Доводим до ума установленный репитер GSM 900
Летним прохладным вечером, пошли мы с братом прогуляться по окрестностям деревни, отвлечься от деревенских дел. И вдруг окрикивает нас пожилая семейная пара. Мы уже подумали, не случилось ли чего-нибудь…
Оказывается деревенское радио донесло до них информацию, что мы, что-то понимаем в GSM репитерах, правда они озвучили это по другому: «нам сын поставил что-то, сказал телефоны работать будут, вроде работало, но перестало».
Нужно помочь. Люди совсем не молодые, связь хоть какая-то нужна, а бегать каждый раз на горку где кое-как работает сотовый тяжело. 
Что мы обнаружили
Оказалось у них установлен приблизительно такой комплект, как приведён выше. Направленная антенна на 5 элементов и с усиление 8 дБ, метров 10 кабеля с почти оторванным N разъёмом и сам GSM репитер с «крысиным хвостиком» на выходе.
Правда было все установлено более-менее верно, внешняя антенна высоко и направление в сторону базовой, репитер в противоположенной стороне избы.
Восстановление N-разъёма ни чего не дало, это нас не удивило, больше удивил рассказ о том, как раньше оно нормально работало. До базовой станции 13 километров, дом в низине и все это расстояние высокий лес, а антенна слабая и мало того, она была залита водой, т.к. сделана из трубок.
Где-то там… далеко, базовая станция оператора
По всей видимости работало это зимой, когда лес стоял голым и было сухо.
Восстановительные работы
У нас валялась старая антенна на 9 элементов с заявленным усилением 13 дБ китайского производства, которую мы уже не раз ремонтировали.
Антенна 5 элементов — 8 дБ и 9 элементов — 13 дБ
У обеих антенн одинаковая конструкция — полые алюминиевые трубки. В активный элемент попадает вода и отгнивает центральная жила радиокабеля.
После нескольких ремонтов, свою антенну мы перестали использовать и применяем её с тех пор как тестовую и «на всякий случай». Вот он — «всякий случай» и настал.
Вместе с нашей антенной на 13 дБ, было у нас метров пять фирменного кабеля 5D-FB. Ни куда не залезая мы подключили свою конструкцию к репитеру и тут же получили сигнал в районе -94 дБм. Процентов на 80 звонки стали проходит, уже результат.
Меняем антенны и разбегаемся…
В процессе монтажа антенны
Антенну подключили к уже проложенному кабелю из первоначального китайского комплекта (кабель отвратительного качества, не уверен, что вообще 50 Ом) и результат расстроил совсем.
Временное подключение антенны к старому кабелю
Не смотря на значительную высоту установки антенны, сигнал стал совсем плохим (по сравнению с замерами с земли и нашим кабелем). Вызовы практически не устанавливались.
Замена кабеля на наш пяти метровый кусок, дал результат.
Протаскиваем новый кабель. Старый используем как закладную (слева труба русской печи)
GSM репитер переехал в центр избы и в радиусе 2-х метров сигнал был в районе -91 дБм, а в метрах трех от репитера, сигнал падал ниже -104 дБм. Причина была понятна, ведь у репитера на выходе не антенна, а «крысиный хвостик».
Круговая антенна из комплекта поставки
Можно было конечно так и оставить, но внешнюю антенну, опять рано или поздно зальет водой (кстати в снятой маленькой антенне воды было полным-полно). И было принято решение помочь пенсионерам и в следующий приезд довести всё до ума.
Финальные работы
Пролетело пару недель, мы закупили антенны, нашлись хоть и не свежие но подходящие разъемы, а у нас появилось время съездить и всё доделать. Наш приезд вычислили (куда деваться… деревня). В благодарность, нам принесли все, что выросло у них на огороде. Значит связь работала! Мы пообещались зайти и тоже не с пустыми руками и всё доделать.
На улице мы поставили уже стандартную для нас направленную антенну AX-914Y, с усилением 14 дБ, её уж точно водой не заливает. Уровень сигнала на выходе почти не изменился, что говорит о том, что китайская антенна тоже имела честные 13 дБ, но её конструкция не очень удачная.
