Антенна Харченко: расчет и изготовление. Антенны своими руками Простейшая антенна для усиления сигнала на модеме

02.02.2024

Как сделать самому антенну для модема?

На сегодняшний день практически каждый пользователь беспроводного интернета стремится найти способ, позволяющий существенно повысить скорость интернета. Как показывает практика, это вполне реально. Единственное, что требуется от пользователя - разобраться в том, как сделать антенну для модема своими руками. Рассмотрим основные способы.

Для того чтобы изготовить антенну своими руками следует подготовить необходимые материалы:

медную проволоку;
жестяную банку;
антенное гнездо.

Антенна из проволоки

Наиболее примитивную антенну можно сделать в домашних условиях, используя обыкновенную проволоку. Обмотайте проволокой из меди часть модема, где находится встроенная антенна (достаточно трех-четырех витков). Данный способ существенно повышает скорость интернета. Однако пользователю придется немного поэкспериментировать, так как точное количество витков будет зависеть от конкретной модели модема и местности.

Антенна из жестяной банки

Создается антенна следующим образом:

Также следует отметить, что сделать подобную антенну сможет только пользователь, имеющий хороший опыт пайки. В противном случае есть вероятность, что модем выйдет из строя.

Антенна Харченко

Данный метод предоставит возможность каждому пользователю изготовить простое, но довольно эффективное приспособление для увеличения скорости интернета.

Зигзагообразная антенна Харченко имеет простую конструкцию. Медную проволоку необходимо согнуть так, чтобы она образовала два квадрата. Как показывает практика, такую антенну для модема сделать несложно. Самое главное - соблюдать размеры. Кроме того, чтобы уменьшить внутреннее сопротивление, рекомендуется создавать ромбовидные элементы (угол - 120 градусов). Дополнительно к антенне надо прикрепить высокочастотный кабель.

Полученная деталь припаивается к антенне. Если вы хотите еще сильнее улучшить ее эффективность, то присоедините к ней рефлектор - металлическую пластину. Обратите внимание на то, что между рефлектором и антенной должно быть небольшое расстояние (примерно три-четыре сантиметра).

Каким конкретно способом повысить скорость 3G модема, решать исключительно пользователю. Возможно, чтобы добиться наилучшего результата, придётся воспользоваться разными вариантами, комбинировать и подключать одновременно несколько антенн. Также нужно учитывать и особенности каждой из них. К примеру, проволочная антенна отлично выполняет поставленные перед ней задачи. Однако она не слишком удобна в транспортировании. Идеальным вариантом, как сделать антенну для 3g модема, считается антенна, которая изобретена Харченко. Но эта конструкция считается стационарной, соответственно, мобильный доступ к сети она не гарантирует.

Многие из нас давно и с удовольствием пользуются такими девайсами как модемы от сотовых операторов, которые позволяют получить доступ к «всемирной паутине». Но к сожалению, в отличие от широкополосного проводного интернета, у таких устройств есть несколько существенных недостатков. Главный из них — это особенности распространения радиосигнала в окружающем пространстве. Радиоволны в диапазонах 3G, 4G и LTE имеют нехорошее свойство отражаться от препятствий, рассеиваться и затухать, соответственно ухудшается скорость и качество интернет-соединения. Что можно предпринять в такой ситуации?

Самый простой и дешёвый способ усилить сигнал, поступающий с базовой станции провайдера на ваш модем — это самодельная антенна из подручных средств, сделанная своими руками. Давайте вместе рассмотрим наиболее простейшие и популярные варианты изготовления конструкций, усиливающих радиосигнал, поступающий на модем с БС.

Проволочная антенна

Простейший вариант самодельной антенны — это использование куска медной проволоки небольшого сечения, который нужно намотать в несколько витков вокруг верхней части модема. Оставшийся конец проволоки длиной 20-30 сантиметров разгибаем вертикально. Данный примитивный способ при определённых условиях может заметно усилить стабильность принимаемого радиосигнала.

