Самодельные антенны для сотового телефона. Как своими руками усилить сигнал сотовой связи на телефоне

Несмотря на широкое распространение мобильной связи, все еще актуален вопрос как усилить сигнал телефона, вернее сотовой связи, к которой он подключен. Неважно, живете ли вы в небольшом поселке, или в мегаполисе, вероятность того, что ваше устройство перестанет ловить сигнал, есть везде.

Постепенно эта проблема решается операторами, появляются новые базовые станции, повышается связи. А что, если проблема кроется в вашем телефоне, а не в сети? Сегодня мы решили разобраться, с чем же связан плохой уровень сигнала и можно ли это исправить своими руками.

Что такое сотовый сигнал?

Принцип работы сотовой связи достаточно прост: есть базовая станция оператора и ваш телефон, между ними организован радиочастотный канал, по которому передаются SMS -сообщения, совершаются вызовы происходит обмен данными сети интернет.

Существует несколько стандартов сотовой связи, отличающиеся способом передачи сигнала и частотой. Как правило, базовые станции возводятся на возвышенностях, дабы обеспечить максимальную зону покрытия. Однако никуда не денешься от преград, которые препятствуют прохождению сигнала. Это могут быть и стены, и деревья, и прочие преграды, при контакте с которыми сигнал ослабевает.

Понятное дело, что на открытой местности, где не изобилуют высотные здания, зона покрытия будет выше. К примеру, для станций, работающих по стандарту GSM-900, в этом случае зона составляет не более 30000 километров. В условиях городской застройки цифра уменьшается до 7 километров. Станции с более продвинутыми стандартами связи в лице 3G и LTE покрывают зону в два раза меньшего диаметра.

Из-за чего имеем слабый сигнал телефона?

Из-за выше оговоренных преград могут образовываться так называемые мертвые зоны или дыры в покрытии. То есть, места, где сигнал слабый, нестабилен или вовсе отсутствует. Где чаще всего сталкиваются с плохим уровнем сигнала на телефоне:

• места, находящиеся на существенном удалении от ближайшей станции (попросту нет покрытия);
• подвалы, подземные парковки, низменности (сигнал не в силах попросту проникнуть сюда);
• возвышенности, небоскребы (нередко «подняться повыше» не означает обязательное присутствие сигнала – выше 12-14 этажа зачастую сигнала нет вообще);
• здания из металлоконструкций, не пропускающих сигнал.

Однако не всегда причиной отсутствия сигнала становятся преграды и удаленность от станции. Часто причиной становится телефон пользователя. Вы, наверняка, бывали в ситуациях, когда у знакомого есть сигнал сотовой связи, а у вас – нет.

И это при этом, что вы пользуетесь услугами одного оператора. Распространены случаи, когда на двух одинаковых телефонах наблюдается разный уровень сигнала. Причин может быть немало:

• телефон в металлическом корпусе или в металлическом чехле может значительно хуже ловить сеть, нежели пластиковый девайс;
• довольно часто, как бы удивительно для вас не звучало, причиной становится «корявая» прошивка телефона;
• повреждения каких-либо компонентов в результате падений, погружений в воду и так далее;
• телефон может быть с дефектом антенны с завода, чем особенно грешат китайские производители недорогих моделей.

Как усилить сигнал телефона своими руками?

Что ж, прошлись по теории, переходим к практике. Мы разберем несколько способов усиления сигнала сотовой связи, начиная с наиболее простых, заканчивая довольно сложными и дорогостоящим.

Причина в прошивке

Начать стоит именно с проверки правильности работы программных средств, прежде чем пытаться добраться до внутренностей телефона. С ухудшением сигнала связи, появляющимися после перепрошивки, сталкиваются сотни пользователей, поэтому внимание стоит заострить.

Мы уже писали, поэтому повторяться не будем. Прошивка – процесс довольно простой, но со своими нюансами. Главное – не забывайте делать резервные копии важных файлов.

Если, перепрошивка помогла, то мы вас поздравляем, если же телефон по-прежнему плохо ловит сеть, то переходим к следующему пункту.

Сигнал плохо ловит из-за повреждений телефона

Как уже отмечалось, часто телефон плохо ловит сигнал после того, как случайно упал на кафель или окунулся в море. В этом случае у среднестатистического пользователя не остается другого выхода, кроме как отправиться в сервисный центр.

Современные телефоны – довольно сложные устройства, потому большинству выявить источник проблемы самостоятельно не представляется возможным. Вполне вероятно, специалисты обнаружат повреждения и произведут необходимые работы, чтобы ваш телефон вновь без особых проблем справлялся с поиском сети.

Как усилить сигнал телефона своими руками

В большинстве случаев причина слабого сигнала сотовой связи кроется в дефекте антенны, которая, собственно, и отвечает за эту функцию. Часто владельцы недорогих смартфонов из Поднебесной сталкиваются с тем, что производитель немного схалтурил, неплотно соединив антенну с материнской платой устройства. Исправить оплошность можно и самостоятельно, но нужно хотя бы немного понимать, как устроен телефон. В противном случае – обращаемся в сервисный центр с описанием проблемы.

1. нынче смартфоны представлены самой разной конструкцией, поэтому и разбираются по-разному; наиболее просто добраться до внутренностей у телефона со съемной крышкой и батареей, сложнее, когда смартфон неразборный;

Не торопитесь . Перед началом разборки найдите в интернете видео или текстовый материал, в котором будет показано и рассказано, как производится разборка конкретно вашего устройства, на что следует обратить внимание.

Обратите также внимание: после разборки смартфона вы теряете гарантию.

1. как правило, антенна скрывается в нижней или верхней части корпуса, представлена небольшими медными полосками (опять же, о расположении антенны конкретно в вашей модели смотрите в соответствующих материалах);
2. после того, как доберетесь до платы, вы обнаружите несколько пружинных контактов, которые должны плотно прилегать к шлейфу, расположенному на тыльной части конструкции;
3. если пружинные контакты материнской платы плохо прилегают к шлейфу, аккуратно поправьте их, вооружившись, к примеру, пинцетом;
4. собираем телефон и наслаждаемся хорошим сигналом сети.

Подключаем к телефону самодельную антенну для усиления сигнала

Рассмотренные выше способы работают только, если проблема кроется в вашем телефоне. Но, как мы отмечали в начале материала, причиной плохого сигнала могут быть различного рода преграды или существенное удаление от станции. В этом случае можно попытаться усилить антенну нашего устройства при помощи всего-то кусочка провода.

