Как сделать антенну MIMO 4g lte в домашних условиях

Находясь за городом, пользователи обращают внимание на ухудшение качества сотовой связи и даже полное ее отсутствие. Это связано с удаленностью передающей станции оператора от данного места. В таком случае на помощь придет специальная дополнительная антенна. Ее можно приобрести в специализированных магазинах или отделах. Если пользователь имеет небольшие навыки в радиоделе, то ему нетрудно сделать MIMO антенну 4G LTE своими руками.

MIMO 4g lte

Характеристики внешних антенн

Антенны, работающие в технологии МИМО, изготавливаются в нескольких модификациях. Общее их отличие — место применения устройства:

  • стационарно;
  • мобильно.

По конструкции антенны подразделяются:

  • на круговые;
  • на универсальные;
  • на всенаправленные;
  • на панельные;
  • на мультистандартные;
  • на направленные;
  • на секторные и др.
При выборе принимающего устройства необходимо определить, какими характеристиками оно должно отличаться для устойчивой работы.

К ним относятся:

  1. Рабочий диапазон частот (измеряется в мегагерцах и обозначается мГц). Это определение требований к ширине полосы пропускания антенны, например 1700-2700 МГц.
  2. Усиление. Например, панельные антенны стандарта MIMO 2×2 выпускаются с показателем усиления 15-17,5 dBi.
  3. Входное сопротивление. Это отношение направления на зажимах к электричеству на входе фидера. Величину этого сопротивления нужно обязательно знать, т. к. необходимо правильно соединить антенну и кабель. Входное сопротивление антенны имеет активные и реактивные части.
  4. Стандарт передачи данных, например 2G (EDGE, GPRS на частотах GSM1800), 3G (UMTS 2100), 4G (WIMAX, LTE1800, LTE2600), WI-FI (IEEE 802.11b, g, n), LTE800, UMTS900, GSM900 и др.

Характеристики MIMO

К другим характеристикам относятся:

  • уровень боковых лепестков;
  • допустимая мощность;
  • поляризация;
  • материалы корпуса и излучателя и др.

Пример использования принимающего устройства направленного типа: для 4G-модема.

Приспособление усиливает сигнал в 20-30 раз, при скорости до 60 Мбит/с позволяет установить стабильное соединение в зонах слабого приема сигнала.

Для подключения к модему внешние 4G LTE-репитеры (усилители сигнала сотовой связи) должны использовать штекеры под имеющийся разъем или подключаться с помощью пигтейла (вид соответствующего кабеля).

Использовать антенну необходимо в зонах, где сигнал отсутствует совсем или он плохого качества. Также применение прибора позволяет:

  • улучшить четкость сообщений;
  • усилить сигнал в местах, где часто случаются перебои с мобильной связью;
  • устранить внешние помехи;
  • увеличить срок службы аккумуляторной батареи телефона.

Пошаговая инструкция по сборке простого внешнего усилителя 4G своими руками

Исходя из того, что заводской репитер стоит недешево, многие решаются сделать его самостоятельно. Для изготовления несложного прибора пользователю потребуются следующие материалы:

  • пластик;
  • медная проволока: 38-40 см;
  • соединительный блок;
  • кабель коаксиальный: 8-10 м;
  • крепежные метизы;
  • полимерная труба: 20 см.

Проволока

Необходимый инструмент:

  • пассатижи;
  • паяльник;
  • изоляционная лента.

Порядок проведения работ:

  1. Проволока сгибается по середине на 90°.
  2. Далее происходит сгиб «усов» с двух сторон на расстоянии 9 см от центра на 90°: должен получиться ромб (тяготеющий к объему квадрата).
  3. Кончики (2-2,5 см) необходимо загнуть внутрь.
  4. К ним подсоединяется соединительный блок.
  5. Одна сторона полимерной трубы разрезается вдоль, и напротив выполняется отверстие.
  6. Труба крепится к соединительному блоку.
  7. Далее производится подключение кабеля.
  8. С одной стороны удаляется внешняя изоляция.
  9. Проводники (внешний и внутренний) подключаются к контактам соединительного блока.
  10. Затем производится установка устройства на столбе или на крыше дома (дачи). Его необходимо направить в сторону ближайшей станции сотового оператора.
  11. К пластине из пластика необходимо подсоединить второй конец кабеля.
  12. Проводится тестирование: включенный мобильный телефон подносится к усилителю — индикатор силы сигнала сотовой связи должен увеличиться на 1-3 деления.

Как сделать панельную антенну MIMO 4G в домашних условиях

Этот вид устройств приема сигнала получил распространение и в торговле, и у домашних мастеров — считается, что панельная конструкция дает устойчивый прием сигнала и несложна в обиходе и изготовлении. Конструктивно она состоят из двух патчей (матриц диполей).

 MIMO 4G

Есть такие варианты:

  • патчи располагаются в разных корпусах и вертикальных рядах;
  • патчи находятся в одном корпусе (с четырьмя на каждый сегмент).

Обязательными условиями для выполнения монтажных работ по изготовлению и эксплуатации приемного панельного устройства МИМО 4G в домашних условиях профессиональными мастерами называются:

  1. Необходимость точного соблюдения всех заданных и расчетных размеров и параметров. Для этого предварительно нужно рассчитать размеры и выполнить чертежи устройства.
  2. Вычислить правильное месторасположение антенны на улице. Она должна направляться в сторону ближайшей базовой антенны сотового оператора. Если провести условную линию от устройства к операторской вышке, то на ее пути не должно быть помех (или минимальное количество и небольших).