Жестяная банка

Наверное, в любом доме можно при желании найти пустую использованную жестяную банку от прохладительных напитков или кофе. Этот нехитрый предмет может стать основой ещё одной самодельной антенны. Убираем крышку ёмкости, в боковой стенке делаем отверстие, вставляем туда модем до половины корпуса, с помощью USB-удлинителя подключаемся к компьютеру или ноутбуку. Далее остаётся найти наилучшее расположение конструкции в пространстве. Эффект усиления в данном случае может быть очень неплохим.

Дуршлаг 4G

Обычный алюминиевый дуршлаг есть у большинства людей. И этот предмет утвари можно использовать для создания ещё одной нехитрой антенны для модема. Нужно только зафиксировать «свисток» в чаше посуды, например, с помощью клейкой ленты. Как говорится, всё гениальное просто.

Рамочная зигзагоообразная антенна известного советского радиолюбителя Харченко. Для изготовления такого усилителя понадобится медный провод сечением 2,5 мм. Сгибаем его в форме двух совмещённых квадратов, в точку соединения размещаем модем, подключенный через USB-кабель к компьютеру. С тыльной части антенны крепим тонкий лист металла в качестве отражателя. Сделать такой девайс можно довольно быстро, а коэффициент усиления при определенных условиях может очень порадовать.

Переделанная спутниковая антенна

Очень многие из нас пользуются услугами спутникового телевидения. И если в вашем распоряжении имеется старая спутниковая тарелка, то её вполне можно переделать в антенну для 4G-модема. Сделать это очень просто. Снимаем со штанги конвертер и на его место крепим модем. Направляем конструкцию в сторону базовой станции провайдера, медленно вращаем её до достижения наилучшего результата.

Итак, мы рассмотрели несколько вариантов изготовления антенны для 4G-модема своими руками из доступных подручных средств. Вы можете попробовать сделать самостоятельно любую из предложенных моделей и заметно усилить принимаемый с базовой станции провайдера сигнал. Удачи!

Все мобильные операторы, которые предлагают выход в интернет через сеть 3g (МТС, Мегафон, Билайн и т.д.) имеют определенную зону покрытия. Если вы находитесь за ней, то интернет-подключение будет очень слабым, соединение – нестабильным, скорость – низкой. В таких случаях можно использовать варианты, которые обеспечат усиление сигнала 3g модема.

Как усилить сигнал модема 3g с помощью звуковых колонок

Первый вариант, как своими руками усилить сигнал 3g модема, который можно попробовать дома без лишних трат и усилий – использовать обычные звуковые колонки. Пользователи мобильного интернета отметили, что если пододвинуть их поближе к модему, уровень сигнала повышается на 10-20%. Это не очень много, но при плохом качестве связи дает ощутимый прирост. Чтобы избавиться от назойливых щелчков из динамиков, звук стоит поставить на минимум.

Усилитель сигнала для 3g модема из медной проволоки

Еще один способ, как легко своими руками усилить сигнал 3g модема, потребует у вас чуть больше действий, чем вариант с колонками. Вам необходимо сделать конструкцию из проволоки и жестяной банки, которые бы выполняли роль антенны. Алгоритм действий следующий:

Возьмите медную проволоку (желательно длинный кусок).

Откройте гаджет и сделайте 5-6 витков вокруг сим-карты.
Второй конец дотяните до форточки.
Возьмите жестяную банку или отрежьте у пивной горлышко, чтобы получился «стакан». Он будет выполнять роль рефлектора, усиливающего связь.
Примотайте к донышку банки свободный конец проволоки.
Поверните горлышко в ту сторону, где находится ближайшая вышка оператора. Прирост качества интернета будет до уровня 90-95%.

Как усилить сигнал 3g модема настройками сети

Перед тем как мастерить антенны своими руками, следует попробовать другой метод, как усилить прием сигнала 3g модема. Некоторые пользователи мобильного интернета не знают, что по умолчанию при низком качестве соединения устройство автоматически переходит на режим связи 2g, с которым нормально работать нет возможности. При этом переход происходит даже при наличии 2-3 «палочек». Чтобы избежать таких ситуаций, следует четко указывать через настройки устройства, что нужно использовать только соединение 3g. Порядок изменения опции:

запустите программу настройки сети;

выберите вкладку «Подключение» (или с похожим названием);
далее режим поиска сети нужно сменить с автоматического на 3g.

