Самодельная антенна для 3G модема: комнатная антенна Туркина

Удаление сельских жителей от центров цивилизации связано с плохим интернетом, который доступен не по современной оптоволоконной линии, а через мобильных операторов. Их приемопередающие центры находятся на большом расстоянии: сигнал очень слабый.

В этой ситуации простая широкополосная антенна Харченко может не работать по различным причинам, хотя она изготовлена правильно с соблюдением технических требований.

Выручить способна самодельная антенна для 3G модема, предназначенная для дальнего приема. Она создается по принципу волнового канала или логопериодических моделей.

Довольно простую конструкцию, модернизированную из волнового канала, предложил автор Н. Туркин. Я ее изготовил для просмотра цифрового ТВ на даче и расписал отдельной статьей. Она работает на удалении 40 км. А здесь показываю такую же сборку для 3G модема на частоте 2100 МГц.

Как рассчитать размеры антенны для 3G

Антенна Туркина изготавливается по следующей схеме.

Антенна Туркина

Формулы ее расчета для любой частоты и онлайн калькулятор цифрового диапазона опубликованы в предыдущей статье. Расчет выполняется автоматически с учетом оптимизации конструкции под улучшенные электрические характеристики компьютерной программой MMANA.

Для частоты 2100 МГц я получил следующие результаты.

Таблица

Взял лист бумаги и на их основе карандашом сделал рабочий эскиз с обозначением вычисленных калькулятором размеров.

Рабочий эскиз

Длина рабочей части антенны составила 106 мм. Но я ее сразу немного увеличил с учетом узла крепления.

Для изготовления колец активных вибраторов и пассивных элементов нужно меньше метра проволоки. Я взял медь 2,5 мм кв от электрической проводки, снял с нее изоляцию.

Технология сборки

Что нужно подготовить

Необходимые материалы

Для изготовления кронштейна нужен любой брусок или трубка из изоляционного материала. На нем будут крепиться медные вибраторы. К ним проще припаивать кабель антенны.

Я выбрал отрезок деревянной рейки прямоугольного профиля. На размеры поперечного сечения особого внимания не уделял: какие попались. Даже строгать и обрабатывать древесину не стал. Оставил все как есть: в комнате должно работать. Хотя внешнему виду рекомендую обратить внимание.

Пассивные элементы можно изготовить из любого металла. Алюминиевая проволока вполне подходит для этих целей. Также кольца можно просто вырезать из фольги или жести.

Инструмент

Понадобятся:

  • карандаш с линейкой для разметки и нанесения размеров;
  • пассатижи для работы с проволокой;
  • сверло, паяльник.

Инструмент и материалы

Все это несложно найти в арсенале домашнего мастера.

Как сделать штангу антенны

Провел карандашом линию по линейке на рейке, разметил на ней расстояния между всеми пассивными и активными элементами.

Размеры штанги

По нанесенной разметке сверлом выполнил сквозные отверстия. В них буду вставлять кольца из проволоки.

Сверление отверстий

Изготовление вибраторов и пассивных элементов

По размерам длин окружностей откусил заготовки директоров D1-D3 и рефлектора R. Вибраторы V1, V2 решил выгнуть из одного куска проволоки.

Подготовленные элементы

Сделал это для того, чтобы уменьшить количество паяных соединений.

Заготовка для активных вибраторов

Первичная заготовка для активных вибраторов получилась прямоугольной фигурой. Одна длинная сторона — длина окружности меньшего диаметра. За ней следует расстояние между вибраторами 18 мм, которое я немного увеличил с учетом выгиба для исключения контакта с противоположным потенциалом.

Далее отложена длина окружности второго кольца и ответвление для пайки к первому вибратору, взятое с запасом.

После первоначального изгиба колец у меня получились вибраторы, показанные на фото ниже с различных ракурсов.

Форма изгиба активных вибраторов

Паять придется всего одно место, где выполнена скрутка. Ее лишний кусок я откусил бокорезами. Собранные детали показаны фотографией.

Детали антенны

Сборка конструкции

Согнутые кольца директоров с одной стороны вставил в отверстия деревянной штанги. Для монтажа вибраторов в ней пропилил пазы. Ножовку брал с мелким зубом. Пропил нужен тонкий, под диаметр проволоки.

Пропил пазов

Кольца вибраторов со стороны рефлектора завел в пазы, а затем установил рефлектор.

Установка элементов на штанге

Оба конца каждого кольца соединил пайкой для создания надежного электрического контакта. Работал своей трансформаторной самоделкой Момент.

