Выносная антенна для сотового телефона. Дополнительная антенна для смартфона

Проблема плохого или недостаточного сигнала сотовой связи, к сожалению, до сих пор актуальна. Даже несмотря на то, что на дворе уже 21 век. Особенно, страдают от этого любители загородного отдыха, жители деревень и коттеджных поселков, где зачастую качество мобильной связи не позволяет общаться по телефону. Однако мириться с этим не стоит. Ведь можно самостоятельно усилить сигнал сотовой связи. При этом существует несколько способов, как это сделать.

Самый простой (пассивный) метод с использованием GSM-антенны, которая подключается непосредственно к мобильному телефону через специальный разъём. Она помогает улавливать радиоволны от базовой станции оператора, а затем передаёт их смартфону. Самый бюджетный вариант для дачи или загородного дома – это GSM-антенна с разъёмом SMA и усилением от 1 до 5 dBi. Как правило, её стоимость варьируется от 200 до 1000 рублей.

Устанавливается GSM-антенна на крыше или фасаде дома. Желательно, чтобы в этом месте был хотя бы минимальный сигнал. К примеру, 1-2 деление на телефоне.

Принцип работы такой антенны прост. Она организует приём-передачу радиосигналов от базовой станции и телефона (либо роутера), будучи связанной с последним посредством коаксильного кабеля, который идёт в комплекте с антенной и имеет длину от 1,5 до 5 м.

Естественно, такой способ имеет ряд неудобств. Во-первых, вы ограничены длиной кабеля. В итоге ваш мобильный телефон, по сути, превращается в стационарный. Во-вторых, ВЧ-кабель, который передаёт сигналы от GSM-антенны, имеет редкий разъём SMA. Понадобится переходник, чтобы соединить его и современный смартфон. В-третьих, полученный сигнал нередко частично «теряется» на кабеле, в результате чего качество связи улучшается незначительно.

Профессиональные решения с усилителем сотовой связи купить можно в интернет-магазине MobileBooster, компания занимается продажей и установкой систем.

Самостоятельно установить усилитель сотовой связи

Продолжая рассказывать о том, как усилить сигнал на телефоне, нельзя не отметить такое устройство как репитер. Принцип его работы заключается в усилении и ретрансляции волн, которые исходят как от самого телефона, так и от базовой станции оператора. Приобрести репитер можно в специализированном магазине, а установить самостоятельно.

Для этого нужно разобраться, что идёт в комплекте с устройством:

Сам репитер (ретранслятор)
Коаксильный кабель
Две антенны – для внутреннего и внешнего размещения
Блок питания.

Первым делом собираем и устанавливаем внешнюю антенну. Идеальное место для установки – это крыша, где её можно закрепить на специальной мачте (длиной 1,5-2 м). Правда, заранее необходимо уточнить расположение ближайшей вышки оператора, и развернуть внешнюю антенну в её сторону. Также обратите внимание, чтобы рядом не было высоких преград – деревьев, столбов и пр.

Далее с помощью коаксильного кабеля подключаем внешнюю антенну с усилителем gsm сигнала (репитером), который устанавливаем в доме. Важно, чтобы между ними было достаточно большое расстояние, а вот «прямой видимости» не наблюдалось. То есть имелись преграды – окна, стены, мебель и пр. Это же касается и внутренней антенны. Её и репитер лучше всего установить поближе к «рабочим зонам», то есть там, где вы планируете принимать или совершать звонки. Например, веранда, кухня или гостиная.

На видео ниже показано как самостоятельно установить усилитель сотовой связи.

Сделать репитер своими руками

Ранее мы рассказали о том, что улучшить качество сотовой связи вдали от города (в деревне или на даче) может специальное устройство – репитер GSM и 3g (или как его ещё называют ретранслятор), чью стоимость никак нельзя назвать небольшой. Цены на многие модели подобного оборудования варьируются от 10 до 40 тысяч рублей. Поэтому некоторые люди самостоятельно изготавливают усилитель сотовой связи.

Для этого потребуются некоторые компоненты:

Проволока длиной 30-40 см (например, из железа, но только не из меди);
Кусок пластика;
Двойной соединительный блок для проводов;
Коаксильный кабель (около 10 м);
Небольшой отрезок тонкой пластиковой трубы (буквально 20-30 см);
Крепёж в виде болтов и гаек;
Изолента.

