Внешняя антенна для 3G модема. Как правильно выбрать усиление?

Не смотря на то, что операторы мобильной связи стараются как можно быстрее расширить свою карту покрытия, мест, где уровень сигнала не очень хорош и нестабилен, остаётся довольно много. О том, что влияет на скорость 3G / 4G модема вы можете узнать из статьи по следующей ссылке: http://antenna31.ru/?p=2894

Одним из важнейших факторов, влияющих на скорость 3G WCDMA UMTS HSDPA HSUPA интернета, является уровень сигнала. Качество принимаемого сигнала можно повысить, используя внешние антенны для 3g / 4G модемов. В данной статье я опишу наиболее удачные варианты  для улучшения 3g сигнала по соотношению цена-качество.

Не стоит бездумно покупать самую дорогую или самую дешёвую антенну для усиления 3g сигнала. Для начала нам нужно узнать уровень входного сигнала, с которым ваш 3g модем «видит» оператора(за частую обозначается как RSSI). И узнать нам его надо не в процентах/палочках/других попугаях, а в dBm - децибел относительно милливатта (более подробно о том, что такое dB, dBd, dBi, dBm, Ватты и зачем вам всё это нужно - можно узнать в следующей статье: ).

ВАЖНО, все следующие манипуляции нужно делать при отключенном интернете! Просто подключаете 3g модем к компьютеру, но не нажимаете кнопку «подключить».

Искать уровень сигнала в dBm нужно в настройках 3g модема, при этом, предварительно, в настройках 3g модема, нужно установить принудительный выбор сети – «только 3G» и никаких «приоритет 3g»! Например, в 3g модеме от БиЛайн это делается так:

1

2

3

Если в настройках вашего модема негде посмотреть уровень сигнала в dBm, то можно воспользоваться простыми и удобными программами (о том, как определить уровень сигнала 3G и обзор программы для 3g модемов Huawei, можно посмотреть в следующей статье:.).

В 3g модеме, уровень входного сигнала будет указан со знаком минус « - » и чем ближе цифра к нулю, тем лучше 3g модем видит БС, а значит, возможно, и выше будет скорость. Например, значение -46 dBm это «шикарный сигнал», лучше чем  -54 dBm, но хуже чем -42 dBm.

Собственно, сигнал до -75 dBm — отличный

-75  -85 dBm — средний, обеспечит устойчивое соединение и приемлемую скорость

-95 -101 dBm —плохой сигнал, который не позволит вам нормально работать, без мощной направленной антенны не обойтись.

Когда сигнал не стабилен, измерения будут плавать. К примеру, если вы «ловите» отражённый сигнал, то показания могут изменяться от -75 dBm до -101 dBm, а когда вы «ловите» прямой сигнал -75 dBm -79 dBm.

Измерять уровень входного сигнала желательно в предполагаемом месте установки антенны, но не стоит забывать, что чем выше находится точка установки антенны, тем лучше принимаемый сигнал. Если у вас частный дом, то разница между сигналом принимаемом в комнате, и сигналом принимаемом на высоте 5 метров над уровнем крыши дома в среднем равна 30-40 dBm. Но это не аксиома, разница может быть как больше, так и меньше, на это влияют множественные факторы: начиная от материалов, из которых изготовлено здание, и заканчивая ландшафтом и рельефом местности.

Поэтому, стоит побыть Карлсоном и всё-таки слетать на крышу, ну или взобраться на дерево, рядом с местом предполагаемой установки внешней антенны (не крепите антенны к деревьям, они имеют свойство намокать и превращаться в источник помехи, не вынуждайте дерево мстить вам!).

Если уровень сигнала, который вы измеряли сидя на крыше или на дереве, находится в пределах:

до -85 dBm, то, скорее всего, вам достаточно будет использовать антенну с небольшим усилением. Например, готовый «комплект №1 для 3g USB модема» или, сделанную из качественных материалов, антенну «ПА 3G – 13», которую можно укомплектовать необходимым вам кабелем и адаптером. Или более дешёвый аналог «ПА 3G – 13» в виде готового «комплекта №3 для 3g USB модема», а так же можно, просто вывести модем наружу, с помощью, вот тут ВНИМАНИЕ, Качественного USB – удлинителя, сделанного специально для 3g модема. Такой USB кабель, в отличие от коаксиального кабеля (это который идёт от антенны к адаптеру), не ослабляет сигнал, за что и заслуживает отдельной статьи:.