Необходимые материалы и комплектующие:

  1. 2 ровных листа одностороннего фольгированного стеклотекстолита или оцинкованной стали. Толщина: 0,2-0,5 мм. Один лист нужен для изготовление рефлектора (отражателя), а другой — для выполнения активных элементов.
  2. Кабель. Он берется специальный с сопротивлением 50 Ом (телевизионный не рекомендуется).
  3. Подключающие разъемы. Они должны подходить к разъемам на модеме.
  4. Отрезок медного провода толщиной 1-1,2 мм. Провод можно брать любой.
  5. Деревянная доска. Длина — не менее 2,00 м.
  6. Нейлоновые хомуты.
  7. Полипропиленовые трубы.
  8. F-коннектор: 2 шт.
  9. Кабель (пигтейл) F-CRC9: 2 шт.

Антенна

Инструменты:

  • дрель;
  • пассатижи;
  • паяльник;
  • баллончик автоэмали;
  • рулетка, линейка, карандаш (маркер);
  • клей «Поксипол» (или его аналог).

Алгоритм работ:

  1. Для изготовления каркаса доску нужно распилить на 3 части. Верхняя — 120 см, боковые — по 35 см.
  2. Собирается каркас в виде буквы «П».
  3. Из листа оцинкованной стали нужно вырезать 2 полотна. Линейный размер: 375х375 мм.
  4. Основания фиксируются с помощью дюбелей на деревянном каркасе строго под углом 45º.
  5. В центре каждого основания необходимо просверлить отверстия для кабеля, который будет идти к модему. Диаметр: 7 мм.
  6. Далее делается разметка для крепления антенны.
  7. Полипропиленовая труба распиливается на 6 частей: 3 длиной 42 мм и 3 — 44,5 мм.
  8. Трубы располагают на кусках стеклотекстолита или оцинкованной стали и приклеивают (клей «Поксипол»).
  9. Сама антенна изготавливается из проволоки по размерам, указанным в чертеже.
  10. Для удобства и точности загибы нужно делать, используя пассатижи.
  11. Затем кабель зачищается (внешний и центральная жила).
  12. Оплетка припаивается к изгибу, а жила — к концам проволоки.
  13. Кабель просовывается через полипропиленовую трубу в заранее просверленное отверстие.
  14. Далее необходимо проверить все размеры. При необходимости — выровнять.
  15. Углы ромбов фиксируются на полипропиленовых держателях с помощью клея.
  16. После его высыхания необходимо замерить расстояния между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм.
  17. Теперь крепим середину антенны с помощью клея.

Второй узел МИМО-антенны (на 843 мГц) изготавливается в точно такой же последовательности.

Готовые устройства должны располагаться по отношению друг к другу под углом в 90º: Х-поляризация позволяет достичь лучшего эффекта, чем вертикальная.

Окончание работ по созданию антенны МИМО 4G своими руками:

  1. Кабели необходимо затянуть с обратно стороны устройства нейлоновыми хомутами и приклеить. Это нужно для того, чтобы они не «гуляли» в отверстиях. Обратное может привести к нарушению работы репитера.
  2. Затем выполняются контрольные замеры по схеме. При замеченных отклонениях необходимо провести корректировку.
  3. Проволоку и оцинкованные листы нужно покрыть автоэмалью. Эта процедура поможет предохранить их от окисления.
  4. После через F-коннекторы кабели нужно вывести на пигтейл и уже затем на модем.
  5. Проводится тестирование системы.
  6. В случае положительного результата создание антенного устройства окончено.

Металл в качестве корпусного материала запрещен — он является экраном, и принимающий прибор в таком виде работать не будет.

Схема подключения и настройка антенны

Порядок подключения одинаковый для самодельных и заводских экземпляров.

Схема подключения

Для этого понадобятся:

  • СИМ-карта для USB-модема любого отечественного оператора, работающего в данной местности;
  • сам USB-передатчик;
  • Wi-Fi-маршрутизатор;
  • 2 пигтейла для подключения к антенне (если они отсутствуют в ее конструкции).

Порядок подсоединения комплектующих:

  1. СИМ карта вставляется в USB-передатчик.
  2. Далее он подключается в разъем антенны.
  3. К модему подсоединяются пигтейлы (очередность любая).
  4. USB-разъем антенны подключается к маршрутизатору.
  5. Устройство включается в сеть питания.

Порядок настройки:

  1. Она проходит на месте, где установлено устройство. Специальным приспособлением или вручную (если есть возможность находиться на высокой точке) понемногу и аккуратно нужно поворачивать антенну с интервалом в 3-4 секунды на 5-10º.
  2. Нежелательно, чтобы по пути передающей станции (между приемным прибором) находились стационарные помехи: дома, другие строения и высокие деревья. Даже колыхание листвы будет влиять на качество сигнала.
  3. Рекомендуется, чтобы уровень сигнала был от 65 до 90 дБ (минимум — 112 дБ).
  4. После нахождения места с лучшим качеством приема антенну необходимо закрепить.
  5. Если после окончания монтажа остается лишний кабель, то его требуется укоротить до необходимой длины: тогда он не будет ухудшать качество приема.
  6. Далее можно пользоваться интернетом и сотовой связью.

Соблюдение всех требований к изготовлению антенны, точность расчетов, качество сборки и настройки позволят достичь хорошего результата с минимальными финансовыми затратами. Работы рекомендуется проводить в помещении с достаточной освещенностью и вентиляцией.

Ссылка на основную публикацию