Зигзагообразная антенна Харченко для GSM связи Наконец, спустя два месяца после покупки дома, путем проб и ошибок, мы наладили себе мобильную связь и интернет. До этого в нашем селе позвонить можно было, поднявшись на холм. Соседи, как правило, отделывались, простой установкой антенны возле дома на невысокой мачте. Возле нашего дома установка антенны с расчетным усилением 17дб на 15 метровой мачте не дала удовлетворительных результатов.
Задача усложнялась еще и тем, что кроме мобильной связи, нам еще просто необходимо было наладить мобильной интернет. Но даже в таком сложном случае можно что-то сделать, если запастись терпением и минимальными знаниями.
Возможно мой опыт по установке и настройке антенн будет полезен тем читателям, у кого в поселениях и родовых поместьях неустойчивая или напрочь отсутствующая мобильная свзяь. Тем более, зачастую, поселения находяться на приличном расстоянии от населенных пунктов и вышек базовых станций мобильной связи.
Уровень сигнала в конкретном месте зависит от удаленности от базовой станции и особенностей рельефа. Из особенностей строения сетей мобильной связи, максимальное расстояние, на котором базовая станция может установить связь с телефоном, составляет 35км. Если расстояние больше, даже при наличии сигнала, связи не будет.
Установка антенны решает две задачи - принимает сигнал на определенной высоте, где его уровень сигнала на порядок выше, чем у земли, где он порой неприлично мал. И также, внешняя антенна имеет некоторое усиление, определяемое ее конструктивными особенности.
Условия приема можно разделить на два типа:
- Связь пропадает дома, но во дворе работает стабильней. В данном случае достаточно простейшей антенны за окном, поднятой на небольшую высоту.
- Связи во дворе нет, а только где-нибудь на возвышенности, высоко на дереве и.т.д)) Здесь нужна антенна с большим усилением и поднятием на большую высоту, чем в первом варианте.
Предложенный мной способ постройки антенны очень прост, доступен и не требует дорогих материалов, и больших секретных знаний.
Итак, что нужно для улучшения сигнала мобильной связи?
1. Собственноручно изготовленная зигзагоборазная антенна Харченко, о которой пойдет речь ниже и мачта, на которой она крепиться.
2. Кабель RG-6, который заводиться в дом. Это коаксиальный телевизионным кабель сопротивлением 75 Ом. Также этот кабель используется в спутниковом телевидении на более высоких частотах. Некоторые спецы сразу захотят закидать меня помидорами, мол при использовании 75 омного кабеля будет рассогласования с антенной и приемопередатчика в телефоне, и нужно использовать кабель типа RG58 сопротивлением 50 Ом. НО! Кабель RG-58 просто так не купишь, особенно хорошего качества, а RG-6 продается в каждом хозяйственном. И самое важное, что RG-6 на частоте в 900 МГц имеет потери 0,15-0,3 дб на метр, а у RG-58 потери почти в 3 раза больше. Затухание кабеля определяется еще и качеством кабеля, но соотношение сохраняется. Для примера на 10 метрах RG-6 потери будут всего 2,5-3дб в среднем, а RG-58 все 9дб, а при усилении антенны, например, в 10дб - большая часть сигнала потеряется на кабеле! Поэтому пренебрегаем небольшим рассогласованием по сопротивлению, и выигрываем за счет меньших потерь при передаче сигнала от антенны к телефону. Просто следует брать качественный кабель RG-6 с медной центральной жилой и медным плотным экраном оплеткой.
3. Соединение кабеля с мобильным телефоном. Это можно сделать двумя способами. Специальным проводом (пигтейлом), который соединяется с кабелем одним концом, а другим при помощи специального разъема вставляется в мобильный в антенный разъем, который располагается на обратной стороне телефона. Отмечу, что с каждый годом мобильные телефоны все реже оборудуют антенными разъемами, т.е его может и не быть.
Второй способ соединения представляет собой бесконтактный адаптер, который прикладывается к задней стенке телефона. В адаптере располагается небольшая антенна, наподобие той, что находиться в мобильном, и переизлучает радиоволны на антенну в мобильном и обратно. Этот способ менее предпочтителен за счет потерь на переизлучении, что вынуждает иметь дополнительный запас по уровню сигнала, по сравнению с первым способом. Для сравнения телефон, соединенный с антенной напрямую через пигтейл, может устойчиво работать, даже если у вас на экране высвечивается оператор, но индикатор ни одной палки не показывает. С бесконтактным адаптером, желательно, чтобы три палочки телефон показывал, иначе будут пропадания связи.
Почему я выбрал антенну Харченко / Биквадрат для использования в качестве антенны для мобильной связи? Во-первых, антенны Харченко очень просты в изготовлении и имеют низкую себестоимость изготовления. Во-вторых, такой тип антенны практически не нуждается в настройке и допускает прямое соедение с кабелем без согласующих трансформаторов. В-третьих, этот тип антенн имеет довольно неплохое усиления.