Схема создания устройства следующая:

Для начала берём плоскогубцы, с помощью которых из проволоки делаем ромб. Только её концы загибаем внутрь так, чтобы они были параллельно друг другу. Их длина – 7-8 см.
К концам проволоки подсоединяется блок так, чтобы к нему затем можно было подключить 2 провода.
Далее берётся пластиковая трубка, к которой крепится антенна с блоком.
С одного конца кабеля снимается внешняя изоляция. После чего два проводника подключаются к контактам соединительного блока. В итоге кабель становится продолжением собранной ранее антенны.
Следующий шаг – установка антенны. Какое место для этого выбрать? Рекомендуем – высокий столб, крыша дома, фасад и пр. Можно и вовсе повесить её рядом с телевизионной антенной. Только обратите внимание на то, чтобы она была направлена в сторону базовой станции оператора.
Теперь заведите второй конец кабеля в помещение. Также снимите с него внешний слой изоляции.
Осталось взять пластмассовую пластину, сделать в ней маленькое отверстие и закрепить провод. Здесь как раз и пригодится изолента. Желательно пластину вырезать по форме и размерам, которые будут напоминать заднюю крышку телефона.

Осталось лишь протестировать усилитель, изготовленный своими руками. Для этого возьмите ваш телефон и приложите к нему ту пластмассовую пластину, к которой вы присоединили кабель от антенны. Теперь можно заметить, как улучшилось качество сигнала. Как минимум, прибавится 1-2 деления на телефоне.

Статьи и Лайфхаки

Выносная направленная GSM-антенна способна изрядно увеличить радиус действия мобильного телефона – это незаменимо, например, на даче. своими руками? Немногим сложнее, чем .

Самый оптимальный вариант представляет собой зигзагообразную антенну Харченко/Биквадрат – она достаточно проста в изготовлении, допускает прямое соединение с кабелем и почти не требует настройки, а материалы, необходимые для её изготовления, можно купить в любом хозяйственном магазине, и стоят они недорого

Что потребуется для изготовления антенны для сотового телефона

Потребуется медная проволока или повод диаметром 2-3 мм – можно использовать медный провод в изоляции, предназначенный для электропроводки (но изоляцию с него придётся снять: срезать с одной стороны – и после этого она легко снимается). Для соединения кабеля без пайки нужны антенные разъёмы F-типа и соединители для них. Если предполагается использование рефлектора, потребуется кусок алюминия или жести – 277 на 161 мм. Кроме того, нужна изолента или термоусадочная трубка. В качестве рабочего инструмента понадобится паяльник.

Процесс изготовления антенны для сотового телефона

Подготовленный медный провод следует аккуратно и очень ровно изогнуть в виде зигзагообразной рамки, состоящей из двух ромбов со стороной 80 см, длина же её (между противоположными углами ромбов, расположенными на одной прямой) будет составлять 226 см. Теперь к рамке – в точке соединения ромбов – нужно припаять отрезок кабеля длиной 0,5 см, а на противоположный его конец навернуть разъём F-типа, к которому потом будет подсоединён кабель нужной длины.

Как сделать антенну сотового телефона с рефлектором или без него? Гораздо проще, чем , которые частенько оказываются "одноразовыми". При наличии рефлектора антенна работает лучше. В этом случае нижний конец рамки придётся соединить не только с оплёткой кабеля, но и с рефлектором. Для этого нужно вкрутить в рефлектор болт длиной 50 мм и стяжкой притянуть к нему разъём F-типа, к которому предварительно припаивается рамка и кабель на расстоянии 43 мм.

Соединить антенну с мобильным телефоном можно с помощью пигтейла – специального провода, который одним концом подсоединяется к кабелю от антенны, а другим – с помощью специального разъёма – к антенному разъёму телефона. Правда, далеко не у всякого сотового телефона есть антенный разъём, в этом случае нужно прикладывать к задней стенке телефона специальный адаптер, в котором находится специальная антенна, переизлучающая радиоволны.

Специальной настройки такая антенна не требует, придётся только найти оптимальное место её расположения, ориентируясь по качеству сигнала.