Это заставит устройство работать только на этих частотах, не сбрасывая соединение до менее скоростного. Некоторые модемы не имеют такого пункта в интерфейсе приложения для девайса. В таком случае следует поискать комбинацию для активации встроенной команды в инструкции к девайса или на специализированных форумах. Для каждой модели модема запрограммирован свой порядок включения опции.

Усиление сигнала 3g модема USB-удлинителем

Это не самый лучший, но работающий способ, как легко своими руками усилить сигнал 3g модема. Подходит хорошо для людей, которые не хотят разбирать, перепаивать свой девайс. Конструкция работает по принципу спутниковой тарелки. Для ее изготовления вам нужно купить «отражатель» (банка, миска, компакт-диск), кабель USB «мама-папа» 3 метра. Процесс создания следующий:

В середине диска сделайте крепление для флешки, или примотайте ее скотчем.

Подключите кабель одним концом к компьютеру, а другим – к модему.
Можете использовать вместо держателя палку или просто закрепить диск со стороны улицы на фасаде дома.
Направьте флешку в ту сторону, где сигнал сильнее всего.

Прирост качества связи не очень большой, потому что кабель юсб теряет некоторую ее часть из-за длины, но все равно улучшает соединение. В роли усилителя выступает зеркальная поверхность CD. Рекомендуется использовать миску вместо диска, потому что ее отражающая плоскость больше и прием будет еще лучше. Эмалированные варианты не подходят, используйте изделия из нержавейки.

Специальный внешний усилитель сигнала 3g модема

О проблемах со связью операторы знают, поэтому постоянно стараются расширять зону покрытия. В качестве промежуточного решения, к примеру, был создан усилитель 3g сигнала для модема Мегафон и прочих компаний. Это антенна, которая работает на необходимых частотах, а подключать нужно ее непосредственно к устройству. При выборе модели следует опираться на показатели диаграммы направленности и коэффициента усиления.

Для эффективной работы антенны ее необходимо направить в сторону вышки мобильного оператора, которая ближе всего к вашему дому. Закрепите подставку так, чтоб штыри были перпендикулярны земле. Учтите, чем больше длина кабеля, тем больше будет потеря сигнала на его длине. Короткий шнур обеспечит достаточный прирост связи при условии его хорошего качества. Если вы купили усилитель, то экономить на кабеле не стоит.

Как усилить сигнал 3G своими руками с помощью репитера

Наиболее эффективным является усиление с помощью специального устройства - репитера 3G. Усиление возможно, только если телефон ловит хотя бы минимальный сигнал 3G. Такой подход можно назвать в полной мере профессиональным, так как после установки репитера вы получите:

максимально возможное усиление сигнала 3G;

максимальную скорость работы мобильного интернета, которую способен обеспечить мобильный оператор;
зону стабильного приёма в радиусе покрытия внутренней антенной;
избавление от проблем, возникающих при слабом сигнале: обрывы связи, недоступность абонента, прерывания во время разговора и других.

Сегодня многие граждане пользуются беспроводным интернетом, но при этом стремятся повысить скорость его работы. Ведь отличный доступ гарантируется, когда модем близко расположен к базовой станции мобильного оператора. В связи с этим те, кто работает в интернет далеко от станции, довольствуются низкой скоростью. Есть ли технический способ, который поможет решить такую проблему? Лучший вариант – это 4G антенна собственными руками.

Что такое антенна Харченко и как она работает

Так называемая антенна Харченко, которая предназначена для 3G модема, является самодельной моделью. В ее устройстве нет ничего особенно сложного. Зигзагообразная конструкция была предложена ученым К.Харченко еще в 1960-е гг. Сегодня она достаточно популярна среди радиолюбителей не только благодаря своему простому устройству, но и отличной повторяемости, а также широкополосности. Последнее преимущество особенно хорошо относится к спиральной конструкции.