В классическом варианте антенна Харченко представляет собой зигзагообразную антенну в виде двух замкнутых между собой квадратов. Расчетное усиление такой антенны составляет всего 3-4 дб. Для увеличения усиления и направленности антенны, дополнительно можно изготовить рефлектор отражатель. Расчетное усиление повысится до 9 дб. Если же антенну изготовить в виде 4-х квадратов (двойной биквадрат), вместо двух, то можно добавить еще несколько децибел, что позволит вам уже побороться за связь в довольно проблемном месте. Вы можете по своим потребностям выбрать какой сложности сделать антенну. На мой взгляд, если делать антенну без рефлектора, то лучше сразу выбрать двойной биквадрат, трудозатраты на изготовление которого одиноковые, по сравнению с одинарный биквадратом.
Средняя частота, на которую настроена антенна составляет 930МГц, поскольку прием ведется на частоте 935 - 960МГц, а передача 890 - 915 МГц. Одна сторона квадрата представляет собой четверть волновой вибратор длиной 80мм. При этом не важно, одинарную, либо двойную антенну вы будете мастерить.
Что нужно для изготовления антенны для мобильной связи?
1. Медный провод или проволока диаметром 2-3 мм. Можно использовать и алюминиевые трубки. Если такого нет в наличии, проще всего для этих целей купить медный провод в изоляции для прокладывания электропроводки. Заметье, что указывается всегда площадь сечения провода, выражаемое в квадратных миллиметрах, а не его диаметр. Т.е исходя из формулы S = 3.14 x (D2 / 4) провод диаметром 2.8 мм будет иметь сечение 6 мм2. Лично я такого сечения провод и использовал, этого достаточно для того, чтобы излучатель антенны держал форму. На обычный биквадрат надо 64 см провода,на двойной биквадрат 128 см.
2. Антенные разъемы F-типа, и соединители к ним. Продаются также в любом хозяйственном. Позволяет соединять кабель без пайки, путем накручивания.
3. Кусок жести, или алюминия для изготовления рефлектора, если будете его делать. Для обычного биквадрата рефлектор необходим размером 277 мм на 161 мм. Для двойного биквадрата рефлектор необходим в 2 раза длиньше - 554 мм на 161 мм. Также рефлектор можно выполнить в виде полураскрывшейся коробки для повышение направленности.
4. Немного изоленты, или теромоусадочной трубки.
5. Паяльник и минимальные навыки работы с ним.
Порядок изготовления антенны Харченко / Биквадрат для мобильной связи
1. Я покупал одножильный медный провод в изоляции. Выравниваем его, срезаем с одной стороны изоляцию, по всей длине, и далее она легко снимается.   
2. В зависимости от выбранной схемы аккуратно, и как можно ровнее изгибаем провод по схеме ниже, чтобы получилась зигзагообразная рамка. Ниже привожу общую схему обычной и двойной антенны с Харченко с размерами самой антенны и рефлектора.
Общая схема обычной антенны Харченко
Схема двойной антенны Харченко
 
3. После того, как провод согнут в виде рамки, необходимо подпаять к нему кабель. Длину кабеля можно отмерить небольшой длины, например, полметра, и на конце навернуть разъем F-типа. К этому разъему уже можно накручивать кабель любой длины, через соединитель. Ведь изначально, вы еще не знаете, где именно будет распогаться антенна, и какой длины понадобится кабель. Возможно придется побегать с антенной вокруг дома в поисках лучшего сигнала. Но с другой стороны, любой соединитель вносить допонительные потери, и возможно лучше припаять сразу кабель с запасом, а потом уже отрезать нужной длины, правда с длинным кабелем искать место установки менее удобно.
Если вы делаете антенну без рефлектора, то все проще, и можно рамку припаять к кабелю с разъемом F-типа, и закрепить на мачте. Верхний конец рамки подпаивается к центральной жиле кабеля, а нижний, где сходятся проводники рамки к самому разъему, т.е, по сути, необходимо соединить с оплеткой кабеля.
Если же вы делаете антенну с рефлектором, то необходимо при монтаже выдержать расстояние между рамкой и рефлектором 43 мм. Нижний конец рамки должен по мимо соединения с оплеткой кабеля, также соединяться и с рефлектором. Соединения кабеля с рамкой и с рефлектором, по сути самое сложный момент. Это можно реализовать по разному. В тестовом варианте, я вкрутил болт длиной 50мм в рефлектор, к нему стяжкой притянул раъем F-типа с подпаенной к нему рамкой и кабелем на расстоянии 43 мм, тем самым обеспечил крепеж рамки и электрическое соединение рамки и рефлектора.