Запаивание концов

Все проволоки в древесине зафиксировал клиньями. Для надежности желательно добавить клей.

Фиксация элементов

На контактные площадки вибраторов припаял кабель антенны, а на его входе изолентой примотал ферритовое кольцо. Оно согласовывает волновые сопротивления кабеля и антенны.

Рекомендации по подключению к модему и настройкам на прием 3G сигнала

Антенна Туркина создается для работы на дальний прием с ослабленными сигналами. Создаваемые цепи должны обладать максимально возможной проводимостью. Иначе повышенное электрическое сопротивление любого контакта снизит ток ниже допустимого уровня.

Способы передачи принятого сигнала на вход модема

Чтобы передать ток с антенны используют 3 схемы:

  1. пайку жил антенного кабеля непосредственно к дорожкам приемного тракта модема;
  2. передачу по беспроводной сети за счет создания схемы самодельного ретранслятора;
  3. подключение кабеля к специальному антенному входу модема.

Пайка к дорожкам

Способ требует разборки корпуса и вмешательства в конструкцию модема. Для этого надо хорошо представлять его устройство, иметь практические навыки ремонта мелкой электроники пайкой.

3G модем со снятой крышкой

В интернете опубликовано много информации на эту тему. Хорошо освещает вопрос владелец видеоролика Сделай сам «Доработка USB модема под внешнюю антенну».









Обратите внимание на качество паяльного оборудования, которым он работает. Ибо очень часто подобные попытки паять простыми паяльниками заканчиваются тем, что модем выводится из строя и требуется покупать новый.

Схема ретранслятора

Для антенны Харченко у меня получилось таким способом передать сигнал на антенну модема.

Подключение антенны

Это более безопасный способ. Но он значительно ослабляет мощность. Ее запаса практически нет.

Подключение к модему с внешним разъемом

Считаю этот способ наиболее приемлемым для домашнего мастера. Сигнал передается по проводам через переходники с минимальными потерями.

Владелец видео tehnotronix своим роликом показывает список 3G модемов с антенным гнездом, которые можно приобрести для подключения антенны дальнего приема.









Вам останется только выбрать подходящую модель.

Настройка антенны на сигнал передатчика

Качественная работа интернет требует точную наводку созданной антенны на передаваемый сигнал, когда ЭДС электромагнитной волны способна индуцировать максимально возможную величину тока.

Если в зоне уверенного приема достаточно навести антенну на передающую станцию мобильного оператора и сориентировать ее по виду поляризации сигнала, то дальний прием требует выполнения определенных настроек.

Роль отраженных сигналов

Рельеф местности способен отклонять или отражать электромагнитные волны, направлять их в сторону под другим углом.

Поэтому точная настройка на максимальный сигнал требует проверки работоспособности антенны, расположенной под разными углами к направлению на передатчик. Экспериментировать следует как в плоскости горизонта, так и по вертикали.

Ориентирование по видам поляризации

Для приема горизонтальной ориентации сигнала антенну Туркина располагают так, чтобы кабель с согласующим ферритовым кольцом свисал вертикально с припаянных контактных площадок, располагаясь в одной плоскости с ее осью.

Прием сигналов горизонтальной поляризации

Для приема сигналов вертикальной поляризации антенну Туркина поворачивают относительно продольной оси на 90 градусов.

Прием сигналов вертикальной поляризации

Однако дальнее расстояние и рельеф местности в этом вопросе тоже сильно сказываются. Необходимо экспериментировать с углом поворота антенны.

Встречаются случаи, когда лучший прием происходил при угле 45 градусов или сигнал одной поляризации искажается местностью до такой степени, что лучше идет на антенне, повернутой перпендикулярно к нему. Таким образом, самодельная антенна для 3G модема конструкции Туркина, рассчитанная на дальний прием, требует:

  • качественного изготовления по размерам;
  • выбора оптимального способа передачи энергии электромагнитной волны на приемное устройство 3G модема и его надежного монтажа;
  • настройки на сигнал по направлению и видам поляризации.

Все эти пункты должны быть выполнены в комплексе: любая ошибка исключает нормальную работу через интернет.

Примечание: эту информацию я написал специально для моего читателя Виталия, у которого возникли вопросы с дальним приемом сигналов интернет от мобильного оператора. Он мне их задал в статье об антенне Харченко для 3G модема.

На сборку конструкции с учетом поиска материалов ушло порядка часа. Процесс выполняется быстро, дефицитные детали мне не потребовались.

Если у вас тоже имеются вопросы, то я готов ответить и на них. Задавайте.

Ссылка на основную публикацию