Модем для мобильного Интернета с внешней антенной

Оборудование

Вооружившись полученной информацией переходим к выбору оборудования:

1. Антенна: при выборе антенны мы ориентируемся на рабочую частоту 2600Мгц. Т.к. Базовая станция находится относительно недалеко, будет достаточно усиления 10-15Дб.

   Тип антенны – панельная. Если качество сигнала хуже и базовая станция находится дальше, подойдёт параболическая антенна – это повысит стоимость решения и усложнит настройку антенны из-за более узкого луча, но коэффициент усиления будет значительно выше.

   Чтобы исключить потери сигнала в кабеле, будем выбирать антенну с возможностью установки симкарты или модема внутри антенны.

   Антенна должна поддерживать MIMO. 

2. 4G модем: должен поддерживать выбранную симкарту, иметь возможность подключения антенны, поддерживать MIMO. Модемы с поддержкой MIMO имеют 2 разъёма для подключения антенн.

3. Wi-Fi роутер: т.к. скорость 4G интернет соединения невысока и проблем с перекрытием Wi-Fi каналов на дачном участке нет, нам будет достаточно 2,4Гц Wi-Fi роутера.

В результате был выбран следующий комплект оборудования, компоненты выбирались исходя из минимальной стоимости и технических характеристик, обеспечивающих мои потребности:

• Антенна: Petra-12 MIMO 2×2 BOX, антенные разъёмы CRC-9 (как в 4G модеме)

  Плюсы: возможность установки 4G модема внутри антенны, как следствие, отсутствие потери сигнала в коаксиальном кабеле, нет дополнительных затрат на кабель. Антенна укомплектована 10м USB кабелем который подключается в ноутбук или Wi-Fi роутер.

  Минусы: пыле/влаго защита – IP54, этого недостаточно для установки антенны вне помещения, я устранил данный недостаток с помощью силиконового герметика.

  Стоимость: 3 000р. + герметик 200р.

• 4G модем – Huawei 3372.

  Плюсы: один из самых распространённых USB модемов, следовательно, не будет проблем с драйверами в нашем роутере.

  Минусы: обновлённая версия модема лишилась антенных разъёмов.

  Стоимость: 2 900р.

• Wi-Fi роутер: ZBT we1626

  Плюсы: стоимость, возможность подключения USB модема, за месяц эксплуатации проблем не возникло

  Минусы: сомнительный производитель

  Стоимость: 1 400р.

• Стоимость комплекта: 7 500р.

4G антенна расположена на уровне 2го этажа, если сигнал ухудшится  – можно поднять антенну выше, установив её на мачту. 

Wi-Fi роутер расположен внутри дома на 2м этаже.

Виды усилителей 3G и 4G сигнала для телефона

Усилителисигнала, принимаемого беспроводными мобильными телефонами встречаются двух видов:

• пассивные,
• активные.

Для начала рассмотрим каждый из них более детально.

Активные усилители сигнала сотовой связи

Активная разновидность имеет необходимость присоединения к источнику электропитания.  Установка подобного устройства является наиболее эффективным методом улучшения качества принимаемого сигнала. К таким приборам относят различных модификаций репитеры и ретрансляторы.

Главное их достоинство – обеспечение покрытия сети достаточно большой широты, что позволяет использовать их без физической коммутации с мобильным телефоном.

Все разновидности репитерных приборов функционируют по принципу передачи сигнала от станции (базы) на внешнюю антенную установку, настроенную на соответствующую волну. Далее посредством кабеля полученный антенной сигнал поступает на ретранслятор, предназначенный для усиления мощности сигнала и передачи его на еще одну антенную установку – антенну внутреннего оборудования – либо на разветвитель (при присутствии в схеме нескольких точек подключения).

Репитер

При осуществлении передачи данных подобным образом наблюдается качественное повышение сигнала сети – как мобильной, так интернетной. Помимо основной функции, установка такого прибора, как репитер, позволяет снизить влияние электромагнитного поля мобильных устройств, что, в свою очередь, может весьма положительно сказаться на здоровье рядовых потребителей мобильной техники.

Внимание! Расстояние между базовой станцией и точкой установки репитера может достигать 40 километров. В связи с этим установка подобных устройств помогает справиться с проблемами получения сотовых данных на территории загородных домов и участков

Активные ретрансляторы, помимо прочего, нуждаются в дополнительных настройках. При их подключении следует, в первую очередь, подсоединить к высокочастотным разъемам антенны и адаптер питания. Во избежание выхода из строя ретранслятора по причине нестабильности напряжения в питающей электрической сети, целесообразно подключать его к ней посредством сетевого фильтра либо стабилизатора напряжения. Далее следует отрегулировать коэффициент усиления, который должен составлять не менее 15 децибел.

По сути, рассматриваемый прибор можно настраивать как автоматически, так и вручную. В последнем случае для этого используется рукоятка потенциометра. Также на его функционирование в большой степени оказывает влияние расположение внутренней и внешней антенн.

Автоматическая настройка предполагает установку параметров вышеупомянутого коэффициента усиления таким образом, чтобы на выходе из ретранслятора мы имели максимальную мощность сигнала. При таком типе настройки прибор будет автоматически подстраивать под сигналы базовой станции.

Пассивные усилители сигнала сотовой связи

Пассивная, в свою очередь, представляет собой антенну, способную автономно реализовывать свои функции, но с небольшим радиусом действия. Кроме того, пассивный усилитель сигнала может выступать в качестве элемента более мощного активного усилителя, запитанного от электрической сети.

Антенна для усиления сигнала сотовой связи

Такой усилитель отличается легкостью подключения. Сигнал, пойманный с его помощью, будет достаточно качественным во всех местах вашего нахождения. При этом качество данного сигнала напрямую зависит от мощности антенны.

В ключе разговора о недостатках подобного прибора стоит упомянуть необходимость непосредственного подключения к мобильному телефону, у которого может не оказаться специализированного разъема, и возможность возникновения некоторых неудобств по причине ухудшения мобильных качеств телефона, используемого в совокупности с подключенной к нему антенной.

Внимание! Антенны в качестве усилителей сигнала сотовой связи зачастую применяются моряками, пытающимися решить проблемы отсутствия сотовой сети на судне, находящимся в море. В решении вопроса о том, как улучшить сигнал сотовой связи при помощи подручных материалов, зачастую прибегают к самостоятельной сборке пассивных усилителей сотового сигнала, поскольку их конструкция является предельно простой и может быть воспроизведена даже при отсутствии сколько-нибудь серьезных навыков в произведении подобных работ

В решении вопроса о том, как улучшить сигнал сотовой связи при помощи подручных материалов, зачастую прибегают к самостоятельной сборке пассивных усилителей сотового сигнала, поскольку их конструкция является предельно простой и может быть воспроизведена даже при отсутствии сколько-нибудь серьезных навыков в произведении подобных работ.

Разновидности

, которые применяются для организации доступа к сети, очень похожи. Они оснащаются USB и по принципу работы практически не отличаются. Ниже рассмотрим, по каким свойствам и параметрам можно различать модемы:

• Универсальность. Не все модемы универсальны и способны поддерживать симки любых операторов. Универсальное оборудование полноценно работает с симками любого провайдера.
• Wi-Fi модуль. Опция позволит быстро и беспрепятственно создать беспроводную точку доступа. Таким образом, интернетом можно будет пользоваться с любых устройств, которые есть в доме.
• Частотность сигналов, которые принимает модем. Устройства классифицируют на узкополосные и широкополосные. Последние модели могут работать во всех диапазонах, включая 4G.
• Наличие или отсутствие соответствующего разъема под внешнюю антенну. Благодаря использованию специальных антенн можно существенно увеличить скорость интернета.

GSM модем с внешней антенной способен улучшать качество сети. Если вы часто бываете на даче или проводите выходные в частном секторе, современный модем с разъемом под антенну станет отличным способом организовать надежную сеть.

Настройка 4G антенны

Правильная настройка антенны для интернета 4G способствует получению продуктивного и качественного сигнала. Чтобы определить уровень сигнала, необходимо:

• подключить антенну, модем и ПК;
• в адресной строке браузера ввести 192.168.8.1 или другой адрес, указанный в документации к антенне;
• пройти на вкладку «Информация об устройстве».

Для оценки качества сигнала можно использовать и другие программы, например – HiLink Tray. Иногда антенна 4G, установленная в режиме «Авто», ловит множество разных частот и постоянно переподключается между ними, из-за чего страдает качество сигнала. Чтобы этого избежать, нужно проверить разные частоты на качество в ручном режиме, а затем, установив самый оптимальный вариант, зафиксировать на нем устройство.

В каких случаях нужна антенна для модема

Антенна улучшит мобильный интернет, если на значке сигнала присутствуют два или вообще одно деление. Комплектующие внешней антенны будут улавливать сигнал там, где встроенная антенна этого сделать не может. Если сигнала вовсе нет, есть вероятность, что даже внешняя антенна окажется бессильной в вашем случае.

На многих модемах есть разъём сбоку для подключения кабеля от внешней антенны

Если проблема только в скорости — делений много, скорее всего, причина в том, что базовая станция оператора перегружена запросами от абонентов. Даже если вы установите антенну, скорость не увеличится. В этом случае рекомендуется сменить оператора или попробовать направить антенну на другую вышку компании.

Назначение

Наиболее оптимально приобретать модем 4G с разъемом для внешней антенны в том случае, когда нужно создать устойчивое подключение к интернету на значительном отдалении от базовой станции сотового оператора. То есть дистанция может составлять от 5 до 15 км. Если расстояние меньше, то интегрированная в модем внутренняя антенна способна обеспечить устойчивое подключение с приемлемой скоростью. А вот уже свыше 5 км уже использование внешней антенны действительно обосновано.

Поэтому такие системы рекомендуется использовать в пригородах больших населенных пунктов, в которых есть качественное покрытие 4G/LTE или же 3G/UMTS и нет возможности создания проводной коммутации к Глобальной паутине. При этом в первом из них нет такого сигнала и не планируется в обозримом будущем реализация таких сотовых сетей.

Как сделать секторную антенну 4G

Для сборки потребуются следующие материалы:

• оцинкованное железо для создания панели (один лист с размерами 334×290 мм);
• для создания патчей четыре листа оцинкованного железа размерами 118×70,5 мм;
• медная проволока (диаметр 2 мм);
• медная фольга, желательно несколько больших кусков. Нужно вырезать окружность диаметром 21 мм;
• пенопласт для патчей;
• супер-клей.

Когда все материалы подготовлены, следует ознакомиться с чертежом конструкции.

Для создания устройства потребуется совершить следующие действия:

1. Продублировать чертеж на бумаге, при этом придерживаясь масштаба.
2. После чего на нее положить нарезанные патчи.
3. Далее при помощи паяльника закрепить куски проволоки к патчам.
4. Затем в основании пластины просверлить одно отверстие для крепления штекера основного кабеля и закрепить его.
5. Нарезать круги из пенопласта и приклеить их к местам для патчей.
6. На них приклеить конструкцию.

Реально работающая антенна для 4G модема

Для выхода в интернет я использую 4G (LTE) USB-модем, правда в данный момент он работает в режиме 3G, т.к. сеть LTE (4G) в моем районе только начали запускать и она работает в режиме тестирования. Я живу в собственном, деревянном доме и до того, как он был обшит металлическим сайдингом, проблем с приемом сигнала у моего модема не возникало. Но после обшивки дома сайдингом, с уровнем сигнала в доме начались проблемы. Дело в том, что металл обладает экранирующим эффектом, а дом весь покрыт металлом, крыша тоже металлическая. На скриншоте хорошо виден низкий уровень сигнала, скорость приема составляла 1.5 – 2 мбит/сек.

Уровень сигнала без антенны минимальный

Летом проблему с приемом сигнала я решал тем, что выставлял модем через окно на улицу, во время дождя, модем убирался в дом. Но с приходом зимы нужно было искать другой вариант решения проблемы

Вот тогда я вспомнил про маленькую автомобильную антенну с креплением на магните, эта антенна года три валялась у меня в гараже, потому-что автомобильное радио с ней работало неважно т.к. антенна была слишком мала

Сети третьего поколения чаще всего разворачиваются на частоте 2100 мГц. Это принятый мировой стандарт 3G. Поэтому и приемная антенна должна быть не больших размеров. Я не стал вдаваться в заумные расчеты, а просто решил испытать свою автомобильную радиоантенну в работе с модемом. Для этого я отрезал от радиоантенны родной штекер, т.к. для антенного разъема модема он, естественно не подходил, зачистил центральную жилу и просто вставил ее в разъем модема. Чтобы провод не выпадал, я примотал его к модему изолентой. Затем я выставил антенну через окно на улицу (при этом окно отлично закрывается), закрепил ее на сайдинге при помощи магнита и запустил на компьютере программу модема.

Автомобильная радиоантенна с модемом

Антенна примагничена к сайдингу во время работы

С автомобильной антенной уровень сигнала максимальный

Уровень сигнала стал максимальный, скорость работы модема в режиме HSPA+ составила 14 – 18 мбит/сек при загрузке из сети, при отдаче в сеть скорость составила, примерно 6 мбит/сек. Я был рад, как слон, сейчас жду с Али заказанный штекер, затем останется припаять его к антенне и радоваться. Кстати радиоантенна данного типа стоит намного дешевле, чем 3G антенна.

Виды внешних антенн по конструкции

В данном случае выделяют несколько возможных вариантов исполнения:

• Параболические;
• Штыревые;
• Секторные антенны для 4G интернета;
• Круговые всенаправленные;
• С волновым каналом;
• Панельные.

Обратите внимание! Каждая внешняя антенна для 4G модема отличается своими особенностями

Направленные антенны («Волновой канал»)

Характерная черта таких изделий — узкая диаграмма направленности. Главное назначение — получение, передача сигналов с сохранением одного направления. В зависимости от установки находится эффективность двух важных параметров:

• Излучение;
• Приём радиоволн.

Такой тип предполагает дополнительную настройку особой точности

Важно соблюдать наведение на нужную станцию. Только в этом случае действие устройства будет максимально эффективным

Так работают любые антенны для усиления сигнала 4G, LTE, 3G.

Обратите внимание! Часто подобные конструкции ещё получают название лучевых. Другие названия:

Другие названия:

• Яги-Уда;
• Ёлочка;
• Волновой канал. Другое название —у антенны МИМО для 4G модема с усилением.

Панельные антенны

Для приёма и передачи радиосигнала такие устройства — одни из самых распространённых. Разновидность направленных моделей. Но диаграмма направленности у панельных больше, если сравнить с предыдущим типом. Благодаря чему процесс настройки по основным параметрам упрощается. Достаточно правильно развернуть устройство к базовым станциям для получения оптимального результата от использования антенны для усиления сигнала 4G.

Изделия отличаются тремя важными преимуществами:

• Широкополосность;
• Универсальность;
• Поддержка всех популярных форматов, связанных с передачей сигнала.

Комплект состоит из антенной решётки, которая сама по сути — диполи, расположенные друг под другом, в два столбца. Горизонтальное разнесение — так называется метод расположения частей конструкции в данном случае. В направлении к базовой станции качество сигнала постоянно улучшается при такой организации. Диполи могут располагаться по-разному, в зависимости от поляризации:

• X-образно в обоих столбцах;
• Горизонтально, с наклоном в 45 градусов;
• Вертикально.

Обратите внимание! Обрешётки у антенны усилителя 4G часто соединяют в единый корпус, выглядящий как плоская панель. За такую установку конструкция и получила название

Круговые всенаправленные антенны

Подходят для применения совместно со всеми действующими стандартами по передаче данных, голосовых сообщений. Поддерживаются любые современные технологии:

• LTE 2600;
• UMTS-2100;
• LTE 1800;
• GSM-1800;
• GSM-900.

От точной установки в направлении той или иной базовой станции в этом случае можно отказаться. Это всенаправленная разновидность. Но коэффициент усиления у них остаётся достаточно низким. Лишь в некоторых случаях он позволит повысить уровень сигнала, с неуверенного до устойчивого у антенны 4G LTE для USB модема.

Штыревые антенны

Разновидность круговых всенаправленных изделий. Несимметричная вибрационная система — основа для этих устройств. Она выполняется как жёсткий стержень, изготовленный из металла. Круглая форма стала отличительной чертой для диаграммы направленности излучения и приёма. При организации связи между мобильными объектами такой вариант построения весьма удобен. Сигнал приходит со всех направлений, тонкая настройка не требуется.

Секторные антенны

Обратите внимание! Применяются, когда развёртывают базовую станцию, для которой характерна обширная абонентская база. Изделия проектируются специально для операторских вышек, использующих секторную организацию

Основа — схема с фазированной решёткой, с формированием сектора на 60 градусов.

Одной из главных черт конструкции остаётся замкнутость по постоянному току. Поэтому секторные варианты разрешено применять даже там, где складываются особо тяжёлые климатические условия. Необходимость в дополнительных средствах для гидрозащиты тогда отпадает. Направленные антенны 4G такими преимуществами похвастаться не могут.

Параболические антенны

Актуальный вариант, если вышка оператора находится достаточно далеко- на расстоянии до 20 километров и больше. Решение не получило широкое распространение по причине возникающих сложностей с монтажом, настройками.

Обратите внимание! Параболические мощные 4G антенны по конструкции бывают офсетными, прямофокусными

Сборка 3G- антенны для 2100 МГц

Для сборки понадобится:

• медная фольга, толщиной 0,3-0,5 мм
• стержень М6-М10 с резьбой не менее 45 см
• 12 гаек под диаметр стержня
• Коаксиальный кабель – 2 отрезка по 10метров
• Переходник Pigtail – 2 шт
• TV-разъёмы – 2 шт
• Шуруповерт со сверлами
• Паяльник с припоем
• Ножницы
• Плоскогубцы

Также понадобится точная линейка, маркер и изолента.

Шаг №1 – подготовка элементов для антенны

1

Для того чтобы точно вырезать круги правильной геометрической формы, нужно вначале заготовку отцентровать, т.е. просверлить центры кругов, и по ним с помощью циркуля сделать разметку.

2

Медная фольга хорошо режется обычными ножницами. Размеры берём согласно схеме на фото ниже.

Точность с погрешность не более 1мм

3

Далее размечаем места соединения антенны с коаксиальными кабелями. Для этого предпоследний круг R74 размечаем, — отступаем 11 мм от окружности. Таких пометок нужно сделать 2 шт., при этом находится они должны строго перпендикулярно по радиусу.

11мм – 2 шт., строго перпендикулярно по радиусу

4

Шуруповертом сверлим в круге R74 отверстия под центральную жилу коаксиального кабеля (2 мм). Затем это круг накладываем на круг R100, и через отверстия маркером делаем отметки отверстий под крепление TV-кабеля.

Разметку по месту сделать проще

5

Засверливаем R100 и в полученные отверстия ввинчиваем разъёмы так, как показано на фото ниже.

Лишнее с разъёма удаляем

Фиксируем разъёмы в круге R100

Шаг №2 – сборка антенны

Стараемся сделать без погрешностей

1

С помощью двух гаек фиксируем на стержне круг R100 в соответствии с размерами, указанными на фото выше. Не забываем гайки, как следует подтянуть.

Затягиваем крайнюю гайку

2

Аналогичным способом собираем всю конструкцию.

Шаг №3 – подключение антенны к адаптеру

Устанавливаем кабели на место

1

Зачищаем концы у коаксиальных кабелей. Вставляем в подготовленные разъёмы. Центральные жилы кабелей должны попасть в отверстия (2 мм) круга R74.

Немного флюса и припоя

2

Центральные жилы припаиваем ко второму кругу (R74).

3

Загибать кончики центральной жилы нельзя, — может произойти потеря мощности антенны.

Оставляем так, как есть

4

Антенна готова, осталось только её подключить к адаптеру. Для этой цели используем переходники Pigtail.

Pigtail-переходник

Как надежно соединить провода без пайки: простая пошаговая инструкция

Как сделать обычную внешнюю выносную антенну

Можно без проблем приобрести такую антенну в специализированном магазине, однако они стоят довольно дорого и имеют простую конструкцию. Чтобы не переплачивать, можно соорудить устройство самостоятельно.