от -85 dBm до -95 dBm, то, скорее всего, вам понадобится  антенна помощнее, для этого хорошо подойдут: готовый «комплект №4 для 3g USB модема», или, сделанную из качественных материалов, антенну «ПА 3G – 16», а если проложить к антенне наш USB удлинитель, то хватит и «ПА 3G – 13».

от -96 dBm до -101 dBm, то, придётся «вытягивать» сигнал используя готовый «комплект №5 для 3g USB модема», или практически любую спутниковую параболу со специальным облучателем «ОП – 3G». А если проложить, всё тот же, USB удлинитель прямо к антенне, то хватит и  «ПА 3G – 16» или «AX-2017Y».

ниже -101 dBm — это уже случай индивидуальный, скорее всего понадобится комплекс мер, состоящий из мощной антенны и USB удлинителя проложенного к ней, а так же, желательно использовать  USB 3G модем с выходом под внешнюю антенну, или переделать ваш 3g модем, как рассказывается в следующей  статье:Переделка 3G модема под внешнюю антенну. В качестве мощных антенн подойдут: AX-2020P, ОП – 3G.

Здесь и становится ясна задача внешней антенны для 3g модема: её миссия — «принять» сигнал там, где его уровень высок и, с помощью фидера (в нашем случае коаксиального кабеля), «отправить» его к вам в 3g модем.

Побродив по просторам всемирной паутины, можно найти огромное количество готовых решений, по ценам начиная от нескольких сотен рублей до внушительных  сумм в несколько десятков тысяч рублей, а также вариантов исполнения самодельных устройств. Давайте попробуем разобраться в них. Наиболее важной тактико-технической характеристикой антенны является её усиление. Как правило, усиление антенны измеряется в децибелах dBd или в dBi, не углубляясь сильно в теорию, расскажу о самом интересном. Скажу лишь, что разница между dBd и dBi равна 2,15. То есть, одна и та же антенна, может иметь усиление 14 dBd и 16,15 dBi. Закрепим:

Вы выбираете антенну по каталогу –

Антенна "А" имеет усиление =  15 dBi

Антенна "В" имеет усиление = 14 dBd

Какая антенна имеет больший коэффициент усиления?

Многие считают, что антенна "А" лучше, но мы то с вами знаем, что если привести значения коэффициента усиления к одной единице измерения, то получим:

"А" – 12,85 dBd

"В" ­­– 14 dBd

Не менее важной характеристикой антенны является её КСВ. Далее цитирую Википедию: «Характеризует степень согласования антенны и фидера (также говорят о согласовании выхода передатчика и фидера) и является частотнозависимой величиной», — и не важно, что большинство людей ничего не поняло. Тут есть одно важное слово — «частотнозависимой». Все качественные антенны имеют хороший КСВ  на определённой частоте, назовём её просто – рабочая частота. И чем выше рабочая частота антенны, тем выше требования к точности её изготовления и настройке. И ещё пару цитат из Википедии: «В идеальном случае КСВН = 1, это означает, что отраженная волна отсутствует», «Обычно приемлемые значения коэффициента лежат в пределах от 1,1 до 2,0».

