Терпеть не могу ловить рыбу, ибо жалко потерянного времени. Но, тем не менее, я всю неделю готовился к рыбалке. Была поставлена задача ловлимобильного интернета и дополнительных рисок уровня принимаемого сигнала на экране сотового телефона или смартфона, причём поймать надо в полевых условиях без активных усилителей и батареек. Это можно сделать с помощью пассивного ретранслятора.
Такое, наверно,уже было, что для того, чтобы чего-нибудь посмотреть в интернете или позвонить по сотовому телефону, чуть ли не на крышу приходилось забираться или наполовину свешиваться из окна, ловя риску на экране сотового телефона или набив S МS -ку подкидывать телефон вверх, или поднимать вместе с флагом на флагштоке.
Попробуйте для начала сделать простейший пассивный ретранслятор 3G сигнала или сотового телефона. Две простые направленные антенны из проволочек, коаксиальный кабель, соединяющий их, вот и вся конструкция. С помощью такого простого мобильного устройства, не требующего питания, можно обеспечить связь в подвале, в металлическом ангаре или гараже, в обесточенном бомбоубежище или в другом месте, куда сигнал сотовой связи не доходит.
Размер самих антенн будет соответствовать выбранной частоте связи: для сотового телефона частоты 900 МГц и 1,8 ГГц, для мобильного интернета около 2 ГГц. Для эксперимента я сделал антенну на 900 МГц, но на практике она оказалась также работоспособнойот 1,8 до 2 ГГц. Последующие измерения самодельной антенны показали, что диапазон её отличного согласования практически дотянул до 2,080 ГГц, а иначе я бы не принял сигнал 3G интернета.
Если кто уже собирал «простую антенну для приёма эфирного цифрового телевидения» из двух проволочных колец, легко справится с поставленной задачей. Всё делается аналогичным образом.
 |
| Диаметр оправки (рюмки) 4,3 см. Частота 1,9 - 2,2 ГГц. |
Определяем длину волныв метрахL м = 300 / 900 МГц = 0,33 м
Диаметр витка (кольца) проводаD = L / 3,14 = 0,33 / 3,14 = 0,106 (м)
Расстояние между кольцами S = L / 4 = 0,33 / 4 = 0.08 (м)
Соответственно с ростом частоты - рамкибудут уменьшаться в размерах, потери в коаксиальном кабеле будут увеличиваться. Так же рассчитываться будут антенны на других частотах.
Как это работает. Одна
направленная антенна, вынесенная из поглощающей железобетонной стены или
приподнятая над металлической крышей загородного дома, или просто приподнятая
над землёй - ориентируется на базовую станцию. Вторая антенна, будь это подвал,
помещение загородного дома – должна быть направлена на мобильный телефон или
смартфон или находиться рядом с ними.
Так как антенна направленная, то она обладает усилением, в конкретном случае равным 5 дБ. Часть этого усиления потеряется в кабеле. В кабеле РК 75 – 3. 7-35, длиной 6 метров на частоте 900 МГц у меня потерялось, как потом выяснилось 3 дБ, что, учитывая погрешность, совпадает с техническими характеристиками применяемогофидера.Эффективность антенны в свободном пространствес ростом высоты лучше. В ней больше наводится напряженность поля и улучшается прямая видимость с базовой станцией, обеспечивая устойчивую связь, так как дома и деревья уже не являются препятствием для радиоволн.
При необходимости использования нескольких частот потребуется несколько ретрансляторов с разным диаметром колец. Здесь, как и при ловле рыбы, нужна всякая наживка, поэтому я и подготавливал снасти как заядлый рыболов, загибая проволочки, словно крючки на разный диаметр. Всё будет зависеть от условий. Посмотрим, что удастся поймать.
 |
| Место испытания. |
Осталось только попробовать. Вот и место ловли, старая беседка. Удилище из чудом сохранившейсяукороченной антенной мачты, которая спасла меня, когда я летел с крыши, а поэтому на дерево я точно не полезу, в моём возрасте кости плохо срастаются. Шест удлинил пластмассовыми трубками, в которых обычно прокладывают слаботочные провода. В ход пошёл даже деревянный штапик, ведь сама антенна весит мало. Поворачивая удочку, ориентирую кольца в сторону ближайшего городка, временно превращаясь в охотника на лис.Рядом с кольцами антенны, которая внизу, кладу мобильный телефон.