GSM репитер так и остался посреди избы. Хозяева его там уже и прикрутили и розетку сделали и креслице поставили, переговорный пункт получился.
GSM репитер. Фото уже без «крысиного хвостика»
С антенной «крысиный хвостик», подключенной напрямую к выходу GSM репитера, уровень сигнала в метре от антенны был -91 дБм, в трех метрах уже -104 дБм.
Антенну «крысиный хвостик» пришлось снять, вместо него использовали недорогую потолочную широкополосную внутреннюю антенну АО-700/2700-4 с круговой диаграммой направленности и применить метра полтора кабеля из первоначального комплекта, не смотря на его плохое качество.
Антенна АО-700/2700-4 в избе
Этой длинны как раз хватило что бы под потолком разместить антенну.
Уровень сигнала после её подключения подскочил до -83 дБм. С телефоном уже можно уверенно перемещаться по небольшому дому и даже захватывает немного улицу.
Данный пример, хорошо иллюстрирует то, что мы уже описывали в своей статье-инструкции: Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче (GSM репитер)
Ну а как же без котэ!?
Хозяйский боевой котэ. Весьма ласковый и спокойный.
Хозяйский боевой котэ
Тут он несколько грязный, наверно после охоты. В последующие наши визиты, он был уже вылизанный 😀
Отступление
Сделано это было всё ради интереса и помощи соседям. В деревне нужно помогать друг-другу. 🙂 С этими людьми мы знакомы давно, мимо их дома ходим на рыбалку. Думаю и они нас еще когда-нибудь угостят чем ни будь свежим со своего огорода, а сами будут спать спокойней зная, что сотовым телефоном можно воспользоваться.
Про то, что эта история возможно будет кому-то полезна, подумал в самый последний момент, пришлось вернутся, что бы сделать пару кадров уже завершенной работы.
Самодельная антенна для мобильной связи
Не ловит телефон? Собери антенну сам!
В статье мы расскажем, как самостоятельно рассчитать, спроектировать и изготовить логопериодическую антенну для дачного приема на диапазон GSM 900, которую можно выполнить из подручных материалов, не покупая дорогих трубок, без применения сварки и тому подобного. Такую антенну можно будет установить как на даче, так в городе, например, за окном.
Логопериодические антенны достаточно компактны и широкодиапазонные, и при достаточном количестве вибраторов коэффициент усиления может приближаться к антенне типа «волновой канал». В среднем, коэффициент усиления антенны составляет 6…7 дБ, а уровень побочных лепестков диаграммы направленности от -12 до -14 дБ, КБВ (коэффициент бегущей волны) – более 0,5.
Антенна состоит из двух рядов горизонтальных вибраторов, расположенных на рядах в шахматном порядке на траверсах. Длина вибраторов и расстояние между ними убывают в геометрической прогрессии в направление к точкам подключения кабеля. Позади самого длинного вибратора устанавливается короткозамкнутая перемычка, улучшающая согласование антенны с кабелем снижения и обеспечивающая необходимое симметрирование антенны.
Подчёркиваем, что представленный ниже расчет построен на эмпирических формулах.
1. Частота сигнала в стандарте GSM 900 по каналам передачи UpLink составляет 890…915 МГц (мобильный телефон – передатчик, базовая станция – приемник), а по каналам передачи DownLink — 935…960 МГц (мобильный телефон – приёмник, базовая станция – передатчик).
Следовательно, частота приема антенны будет от 890…960 МГц. Выбранный диапазон частот необходимо округлить, тем самым сделав его более широким, чем необходимо, для компенсации погрешностей расчета, построений и изготовления.
Принимаем диапазон шире на 20 МГц: fmin=870 МГц до fmax=980 МГц.
2. Определяем диапазон длин принимаемых волн λ=c/f, где с=3*10^8 м/с: λmax≈0,345м=345мм и λmin≈0,306м=306мм.
3. Основными геометрическими параметрами логопериодической антенны являются два параметра:
а) знаменатель геометрической прогрессии τ=0,8…0,9, характеризующего скорость убывания длин вибраторов. Примем τ=0,85.