Устройства для улучшения качества сигнала сотовой связи способно решить проблемы, связанные с осуществлением телефонных звонков за городом, в гараже и других местах, в которых исходный сигнал не отличается надежностью. Однако такие приспособления обойдутся вам недешево, поэтому в некоторых случаях целесообразно собрать усилитель сигнала сотовой связи своими руками.

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).

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.

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.

Антенна для сотовой связи своими руками

Для того, чтобы собрать антенну, способную улучшить качество приема сигнала мобильным телефоном, вам понадобятся следующие материалы и элементы:

пластик или фанера, а также кусок фольги (либо фольгированный текстолит);
10 метров коаксиального кабеля;
30 сантиметров проволоки;
крепежные изделия;
соединительные элементы;
изолента.

Сборка такой антенны начинается с придания отрезку металлической проволоки подходящей формы. Обычно ее сгибают в форме ромба. Концы получившегося проволочного контура следует загнуть внутрь и присоединить к ним коаксиальный кабель. Другой конец кабельного изделия следует закрепить на куске (со стороной примерно 40-100 миллиметров) фольгированного текстолите. При отсутствии последнего возможно наклеить на кусок пластика либо фанеры соответствующего размера прямоугольник из фольги.

Теперь остается только установить ромбовидный контур нашей антенны на крышу либо на столб (главное – повыше) и проверить качество полученного усиления. Для этого поднесите свой телефон к фольгированной пластине и понаблюдайте за уровнем принимаемого им сигнала сети.

Важно! Такую антенну можно использовать в диапазоне температур окружающей среды от -40 до +50 градусов по Цельсию.

Вышеописанная схема организации системы повышения качества мобильных данных является наиболее примитивной и общей. В случае необходимости фольгированный элемент на одном из концов коаксиального кабеля возможно заменить на разъем, подходящий по конструкции для вашего телефона, либо на разветвитель. Благодаря последнему вы сможете обеспечить повышение качественных характеристик сети в нескольких точках. Соответственно, от разветвителя будут отходить необходимые для этого кабели, на концах которых можно также установить подходящие для подключения телефонов разъемы.

Однако следует иметь в виду, что чем больше разветвлений в такой системе, а также чем длиннее получится ваша кабельная трасса, тем менее эффективен в работе будет собранный усилитель.

Теперь вы знаете достаточно о том, как усилить сигнал сотовой связи на телефоне, чтобы осуществить данные мероприятия не только посредством приобретения заводских изделий, но и своими руками.

Приборы для улучшения качества принимаемых мобильных данных позволят вам оставаться на связи с окружающим миром, находясь практически в любом уголке земного шара. Помимо основных функций, они позволят снизить уровень излучения мобильными устройствами, устранить нежелательные помехи, а также увеличить время разрядки аккумулятора, а также срок его службы.

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.

Особенности выбора

Для телефонов с поддержкой технологии 3g подходит не каждая подключенная антенна для мобильного. Существует множество факторов, влияющих на качество принимаемого от базовой станции сигнала:

особенности рельефа;
географическая локализация;
климатические условия;
технические характеристики, как самой антенны, так и мобильного устройства.

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:

волновой приемник;
плоская антенна;
параболическая антенна;
антенный усилитель штыревого типа.

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?

Подключение мобильного к внешней антенне

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.

Ромбовидная антенна, самостоятельная сборка

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:

пассатижи и острый нож, предназначенный для аккуратного снятия изоляции с кабельной продукции;
непосредственно сам кабель (RG6) для подключения мобильного гаджета к антенне и медный провод (2 мм сечение), его длина должна составлять не менее 8 см;
паяльный инструмент с припоем;
переходник для мобильного устройства.

Порядок выполнения сборки антенны для мобильного телефона:

в первую очередь, производится зачистка изоляции кабельной продукции, при этом выполнять данную работу следует аккуратно, чтобы не повредить внутреннюю жилу, которая впоследствии будет подключена одним концом к мобильному устройству, а другим – к антенне;
медная проволока по концам изгибается таким образом, чтобы с обоих концов получилось по ромбу;
на следующем этапе к жиле кабеля припаивается медный провод (строго в положении «вверх»), другая часть медного провода припаивается к экранирующей оплетке кабеля (строго в положении «вниз»);
далее выполняется крепление медного провода на любую подходящую по размерам поверхность (лучше подойдет широкая деревянная планка), при этом не следует забывать о надежной изоляции всех выполненных в процессе сборки соединений;
итоговая конструкция размещается на крыше строения и надежно крепится, предусмотренный свободный конец кабеля опускается вниз и посредством специального адаптера подсоединяется к телефону.