С помощью
ретранслятора мобильник добавил три
риски на дисплее, обеспечив 100-процентную связь, с ближайшей цивилизацией
(базовой станцией), находящейся в 6-ти километрах за лесным массивом. Для
любителей долго болтать по сотовому телефону за городом, такое устройство просто необходимо.
Как правило, вдали от базовых станций телефон отдаёт полную мощность, что
вредно для здоровья. Правильный телефон, (имеется в виду маленькое значение SAR
- санитарной нормы), имея
хорошую связь с базовой станцией, будет отдавать в антенну меньшую мощность, а
это значит, что организм меньше облучатся
полем СВЧ. Но об этом я уже говорил в статье
«защити себя от облучения сотового телефона".
К вечеру желающих проверить свои мобильники и смартфоны становится всё больше. Вот ожил планшетник, медленно загружаясь, показывая отдельные картинки телевизионных программ. Смартфон стал перелистыватьстранички ДЕД КЛУБА …. От ретранслятора отошли на несколько метров, но странички интернета продолжают перелистываться.
 |
| Всё работает. |
А может это розыгрыш, возможно 3G уже везде работает?
Я, обидевшись, заваливаю свою удочку на землю. По недовольным лицам видно, что всё зависло, чёрточки и символы слетели с дисплеев.
Терпеть не могу рыбалку, столько свободного времени пропадает зря!
Правда, не видел ещё
рыбака, который бы не вернулся на старое место, чтобы попробовать другую
наживку.Опробован только диаметр кружки
(900 МГц), впереди ещё диаметр рюмок (2-2,2 ГГц).Ну а завершит улов приманка на спиральную антенну, заранее
предвижу, что тяжелая конструкция получится, но для стационара то, что надо.
Да, кстати про поляризацию. В спешке, а может по рассеянности я совсем забыл про неё и уже когда рассматривал фотографии – вспомнил. Базовые мобильные станции сотовой связи имеют антенны с вертикальной поляризацией, а поэтому снасть на удочке необходимо было повернуть на 90 градусов, таким образом, чтобы разрез колец был не внизу, а сбоку, что соответствовало аналогичной поляризации. Тем не менее, радио сигнал удалось поймать даже с горизонтальной поляризацией колец на мачте, несмотря на минимальные потери в 6 дБ из-за несовпадений, опыт удался. А с другой стороны в лесу свои законы и прохождение сигнала с горизонтальной поляризацией в нём лучше.
P . S .
Прошло два года. Этим
летом, в 2016 году, я готовился к приезду внуков на отдых от родителей или
наоборот, и решил провести цифровое телевидение в беседку, мультики смотреть, да
и чтобы самому отдышаться. Чтобы антенна
не бросалась в глаза, сплёл её из проволочек и назвал антенной невидимкой.
Получилось четыре кольца, которые при приёме цифрового телевидения проявили
себя лучше, чем двух кольцевая конструкция. Подробно об этой конструкции я
написал в статье "Антенна невидимка - фазированная восьмёрка для эфирного цифрового телевидения".
Аналогичные две антенны сплёл для пассивного ретранслятора мобильной связи на диапазон 900 МГц, так, на всякий случай, вдруг кому интернет понадобится. На сегодня пока нет в нашей низине интернета. Появляется значок «Н», но на загрузку годы уходят. Двойную восьмёрку, положив плашмя, приподнял до уровня крыши беседки, и стала она невидимой в кроне дикой яблони. Благодаря такой конструкции, мобильный телефон к двум рискам уровня добавил две. На этом, казалось, эксперимент закончился, но минута триумфа всё же была, когда молодым родителям срочно понадобился интернет. Не подвёл ретранслятор, поймал оператора Мегафона, довольно быстро загрузил нужную информацию. На тот момент я чувствовал себя волшебником, который с помощью проволочной рамки открывает новый родник.
Сегодня существует множество различных способов подключения к Интернету. Вместе с тем, нельзя сказать, что все они одинаково эффективны и построены по единому принципу. В частности, если говорить об операторах, работающих с мобильными устройствами, то они предлагают хорошее Интернет-соединение в тех зонах, которые расположены в радиусе передачи сигнала с вышек. Понятно, что чем дальше сигнал, тем больше будет помех и разрывов. Конечно, самые крупные операторы сотовой связи стараются создать максимальное покрытие территорий тех стран, где они работают, но этого не всегда бывает достаточно.
