легко можете повредить разъем на модеме, и, как следствие, придется покупать новое устройство.

Решается это просто – достаточно изначально купить роутер с уже встроенным 4G-модемом. Например, на нашем рынке продается несколько моделей роутеров компании Huawei. Без рекламы: работают отлично и разъем у них надежней – SMA.

Huawei-роутер со встроенным 4G-модемом

Почему частные мастера предлагают модем и роутер по отдельности? Ответ простой: ценовая маржа больше.

Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна

MIMO-антенна для интернета 3G/4G

MIMO-антенна – устройство, имеющее два параллельных коаксиальных кабеля, идущих до модема/роутера. Из практики это означает, что прирост скорости интернета на прием будет от 0 до 20%, а на отдачу – 50-100%. Нужно тем, кто пользуется видеосвязью или удаленным видеонаблюдением, т.е. активно использует исходящий канал интернета. В других случаях практической пользы нет.

Параболическая антенна и антенны с высоким коэффициентом усиления

Параболическая антенна имеет высокий коэффициент усиления – обычно от 25 дБ и более. Многие потребители при выборе антенны смотрят именно на этот параметр. Однако это ошибочно, объясню почему…

Параболическая 4G-антенна с высоким КУ

Во-первых, антенна с таким высоким КУ имеет крайне узкую диаграмму направленности, и отклонение направления на 1-2 градуса уже уменьшает КУ до значений 0-3 дБ! То есть о самостоятельной установке на крыше и тем более на мачте речь уже не идет.

Диаграмма антенны с КУ=16 дБ:

Диаграмма направленности панельной антенны с КУ=16 дБ

Видно, что при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.

Диаграмма антенны с КУ=27 дБ:

Диаграмма направленности параболической антенны

Видно, что при отклонении в 2-3 градуса КУ равен практически нулю.

Во-вторых, антенны с узкой диаграммой направленности (т.е. с высоким КУ) плохо ловят отраженный и рассеянный сигнал, что ощутимо уменьшает такой параметр, как качество сигнала (отношение сигнал/шум). Например, лес достаточно сильно рассеивает сигнал.

Распространение сотового сигнала в пространстве

В роутерах и модемах качество сигнала обозначается как RSRQ и SINR. А интернет в первую очередь зависит именно от качества сигнала, а не от его мощности (RSRP или RSSI).

Источник

АНТЕННА ДЛЯ ПРИЕМА GSM СИГНАЛА

При всех технологичных прорывах, ухудшение мобильной связи наблюдается в городах, где превалируют радиошумы и множество преград для беспрепятственного распространения базового сигнала.

Удаленные от ретрансляционной вышки объекты – небольшие населенные пункты, дачные участки так же страдают от плохой мобильной связи, медленного, зависающего Интернета.

Говоря откровенно, провайдеры не воспринимают дачников, жителей деревушек, небольших поселков, как потенциальных абонентов. Однако удручающее положение дел можно исправить, купив внешнюю GSM антенну и установив ее на собственном приусадебном участке.

По сути, антенна GSM 2G/3G/4G (LTE) – приемо-передающее устройство, усиливающее базовый сигнал сотовой связи. Мобильное оборудование разделяют на несколько видов относительно конструкции, принципа функционирования.

При выборе и монтаже устройства нужно учитывать показатель мощности сигнала в точке месторасположения абонента, особенности рельефа, технические возможности.

ОБЗОР ОСНОВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ GSM АНТЕНН

Антенна типа «Волновой канал» (Yagi, Яги).

Конструкция представляет собой траверсу на которой размещены:

• рефлектор;
• вибратор – активная часть антенны;
• один, а чаще несколько директоров, расположенных в направлении на источник GSM сигнала.

Коэффициент усиления прямо пропорционально зависит от количества директоров. Все перечисленные компоненты антенны имеют размеры, определяемые рабочей частотой (длиной волны).

Такая конструкция позволяет получить высокий коэффициент усиления при небольших размерах. Платить за это приходится узкой диаграммой направленности, что требует точное наведение устройства на источник базового сигнала.

Панельная GSM антенна представляет собой плоскую конструкцию небольшой толщины. Облучатель помещен внутрь рефлектора. Широкая диаграмма направленности позволяет избежать ювелирных настроек устройства. Имеет средний коэффициент усиления сигнала. Но, за счет относительно большой площади слабо устойчива к ветровым нагрузкам.

Штыревая антенна. Штырь он и есть штырь. Простейшая конструкция, расположенная на подставке или предусматривающая иной способ крепления. Никаких настроек в плане ориентации не требует, так как диаграмма направленности круговая в плоскости перпендикулярной оси. то есть все таки абы как крепить ее нельзя. В большинстве случаев антенну располагают вертикально.