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.

Видео

В первых конструкциях сотовых телефонов применялись телескопические антенны, а несколько позже - малогабаритные антенны. В сотовых телефонах можно встретить такие малогабаритные антенны: спиральные, вибраторные и низкопрофильные.

При соответствующем выборе параметров спиральной антенны она очень эффективна. Для используется режим ненаправленного излучения, который реализуется при диаметре спирали D значительно меньше длины волны. При этом в плоскости витков антенна равномерно излучает во всех направлениях, а в плоскости, совпадающей с осью спирали, имеет форму восьмерки.

Спиральные антенны представляют собой закрытую полимерной оболочкой спираль на диэлектрическом стержне. Существуют модели со спиралью, заключенной в резиновый корпус, "в гибком исполнении". Спиральные антенны имеют физическую длину 1/12 при четвертьволновой электрической длине. При дальнейшем уменьшении физической длины резко возрастают потери. Неудовлетворительная работа спиральной антенны в портативных радиотелефонах в 800...900 привела к тому, что разработчики усложнили ее, добившись выигрыша по сравнению с одиночной спиралью. Усложненная спиральная антенна состоит из двух спиралей: первичной, жестко установленной на корпусе, длиной приблизительно 2 см и вторичной, длиной приблизительно 10 см, которая размещена внутри корпуса радиотелефона. В выдвинутом состоянии вторичная спираль становится основным излучателем.

Уменьшение размеров сотовых телефонов заставило отказаться от использования вибраторных и спиральных излучателей и перейти к низкопрофильным конструкциям. Микрополосковые антенны и F-образные антенны известны как типичные низкопрофильные антенны и их широко применяют в радиотелефонах. Габариты носимого телефонного аппарата позволяют расположить антенну на лицевой или боковой стороне корпуса.

В современных аппаратах антенны выполнены в виде короткого стационарного штыря, который установлен внутри корпуса, и его почти не видно. Изменение конструкции применяемых антенн связано, в первую очередь, с ростом рабочей частоты, а также требованиями удобства их эксплуатации. Уменьшение размеров корпуса и соответственно размеров антенны приводит, как правило, к уменьшению эффективности ее работы во время передачи и приема. Поэтому применение небольших по размерам сотовых телефонов оправдано только там, где сотовая сеть мобильной связи достаточно развита и имеет мощные базовые станции.

Опыт показывает, что в большинстве случаев лучшая антенна - стандартная. При необходимости имеет смысл приобретать стационарную или автомобильную антенну. Стационарная направленная антенна устанавливается на улице так же, как телевизионная, и направляется на ближайшую базовую станцию. Такие антенны используют для улучшения качества связи в зданиях и подвальных помещениях, а также для обеспечения связью вне зоны приема в пригороде.

В сотовой связи классическую полуволновую антенну, не зависящую от потерь в ближней зоне, как правило, используют в качестве выносной антенны. В большей части современных мобильных телефонов используются четвертьволновые вибраторы разных форм, в которых сама конструкция аппарата служит для антенны нижней частью излучающей структуры - как бы . Измеренная плотность потока излучения мобильного телефона может составлять несколько десятков процентов от номинальной мощности и зависит от того, как расположена рука пользователя с аппаратом у уха (рабочее положение аппарата).

Основные потери эффективности антенны в рабочем положении аппарата носят название "потери ближней зоны". Эти потери определяются в основном двумя факторами: результирующей изрезанностью диаграммы направленности и потерями мощности излучения на единицу массы тела пользователя и, естественно, что у абонента крупных размеров потери ближней зоны больше. Находясь вдали от городов, пользователи сотовой связи нередко сталкиваются с неуверенным приемом базовых станций. Выходом из данной ситуации является использование для работы телефона внешней антенны. Рассмотрим некоторые особенности радиосвязи в широко распространенном стандарте . В стандарте GSM-900 всего . Сотовый телефон, как и базовая станция, могут работать на любой частоте, определенной оператором. Передача от базовой станции (BS) на телефон (MS) ведется на одних частотах (935,2...959,8 МГц), в то время как передача от сотового телефона на базовую станцию - на других на частотах (890,2...914,8 МГц). Канал от базовой станции (BS) к мобильной станции (MS) носит название Down Link, а от MS к BS - Up Link.