Сразу отметим, что подойдет способ не для всех телефонов. Дело в том, что для его осуществления потребуется специальный диагностических порт, до которого в современном неразборном смартфоне добраться сложно (в ряде моделей его и вовсе не найти). Выглядит он как небольшой разъем круглой формы золотистого цвета.

берем небольшой кусочек тонкой изолированной проволоки;

вставляем в разъем;

укладываем так, чтобы не мешала другим компонентам и закрытию крышки.

Все, как показывает практика, сигнал сети телефона усиливается в значительной мере. Не удивительно ли?!

Некоторые пользователи кусок проволоки вставляли в порт 3.5 мм (под наушники). Иногда и это срабатывает.

Наклейка-стикер или фольга для усиления сигнала телефона

На просторах зарубежных онлайн-магазинов не составит труда найти кучу различных приспособлений для усиления сигнала. Среди них популярностью пользуется небольшая наклейка-стикер, представляющая собой несколько металлических дорожек, которые, по заверению производителя, позволяют избавиться от помех.

Подобные полоски можно увидеть в некоторых смартфонах по умолчанию, так что «волшебные» свойства наклейки имеют право на жизнь.

Однако добиться незначительного улучшения сигнала, как утверждает немалое число пользователей, поможет кусочек обычной фольги. Ее располагают под крышкой телефона, ближе к антенне. Способ несложный, поэтому попробовать можно.

Усиление связи при помощи репитера

В ряде случаев, когда сигнал не удается усилить ни одним из методов (слишком толстые стены помещения, удаленность от базовой станции) прибегают к использованию специальных антенн или репитеров. Подобные устройства способны в значительной мере усилить сигнал, но и стоимость их нередко отпугивает потенциального покупателя.

Где купить дешево?

Нечто похожее можно соорудить и своими руками, но зачастую оно вовсе не усиливает сигнал или делает это очень и очень плохо.

Например, некоторые пользуются следующим способом:

1. берем металлический прут (достаточно 50 см), коаксиальный кабель, кусок фольги (примерно 10х4 см) и фанеру или пластик;
2. сгибаем металлический прут так, чтобы у нас получилась конструкция в виде ромба;
3. фольгу приклеиваем к фанере;
4. металлический ромб и фольгу соединяем посредством коаксиального кабеля (припаиваем);
5. конец, на котором оказался ромб, поднимаем повыше, другой, с фольгой, – оставляем внизу;
6. подносим телефон к фольге, чтобы проверить качество сигнала.

Вероятно, потребуется найти получившейся конструкции наиболее подходящее место, чтобы поймать сигнал.

Понятное дело, что такой усилитель вряд ли обеспечит связью крупную фирму, которой не посчастливилось иметь офис в районе без покрытия сети. Тут уже придется обращаться за помощью к специалистам. Сегодня немало фирм предоставляет подобные услуги, причем не только предложит современное оборудование, но и займется установкой.

К слову, на специалистах экономить не стоит – для монтажа работники используют специальные устройства, которые помогают определить наиболее подходящее место, подобрать частоты и прочее. Обычному пользователю, конечно, с такой задачей будет сложно справиться.

В последнее время в России значительно увеличилась зона покрытия сетями стандарта GSM 900. Тем не менее ситуация далека от идеальной. Если в европейских странах проблема неуверенного приема практически отсутствует, то большинство отечественных пользователей частенько с ней сталкиваются - в загородных домах, на дачах и т. д. А как было бы замечательно выехать на рыбалку, охоту, в деревню, не теряя связь с внешним миром!

Ключ к решению этой проблемы - внешние направленные или ненаправленные антенны. Правда, купить антенну мало - необходимо ее правильно установить и настроить. Читатели, знакомые с радиоэлектроникой, смогут самостоятельно изготовить и настроить антенну, работающую в стандарте GSM. Сегодня мы расскажем о типах антенн и о способах их установки и настройки.

Справка

Говоря совсем просто, мобильный телефон представляет собой дуплексную радиостанцию, ведущую радиообмен на разных частотах. Всего в стандарте GSM 900 124 частоты. Телефон, как и базовая станция, может работать на любой частоте, определяемой оператором.

Базовая станция (BS) передает, а телефон (MS) принимает на частотах 935,2 - 959,8 МГц. Мобильный телефон передает, а базовая станция принимает на частотах 890,2 - 914,8 МГц. Канал от BS к MS называется Down Link, от MS к BS - Up Link. Большинство операторов используют ограничение дальности работы мобильного телефона от базовой станции - 35 км, что обусловлено особенностями стандарта. Поясним, что в сети стандартной конфигурации в одном частотном канале формируется 8 временных интервалов (тайм-слотов): один служебный, а семь - разговорные. Именно в этом случае максимальная дальность связи на каждом канале составляет 35 км. Однако в GSM предусмотрена также нестандартная конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается на 70 - 100 км (конфигурация Extended Cell). К сожалению, при такой конфигурации количество разговорных каналов уменьшается до 2 - 3, что уменьшает емкость сети. Использовать такой режим в городе и около оператору не выгодно. Иногда этот режим используется на морском побережье для создания прибрежной зоны покрытия.

Таким образом, если у вас телефон стандарта GSM 900, не пытайтесь установить связь, удалившись от ближайшей базовой станции больше чем на 35 км. Максимальная дальность связи, достигнутая мной, - 34 км.

Дальность связи

На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:

Местоположение BS и MS и рельеф местности.

Мощность и чувствительность MS.

Мощность и чувствительность BS.

Используемые на MS и BS антенны.

Воля Господа Бога (опытные связисты шутят, что это - главное).

Обычно базовые станции имеют мощность 20 - 30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет -100 дБ - 115 дБ. Изменить или повлиять на все эти параметры пользователь, конечно, не может. Выходная мощность телефона составляет 0,3 - 2 Вт, чувствительность - 90 - 105 дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумных входных устройств. Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между моделями практически незаметна, то в зоне неуверенного приема она может стать критической. Зачастую трубка показывает уровень сигнала от базовой станции 1 - 2 кубика (по шкале), а установить соединение не может: не хватает мощности. И хотя стандартизация ETSI регламентирует стандартные выходные мощности для каждого класса телефонов, реальное значение может незначительно колебаться. Хорошей чувствительностью отличаются трубки SAGEM, Alcatel, Motorola. А по мощности проходят все старые телефоны, особенно Motorola. Все телефоны фазы 2 имеют примерно одинаковую мощность.

Что же касается рельефа, то на ровной местности и по реке волны распространяются лучше. Чем выше вы находитесь (в разумных пределах), тем лучше сигнал. Лес порой "гасит" волны сильнее, чем городская застройка.