б) угол α=10…30° при вершине треугольника, образованного краями вибраторов.В теории, чем ближе τ к 1 (lim τ=1) и чем меньше φ (lim φ=0), тем больше коэффициент усиления антенны, но при этом на практике возрастают габариты и масса антенны.
4. Также вводится параметр σ – относительный интервал, который объединяет в себе параметры α и τ: σ=dn/(4*Ln)=0,25*(1- τ)*ctg(α/2), где Ln и dn – длина любого вибратора и расстояние от предыдущего.
Экспериментальным путем определено, что оптимальным при заданном τ будет σ=0,243* τ -0,051=0,243*0,85-0,051≈0,15.
5. Определяем ctg(α/2)=4*σ/(1-τ)=4*0,15/(1-0,85)=4.
6. Определяем длину первого (самого длинного) вибратора l1=(0,5…0,55)*λmax=0,5*345≈173 мм.
7. Определяем длину второго вибратора l2=τ*l1=0,85*173≈147 мм.
8. Определяем расстояние от первого вибратора до второго: d2=(l1-l2)*ctg(α/2)/2=(173-147)*4/2=52 мм.
9. Для остальных вибраторов проводим расчет аналогичный п.7 и п.8, согласно формулам:ln= τ*ln-1 и dn=(ln-ln-1)*ctg(α/2)/2.
10. Результаты расчетов по п.9:
| № вибратора | l, мм | d, мм |
| 1 | 173 | |
| 2 | 147 | 52 |
| 3 | 125 | 44 |
| 4 | 106 | 38 |
| 5 | 90 | 32 |
| 6 | 77 | 26 |
11. Графически строим равнобедренный треугольник с длиной основания l1=173 мм и углом при вершине φ=27° (ctg(α/2)=4).
12. Расстояние от первого вибратора до короткозамкнутой перемычки d0=(0,125…0,18)*λmax=0,125*345≈43 мм.
13. Расстояние между траверсами определяется из геометрии применяемых трубок и волнового сопротивления.
14. Коэффициент усиления антенны Ga=8,6…8,9 дБ определяем из таблицы по известным σ и τ:
| σ | ||||||||
| 0,06 | 0,08 | 0,1 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,18 | ||
| τ | 0,8 | 7 | 7,2 | 7,5 | 8 | 8,3 | 8 | 7,5 |
| 0,82 | 7,2 | 7,4 | 7,7 | 8,2 | 8,4 | 8,3 | 7,9 | |
| 0,84 | 7,3 | 7,6 | 7,9 | 8,3 | 8,6 | 8,6 | 8,2 | |
| 0,86 | 7,6 | 7,8 | 8,2 | 8,4 | 8,8 | 8,9 | 8,6 | |
| 0,88 | 7,9 | 8,1 | 8,4 | 8,7 | 9 | 9,2 | 9,1 | |
| 0,9 | 8,3 | 8,6 | 8,8 | 9 | 9,3 | 9,6 | 9,5 | |
| 0,92 | 8,7 | 8,9 | 9,1 | 9,4 | 9,6 | 10 | 10 | |
| 0,94 | 9,1 | 9,3 | 9,5 | 9,8 | 10,2 | 10,7 | 10,9 | |
| 0,96 | 9,5 | 9,7 | 10 | 10,4 | 11 | 11,5 | 11,7 | |
| 0,98 | 10 | 10,4 | 10,6 | 11,1 | 11,6 | 12,3 | 13,2 | |
В качестве траверс, к примеру, можно использовать, старые алюминиевые лыжные палки. А в качестве вибраторов использовать алюминиевый провод от старой электропроводки, как можно большего диаметра, который удастся найти, для обеспечения прочности и жесткости антенны. В трубке сверлятся отверстия, отрезки провода вставляются в отверстия трубки и запаиваются. Для пайки алюминия рекомендуем использовать специальный флюс, например, Ф61А.
Кабель снижения необходимо провести внутри верхней траверсы, а на выходе оплетку кабеля припаять к верхней траверсе, а центральную жилу к нижней. Допустимо кабель не проводить внутри траверсы, а прикрепить его пластиковыми стяжками (хомутами) к ней.