Операторы обычно используют ограничение дальности работы мобильного телефона от базовой станции до 35 км, что обусловлено особенностями стандарта. Если в сети стандартной конфигурации в одном частотном канале формируется 8 временных интервалов (тайм-слотов): один служебный, а семь - разговорных, то в этом случае максимальная дальность связи на каждом канале составляет 35 км. В GSM можно пользоваться и нестандартной конфигурацией соты. В этом случае дальность связи увеличивается до 70... 100 км (конфигурация Extended Cell), а емкость сети уменьшается до 2-3 каналов.

Такой режим работы является неприемлемым для городских условий, так как уменьшается количество абонентов сотовой сети. Этот режим работы сотовой связи иногда используется на морском побережье для создания прибрежной зоны, покрытия.

Резюмируя высказанное, можно сделать вывод, что при наличии телефона стандарта GSM-900 для нормальной работы сотового телефона не следует удаляться от ближайшей базовой станции на расстояние более 35 км, в противном случае связь с ней будет затруднена или просто невозможна.

На дальность радиосвязи, как известно, влияют такие факторы: Местоположение BS и MS и рельеф местности. Мощность и чувствительность сотового телефона (MS). Мощность и чувствительность базовой сотовой станции (BS). Антенны, установленные на MS и BS. Время года и погодные условия.

Обычно базовые станции имеют мощность 20...30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет минус (100... 115) дБ, в то время как выходная мощность телефона составляет 0,3...2 Вт, а чувствительность - минус (90...105) дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумящих входных устройств.

Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между различными моделями сотовых телефонов 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 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.

Во время установки сеанса радиосвязи следует учитывать, что радиоволны распространяются лучше на ровной местности и по поверхности реки, в то время как в лесу прохождение волн хуже, чем в городе. Радиосигнал распространяется или принимается лучше, если вы находитесь на высоте, господствующей над окружающей местностью. Бывает так, что во время сеанса связи вас слышат хорошо, в то время как собеседник время от времени пропадает. Для исправления ситуации следует заменить ваш телефон на аппарат с большей чувствительностью. Если же вы находитесь на таком расстоянии от базовой станции, что телефон ловит сигнал сети на пределе или нестабильно, то для улучшения радиосвязи следует попробовать подключить к телефону внешнюю антенну.

В зонах неуверенного приема между каналами с одинаковыми и соседними частотами часто наблюдаются интерференционные помехи. Это связано с ограниченностью частотного ресурса, выделенного операторам . И в связи с этим, в зоне неуверенного приема часто фиксируются сигналы от разных базовых станций, имеющие одинаковые или соседние значения частоты сигнала.

Такие сигналы 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". В такой ситуации телефон не всегда способен выбрать другую частоту, поэтому если у вас телефон Nokia, то можно попытаться воспользоваться функцией "NetMonitor". При отсутствии в телефоне функции NetMonitor следует применить внешнюю направленную антенну с хорошей диаграммой направленности.

ВЫБОР ВНЕШНИХ АНТЕНН

Все стационарные антенны можно разделить на два типа: направленные и ненаправленные. В качестве ненаправленных стационарных антенн в основном применяются полуволновые, коллинеарные и солинейные антенны. Ненаправленные антенны по сравнению с направленными антеннами обладают, как правило, меньшим усилением и применяются в основном там, где возможен прием сигнала от нескольких базовых станций. По конструкции и характеристикам они очень похожи на автомобильные антенны.

Существует много типов направленных антенн, которые отличаются только конструктивным исполнением. В основном используются направленные антенны типа волновой канал, логопериодические и плоские печатные, Антенна типа волновой канал имеет больший коэффициент усиления и проста в изготовлении. Логопериодическая антенна имеет более сложную конструкцию при тех же габаритах, что и антенна типа "волновой канал".

Хотя логопериодическая антенна и имеет меньший коэффициент усиления, но она широкополоснее, что позволяет ее использовать в большем интервале радиочастот. Для сравнения приведем коэффициенты усиления наиболее распространенных внешних антенных для сотовых телефонов. Простая автомобильная 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.

АНТЕННЫ ТИПА ВОЛНОВОЙ КАНАЛ

В сотовой связи в качестве стационарных антенн получила широкое распространение антенна типа Уда-Яги (или "волновой канал"). Эта антенна имеет много разновидностей, которые различаются между собой числом элементов, плоскостями поляризации и конструкцией отдельных элементов. Антенна для сотовой связи имеет вертикальную , и поэтому ее активные вибраторы, рефлекторы и директора устанавливаются вертикально. "Волновой канал" до настоящего времени является одной из лучших антенн для радиосвязи на УКВ, а также приема телевидения. Применение такой антенны позволяет значительно увеличить дальность действия сотового телефона, позволяя вести связь из мест значительно удаленных от зоны обслуживания вашего оператора.

Выбор внешней антенны производится, исходя из ее основных параметров: рабочий диапазон (frequency range); коэффициент усиления (gain); ; .

Рабочий диапазон антенны должен соответствовать диапазону частот, в котором работает ваш сотовый телефон. Коэффициент усиления следует выбирать по возможности наибольший, импеданс антенны (волновое сопротивление) должен быть равен 50 Ом, а коэффициент стоячей волны - не превышать двух. Все вышеперечисленные параметры антенны обычно указываются в ее паспорте, а если такого нет, то необходимую информацию может дать продавец магазина. В продаже есть антенны с аналогичными радиотехническими характеристиками и других фирм, которые по стоимости меньше указанных выше типов антенн. Это объясняется их низкой механической надежностью и плохой коррозийной стойкостью. Заметим, что в Западной Европе отсутствуют зоны неуверенного приема, и поэтому направленных антенн для терминалов GSM-900 практически не выпускается. В продаже есть только направленные фирменные антенны GSM-900 для работы с ретрансляторами (репитерами) операторов.

Тип	Название	Число элементов	Рабочий диапазон (Мгц)	Стандарт связи	Усиление (дБ)	КСВ
YAGI10		10	890...960	GSM-900	15	меньше 2
ACV	Polaris 900	-	890...960	NMT-450	5
ABV9	CARANT	9	800...960	GSM-900, AMPS	11
YAGI7		7	450...470	NMT-450	11
ACV26	CARANT	26	800...960	GSM-900, AMPS	16
AGV10	CARANT	-	1710...1990	GSM-1800, GSM-1900	8
WLP	CARANT	-	890...960	GSM-900	8

Характеристики промышленных направленных антенн для сотовых телефонов

УСТАНОВКА АНТЕННЫ

После выбора внешней антенны следующим этапом является ее правильная установка. Проще всего антенну укрепить на вертикальной трубе высотой несколько метров и диаметром 30...50 мм, установленной на крыше дома или холме. Антенна крепится кронштейнами, скобами, болтами с гайками и другими крепежными деталями. При этом нужно помнить, что антенна должна быть направлена в сторону ближайшей базовой станции, а ее штыри располагаться вертикально. Направление на базовую станцию определяют следующим образом. Подключают сотовый телефон к антенне с помощью кабеля и антенного адаптера, а потом, вращая антенну в различных направлениях, производят фиксацию максимальных показаний индикатора уровня сигнала. При этом руки должны быть убраны с антенны. Измерение каждого показания должно длиться не менее 10...20 секунд.

Установка ненаправленной антенны несколько проще. Штырь антенны устанавливают в вертикальном положении, как можно выше. Длина соединительного антенного кабеля должна быть как можно меньше. Применяющийся обычно для этих целей кабель типа RG-58 длиной 5 м ослабляет сигнал почти вдвое. При длине соединительного кабеля до 10 м лучше использовать кабель типа RG-59, имеющий низкие потери (low loss). При большей длине лучше взять кабель типа RG-213, его диаметр примерно 10 мм.

При длине соединительного кабеля около 50 м для компенсации потерь в нем следует применить так называемый бустер. Бустер представляет собой пару антенных усилителей, один из которых работает на прием, а другой - на передачу сигнала.

Чтобы иметь возможность перемещаться по помещению и не быть привязанным к соединительному кабелю внешней антенны, обычно используют . Репитер состоит из антенного усилителя (50...60 дБ) и передатчиков, один из которых работает на передачу сигнала от оператора на сотовый телефон, а другой осуществляет передачу сигнала от телефона до базовой станции.