Поиск сигнала

Итак, вы выбрались за город и хотите обеспечить себя связью. Поднимитесь на крышу, чердак или на самую высокую точку рядом с домом или нужным вам местом. Если телефон ловит сеть, но на пределе (или нестабильно), у вас есть все шансы поправить дело, используя внешнюю антенну. Если расстояние до станции меньше 30 км, а сеть не ловится, также попробуйте применить антенну. В последнем случае попытайтесь договориться с продавцов о возврате антенны, если эксперимент провалится.

Если сигнал, хоть и очень слабый, был все же пойман, наберите любой городской номер - для проверки. Если при разговоре слышимость нормальная и собеседник не жалуется на выпадение кусков вашей речи, значит, энергетика обеих линий (UL и DL) сбалансирована и можно использовать стандартную антенну, настроенную на среднюю частоту между частотами приема и передачи. Если же собеседник время от времени пропадает, необходимо "усиливать" нисходящее направление от базовой станции к вашему телефону. Возможно, стоит поискать телефон с лучшей чувствительностью. Но если плохо слышно вас, следует усиливать направление от вашего телефона до базовой станции. Уже на данном этапе понятно, что при выборе типа антенны и ее параметров желательно учитывать данные оператора и условия приема.

В зонах неуверенного приема часто наблюдается интерференция (помехи) между каналами с одинаковыми и соседними частотами. К сожалению, частотный ресурс, выделенный операторам GSM 900 в России, ограничен, из-за чего в зоне неуверенного приема часто "видны" частоты от разных базовых станций с одинаковыми или соседними значениями уровня сигнала. Такие частоты создают взаимные помехи, мешающие связи, а при определенных уровнях сигналов связь становится и вовсе невозможной. Если на экране телефона фиксируется сильный сигнал от базовой станции, а установить соединение не удается или удается, но речь все время пропадает, значит, вы столкнулись с "чужаками". "Заставить" телефон выбрать другую частоту получается далеко не всегда, однако специальная функция телефонов Nokia - Netmonitor - это сделать позволяет.

С подобной проблемой я столкнулся на даче, которая отделяется от крупного города довольно-таки открытым пространством. Телефон принимал соседние частотные каналы с уровнями 70 дБ, 73 дБ и 72 дБ, но качество связи оставляло желать лучшего. Спас меня только принудительный выбор другого частотного канала с меньшим уровнем - 80 дБ. Однако при ограниченном частотном ресурсе даже частотное перепланирование сети выручает далеко не всегда. Тем не менее, если в вашем телефоне отсутствует Netmonitor, можно использовать внешнюю направленную антенну с хорошей диаграммой направленности. Остается только сделать правильный выбор.

Выбор антенны

Как уже говорилось, увеличить дальность и качество связи позволяют именно внешние антенны. Для телефонов в основном используются внешние штыревые и логопериодические антенны, а также антенны типа волновой канал. Повторим, что в Западной Европе отсутствуют зоны неуверенного приема. Поэтому направленные антенны для терминалов GSM 900 практически не выпускаются. Если производитель и предлагает направленную фирменную антенну GSM 900, она, как правило, предназначена для работы с ретрансляторами (репитерами) операторов.

В СНГ и Восточной Европе направленные антенны изготавливаются кустарным способом. Кроме того, есть не- большие заводики в Чехии, Польше и Прибалтике. Простая автомобильная магнитная антенна имеет усиление 1 - 3 дБ (1 - 2 кубика по шкале телефона), волновой канал - 7 - 15 дБ (в зависимости от количества элементов, качества сборки и настройки антенны), что составляет уже 2 - 3 кубика по шкале, а логопериодическая антенна - 7 - 12 дБ. Автомобильная антенна представляет собой вертикальный штырь в 3/4, 1/2 или 5/8 длины волны. Даже простая автомобильная антенна, поднятая повыше, может поправить ситуацию с неуверенной связью. Дело в том, что при разговоре по телефону около 10 - 20% энергии поглощается телом пользователя, поэтому, поднимая штыревую антенну вверх, вы уменьшаете влияние на нее окружающих предметов. Я сам наблюдал, как самодельные, полуволновые и вертикальные диполя, поднятые на 5 м, решали проблему связи. Поясним, как такой диполь изготавливается.

Рис. 1. Вертикальный диполь

Зачищаем c одного конца белый телевизионный кабель RG6U. Получаем центральный проводник и оплетку кабеля. К центральному проводнику припаиваем медный провод любой толщины длиной около 8,2 см (для диапазона 900 МГц) и крепим его вертикально вверх. К оплетке припаиваем второй кусок провода такой же длины и крепим его вертикально вниз (рис. 1). Получаем нечто похожее на букву "Т", положенную набок. (В телевидении используется горизонтальная поляризация, а в GSM - вертикальная, поэтому требуется именно такой диполь.) Другой конец кабеля подключаем через переходник к телефону. Будьте внимательны и не замкните центральную жилу с оплеткой, иначе телефон может сгореть. Ну вот, за 5 минут мы соорудили примитивную антенну, не уступающую по параметрам китайским автомобильным.

Приведу историю из жизни. Приехав прошлым летом на отдых в Крым, я обнаружил, что на базе обещанного оператором уверенного покрытия нет. Это означало, что я пропущу очень важный звонок. Уверенный сигнал обнаружился на крыше коттеджа, но перспектива просидеть там две недели меня не вдохновила. За 5 минут я нашел кусок нужного провода (вместо медного использовал алюминиевый). Еще 10 минут ушло на то, чтобы отыскать у соседей 5-метровый кусок телевизионного кабеля. Nokia 7110 имеет механический коммутатор для внешней антенны, поэтому я просто воткнул центральный проводник кабеля прямо в разъем телефона, а оплетку кабеля соединил с металлическим ободком внешнего разъема телефона. Укрепил антенну на крыше домика и уже через 10 минут на радость семье и на зависть соседям свободно общался по телефону.

Как говорится, вернемся к нашим баранам. Сначала воспользуемся автомобильной штыревой антенной ($5 - 10).

Здесь главное - не нарваться на слишком скверное качество. Имея Netmonitor, проверить антенну гораздо легче. При подключенной к телефону автомобильной антенне уровень сигнала должен увеличиться на 1 - 3 дБ (например, с -60 дБ до -57 дБ). В крайнем случае, сигнал должен остаться прежним. Если при подключении антенны сигнал уменьшится на 5 дБ и больше, лучше отказаться от покупки. Хочу заметить, что хорошая фирменная автомобильная антенна стоит от $40 и выше. Впрочем, и среди азиатских 10-долларовых изделий иногда встречаются неплохие вещицы.

Установленная на крышу вашего "домика в деревне", автомобильная антенна способна решить проблему со связью. Если усиления автомобильной антенны не хватает, можно обратиться к другим - например, к распространенной направленной антенне - волновому каналу. Он выглядит, как обычная телевизионная антенна, установленная на крыше дома.

Волновой канал позволяет получить реальное усиление до 7 - 15 дБ с оптимальной диаграммой направленности. Но у него есть недостаток - узкополосность. Разница между частотой приема и частотой передачи в GSM 900 составляет 45 МГц, а весь рабочий диапазон - 890 - 960 МГц (полоса в 70 МГц). Добиться линейной или близкой к линейной характеристики в таком широком диапазоне затруднительно. Поэтому желательно изготавливать волновой канал в зависимости от частоты оператора и конкретного места и в зависимости от ситуации сдвигать резонанс к частоте восходящего или нисходящего направлений. Для большей широкополосности следует использовать только петлевой вибратор, согласовывая его с кабелем - например, с симметрирующей петлей; также следует ограничиться небольшим количеством элементов, скажем, 3 - 12, так как если их будет больше, настроить антенну без оборудования будет трудно, кроме того, рабочий диапазон антенны сужается.

Мне приходилось иметь дело с множеством волновых каналов, изготовленных кустарно. Констатирую: в большинстве антенн коэффициент усиления составлял менее 7 дБ, некоторые имели резонанс на частотах 700 - 800 МГц вместо GSM-диапазона и коэффициент стоячей волны больше 3 (при передаче это может легко вывести из строя выходной каскад телефона). Профессионально изготовленные и настроенные самодельные антенны встречались редко.

Теперь на очереди - логопериодические антенны (их тоже можно отыскать на радиорынке). По сравнению с волновым каналом они имеют более широкий рабочий диапазон. Поэтому такие антенны менее критичны к точности изготовления и настройки. Реальный коэффициент усиления здесь достигает 10 - 14 дБ.

Теоретически при необходимости можно соединить 2 волновых канала, один - настроенный на частоту приема, другой - на частоту передачи, но это уже слишком сложная система.

Кабель и антенные переходники

В диапазоне 900 МГц вопрос выбора кабеля приобретает первостепенную роль. Отечественные телевизионные коаксиальные кабели можно использовать только ограниченно (затухание более 30 дБ на 100 м слишком велико). Из доступных импортных образцов подойдет RG6 - коаксиальный кабель с двойной оплеткой. Его вы найдете в любом магазине. Затухание составляет 20 - 24 дБ на 100 м (проверял экспериментально). Промышленные штыревые автомобильные антенны обычно включают в себя кабель RG59 с затуханием 28 дБ на 100 м. Антенна типа волновой канал с коэффициентом усиления 12 дБ и 10 м кабеля RG6U дают общее усиление 9,6 дБ, а при 20 м - 7 дБ.

На большинстве телефонов есть разъем для внешней антенны. Кроме того, для каждого типа телефона существует так называемый антенный переходник (около $5), он подключается к указанному разъему и представляет собой короткий кусок кабеля, с одной стороны которого находится специфический телефонный высокочастотный разъем, а с другой - стандартный ВЧ-разъем. Обычно затухание в антенном переходнике не превышает 1 дБ. Покупая антенный переходник, убедитесь в его дееспособности. При включении переходника в телефон встроенная в телефон антенна отключается и выходной каскад переключается на переходник. Иными словами, если вы просто подключаете переходник к телефону, сигнал на шкале телефона должен немного упасть. Потом вы подключаете внешнюю антенну к переходнику, и сигнал увеличивается. Если все идет именно так, значит, переходник работает.

Настройка антенны на местности

Итак, вы купили антенну и подключили ее к кабелю и к телефону. Поднялись на высокую точку и приступили к настройке антенны. Разместите телефон так, чтобы был виден экран. Как уже говорилось, при настройке антенны с аппаратами Nokia лучше всего использовать функцию Netmonitor. В большинстве других телефонов можно ввести специальный код и открыть служебное меню, которое позволяет увидеть приемный уровень 6 - 8 частот, принимаемых телефоном в порядке убывания, номера частот, расстояние до базовой станции, процент ошибок в канале и др. (Описание многих сервисных меню см. на: www.3ton.com/gsm.) Если Netmonitor есть, будем ориентироваться по уровню сигнала в децибелах (напоминаем, что сигнал сильнее, когда значение уровня в децибелах меньше). Если он отсутствует, будем настраиваться по стандартной шкале сигнала.

Так как антенны базовых станций GSM 900 имеют вертикальную поляризацию, волновой канал следует размещать вертикально. При юстировке антенн обратите внимание на то, что приемный уровень сигнала, отображаемый в телефоне, изменяется с задержкой до нескольких секунд, поэтому антенну следует поворачивать медленно и дискретно. Если вам известно направление на ближайший город, начните с него. Медленно поворачивайте антенну по горизонту. Если сигнал найден, ваша задача найти направление, откуда сигнал приходит с максимальным уровнем. Если сигнала нет, медленно поворачивайте антенну по горизонту, пока он не появится. Помните, что каждый метр высоты установки антенны может оказаться решающим. Если сигнал не найден, попробуйте переместиться на несколько метров в сторону и поискать снова. Может быть, вам повезет.

Нежелательно использовать кабель между антенной и телефоном длиной более 30 м: в этом случаи практически весь сигнал теряется в кабеле.

Напоследок приведем размеры самодельной логопериодической антенны для диапазона 850 - 950 МГц (рис. 2). Размеры взяты с сайта www.atnn.ru. Программу для расчета антенны-волновой канал опять-таки можно найти на: www.3ton.com/gsm.

Параметры: коэффициент усиления - 8,3 дБ, волновое сопротивление - 60 Ом.

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.

Смартфоны и мобильные устройства прочно вошли в нашу жизнь, но даже почти со 100% покрытием часто встречаются места, где эти устройства не радуют своих владельцев качеством принимаемых сообщений. Владельцы мобильников отмечают низкий уровень сигнала не только в отдаленной от города местности, но и в подвальных помещениях, в мегаполисе с множеством высотных зданий, в машине. Можно воспользоваться дополнительными усилителями сигнала или понять, как они устроены, и сделать их самостоятельно.

Для изготовления устройства, обеспечивающего качественное сообщение, необходимо понимать, как работает сотовая связь, а также иметь схему устройства и материал, из которого можно собрать внешнюю или внутреннюю дополнительную антенну на смартфон.

Мобильник: основные параметры

Антенна для мобильного устройства нужна при некачественном сигнале приема от ретрансляционной вышки. Это происходит в силу разных обстоятельств. Рассмотрим перед поиском конструкции дополнительной антенны, как работает сотовая связь. Современный мобильник − это радиостанция в миниатюре, ее задача − принимать и передавать сообщения на частотах, определенных провайдером (оператором мобильной связи).

Специалисты, рассматривая соотношение передачи сигнала к его приему, определяют станцию BS (базовая станция), а мобильное устройство MS (мобильное устройство), которые работают в диапазоне частот (935,2–959,8 МГц), это базовая станция → мобильный телефон, и в соотношении «прием – передача» (MS) телефон – (BS) станция в диапазоне (890,2–914,8 МГц).

Первые параметры соотношения называются в профессиональной среде «Down Link» − это сигнал от базовой станции на усилитель, а вторые «Up Link» − это сигнал от мобильных устройств, поступающих на наружную антенну.

Оператор мобильной связи всегда делает ограничение приема от базовой станции (BS) на удаление до 35 километров, так как такая конфигурация работы позволяет реализовать восемь каналов для разговора, что принято стандартом на территории РФ в городской черте. Операторы GSM работают с меньшим количеством каналов для разговора, максимально три, но дальность приема сигнала увеличивается до 100 километров, это нестандартная конфигурация и применяется в береговых зонах покрытия.

Выбор наружной антенны

Не каждая антенна для сотового телефона 3g может вам подойти. Есть факторы, которые влияют на качественный прием сигнала, это: географическое положение абонента связи, какой местный рельеф, какие климатические условия, параметры вашего смартфона и антенны.

Использование в качестве внешней антенны автомобильного усилителя приема сигнала или стандартного усилителя предусматривают их размещение на крыше дома или соответственно на крыше авто. Направлять его для приема сигнала рекомендуется в сторону ближайшего ретранслятора, это можно добиться вращением антенны до появления максимального значения приема сигнала.

Волновое устройство приема сигнала в своей конструкции имеет: траверс, набор рефлекторов, расположенных перпендикулярно траверсу. Размеры рефлекторов находятся в соотношении с частотой приема, которая имеет прямую пропорцию от длины волны. Этот вид антенн для внешней установки хорошо усиливает сигнал, но требует точности наведения на базовую станцию (BS).

Параболический вид наружной антенны имеет конструкцию: облучатель и отражатель. Этот вид усилителя сигнала может значительно усиливать прием, но для установки необходимы специальные навыки, так как при некачественной настройке эффект от применения будет равен «нулю».

Плоская выносная антенна имеет широкий диапазон направленности, состоит из облучателя, встроенного в рефлектор. Для ее использования достаточно выбрать приблизительное направление в сторону (BS), но усиление сигнала в этой конструкции оценивается как среднее значение.

Штыревой вариант внешней антенны представляет собой стержень, который выполняет функцию облучателя и рефлектора. В этом исполнении антенна имеет круговую направленность, иными словами ее не надо направлять ни в какую сторону.

Важно! Этот вид антенн специалисты не рекомендуют устанавливать, когда смартфону и базе не мешают экранизирующие конструкции. Рекомендуется для установки в местах, где не требуется значительного усиления сигнала от базы.

Подключение смартфона к внешней антенне

Антенна сотовой связи подключается к мобильнику при помощи коаксиального кабеля (RG6) высокочастотным разъемом, так как все смартфоны работают на этих частотах. Эффективность усиления зависит от качества кабеля и разъема. Когда на мобильном устройстве отсутствует вход для внешней антенны, провод от нее можно подключить к устройству открытого разговора (громкая связь). Еще проще вопрос решается, обмотав антенный провод вокруг мобильника тремя или четырьмя витками, что лишает комфортности в общении, но достигается при необходимости хороший сигнал.

Обратите внимание! В том случае, когда есть необходимость установки стационарной мобильной связи, специалисты рекомендуют купить модем, который подключают к антенне, через роутер для поддержки сотовой связи может раздавать WI-FI. Модем не нужен, если на роутере предусмотрен GSM разъем для входа антенны.

Как самостоятельно сделать ромбовидную антенну

Не всегда есть средства для приобретения готового устройства усиления сигнала от базовой станции. Как сделать антенну для телефона своими руками, − этим вопросом задаются многие пользователи сотовой связи в удаленных местах проживания. Специалисты советуют для этих целей использовать следующие инструменты и материалы:

• нож для снятия изоляции с кабеля;
• плоскогубцы;
• кабель коаксиальный, рекомендуется RG6;
• паяльник и припой;
• медный провод сечением 2 миллиметра и длиной 80 миллиметров;
• переходник для телефона, можно использовать китайскую модель.

Порядок выполнения работ следующий:

1. Коаксиальный кабель надо зачистить от изоляции, не повредив внутреннюю жилу, для подключения ее к антенне, а другой конец подключаем к телефону;
2. Изгибаем медную проволоку в восьмерку по ромбам;
3. К жиле коаксиального кабеля в положении «строго вверх» припаиваем качественно медный провод. К экранирующей оплетке кабеля припаиваем другой конец медного провода в положении «строго вниз»;
4. Делаем крепление медных проводов на дощечке с качественной изоляцией соединений;
5. Полученную конструкцию крепим на крышу дома, а свободный конец кабеля, используя адаптер, подключаем к мобильному устройству.

Важно! Специалисты рекомендуют строгое соблюдение положений медного провода, это даст возможность получения сигнала даже в том случае, когда он практически отсутствует. Самодельная ромбовидная антенна проста в реализации, подсоединение кабеля должно выполняться качественно.

Элементы для усилителя сотового сигнала

Территория РФ занимает большую площадь, на которой есть места, где не принимается без дополнительных устройств сигнал оператора базовой станции, антенна для мобильного телефона совместно с другими приборами, собранными в едином месте, позволяет забыть об этой проблеме.

Специалисты такое устройство называют усилителем сотовой связи, который состоит из следующих элементов:

• двухсторонний усилитель или репитер – это промежуточное звено между гнездом телефона и комплексом усиления сигнала;
• внутренняя и внешняя антенна, функциональное назначение которой улавливать сигнал от (BS) и распространять его на определенную площадь;
• элементы мощности, разветвитель кабеля;
• разъемы;
• кабель коаксиальный, имеющий волновое сопротивление 50 Ом.

Специалистами все приборы, входящие в систему усиления сигнала, делятся на две группы: пассивный режим работы и активный режим. Активные элементы − это репитер и разъемы, которые подключаются к электропитанию. Пассивными считают элементы: кабель, конструкция антенны, делитель.

Важно! В труднодоступных местах приема сигнала надо правильно сделать расчет антенны для конкретного места. Специалисты оптимальным вариантом считают такой вид антенны, когда для реализации усилителя требуется минимальная длина кабеля, который делает потери сигнала на каждом метре.

Как работает репитер

Антенна для телефона через репитер – это отличное решение для усиления сигнала, он функционально отвечает за усиление сигнала по схеме (MS) → (BS) и обратно, когда происходит прием сигнала по схеме (BS) → (MS).

Антенна выполняет функцию приема сообщений или их передачи. Собрать самостоятельно такой усилитель можно, когда есть навыки работы с инструментом. Задача наружной антенны обрабатывать приходящий сигнал (принимать его) или отправлять на станцию, а функция внутренней антенны – это обеспечить покрытие устойчивым сигналом территории помещения, в телефоне абонента.

Как собрать усилитель сотовой связи

Обеспечение стабильной связью в местах, где есть проблемы получения сигнала от базовой станции − это функциональная задача усилителя, который можно собрать самостоятельно. Необходимо отметить явные преимущества этого комплекса элементов:

• стабильный прием в географических местах проживания абонента с имеющимися перебоями получения сигнала от (BS);
• уменьшается количество помех;
• сообщения передаются четче;
• низкий уровень получаемых излучений;
• увеличивается длительность работы аккумуляторной батареи телефона с одной зарядки.

Промышленный вариант этой системы стоит «хороших» денег, является стационарным комплексом, по этой причине многие пользователи мобильной связи делают этот комплекс самостоятельно.

Сборка и элементы системы усиления сигнала

Комплекс для усиления сигнала начинают делать с изготовления внешней антенны. Когда простая ромбовидная антенна сделана и установлена на крыше, можно проверить ее работу, этих мер может быть достаточно для вашей местности.

Тестирование проводится простым действием, когда смартфон подносится к усилителю, то индикатор приема сигнала должен показывать увеличение числа делений. Можно сделать контрольные звонки оператору (провайдеру), определить качество связи. Весь процесс сборки укладывается в алгоритм:

• изготовление антенны, наружная и внутренняя;
• установка репитера;
• настройка усилителя.

Важно! Не рекомендуется устанавливать антенну возле приборов отопления ближе одного метра. Перед работой нужно проверить все подключаемые разъемы на качество соединений. Репитер не должен подвергаться воздействию низких температур.

Если подключенная система собрана некорректно, она сама может быть источником дополнительных помех. Когда есть скачки напряжения, подключаться к адаптеру надо через стабилизатор напряжения.

Настройка усилителя заключается в получении лучшего коэффициента усиленного сигнала, желательно не меньше 15 Дб. Репитер можно настроить в «ручной режим», вращая потенциометр и, меняя пространственное положение внутренней и внешней антенны. Можно использовать «автоматический режим», когда прибор настраивается на полную мощность на выходе мобильного устройства.

В местах с плохим приемом сигнала от базовой станции провайдера всегда можно сделать усилитель сигнала своими руками, для смартфона 3g. По своей конструкции они бывают разные, но функционально имеют назначение одинаковое − это усиление сигнала. В смартфоне разъем для подключения внешней антенны находится под крышкой мобильного устройства. Когда наружная антенна расположена правильно, в сторону базовой станции, это дает усиление принимаемых сообщений в мобильниках.

Видео

В последнее время в России значительно увеличилась зона покрытия сетями стандарта GSM 900.Тем не менее ситуация далека от идеальной. Если в европейских странах проблема неуверенного приема практически отсутствует, то большинство отечественных пользователей частенько с ней сталкиваются - в загородных домах, на дачах и т. д. А как было бы замечательно выехать на рыбалку, охоту, в деревню, не теряя связь с внешним миром!

Ключ к решению этой проблемы - внешние направленные или ненаправленные антенны. Правда, купить антенну мало - необходимо ее правильно установить и настроить. Читатели, знакомые с радиоэлектроникой, смогут самостоятельно изготовить и настроить антенну, работающую в стандарте GSM. Сегодня мы расскажем о типах антенн и о способах их установки и настройки.

Справка
Говоря совсем просто, мобильный телефон представляет собой дуплексную радиостанцию, ведущую радиообмен на разных частотах. Всего в стандарте GSM 900 124 частоты. Телефон, как и базовая станция, может работать на любой частоте, определяемой оператором.

Базовая станция (BS) передает, а телефон (MS) принимает на частотах 935,2 - 959,8 МГц. Мобильный телефон передает, а базовая станция принимает на частотах 890,2 - 914,8 МГц. Канал от BS к MS называется Down Link, от MS к BS - Up Link. Большинство операторов используют ограничение дальности работы мобильного телефона от базовой станции - 35 км, что обусловлено особенностями стандарта. Поясним, что в сети стандартной конфигурации в одном частотном канале формируется 8 временных интервалов (тайм-слотов): один служебный, а семь - разговорные. Именно в этом случае максимальная дальность связи на каждом канале составляет 35 км. Однако в GSM предусмотрена также нестандартная конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается на 70 - 100 км (конфигурация Extended Cell). К сожалению, при такой конфигурации количество разговорных каналов уменьшается до 2 - 3, что уменьшает емкость сети. Использовать такой режим в городе и около оператору не выгодно. Иногда этот режим используется на морском побережье для создания прибрежной зоны покрытия.

Таким образом, если у вас телефон стандарта GSM 900, не пытайтесь установить связь, удалившись от ближайшей базовой станции больше чем на 35 км. Максимальная дальность связи, достигнутая мной, - 34 км.

Дальность связи
На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:

Местоположение BS и MS и рельеф местности.

Мощность и чувствительность MS.

Мощность и чувствительность BS.

Воля Господа Бога (опытные связисты шутят, что это - главное).

Обычно базовые станции имеют мощность 20 - 30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет -100 дБ - 115 дБ. Изменить или повлиять на все эти параметры пользователь, конечно, не может. Выходная мощность телефона составляет 0,3 - 2 Вт, чувствительность - 90 - 105 дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумных входных устройств. Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между моделями практически незаметна, то в зоне неуверенного приема она может стать критической. Зачастую трубка показывает уровень сигнала от базовой станции 1 - 2 кубика (по шкале), а установить соединение не может: не хватает мощности. И хотя стандартизация ETSI регламентирует стандартные выходные мощности для каждого класса телефонов, реальное значение может незначительно колебаться. Хорошей чувствительностью отличаются трубки SAGEM, Alcatel, Motorola. А по мощности проходят все старые телефоны, особенно Motorola. Все телефоны фазы 2 имеют примерно одинаковую мощность.

Что же касается рельефа, то на ровной местности и по реке волны распространяются лучше. Чем выше вы находитесь (в разумных пределах), тем лучше сигнал. Лес порой "гасит" волны сильнее, чем городская застройка.

Поиск сигнала
Итак, вы выбрались за город и хотите обеспечить себя связью. Поднимитесь на крышу, чердак или на самую высокую точку рядом с домом или нужным вам местом. Если телефон ловит сеть, но на пределе (или нестабильно), у вас есть все шансы поправить дело, используя внешнюю антенну. Если расстояние до станции меньше 30 км, а сеть не ловится, также попробуйте применить антенну. В последнем случае попытайтесь договориться с продавцов о возврате антенны, если эксперимент провалится.

Если сигнал, хоть и очень слабый, был все же пойман, наберите любой городской номер - для проверки. Если при разговоре слышимость нормальная и собеседник не жалуется на выпадение кусков вашей речи, значит, энергетика обеих линий (UL и DL) сбалансирована и можно использовать стандартную антенну, настроенную на среднюю частоту между частотами приема и передачи. Если же собеседник время от времени пропадает, необходимо "усиливать" нисходящее направление от базовой станции к вашему телефону. Возможно, стоит поискать телефон с лучшей чувствительностью. Но если плохо слышно вас, следует усиливать направление от вашего телефона до базовой станции. Уже на данном этапе понятно, что при выборе типа антенны и ее параметров желательно учитывать данные оператора и условия приема.

В зонах неуверенного приема часто наблюдается интерференция (помехи) между каналами с одинаковыми и соседними частотами. К сожалению, частотный ресурс, выделенный операторам GSM 900 в России, ограничен, из-за чего в зоне неуверенного приема часто "видны" частоты от разных базовых станций с одинаковыми или соседними значениями уровня сигнала. Такие частоты создают взаимные помехи, мешающие связи, а при определенных уровнях сигналов связь становится и вовсе невозможной. Если на экране телефона фиксируется сильный сигнал от базовой станции, а установить соединение не удается или удается, но речь все время пропадает, значит, вы столкнулись с "чужаками". "Заставить" телефон выбрать другую частоту получается далеко не всегда, однако специальная функция телефонов Nokia - Netmonitor - это сделать позволяет.

С подобной проблемой я столкнулся на даче, которая отделяется от крупного города довольно-таки открытым пространством. Телефон принимал соседние частотные каналы с уровнями 70 дБ, 73 дБ и 72 дБ, но качество связи оставляло желать лучшего. Спас меня только принудительный выбор другого частотного канала с меньшим уровнем - 80 дБ. Однако при ограниченном частотном ресурсе даже частотное перепланирование сети выручает далеко не всегда. Тем не менее, если в вашем телефоне отсутствует Netmonitor, можно использовать внешнюю направленную антенну с хорошей диаграммой направленности. Остается только сделать правильный выбор.

Выбор антенны
Как уже говорилось, увеличить дальность и качество связи позволяют именно внешние антенны. Для телефонов в основном используются внешние штыревые и логопериодические антенны, а также антенны типа волновой канал. Повторим, что в Западной Европе отсутствуют зоны неуверенного приема. Поэтому направленные антенны для терминалов GSM 900 практически не выпускаются. Если производитель и предлагает направленную фирменную антенну GSM 900, она, как правило, предназначена для работы с ретрансляторами (репитерами) операторов.

В СНГ и Восточной Европе направленные антенны изготавливаются кустарным способом. Кроме того, есть не- большие заводики в Чехии, Польше и Прибалтике. Простая автомобильная магнитная антенна имеет усиление 1 - 3 дБ (1 - 2 кубика по шкале телефона), волновой канал - 7 - 15 дБ (в зависимости от количества элементов, качества сборки и настройки антенны), что составляет уже 2 - 3 кубика по шкале, а логопериодическая антенна - 7 - 12 дБ. Автомобильная антенна представляет собой вертикальный штырь в 3/4, 1/2 или 5/8 длины волны. Даже простая автомобильная антенна, поднятая повыше, может поправить ситуацию с неуверенной связью. Дело в том, что при разговоре по телефону около 10 - 20% энергии поглощается телом пользователя, поэтому, поднимая штыревую антенну вверх, вы уменьшаете влияние на нее окружающих предметов. Я сам наблюдал, как самодельные, полуволновые и вертикальные диполя, поднятые на 5 м, решали проблему связи. Поясним, как такой диполь изготавливается.

Рис. 1. Вертикальный диполь

Зачищаем c одного конца белый телевизионный кабель RG6U. Получаем центральный проводник и оплетку кабеля. К центральному проводнику припаиваем медный провод любой толщины длиной около 8,2 см (для диапазона 900 МГц) и крепим его вертикально вверх. К оплетке припаиваем второй кусок провода такой же длины и крепим его вертикально вниз (рис. 1). Получаем нечто похожее на букву "Т", положенную набок. (В телевидении используется горизонтальная поляризация, а в GSM - вертикальная, поэтому требуется именно такой диполь.) Другой конец кабеля подключаем через переходник к телефону. Будьте внимательны и не замкните центральную жилу с оплеткой, иначе телефон может сгореть. Ну вот, за 5 минут мы соорудили примитивную антенну, не уступающую по параметрам китайским автомобильным.

Приведу историю из жизни. Приехав прошлым летом на отдых в Крым, я обнаружил, что на базе обещанного оператором уверенного покрытия нет. Это означало, что я пропущу очень важный звонок. Уверенный сигнал обнаружился на крыше коттеджа, но перспектива просидеть там две недели меня не вдохновила. За 5 минут я нашел кусок нужного провода (вместо медного использовал алюминиевый). Еще 10 минут ушло на то, чтобы отыскать у соседей 5-метровый кусок телевизионного кабеля. Nokia 7110 имеет механический коммутатор для внешней антенны, поэтому я просто воткнул центральный проводник кабеля прямо в разъем телефона, а оплетку кабеля соединил с металлическим ободком внешнего разъема телефона. Укрепил антенну на крыше домика и уже через 10 минут на радость семье и на зависть соседям свободно общался по телефону.

Как говорится, вернемся к нашим баранам. Сначала воспользуемся автомобильной штыревой антенной ($5 - 10).

Здесь главное - не нарваться на слишком скверное качество. Имея Netmonitor, проверить антенну гораздо легче. При подключенной к телефону автомобильной антенне уровень сигнала должен увеличиться на 1 - 3 дБ (например, с -60 дБ до -57 дБ). В крайнем случае, сигнал должен остаться прежним. Если при подключении антенны сигнал уменьшится на 5 дБ и больше, лучше отказаться от покупки. Хочу заметить, что хорошая фирменная автомобильная антенна стоит от $40 и выше. Впрочем, и среди азиатских 10-долларовых изделий иногда встречаются неплохие вещицы.

Установленная на крышу вашего "домика в деревне", автомобильная антенна способна решить проблему со связью. Если усиления автомобильной антенны не хватает, можно обратиться к другим - например, к распространенной направленной антенне - волновому каналу. Он выглядит, как обычная телевизионная антенна, установленная на крыше дома.

Волновой канал позволяет получить реальное усиление до 7 - 15 дБ с оптимальной диаграммой направленности. Но у него есть недостаток - узкополосность. Разница между частотой приема и частотой передачи в GSM 900 составляет 45 МГц, а весь рабочий диапазон - 890 - 960 МГц (полоса в 70 МГц). Добиться линейной или близкой к линейной характеристики в таком широком диапазоне затруднительно. Поэтому желательно изготавливать волновой канал в зависимости от частоты оператора и конкретного места и в зависимости от ситуации сдвигать резонанс к частоте восходящего или нисходящего направлений. Для большей широкополосности следует использовать только петлевой вибратор, согласовывая его с кабелем - например, с симметрирующей петлей; также следует ограничиться небольшим количеством элементов, скажем, 3 - 12, так как если их будет больше, настроить антенну без оборудования будет трудно, кроме того, рабочий диапазон антенны сужается.

Мне приходилось иметь дело с множеством волновых каналов, изготовленных кустарно. Констатирую: в большинстве антенн коэффициент усиления составлял менее 7 дБ, некоторые имели резонанс на частотах 700 - 800 МГц вместо GSM-диапазона и коэффициент стоячей волны больше 3 (при передаче это может легко вывести из строя выходной каскад телефона). Профессионально изготовленные и настроенные самодельные антенны встречались редко.

Теперь на очереди - логопериодические антенны (их тоже можно отыскать на радиорынке). По сравнению с волновым каналом они имеют более широкий рабочий диапазон. Поэтому такие антенны менее критичны к точности изготовления и настройки. Реальный коэффициент усиления здесь достигает 10 - 14 дБ.

Теоретически при необходимости можно соединить 2 волновых канала, один - настроенный на частоту приема, другой - на частоту передачи, но это уже слишком сложная система.

Кабель и антенные переходники
В диапазоне 900 МГц вопрос выбора кабеля приобретает первостепенную роль. Отечественные телевизионные коаксиальные кабели можно использовать только ограниченно (затухание более 30 дБ на 100 м слишком велико). Из доступных импортных образцов подойдет RG6 - коаксиальный кабель с двойной оплеткой. Его вы найдете в любом магазине. Затухание составляет 20 - 24 дБ на 100 м (проверял экспериментально). Промышленные штыревые автомобильные антенны обычно включают в себя кабель RG59 с затуханием 28 дБ на 100 м. Антенна типа волновой канал с коэффициентом усиления 12 дБ и 10 м кабеля RG6U дают общее усиление 9,6 дБ, а при 20 м - 7 дБ.

На большинстве телефонов есть разъем для внешней антенны. Кроме того, для каждого типа телефона существует так называемый антенный переходник (около $5), он подключается к указанному разъему и представляет собой короткий кусок кабеля, с одной стороны которого находится специфический телефонный высокочастотный разъем, а с другой - стандартный ВЧ-разъем. Обычно затухание в антенном переходнике не превышает 1 дБ. Покупая антенный переходник, убедитесь в его дееспособности. При включении переходника в телефон встроенная в телефон антенна отключается и выходной каскад переключается на переходник. Иными словами, если вы просто подключаете переходник к телефону, сигнал на шкале телефона должен немного упасть. Потом вы подключаете внешнюю антенну к переходнику, и сигнал увеличивается. Если все идет именно так, значит, переходник работает.

Настройка антенны на местности
Итак, вы купили антенну и подключили ее к кабелю и к телефону. Поднялись на высокую точку и приступили к настройке антенны. Разместите телефон так, чтобы был виден экран. Как уже говорилось, при настройке антенны с аппаратами Nokia лучше всего использовать функцию Netmonitor. В большинстве других телефонов можно ввести специальный код и открыть служебное меню, которое позволяет увидеть приемный уровень 6 - 8 частот, принимаемых телефоном в порядке убывания, номера частот, расстояние до базовой станции, процент ошибок в канале и др. (Описание многих сервисных меню см. на: www.3ton.com/gsm.) Если Netmonitor есть, будем ориентироваться по уровню сигнала в децибелах (напоминаем, что сигнал сильнее, когда значение уровня в децибелах меньше). Если он отсутствует, будем настраиваться по стандартной шкале сигнала.

Так как антенны базовых станций GSM 900 имеют вертикальную поляризацию, волновой канал следует размещать вертикально. При юстировке антенн обратите внимание на то, что приемный уровень сигнала, отображаемый в телефоне, изменяется с задержкой до нескольких секунд, поэтому антенну следует поворачивать медленно и дискретно. Если вам известно направление на ближайший город, начните с него. Медленно поворачивайте антенну по горизонту. Если сигнал найден, ваша задача найти направление, откуда сигнал приходит с максимальным уровнем. Если сигнала нет, медленно поворачивайте антенну по горизонту, пока он не появится. Помните, что каждый метр высоты установки антенны может оказаться решающим. Если сигнал не найден, попробуйте переместиться на несколько метров в сторону и поискать снова. Может быть, вам повезет.

Нежелательно использовать кабель между антенной и телефоном длиной более 30 м: в этом случаи практически весь сигнал теряется в кабеле.

Напоследок приведем размеры самодельной логопериодической антенны для диапазона 850 - 950 МГц (рис. 2). Размеры взяты с сайта www.atnn.ru. Программу для расчета антенны-волновой канал опять-таки можно найти на: www.3ton.com/gsm.

Номер элемента	Общая длина вибраторов (мм)	Расстояние от предыдущего элемента (мм)	Расстояние от конца бума (мм)
	176
	141