В качестве усилительной тарелки можно использовать корпус от старого персонального компьютера. Потребуются ножницы для резки металла и кабель USB для контакта с усилителем. Все детали на чертеже выше, там указаны необходимые размеры и линии сгибов.

Обратите внимание! Если нет подходящей металлической части, то вполне подойдет картон или деревянный брусок, который требуется по периметру обвернуть фольгой

OMEGA 3G/4G (Уличная, 20 дБ)

Может использоваться как автомобильная антенна для usb модема 4g. Устройство способно максимально улучшить как скорость, так и стабильность интернета. Функционирует со всеми операторами операторов Megafon, MTS, Билайн, Yota. Модель обладает многочисленными преимуществами:

• усиление 19-20dBi;
• рабочий диапазон 1700-2700мГц;
• оптимальная мощность передачи 10Вт;
• материал изготовления – оцинкованная сталь;
• поляризация регулируется кронштейном;

Такая спутниковая антенна имеет степень защиты оболочки IP67. Достоинств достаточно много. Среди недостатков можно выделить лишь относительно высокую стоимость – порядка 6500рублей.

Как произвести предварительный расчет

Для качественной работы антенны в любом месте требуется предварительный расчет ее параметров. Устройство состоит из нескольких частей:

• вибратора;
• провода антенны;
• блока передачи сигнала;
• отражателя.

Требования к вибратору

Материалом для производства этой части служит медь или алюминий. Они стойки к коррозии и обладают хорошим вибрационным эффектом. Размеры представленной части совсем небольшие, а материал мягкий, поэтому соединение с проводом проводится методом пайки. Поперечное сечение находится в пределах 5-7 мм, а его диаметр должен превышать 3 мм.

Обратите внимание! Кроме этого, важно соблюдать симметрию квадратов и боковых поверхностей

Провод

Для приема мобильного сигнала требуется определенный размер противодействия волны. Это значение должно составлять 55 Ом или 80 Ом. Во избежание потерь мощностей требуется провод с минимальным сопротивлением. Он имеет множество положительных сторон, выдает максимальные электронные данные, имеет небольшую потерю сигнала и подходит по габаритам для соединения с вибратором.

Рефлектор

Это наибольшая по габаритам часть устройства. Имеет непосредственное влияние на прием сигнала. Рефлектор можно сделать из металлической пластины. Если подобной под рукой нет, то подойдет даже дно старой кастрюли или обмотанная фольгой часть картона, а лучше фанеры. Некоторые умельцы создают небольшие отражатели из обыкновенного компакт-диска, к которому крепится модем, улавливающий усиленный сигнал.

Важно! Размер рефлектора должен быть сопоставим по масштабу с габаритами вибратора

Как изменить и настроить частоту роутера

Стоит сказать сразу, чтобы поменять диапазон с 2,4 ГГц на 5 ГГц, нужно что бы маршрутизатор технически поддерживал эту частоту и соответствующий сертификат Wi-Fi, о чем мы подробнее писали в предыдущей статье.

Иными словами, если у вас старая модель роутера, тут без вариантов — железо придется менять.

Узнать частоту Wi-Fi роутера и поменять её, если устройство работает в двух диапазонах, можно в настройках. Зайти же в настройки роутера можно либо через кабель (обычно он прилагается к устройству при покупке), либо, введя IP-адрес в адресной строке браузера (например, http://192.168.1.1 или  http://192.168.0.1). Логин и пароль по умолчанию задан производителем и указан в инструкции или на самом маршрутизаторе.

Вся необходимая информация находится в разделе “Беспроводная сеть” или “Беспроводной режим” (вид интерфейса, естественно, зависит от конкретного производителя).

В любом случае, вы можете настроить канал, даже если нет возможности изменить диапазон. У 2,4 ГГц, лучше всего выбрать полосы 1, 6 или 11, так как они являются неперекрывающимися в соответствии со стандартами по обеспечению минимума в 25 МГц.

Что касается частоты 5 ГГц, то здесь формирование каналов происходит по четырём полосам. Как минимум, у вас будут указаны каналы 36, 40, 44 и 48 — это блок UNII-1, но в зависимости от устройства, их может быть и больше, вплоть до 161-го.