Усилить подобные сигналы gsm оператора помогает 3G антенна. Это довольно лёгкое и простое устройство, не требующее особых хлопот в настройке и установке. Вместе с тем, если вы приобрели 3G антенну, то наладку её подключения лучше всего доверить профессионалам. В свой черед для тех, кто очень хорошо разбирается в технике, существует довольно большое количество инструкций о том, как создать 3G антенну своими руками.
Где крепится 3G антенна
Довольно лёгкая и простая в устройстве 3G антенна может ловить сигнал GSM оператора, находясь как внутри помещения, так и за его пределами. В дополнение к такому устройству обычно идёт металлический многофункциональный, прочный кронштейн и десятиметровый кабель. С их помощью антенну можно прикрепить либо на высокую мачту, либо на стену. На крайний случай 3G антенну можно расположить возле окна или прямо на подоконнике. Подобное устройство легко перевозиться и при повторной настройке быстро подключается к сети. По степени усиления сигнала антенны можно подразделить на:
- слабые;
- средние;
- сильные.
Так, одной из самых эффективных 3G GSM антенн считается модель UMTS HSDPA 21 Дб 1900-2100 МГц, которая способна открыть доступ в интернет даже в тех зонах, где сигнал практически не уловим. Данное устройство работает с такими мобильными операторами как Киевстар, Лайф, МТС, Тримоб, Укртелеком и Утел. Чтобы добиться стопроцентного результата, лучше всего задействовать такой тандем, как антенна, сим-карта UMTS- либо HSDPA-типа и 3G модем.
Основной спецификой антенн с мощным усилителем сигнала является необходимость их точной настройки по направлению к главной станции мобильного оператора.
3G GSM антенны, которые обладают не слишком хорошим усиливающим эффектом, считаются самыми дешёвыми. Они имеют практически все те характеристиками, что их более дорогие собратья, но подходят для случаев, при которых источник сигнала расположен в непосредственной близости.
Средний сегмент 3G антенн в принципе способен обеспечить передачу интернета от GSMоператора на компьютер, даже если степень покрытия не относиться к зелёным зонам. Следует помнить, что в таком случае качество будет не слишком высоким и подача сигнала может проходить с прерыванием.
Не стоит думать, что идеальный и единственно верный вариант для приобретения это 3G антенна с мощным усилителем сигнала. Она конечно универсальна, но ввиду наибольшей стоимости не всегда уместна. Если требуется не значительное усиление имеющегося GSM-соединения, то подойдёт и более дешевый вариант.
Как создать 3G GSM антенну своими руками
Несмотря на то, что 3G GSM антенны стоят сравнительно не дорого и продаются практически в любом магазине мобильной связи, однако если эта вещь вам совсем не по карману, то можно сделать её собственными руками.
Шаг 1 . Перво-наперво, желательно найти и скачать в Интернете специальную программу, позволяющую в несколько нажатий клавиш рассчитать квадратичную антенну. Далее для создания самой конструкции желательно подготовить следующие материалы:
- RG6U провод и коннектор для него;
- медная проволока, диаметром 1-4 мм;
- маленькая пластмассовая крышка (подойдёт колпачок от дезодоранта и пены для бритья);
- небольшой лист фанеры 120х134 мм;
- фольга;
- паяльник;
- припой;
- канифоль.
Шаг 2
. После того как инструменты подготовлены берём проволоку и складываем её таким образом чтобы получилось два взаимосвязанных квадрата (бабочка). Каждая сторона обоих квадратов должна быть равна 53 миллиметрам.
Шаг 3
. Концы проволоки при этом должны совпасть посередине соединения квадратов и именно их нужно припаять к одному концу антенного провода, припой наносим на обратный угол проволоки и зачищаем всё это коннектором. Центральный стержень такого провода необходимо скомпонировать таким образом, чтобы он выпирал с коннектора приблизительно на 1 см.
Шаг 4
. Затем желательно с помощью всё той же канифоли опаять оплётку провода. Если это не получиться, то проще припаять сердцевину провода к боковой стороне тела коннектора.
Шаг 5
. После этого в ход идёт фольга. Ею необходимо обернуть фанеру и пробить посередине маленькое отверстие для провода. Таким образом, получится рефлектор для антенны. На этом этапе следует учитывать, что каркас должен быть расположен на 35 мм выше рефлектора. Обеспечить это способна заранее приготовленная пластиковая крышечка.