Для прочности крепежа рамки в местах нулевого потенциала, т.е края рамки, можно прикрутить к рефлектору при помощи винтов на том же расстояннии 43мм, заодно заземлив точки нулевого потенциала на рефлектор (см. рисунок ) На многих найденных в сети схемах, почему то эти точки не заземляются, хотя в первоисточнике это рекомендуется сделать. И на практике, я заметил, что антенна несколько лучше работает с заземленными точками.
Как накрутить разъем F-типа на кабель RG-6.
  
  
Со стороны подключения кабеля к телефону необходимо накрутить разъем F-типа. Делается это очень просто. Отрезаем внешнюю изоляцию на расстоянии 1,5 см. Отгибаем экранную оплетку назад. Срезаем вспененый белый изолятор, оголив медный центральный провод. Далее с некоторым усилием накручиваем разъем на кабель. Собственно таким же образом обжимается под разъем кабель для телевидение, ведь используется тот же кабель и разъем. Поэтому, многим эта технология может быть знакома.
Фото готовой антенны Харченко / двойной биквадрат
  
 
Данная конструкция тестовая, несмотря на то, что обеспечивает меня интернетом второй месяц. Просто на очереди стоит изготовление тройного биквадрата с еще большим расчетным усилением и более правильным рефлектором. На последней фотографии помимо самого рефлектора еть еще "створки"- так вот они должны быть такой же длины и ширины , как и сам рефлектор отражатель, и отогнутые примерно на 45 градусов. Это должно увеличить направленность антенны. У меня к сожалению материала на полноразмерные створки рефлектора не хватило, поэтому я сделал сколько есть для эксперимента, в результате чего убедился, что такая конструкция немного лучше держит принимаемый сигнал.
Настройка антенны Харченко / Биквадрат
Сама по себе антенна биквадрат в настройке не нуждается. Вам необходимо найти место установки и направление антенны по максимальноному сигналу. Максимальный сигнал желательно мерять при помощи подключенного через пигтейл к антенне мобильного телефона с включенной функцией Netmonitor , показывающей уровень принимаемого сигнала. Функция Netmonitor показывает уровень принимаемого сигнала, номер принимаемой базовой станции и.т.д. Эта функция на много информативне и точнее, чем индикатор палочек на самом телефоне. по которому сложнее ориентировать аненну по направлению.
В разных моделях телефонах она включается по разному, да и то не во всех. В одних она активируется при помощи простого набора кода, в других при помощи установки приложения. Тут конкретного ничего сказать не могу, необходимо смотреть в интернете по конкретным моделям. Но, все таки, функция Netmonitor - вещь крайне полезная при установке антенн. Если в ваших телефонах не удается активировать эту функцию, возможно можно попробовать одолжить телефон у соседей по поселению, ведь они наверное тоже сидят без связи))
В моих телефонах Netmonitor активировать не удалось, но сосед одолжил старенький Samsung R210 - идеальный телефон для настройки и подключения к антенне. Эта модель имеет хороший раъем под внешнюю антенну, и Netmonitor активируется очень легко.
 
  
Место установки мачты с антенной необходимо искать как можно ближе к дому, желательно у окна, чтобы длина кабеля получилась минимальной. Надо понимать, что если вы максимальный сигнал обнаружили в 50 м от дома,то кабель такой длины съест весь полезный сигнал. У меня покупная антенна с высоким усилением, установленая почти около дома, но поднятая на высоту 15м потребовала кабель длиной 25 м (15м высота + 10 м до дома). Заведенный уровень сигнала в дом для меня оказался неудовлетворительным, стабильно мог работать только соседский телефон с прямым соединением с антенной через пигтейл. Я уже молчу о работе мобильного интернета. Но возможно на вашем участке со связью все обстоит не так плохо, и вы возле окна поймаете высокий уровень сигнала.
Если антенну вы настроиваете, например весной, когда еще нет зелени на деревьях, учтите, что летом сигнал может упасть на порядок.
Итак кратко обо всем: сгибаем медный провод по схеме в виде зизгагообразной рамки, подпаиваем к ней кабель, крепим рефлектор по желанию. Всю антенну в сборе крепим на мачту. Подключаем, по возможности измерительный телефон. По максимальному уровню сигнала находим место установки и направление антенны. Заводим кабель в дом. Наслаждаемся мобильной связью и возможно EDGE интернетом, о настройке которого я напишу в одном из следующих статей.
Статья получилась довольно длинная. Старался описать все нюансы, чтобы было понятно неподготовленному человеку. Все вопросы задавайте в комментариях, отвечу, помогу и разъясню.
Взято с http://www.severniy-domik.ru/Uluchshenie-mobilnoy-svyazi.html
По просьбам читателей дополню статью, описав свой переходник.
У меня это зачищеный кабель, с концами разведенными в виде вибратора и закрепленными на палочке из изоляционного материала.
На фото палочка схематично нарисована.
|