Чаще всего 3G работает в диапазоне 1900-2200 МГц, — это сверх высокие частоты. Поэтому, самостоятельно изготовить качественную антенну без специального оборудования, в виде панорамного измерителя КСВ (прибор такой стоит до нескольких сотен тысяч рублей), практически не возможно.  Изготовленная кустарным способом 3g антенна, в 99% случаев будет иметь КСВ на рабочей частоте, скорее всего, в несколько раз выше, чем у заводской антенны, а в некоторых случаях и вовсе «зашкаливать». Усиление такой антенны будет сходить на нет. Но, заявлять, что никогда не будет эффекта от использования такой антенны, было бы лукавством.  Как было сказано выше — разница, между тем как 3g модем видит сигнал внутри комнаты и тем как 3G модем видит сигнал на крыше, зачастую, довольно велика. Поэтому, не смотря на низкое усиление кустарной антенны или его отсутствие, возможно улучшение принимаемого сигнала (если вы всё же хотите помастерить после прочитанного, мы приготовили для вас свою вариацию на тему: «Антенна для 3g модема своими руками»).  О тех случаях, когда кто-то заявляет: «Я поставил телевизионную антенну на свой 3g модем, и у меня теперь всё летает», — скажу следующее: «И такое происходит. Каждая антенна, является куском металла, который при подключении к модему и поднятии вверх, даст положительный или отрицательный эффект, но если бы такие умельцы, просто установили свой 3g модем, на том же месте что и ТВ антенну, с помощью USB удлинителя, то толку было бы точно больше». Посему — отдайте ТВ антенну тому, кто в ней нуждается!

Антенны наших китайских соседей, как и самостоятельное изготовление  антенны — является игрой в рулетку. Попадаются вполне достойные экземпляры, но чаще бывает  так: http://www.lan23.ru/forum/showthread.php?t=7397

Использование антенн, не настроенных на рабочую частоту 3g модема, создаёт плохие условия для его работы, при этом большинство модемов переходит на повышенную мощность работы, но большая часть излучаемой энергии будет возвращаться обратно в модем. Бывает, что это приводит к перегреванию модема, а в редких случаях к его выходу из строя. Зато дёшево!

Если вы уже определились с необходимым, в вашем случае, усилением антенны, то вам стоит узнать следующее.

Немного о разновидностях внешних антенн.  Антенны бывают направленные и с круговой направленностью. Самые распространенные направленные 3G  антенны это: 1) Волновой канал (Yagi антенна); 2) Панельная антенна; 3) Парабола в паре с облучателем. Рассмотрим немного подробнее:

1)      Волновой канал (Yagi антенна)

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

На фото изображёна антенна «AX-2017Y» — 24-х элементный волновой канал с усилением 17 dBi и длиной 1 метр (замечу, что усиление антенны – напрямую связано с её габаритными размерами и это аксиома). К плюсам антенны типа Yagi можно отнести хороший коэффициент усиления (далее КУ), и низкую стоимость. К минусам – её высокую парусность и узкую полосу пропускания или рабочую частоту 1925-2200МГц. Данная антенна будет хорошо работать в диапазоне 3g, но в диапазоне 2g как простая железка. А ещё, на таких антеннах, любят сидеть птицы.

2)      Панельная антенна

па 3G-16

На фото изображёна антенна «ПА 3G – 16» — микрополосковая панельная антенна с минимальным усилением 16 dBi.

Плюсы: меньшая парусность; излучающие элементы защищена от атмосферных осадков; возможность выбора поляризации, широкий диапазон рабочих частот 1700-2200МГц, что позволяет использовать её как в 3G, так и в 2G сетях; внешний вид (владельцы коттеджей меня поймут). К минусам могу отнести только цену.

3)      Всенаправленная антенна

Антенна такого типа штатно установлена, например, на wi-fi роутерах.

pipetka

в народе, их называют «пипетками»

Антенны такого типа излучают сигнал во все стороны, они имеют слабый КУ, по сравнению с направленными антеннами. Антенна длиной, примерно, 8 см будет иметь  КУ около 2,15 dBi. Делают антенны, где КУ доходит и до 9 dBi, длина её будет уже более 75 сантиметров. Более мощные 3g антенны с круговой направленностью, не имеет смысла делать, т.к. их диаграмма направленности становится «тонкой как блин».

Кстати говоря, усиление  внутренней антенны 3g модема, в зависимости от модели модема, имеет отрицательное усиление, лежащее в пределах от -15  до -3 dBi.

Поздравляем! Теперь вы сможете правильно выбрать антенну для 3G.

Как сориентировать и установить внешнюю 3g антенну можно узнать тут:.

А о том «Как подключить внешнюю 3G антенну к модему?» тут: Адаптеры. Пигтейлы…

Комментарии закрыты.