По собственному устройству модели могут достаточно сильно отличаться. Исходя от величины пластины, частотность конструкции значительно изменяется. Заодно нужно учитывать, что самодельные антенны могут включать в себя предметы, выполненные из пластика и металла.

Антенна для модема бывает разных видов. Наиболее простая – это - всенаправленная. Она может осуществлять прием и передачу сигнала во всех направлениях одинаково интенсивно. В частности, такой может быть простой четвертьволновой вибратор. Если пояснять упрощенно, это кусок провода, который обладает протяженностью четверть волны того сигнала, что принимается.

Секторная антенна может осуществлять ограничение излучения в конкретном секторе. В частности если за всенаправленным устройством выставить железный лист, то получится секторная конструкция. Ее сектор составит 180 градусов. Подобный железный лист называют экраном.

Наиболее эффективной является направленная конструкция. Благодаря правильному выбору экранной кривизны можно сделать узконаправленный луч, который будет излучать радиоволна.

Главные антенные узлы это:

вибратор, на который происходит индуцирование, наведение волны электромагнитных колебаний, которые посылаются передатчиком сотового оператора;
кабель вместе с узлом согласования, передающий индуцированный сигнал непосредственно от вибратора;
узел сигнальной передачи с кабеля прямо на модемный вход;
рефлектор, который устраняет помехи, а также отраженные сигналы для повышения приемной мощности.

Антенна Харченко собственными руками является превосходным приспособлением для всех, кто стремится обладать качественной связью без необходимости затрачивать крупные средства. Ее весьма просто изготовить даже обычному человеку, не обладающему соответствующими профессиональными навыками. Результат в действительности превосходный. Подобная конструкция прослужит на протяжении длительного времени.

Делаем внешнюю антенну

Как правило, внешняя антенна собственными руками для 4g модема наделена двумя квадратными компонентами. Выполненный расчет антенны Харченко на частоту 2100 МГц показывает, что размеры сторон компоненты должны равняться 53 миллиметров каждая.

Вместе с тем для уменьшения внутренней сопротивляемости антенны умельцы советуют делать не квадратные компоненты, а ромбовидные, у которых угол составляет 120 градусов.

Подробная инструкция изложена на данном видео:

Как усилить сигнал 4G?

Для того чтобы увеличить эффективное применение антенны для USB модема, ее оснащают рефлектором - стальной пластиной. Ее можно сделать из фольгированного текстолита. Дистанция между антенной и рефлектором должна быть 36 миллиметров. Для того чтобы создать дистанцию между антенной и рефлектором, можно применять какой-то колпачок или коробочку.

Уже много лет я слежу за новинками в области мобильных технологий. Раньше это было моим хобби, но теперь переросло в профессиональный блог, где с радостью делюсь с вами наработанной информацией. Все инструкции, лайфхаки, подборки лучших программ и тарифных планов я проверял лично на себе.

Для решения проблем с уровнем приема сигнала интернета и мобильной связи можно сделать своими руками MIMO антенну 4g LTE. Технология MIMO позволяет повысить пропускную способность и передавать больше данных, тем самым увеличить скорость работы. Этот эффект достигается за счет использования нескольких устройств для приема сигнала. Не зря название MIMO, или Multiple Input Multiple Output, переводится как множественные входы, множественные выходы. Используя эту технологию, можно обеспечить значительный прирост в скорости передачи данных у конечного потребителя.

Проведя распараллеливание потока на несколько каналов на входе, можно пустить сигнал по нескольким направлениям и также принять все эти данные на выходе. Двух-, трех- и даже восьмикратное увеличение достигается за счет использования определенных конфигураций и количества антенн MIMO 3G или 4G. Более того, можно пускать закодированную информацию с задержкой и восстанавливать данные при приеме. Для того чтобы понять, как работают такие устройства, рассмотрим принципиальную схему передачи радиосигнала.

Прием и отправка информации в линиях беспроводной связи

Радиоволны при перемещении в пространстве наталкиваются на разные препятствия в виде домов, деревьев и других сооружений. Препятствия на пути могут отражать или поглощать волну, а также делать это частично. Иногда сигнал разбивается на несколько составных частей. На характер взаимодействий волны и преград на пути оказывают влияние материал поверхности, частота сигнала и множество других факторов. Отражение в процессе передачи приводит к тому, что появляются временные задержки. Кроме того, из-за всех этих взаимодействий до конечного потребителя доходит только часть отправленных от приемника волн. Поэтому одной из главных проблем беспроводных сетей является многолучевое распространение сигнала.

Для ее решения используются следующие технологии:

Разнесенный прием (Receive Diversity) позволяет принимать сигнал сразу несколькими, а не одним устройством. Таким образом, непринятые одной антенной волны принимаются другой. Используется принцип одного выхода и нескольких входов, или SIMO (Single Input Multiple Output);
Разнесенная передача (Tx Diversity) основана на том, что сигнал отправляется с нескольких антенн, а принимается одной, то есть множественный выход и одни вход, или MISO (Multiple Input Single Output), как панельная антенна 3G;
Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing) – разбивание выходного потока на несколько составляющих и прием через несколько устройств, или MIMO. Антенна получает сигнал, предназначенный и для других приемных устройств тоже. Используя матрицу передачи и всю полученную информацию, сигнал максимально восстанавливается.

Чтобы определить максимальную пропускную способность – С, используется формула:

С= M B log2(1 + S/N), где:

C – пропускная способность канала;
M – количество независимых потоков данных;
B – ширина канала;
S/N – соотношение сигнал/шум.

Для сотовой связи 4G, а именно LTE MIMO, возможно использование 8Х8, что позволяет добиться скорости до 300 Мбит/сек. Даже на значительном удалении от станции сигнал будет устойчивым. Сегодня больше распространены MIMO 2Х2. Всегда для 4G количество каналов должно быть четным.

Антенны могут располагаться в одной поверхности или быть вертикально разнесены. Во втором случае важно точно выдерживать расхождения по градусам, указанные в схеме.

Антенна MIMO

Как сделать антенну проще всего? Рассмотрим оборудование для получения сигнала 4G лте 800, в основе которого лежит антенна Харченко – синфазная решетка из ромбов. Эта конструкция была придумана К.П. Харченко еще в шестидесятых годах прошлого года. Основное достоинство этого оборудования состоит в том, что собрать антенну просто, а все параметры можно посчитать по многочисленным онлайн-калькуляторам в сети. За счет необычной схемы устройство редко нуждается в настройке. Если необходимо сделать оборудование для улучшения сигнала 3g своими руками, можно использовать одну антенну Харченко.

В MIMO технологии используется четное число антенн, у нас их будет 2 антенны МИМО своими руками: Downlink – от спутника до приемного устройства, и для отправки – Uplink. Если смотреть на усредненные показатели, что можно использовать 2 антенны на 802 и 843 мГц, подключение будет идти 50-омным коаксиальным кабелем.

Для 802 мГц длина в миллиметрах составляет:

L1 – 93,5,
L2 – 90,
L3 – 250,
L4 – 136,5,
L5 – 4,8,
H – 373,
В – 373,
D 45,5.

Для 843 мГц длина в миллиметрах составляет:

L1 – 90,
L2 – 96,
L3 – 238,
L4 – 129,5,
L5 – 4,6,
H – 373,
В – 355,
D 43.

Важно! Количество потоков равно либо меньше минимального числа антенн на приеме или на выходе. При использовании MIMO 4×4 можно работать в диапазоне от 1 до 4 потоков, если же речь идет о MIMO 4×2, то потоков может быть только 1 или 2.

Для работы потребуются:

решетка или кусок фанеры, обклеенной фольгой либо фольгированным скотчем, или оцинкованная сталь (у нас используется последний вариант):
проволока сечением 4 мм2;
кабель;
деревянная доска длиной не менее 1,90 м;
полипропиленовые трубы;
нейлоновые хомуты;
баллончик автоэмали;
F-коннектор – 2 штуки;
пигтейл кабель F-CRC9 – 2 штуки;
клей Поксипол;
дрель;
пассатижи;
рулетка и линейка.

Последовательность действий:

Выполняем каркас в форме буквы П. Для этого распиливаем доску на три части. Самая длинная доска (верхняя часть буквы) должна составлять 1 м 20 см, а боковые – по 35 см. Можно выпилить все части каркаса из разных досок;
Вырезаем 2 куска из листа оцинкованной стали размерам 375х375 см. Фиксируем основания с помощью дюбелей на каркасе строго под углом 45 градусов;
В центре каждого основания высверливаем отверстия для кабеля, которые будут идти к модему. Диаметр отверстий – 7 мм. Делаем разметки для крепления антенны;
Разрезаем полипропиленовую трубу на несколько частей: 3 части – 44,5 мм и 3 – 42 мм. Эти размеры напрямую связаны с центром проволоки;

Обратите внимание! Для устойчивого и качественного приема важно, чтобы технология пространственного уплотнения поддерживалась на передающей станции, а антенна использовалась для 4G модема.

Начнем со сборки антенны на 802 мГц;
Согласно чертежу, располагаем трубы на куски оцинкованных листов и приклеиваем Поксиполом. Полипропиленовые трубки и клей являются диэлектриками, поэтому при контакте антенны и этих частей сигнал не будет искажаться;
Теперь выполняем саму антенну из проволоки по размерам, указанным в чертеже. Делаем загибы, используя пассатижи. В полученных параметрах надо убавить по 4 мм, из которых 1 мм идет на погрешность по центру, а 3 мм – при загибе пассатижами;
Далее зачищаем кабель и центральную жилу, припаиваем к концам проволоки, а оплетку – к изгибу;
Протаскиваем кабель через полипропиленовую трубу в отверстие, которое мы просверлили заранее;
Теперь проверяем все размеры, а при необходимости выравниваем антенну;
Углы ромбов фиксируем на полипропиленовых держателях с помощью Поксипола. Для того чтобы проволока закрепилась, следует поставить сверху какой-либо груз;

Замеряем расстояние между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм. 4,5 мм – зазор между проволокой и изгибом, подогнать его сложно, но это можно сделать маникюрными ножницами, разместив их в середине. Теперь крепим середину антенны с помощью клея;
Последовательность сборки антенны MIMO своими руками на 843 мГц точно такая же. Важно учесть, что антенны должны располагаться под углом в 90 градусов друг к другу. Х-поляризация дает больший эффект, чем вертикальная. Расположение антенн подобным образом создает для них равные условия;
Чтобы кабели не гуляли в отверстиях, затягиваем их с обратно стороны нейлоновыми хомутами и приклеиваем;
Теперь выполняем контрольные замеры по схеме и при необходимости корректируем;
Чтобы избежать окисления, покрываем проволоку и оцинкованные листы сверху эмалью;
Кабели через F-коннекторы выводим на пигтейл и уже затем на модем;
Проводим тестирование системы. Создание антенны МИМО 4G своими руками окончено.

Для того чтобы отладить работу устройства, следует правильно расположить конструкцию. Общие правила говорят, что антенну лучше вывести на улицу и поднять как можно выше. Кроме того, антенна должна быть направлена строго в сторону раздающей станции. Однако не всегда эти советы срабатывают. Чем выше будет поднята антенна MIMO, тем больше кабеля потребуется проложить до соединения модема своими руками, но в этом случае часть сигнала будет гаситься помехами, вызванными этим самым кабелем. Не всегда установка на улице благоприятна для устройства. Если от окисления можно избавиться с помощью покраски, то нельзя не учитывать, что геометрию конструкции могут нарушить порывы ветра. Кроме того, по направлению в сторону станции могут быть различные препятствия, которые будут гасить сигнал.

Для отладки антенны иногда приходится попробовать несколько вариантов установки, но потом это оборудование будет работать и в 3G 4G LTE.

Видео

Похожие статьи: