Подключение внешней антенны к 4G к оборудованию
Для стабильной работы 4G модема или роутера при значительном удалении базовой станции сотового оператора необходима антенна. Она обеспечит усиление сигнала и уверенный прием на даче, в загородном доме или в филиале организации. Как подключить внешнюю антенну к роутеру или модему, вы сможете узнать из статьи. В ней также рассматриваются принципы выбора усилителя и варианты фидерных линий.
В сельской местности и в удаленных городских районах часто наблюдается отсутствие стабильного 4G сигнала. Для зон неуверенного приема необходима внешняя антенна, которая поможет улучшить качество связи и обеспечит бесперебойную работу модема или роутера. Ее также используют при достаточно сильном сигнале для получения максимальных показателей скорости 4G интернета.
Виды и характеристики внешних антенн
По конструкции внешние антенны для улучшения приема бывают всенаправленные и направленные. По диапазону частот — узкополосные модели для работы на определенной частоте и широкополосные устройства, принимающие сигнал в широком диапазоне частот.
Самые простые в установке и настройке — уличные всенаправленные антенны с круговой диаграммой направленности. Они легко закрепляются на фасаде и не требуют наведения на базовую вышку оператора, но имеют низкий коэффициент усиления. Поэтому всенаправленные антенны устанавливают при мощном входящем сигнале. Например, в городской квартире или на даче, расположенной рядом с вышкой сотового оператора.
В отдаленных районах для улучшения приема мобильного интернета используют направленные антенны 4G. Такие модели имеют коэффициент усиления до 27 дБ и способны воспринимать сигнал базовой станции на значительном расстоянии.
Наиболее эффективными из наружных направленных антенн считаются параболические модели. Они устанавливаются на удаленных объектах и обеспечивают стабильный прием сигнала на расстоянии 10-20 км от БС. Конструктивно параболическая антенна состоит из облучателя и рефлектора. Поиск и настройка сигнала осуществляются только в горизонтальной плоскости.
Из недостатков параболической антенны можно выделить значительный вес и громоздкость, которые усложняют процесс монтажа. Она подвержена парусности и нуждается в максимально точной настройке. Строгие требования обусловлены узким углом охвата, который составляет от 5 до 20°. Чтобы снизить влияние ветровой нагрузки и массу, выбирают модели с сетчатым, а не сплошным рефлектором.
При расстоянии до БС не более 15 км для подключения модема или роутера 4G на даче и в загородном доме используют следующие виды направленных антенн:
● «Волновой канал» (Yagi). Имеют коэффициент усиления до 17 дБ и наименьшую ветровую нагрузку. Причина не очень большой популярности заключается в узкой диаграмме направленности, при которой угол охвата не превышает 12-15°. Внешние антенны «Волновой канал» отличаются неравномерностью КУ в широком диапазоне частот, требуют тщательного подбора модели и точного наведения на БС.
● Панельные. Могут быть широкополосными и узкополосными, и отличаются простотой монтажа. При использовании моделей с широким углом охвата можно обойтись без точной настройки. Коэффициент усиления составляет до 17 дБ.
Уличные панельные антенны незаменимы при отсутствии БС в прямой видимости. Они обеспечивают прием сигнала 4G, отраженного от стен, крыш домов и других препятствий. Однако при большом количестве вышек сотовых операторов широкополосные модели могут самостоятельно переключаться. Еще один недостаток — парусность. Увеличить стойкость к ветровой нагрузке помогут технически грамотный монтаж и надежное крепление.
В сетях 4G при ухудшении качества сигнала из-за внешних факторов можно установить антенну, которая поддерживает технологию MIMO.
Одновременная поляризация в вертикальном и горизонтальном направлении обеспечивает улучшение приема на 10-20%. Кроме того, можно увеличить скорость интернета более чем в два раза. Конструкция антенны MIMO 2X2 предусматривает два выхода, которые подключают к роутеру или модему с двумя входами.
Особенности подключения к модему или роутеру
Перед тем, как подключить внешнюю антенну к роутеру или 4G модему, необходимо установить ее на максимально возможной высоте. Это позволит существенно сократить влияние помех. На фасаде загородного дома или дачи антенна закрепляется с помощью выносного кронштейна. К деревянной поверхности его привинчивают напрямую шурупами, а на бетонной или кирпичной стене фиксируют с использованием дюбелей. Возможна установка усилителя сигнала на мачте или отдельно стоящей вышке.
Для безопасной эксплуатации и защиты антенны и оборудования от удара молнии нужно предусмотреть заземление и монтаж молниеотвода.
Поиск стабильного сигнала 4G начинают с направления антенны на БС или в ее сторону при отсутствии вышки в прямой видимости. Ориентиром служат показатели модема. Основной параметр — RSSI, характеризующий мощность принимаемого сигнала. В сетях стандарта 4G не менее важным является SINR, определяющий уровень влияния внешних шумов.
Как правильно настроить внешнюю антенну перед подключением к роутеру или модему можно узнать из статьи. В ней также более подробно рассматривается, какие показатели и программы помогут в настройке.
Схема подключения внешней антенны к роутеру или модему 4G состоит из следующих элементов:
● уличной направленной антенны, закрепленной с помощью кронштейна или на мачте;
● фидерной линии, которая включает кабель длиной не более 10 м и адаптеры (пигтейлы);
● модем или роутер.
Качество приема и скорость мобильного интернета во многом зависят от характеристик комплектующих деталей фидерной линии. Наименьшие потери сигнала наблюдаются при использовании кабеля «витая пара» с медными жилами, защитной оболочкой и экранированием.