Сигнал не усиливает, поэтому применяется как выносное устройство при значительном затухании сигнала внутри помещения, например, с железобетонными стенами и перекрытиями. Также используется для раздачи GSM репитером (усилителем) сотовой связи.

Надежность – один из главных критериев, на который необходимо обращать внимание при выборе устройства. Хороший материал – алюминий, исключающий окисление приемно передающих элементов.

Еще лучше, если все детали внешней антенны оцинкованы – это поможет избежать коррозийных процессов. Следует отказаться от фиксирующих элементов из пластмасс, отдав предпочтение металлическим креплениям.

КАКУЮ GSM АНТЕННУ ВЫБРАТЬ

Определяющий критерий – рабочая частота. Здесь нужно понимать: в настоящее время присутствуют различные диапазоны частот. Какого-то универсального устройства для приема и передачи качественного сигнала на всех частотах нет. Они, конечно же, присутствуют на рынке, активно пропагандируются, но, как показала практика, чаще всего плохо функционируют на всех частотах за редким исключением.

Операторы мобильной связи и интернет провайдеры на территории РФ применяют следующий диапазон частот:

• 2G — 900, 1800 МГц;
• 3G — 900, 2100 МГц;
• 4G (LTE) — 800, 1800, 2600 МГц.

Разнос диапазонов велик. Узкополосное устройство просто не может принимать качественный сигнал частотой 800 и, к примеру, 2100 МГц.

Простейшая индикация сигнала отображается на экранах мобильных телефонов – штрихи или «палки». Владельцы смартфонов могут скачать себе «легкий» софт «GSM Signal Monitoring», который фиксирует сигнал, выкладывает его графическое изображение, показывает скорость обмена информацией в стандартах GSM, UMTS, LTE.

При определении уровня сигнала следует знать – этот показатель обозначается dBm (децибел/милливатт). Имеет обратно пропорциональную зависимость – качество сигнала повышается с уменьшением значения отображаемой величины.

Например, GSM сети индицируют сигнал в следующем диапазоне – от 113 дБ (слабый показатель) до 50 дБ (мощный уровень).

МОНТАЖ, НАСТРОЙКА ВЫНОСНОЙ GSM АНТЕННЫ

Установка приемо-передающего устройства подразумевает жесткую фиксацию наружной GSM антенны в заданном положении. Для реализации этой задачи предусмотрены корпусные отверстия, крепежные хомуты с накатанной резьбой, прочие решения.

Устройство необходимо расположить как можно выше, если, конечно же, дача не находится где-то в степи: стены из кирпича и железобетона соседних построек, покрытия из металла, даже листва деревьев, в которых накапливается влага, экранируют сигнал.

В качестве выносной мачты могут послужить подручные материалы, например, несколько колен обычного телескопического удилища, если позволяет вес антенны, длинная жердь и пр.

Справившись с монтажом, переходим к точной настройке устройства:

1. Антенну устанавливаем на мачту без жесткой фиксации – то есть, устройство должно свободно вращаться, если приложить к нему небольшое усилие.

2. Подключаем к устройству, совместно с которым планируется эксплуатация антенны (репитер, модем, роутер).

3. Используя имеющиеся средства индикации сигнала медленно поворачиваем мачту, добиваясь наилучшего показателя значения уровня.

4. Найдя нужное положение, устройство жестко фиксируется, а место соединения кабеля изолируется, например, термоусадочной трубкой, чтобы избежать проникновения влаги.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ К МОБИЛЬНОМУ УСТРОЙСТВУ, МОДЕМУ

Сотовая связь и мобильный Интернет функционируют на высоких частотах. Чтобы единая система работала эффективно, нужно использовать высокочастотный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом и типы соединений, разъемов с такими же характеристиками.

Это обеспечит прохождение высокочастотного сигнала с минимальным ослабеванием. Как вариант – изделия «RG-6» популярных производителей.

Соединив напрямую мобильное устройство и GSM антенну, термин «мобильность» теряет свою смысловую нагрузку – радиус ограничивается длиной кабеля. Кстати, чем длиннее кабель, тем слабее на выходе сигнал. Наличие разъемов, тройников, не говоря уже о скрутках, которые могут оказаться фатальными, еще больше ослабевают сигнал.

Поэтому совместно с выносной GSM антенной применяются дополнительные устройства:

• репитер, который принимает, усиливает и передает сигналы сотовой связи;
• роутер с поддержкой мобильного Интернета и возможностью подключения наружной антенны.

Сегодня рынок предлагает множество готовых комплектов для усиления сотовой связи или мобильного интернета в удаленных от базовых станций населенных пунктов. Причем все элементы этих систем уже согласованы между собой – единая сеть из внешней GSM антенны, кабеля, модема или комплект репитера.

© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник