Использование внешней антенны для сотового телефона позволяет увеличить уровень принимаемого сигнала, исключить обрывы связи и повысить скорость передачи данных мобильного телефона, усилителя сотовой связи и любых других устройств, к которым возможно ее подключение.
Антенны панельного типа (секторные) имеют эффективный угол излучения сигнала от 12˚ до 120˚. Задняя стенка такой антенны сделана из экранирующего материала, блокирующего излучение сигнала в эту сторону. Передняя часть антенны выполнена из радиопрозрачного пластика. К «плюсам» антенн такого типа можно отнести высокую мощность, устойчивость к ветровым нагрузкам, простоту монтажа.
Антенны типа «волновой канал» (направленные) имеют множество разновидностей, которые отличаются друг от друга длиной, общим числом элементов, плоскостями поляризации и внешним видом. Антенны такого типа имеют общепринятое мировое название «Уда-Яги». Широкое распространение антенны получили из-за доступности, практичности и относительно низкой цены.
Антенны штыревого типа имеют в основе жесткий металлический стержень, который может быть сплошным или состоять из нескольких фрагментов. Штыревые антенны применяются для приема и передачи сигналов сотовой связи в различных направлениях, имеют небольшие габариты и массу, но проигрывают остальным типам антенн в коэффициенте усиления.
Некоторые панельные и штыревые антенны предназначены для эксплуатации исключительно внутри помещений, их также называют «внутренними» или «сервисными». Антенны в герметичном исполнении используются как внутри, так и снаружи помещений, их называют «уличными» или «донорными».
Коэффициент усиления антенны (КУ) измеряется в децибелах и указывает на способность антенны усиливать подводимый к ней сигнал. Нужно иметь в виду, что антенна с коэффициентом усиления 8 дБ при подключении к ней кабеля от сотового репитера компенсирует потери на кабеле в размере 3 дБ, поэтому после компенсации потерь на выходе антенны значение усиления будет составлять 5 дБ.
Угол излучения антенны - характеристика, описывающая способность антенны эффективно излучать электромагнитные волны в границах обозначенного угла. Будьте внимательны, значения угла излучения в горизонтальной и вертикальной плоскости могут существенно различаться.
Частотный диапазон антенны должен совпадать с частотным диапазоном устройства, для которого она приобретается, иначе они не будут работать в связке.
Поляризация антенны - способность принимать и излучать электромагнитную волну в определенной плоскости. Для обозначения поляризации на «тыловой» части антенны располагают символ, помогающий при монтаже правильно позиционировать антенну в горизонтальной или вертикальной плоскости.
Для эффективной работы цепочки антенна-кабель-телефон входное сопротивление антенны должно быть равно волновому сопротивлению коаксиального кабеля, идущего к устройству.
MIMO - это технология, разделяющая приемную и передающую части антенны, из-за чего скорость передачи данных увеличивается. Подобные антенны имеют два независимых разъема и используются совместно с устройствами, в которых реализовано раздельное подключение каналов UP и DOWN.
Тип разъема указывает, каким кабелем подключаются к антенне другие устройства. Некоторые антенны имеют жестко закрепленный на корпусе разъем, а некоторые - небольшой кусок коаксиального кабеля с разъемом на конце.
Сейчас невозможно себе представить жизнь без мобильного телефона, но в некоторых случаях он становится бесполезен. Нет связи или очень слабый сигнал бывает в подвальных помещениях, в автомобилях, в местности, далеко расположенной от ретрансляционной антенны или в городе, где много высотных зданий, гасящих сигнал. В этих случаях можно воспользоваться готовым дополнительным устройством или узнать, как сделать и подключить антенну к мобильному телефону своими руками.
Прежде чем заняться поиском и реконструкцией внешних антенн для мобильного устройства необходимо понять, как устроен современный сотовый аппарат. А он представляет собой маленькую радиостанцию, работающую на разных частотах, определяемых сотовым оператором. Так, в соотношении «передача - приём»: базовая станция (BS) - телефон (MS) работает на 935,2–959,8 МГц, а телефон (MS) - базовая станция (BS) - на 890,2–914,8 МГц. Отношение канала от BS к MS называется Down Link, а MS к BS - Up Link.
Любые провайдеры ограничивают дальность связи мобильного телефона от базовой станции на расстоянии до 35 км. При этой конфигурации количество разговорных каналов достигает 8 и является стандартным режимом, используемым в городской зоне. Тогда как GSM предусматривает нестандартную конфигурацию с дальностью связи 70–100 км (Extended Cell), но при этом каналов становится меньше - максимум 3. Последний режим обычно используется в прибрежной зоне покрытия.
На качество связи и силу сигнала также оказывают влияние местоположение, рельеф местности, погодные условия и время года, чувствительность и мощность сотового телефона и главной антенны. Автомобильная или стандартная устанавливается на улице, желательно на крыше здания или автомобиля. Как и телевизионную, её необходимо направить в сторону ближайшей базовой станции. Для этого устройство следует двигать и поворачивать, пока не усилится сигнал.
Обычно сотовые телефоны настроены на высокие частоты. Поэтому для эффективности работы внешней конструкции огромное значение имеет качество кабеля и его соединения. Лучше всего использовать коаксиальный провод (RG-6 от известных производителей) и высокочастотный разъём. Если нет гнезда для крепления внешней антенны, можно использовать устройство громкой связи. В этом случае антенный провод присоединяется к устройству громкой связи, а мобильник вставляется в гнездо этого устройства. Также можно центральной жилой кабеля сделать 3–4 витка вокруг мобильника, вблизи встроенной антенны.
Конечно же, такой способ использования телефона не совсем удобен и ограничивается длиной провода. Но этих неудобств можно избежать, сделав мобильное устройство стационарным.
Антенну «на скорую руку» можно сделать из того, что есть в доме
Домашняя антенна, которая подходит в основном для усиления сигнала . Для этого понадобятся: плоскогубцы, клещи или нож, коаксиальный кабель, паяльное оборудование, медный провод (8 см) и переходник для мобильного устройства (можно китайский).
ВАЖНО. Следует строго соблюдать вертикальное и горизонтальное соединение медного провода с кабелем.
Переносная антенна подходит даже в том случае, если сети, вообще, нет.
Это довольно простое приспособление, но довольно эффективное. Таким устройством можно пользоваться везде. Для этого потребуется: радиоантенна от старого магнитофона, тоненький провод (0,5 м), отвёртка, паяльник и маленькая шайба.
Помимо самодельных антенн можно использовать покупные репитеры , позволяющие сделать устойчивую связь в любых помещениях и отдалённых местностях. Но стоимость такого оборудования довольно высока и сопоставима с ценой хорошего мобильного телефона, а более продвинутые решения достигают и 2–3 тысяч долларов. Поэтому в домашних условиях всегда можно воспользоваться более дешёвыми и подручными средствами усиления сигнала.
Современные мобильные гаджеты – это необходимые устройства связи, без которых уже немыслимо обойтись, настолько плотно вошла данная техника в нашу жизнь. Однако даже с полным покрытием, еще существуют территории, где данные устройства могут находиться в «глухой зоне» или иметь довольно плохое качество приема сигнала. Как правило, к таким местам можно отнести не только пригород, но и мегаполисы, передачу сигнала в которых прерывает множество высотных строений. Для решения данной проблемы проще всего воспользоваться специальными устройствами – усилителями сотового сигнала: внешними или внутренними. Но как сделать антенну для телефона? Решить этот вопрос можно, предварительно разобравшись в особенностях их конструкции.
Антенна для мобильника необходима в том случае, если прием сигнала с ретрансляционной вышки на телефон некачественный, что, как правило, происходит из-за влияния самых разнообразных факторов. Прежде чем приступить к поиску подходящей дополнительной антенны для мобильника, в первую очередь, следует разобраться с принципами работы самой сотовой связи.
Смартфон – это полноценная миниатюрная радиостанция, принимающая и предающая сигнал в определенном диапазоне частот (определяется провайдером, предоставляющим услуги связи).
Параметры передачи сигнала между базовой станицей (ретранслятором) и усилителем мобильного принято называть «Down Link», со смартфона на внешнюю антенну – «Up Link». Заметим, что, как правило, провайдеры практически всегда предусматривают некоторое ограничение при осуществлении передачи сигнала от базового ретранслятора (до 35 км). Это позволяет создать конфигурацию, подразумевающую реализацию 8-ми каналов для разговора пользователей. Такие параметры предусмотрены соответствующими стандартами связи. Операторы GSM предоставляют меньше каналов для разговора (не более 3-х), тем не менее, в этом случае длительность передачи увеличивается и достигает 100 км. Зачастую такая сотовая конфигурация сети для внешней антенны используется в прибрежной части зоны покрытия.
Для телефонов с поддержкой технологии 3g подходит не каждая подключенная антенна для мобильного. Существует множество факторов, влияющих на качество принимаемого от базовой станции сигнала:
Наиболее предпочтительное место для размещения антенны 3g для усилителя сигнала – возвышение. Это может быть крыша строения или авто, в случае использования внешнего оборудования для транспортного средства.
При этом следует учитывать, что направлять усилитель для три или 4g рекомендуется в сторону ближайшей вышки ретранслятора, что поможет обеспечить более качественный прием-передачу сигнала. Схематично размещение антенны указано на рисунке.
Обратите внимание! Устанавливая антенну для сотового телефона для усиления, можно повысить качество связи не только на мобильниках, но и у других устройств: ноутбука, планшета, ПК и телевизора. Тогда общая схема будет сложнее. При улучшении сигнала для всех гаджетов, находящихся дома, большое значение имеет мощность антенны, модема и адаптера, используемых в схеме.
Бывают выносная модель и оборудование со стационарным устройством. Есть варианты, подключаемые к телефону и раздающие сигнал, как Wi-Fi. Для усиления можно использовать активные репитеры и работать с пассивными устройствами. Первые дополнительно преобразуют сигнал, а вторые осуществляют прием только за счет своей конфигурации.