Все элементы схемы соединяют между собой, а модем подключают к USB-порту компьютера или ноутбука. Возможно также подсоединение внешней антенны к Wi-Fi роутеру, которое позволит усилить сигнал и расширить зону его действия. Для подключения к модему 4G усилителей с поддержкой MIMO понадобятся два кабеля и два антенных адаптера.
Нарушить план работ может неправильный выбор элементов фидерной линии. При покупке внешней антенны, кабеля и адаптеров нужно обращать внимание на тип разъемов.
В модемах и роутерах 4G обычно используют CRC9, TS9 и SMA. Чтобы избежать повреждения оборудования следует подбирать устройства и адаптеры с одинаковым типом разъемов. Кроме того, для соединения внешней антенны с кабелем необходимо наличие у них парных частей — розетки (гнездовой) и вилки (штыревой).
3G 4G антенна с радиусом действия более 30 км
Проживая далеко от вышек мобильных операторов бывают проблемы с покрытием. Имеющийся сигнал не позволяет даже звонить, не говоря о приеме 3G и 4G интернета. Подобные проблемы легко решаются, если собрать мощную антенну. Сделать это можно из дешевых материалов. Антенна способна улавливать сигнал даже за 30 км от вышки.
Материалы для антенны
- шпилька цельнорезьбовая М6 или М8 длиной 140 мм;
- гайки под шпильку – 12 шт.;
- тонкая жесть из любого металла;
- коаксиальный кабель длиной до 12 м – 2 шт.;
- разъем Pigtail с переходником – 2 шт.;
- F разъем для ТВ кабеля – 4 шт.
Необходимая теория
Параметры антенны отличаются для 3G или 4G интернета. Важен диапазон частоты, на котором работает нужный оператор. Чтобы собрать правильную антенну его нужно узнать. Для этого следует войти в настройки сети телефона и выполнить поиск операторов сети. В выдаваемом списке со множеством 2G позиций нужно искать только 3G и 4G. Зная какой оператор обеспечивает нужное покрытие в данной местности можно купить подходящую SIM-карту.
При сборке антенны важно соблюсти все размеры вплоть до миллиметра. Для каждого типа сети они разные. Обычно 4G сеть работает с частотой 2600 МГц, в 3G – 2100 МГц. Иногда 4G и 3G имеют частоту 1800 или 850 МГц. Если при поиске сети не удалось найти оператора для 3G и никакой информации о его частоте нет, тогда лучше делать антенну под параметры 2100 МГц, так выше вероятность уловить сигнал.
Процесс сборки антенны
Я буду собирать антенну 3G 2100 МГц. Процесс изготовления устройств разных параметров аналогичный, но отличается по диаметру сегментов и расстоянию между ними. Сначала нужно из жести вырезать 6 дисков. Я применяю тонкую листовую медь, поскольку она легко разрезается с помощью канцелярских ножниц. Диаметры сегментов антенны согласно схеме должен составлять 100, 74, 54, 39, 39, и 39 мм.
Поскольку важно соблюсти размеры до миллиметра, то лучше сначала просверлить отверстие под диаметр имеющейся шпильки, а уже после по нему циркулем построить плоскость для выреза диска.
На диске с диаметром 74 мм нужно подготовить отверстие для пайки жилы провода. Оно сверлится на расстоянии 11 мм от края. Данная антенна при работе с 3G диапазоном требует присоединение 2 коаксиальных ТВ проводов. Длина каждого из них не должна превышать больше 12 м. Второе отверстия нужно просверлить тоже на расстояние 11 мм от края, но под углом 90 градусов относительно первого.
Теперь приложив диск на 74 мм к большому сегменту на 100 мм нужно сделать разметку под большие отверстия для ввода коаксиального телевизионного кабеля вместе с оплеткой.
Из пары обыкновенных телевизионных F разъемов нужно отломать выступающую часть, как сделал я, и запрессовать их в имеющиеся отверстия на диске 100 мм. Для надежности разъемы лучше немного обжать.
Теперь нужно зафиксировать диски на шпильку в указанной очередности и с соблюдением расстояния предложенного схемой. Дистанция между сегментами на 100 и 74 мм составляет 10 мм, в следующем переходе между дисками расстояние будет соответственно 9, 33, 33 и 33 мм. Каждый элемент фиксируется двумя гайками, по одной из каждой стороны.
При сборке нужно еще раз перепроверить расстояние между дисками, поскольку отклонение приведет к уменьшению качества приема сигнала.
Далее нужно подсоединить коаксиальные кабеля к большому диску. Это нужно сделать так, чтобы центральная медная жила каждую провода входила в тонкое отверстие на соседнем сегменте с диаметром 74 мм. После установки проволоку нужно припаять, ни в коем случае не загибая.
К выступающему хвостику шпильки на задней части антенны нужно прикрепить деревянную, пластиковую или металлическую планку, выполняющую роль держателя. Для надежности к ней можно подвязать коаксиальные кабеля, чтобы не создавать нагрузку на тонкий жестяной диск, к которому они припаяны.
Теперь на свободные концы коаксиального кабеля нужно закрепить разъемы Pigtail с переходниками. Именно они и подключаются в 3G 4G модем. Все антенна готово, осталось ее установить.
Настройка
Для достижения максимального качества приема нужно вывести антенну за пределы помещения. Ее нужно поставить немного выше крыш ближайших построек, чтобы минимизировать возможные помехи и не допустить шумов. Нужно направить антенну прямо на ближайшую вышку, которая транслирует интернет сигнал. Чтобы узнать, где она располагается можно воспользоваться приложением Netmonitor. Такая простенькая антенна способна улавливать сигнал от вышек расположенных на расстоянии даже больше 30 км.
Смотрите видео
Подробные испытания и изготовления антенн смотрите в видео