Шаг 6
. В ней следует порезать несколько пазов по 1 см. Вслед за этим располагаем антенну на нужном уровне, около 4.5 см. В самую последнюю очередь закрепляем рефлектор и все, наша самодельная 3G GSM антенна готова.
Проверка работы антенны
На дальнейшем этапе необходимо проверить, как наша 3G GSM антенна будет взаимодействовать с модемом. Если в модеме нет разъема, чтобы её подсоединить, то можно использовать метод антенна к антенне.
Таким образом, наше самодельное устройство будет захватывать сигнал из другой конструкции, которая возьмет на себя функцию репитера. Чтобы провести такую работу нужно с другого конца провода, который исходит от нашей 3G GSM антенны защитить сердцевину приблизительно на 10-15 сантиметров. Но для обеспечения максимально мощного сигнала следует на край оплетки провода прикрепить полоску фольги размером 7-9 сантиметров по типу круговой поляризации.
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.
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.
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 , 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.
Что может быть менее разочаровывающим, чем отсутствие стабильного сигнала сотовой связи, когда он так необходим. К счастью, имея под рукой нужные инструменты и материалы, может сделать усилитель сигнала сотовой связи, в том числе и для 3G-устройств, без особых усилий и каких-либо существенных затрат.
Зачем разбивать копилку ради покупки очередного дорогостоящего гаджета, когда приемлемых результатов можно достичь, используя подручные средства? Нужно лишь найти необходимые компоненты и соединить их вместе соответствующим образом. Конечно, если вам нужен гарантированный результат и для вас это действительно имеет первостепенное значение, то в таком случае вам стоит приобрести фирменный усилитель GSM сигнала в специальном магазине или через интернет, например в интернет-магазине MyAmplifiers .
1. Необходимые материалы
Для сборки простого усилителя сигнала понадобится всего шесть недорогих компонентов:
- Железная проволока (длиной 35-38 см., не используйте медь)
- Двойной соединительный блок для проводов
- Коаксиальный кабель (не длиннее 9,75 м.)
- Болты и гайки (достаточно длинные для крепления соединительных блоков)
- Отрезок пластиковой трубы (15-20 см.)
- Кусок пластика
И немного изоленты (она никогда не бывает лишней).
2. Сборка антенны усилителя
Используя плоскогубцы, сначала выпрямите железную проволоку, а затем согните ее на 90 градусов прямо по середине. От центрального сгиба отметьте примерно 9 см. в каждую сторону и сделайте еще два 90-градусных сгиба. В результате, у вас получится ромб. Для еще двух сгибов отметьте еще примерно по 8 см. и загните оставшиеся концы параллельно внутрь ромба. Прикрутите к этим концам соединительный блок для проводов таким образом, чтобы потом через него можно было подключить к ним два провода.
Разрежьте одну сторону трубы вдоль, а прямо напротив разреза просверлите отверстие и с помощью болта и гайки прикрепите к нему соединительный блок для проводов, к которому вы до этого прикрепили антенну.
3. Подключения коаксиального кабеля
Снимите с одного из концов кабеля внешнюю изоляцию, не повредив слой изоляции между внешним и внутренним проводниками. Внешний проводник подключите к одному контакту соединителя, а внутренний к другому, таким образом, чтобы каждый из них стал продолжением концов самой антенны. Присоедините созданную вами антенну к столбу, где висит ваша ТВ-антенна, обернув разрезанную ранее с одной стороны пластиковую трубу вокруг него. Убедитесь, что антенна усилителя направлена в том же направлении, что и телевизионная антенна.
После этого, заведите другой конец кабеля в помещение, очистите его от изоляции, как и в прошлый раз, только теперь вы можете избавиться от внешнего слоя проводника. Далее вырежете кусок пластика необходимой формы и проделайте в нем маленькое отверстие и проденьте в него провод. Теперь вам пригодится изолента для того, чтобы закрепить провод.
4. Протестируйте усилитель
Чтобы протестировать собранный вами усилитель GSM сигнала, просто поднесите пластиковую штуковину, к которой вы подсоединили выведенный кабель, к мобильному, смартфону, планшету или 3G-модему и индикатор сигнала должен мгновенно увеличиться на 2-3 деления.
(материалов не найдено)