Кроме того, существует несколько основных видов устройств:
В конструкцию волнового приемника сигнала входят такие элементы: траверс и перпендикулярно расположенные по отношению к нему рефлекторы. Данный вид внешних усилителей отлично справляется с задачей усиления сигнала, но требует точной настройки (наведения) устройства на базовую станцию.
Плоская наружная антенна – данный вид выносных устройств имеет достаточно широкие показатели диапазона направленности. Устройство состоит из облучателя, который встроен в конструкцию рефлектора. Для настройки антенны выбирается приблизительное направление на ретранслятор.
Параболическая внешняя антенна – устройство для наружного размещение, состоящее из облучателя и отражателя. Применение такого усилителя значительным образом усиливает прием сигнала, но для установки антенны для телефона требуются определенные знания и навыки. При некорректной установке и настройке эффективность от применения данного девайса будет минимальной.
Антенный усилитель штыревого типа представляет собой стержень, одновременно играющий роль рефлектора и облучателя. Конструкция данной антенны подразумевает круговую направленность. Обязательное условие при использовании такого усилителя – отсутствие экранизирующих устройств, мешающих приему передачи сигнала.
Но как подключить внешнюю и внутреннюю части устройств?
Для работы в смартфоне антенне сотовой связи требуется коаксиальный кабель, имеющий высокочастотный разъем. Это объясняется тем, что большинство мобильников работает именно в диапазоне таких частот. Заметим, что эффективность усиления сигнала прямо зависит от качественных характеристик, как самого разъема, так и используемой кабельной продукции.
Если конструкция телефона не оборудована гнездом, чтобы провести подсоединение антенны, для решения задачи можно использовать устройство громкой связи. Кроме того, можно воспользоваться малокомфортным для пользователя способом, обмотав мобильный несколькими витками антенного провода. Хотя в таком случае использование девайса довольно неудобно, тем не менее, это позволяет добиться хорошего приема сигнала в телефоне.
Важно! Используя любой вид устройств, необходимо, чтобы сама антенна была расположена по направлению к ретранслятору.
Нередко для покупки антенного усилителя к смартфону у пользователей нет средств или возможности (место жительство в отдаленных от крупных населенных центров районах). В таком случае заинтересованный в улучшении получения-передачи сигнала своего мобильника человек может сделать конструкцию для телефона своими руками. Кроме того, даже простые самоделки могут хорошо подключаться к сети и давать нужный сигнал.
Для создания прибора по улучшению сигнала своими руками потребуется определенный набор инструментария и материалов:
Порядок выполнения сборки антенны для мобильного телефона:
Важно! Следует учитывать, что соблюдение размещения медного провода поможет значительным образом улучшить получаемый-передаваемый сигнал даже при его практически полном отсутствии.
Самостоятельно собранная конструкция ромбовидной антенны сотовой связи – это весьма простая в реализации схема, которую сможет собрать практически любой пользователь, не обладающий специальными знаниями и опытом. Единственное условие при сборке сотовой связи своими руками – последовательность указанных выше действий и качественное соединение всех элементов. Увеличение сигнала находится в прямой зависимости от качества исполнения.
Статьи и Лайфхаки
Покупая мобильник, мы редко обращаем внимание на параметры его антенны. Кроме того, они, как правило, "запрятаны" на последнюю страницу инструкции в связи с малой их актуальности для пользователя. И это вполне нормально, ведь 99.9% телефонов способны обеспечить обмен данными между трубкой и базовой станцией в условиях города. Однако, всё может измениться, если вам придётся пользоваться телефоном в условиях не столь уверенного сигнала - например, вне города. В таком случае можно попытаться исправить положение, сделав так, чтобы была подключена внешняя антенна для мобильного к телефону.
Конечно, такие антенны значительно менее распространены, чем остальные, по той причине, что практически всем пользователям хватает антенн, встроенных в телефон, да и довольно редки сегодня телефоны, имеющие разъём для подключения внешней антенны.
Внешнюю антенну соединяют с телефоном, как правило, коаксиальным кабелем с соответствующим антенным разъёмом.
Внешние подключаемые антенны – это направленные антенны, поэтому, если вы решите установить такую антенну у себя на даче, вам надо точным образом определить направление, в котором находится базовая станция. Куда интереснее выглядят репитеры – устройства, состоящие из внешней антенны (как правило, узконаправленной), которая принимает сигнал с базовой станции и затем излучает его, устройства усиления сигнала, устройства управления, а также одной или более внутренних антенн (обычно всенаправленных, но бывают исключения) – то есть антенн внутри помещения.
Репитеры позволяют организовывать устойчивую мобильную связь в помещениях, где затруднён приём сигнала, или же в местах, где сотовые не работают (например, под землёй, в подвальных помещениях). Эти устройства не ограничивают свободу передвижений человека с телефоном, однако и цена их сравнительно высока.
Стоимость простого репитера сегодня сопоставима с хорошим мобильным телефоном. Решения более продвинутого плана могут иметь цену значительно дороже – вплоть до нескольких тысяч долларов.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