Репитер внешне представляет небольшой плоскую коробочку, на одной из малых граней которой имеется гнездо для подключения внешней антенны, а на другой - разъем с прикрепленной небольшой комнатной антенной, как правило, в виде гибкого штыря с усилением 3 дБ. Связь сотового телефона с репитером осуществляется на расстоянии до 30 м. Репитер создает как бы одну маленькую соту, в зоне действия которой можно свободно перемещаться. При покупке репитера нужно выбирать модель, которая работает в одном стандарте с вашим сотовым телефоном.

Следует заметить, что могут пользоваться несколько абонентов. Разговаривать одновременно по своим сотовым телефонам могут от 3 до 6 человек, в зависимости от стандарта и типа репитера, а вот в режиме ожидания может находиться неограниченное число пользователей. Таким образом, ваши друзья, пришедшие к вам в гости или клиенты в вашем офисе тоже могут воспользоваться репитером.

Бывают случаи, что даже применение направленной антенны с высоким коэффициентом усиления совместно с бустером или репитером не дает никаких результатов, и связи нет, что бы вы ни делали. Причин может быть несколько, но две основные такие: вы попали в зону так называемой радиотени или вы находитесь слишком далеко от зоны действия ближайшего сотового оператора. Сигнал высокочастотного диапазона сотовой связи представляет волны очень малой длины, которые распространяются в основном по прямой и, встречая на своем пути препятствие, они либо отражаются от него, либо затухают в его толще.

Для того, чтобы выйти из зоны радиотени, нудно поднять антенну как можно выше, то есть установить антенну на более высокую мачту. Отечественная промышленность выпускает мачты нескольких типов, высотой от 7 до 30 метров. Если же в этом случае связь с оператором так и не удастся установить, то тогда необходимо покупать спутниковый телефон.

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 RG-6 - коаксиальный кабель с двойной оплеткой. Его вы найдете в любом магазине. Затухание составляет 20...24 дБ на 100 м (проверено экспериментально). Длина кабеля между антенной и телефоном должна быть не более 30 м, чтобы были меньше потери сигнала.

Промышленные штыревые автомобильные антенны обычно включают в себя кабель RG-59 с затуханием 28 дБ на 100 м. Антенна типа волновой канал с коэффициентом усиления 12 дБ и Юм кабеля RG-6U дают общее усиление 9,6 дБ, а при 20 м - 7 дБ.

На большинстве сотовых 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.

При покупке антенного переходника необходимо убедиться в его работоспособности. При включении переходника в телефон встроенная в телефон антенна отключается, а выходной каскад переключается на переходник. Другими словами, на шкале телефона можно заметить, что при подключении к нему одного переходника происходит некоторое падение величины сигнала. Если же после этого подключить к переходнику внешнюю антенну, то сигнал должен возрасти. Все это говорит о том, что переходник работает.

НАСТРОЙКА АНТЕННЫ НА МЕСТНОСТИ

Установленную антенну с помощью кабеля подключают к сотовому телефону и производят ее настройку. Телефон следует разместить так, чтобы был виден его экран. При настройке антенны с аппаратами Nokia лучше всего использовать функцию NetMonitor. В этом случае ориентируются по уровню сигнала в децибелах: если значение уровня в децибелах больше, то сигнал сильнее. В противном случае настраиваются по стандартной шкале уровня сигнала.

В других типах телефонов можно ввести специальный код и открыть служебное меню. Меню позволяет увидеть приемный уровень 6...8 частот, принимаемых телефоном в порядке убывания, номер частоты, расстояние до базовой станции, процент ошибок в канале и др.

При настройке антенну поворачивают вокруг мачты медленно и с остановками, так как уровень принимаемого сигнала, отображаемый в телефоне, изменяется с задержкой до нескольких секунд. Если известно направление на ближайший город, то антенну можно вначале направить на него. Вращение антенны производят до того момента, пока не будет установлено направление, откуда приходит сигнал максимального уровня. Получив необходимый результат, производят фиксацию антенны. Бывает и так, что удается определить направление, откуда приходит сигнал, но его сила такова, что не позволяет установить качественную связь, тогда следует применить антенный усилитель.