Несмотря на широкое распространение мобильной связи, все еще актуален вопрос как усилить сигнал телефона, вернее сотовой связи, к которой он подключен. Неважно, живете ли вы в небольшом поселке, или в мегаполисе, вероятность того, что ваше устройство перестанет ловить сигнал, есть везде.
Постепенно эта проблема решается операторами, появляются новые базовые станции, повышается связи. А что, если проблема кроется в вашем телефоне, а не в сети? Сегодня мы решили разобраться, с чем же связан плохой уровень сигнала и можно ли это исправить своими руками.
Что такое сотовый сигнал?
Принцип работы сотовой связи достаточно прост: есть базовая станция оператора и ваш телефон, между ними организован радиочастотный канал, по которому передаются SMS -сообщения, совершаются вызовы происходит обмен данными сети интернет.
Существует несколько стандартов сотовой связи, отличающиеся способом передачи сигнала и частотой. Как правило, базовые станции возводятся на возвышенностях, дабы обеспечить максимальную зону покрытия. Однако никуда не денешься от преград, которые препятствуют прохождению сигнала. Это могут быть и стены, и деревья, и прочие преграды, при контакте с которыми сигнал ослабевает.
Понятное дело, что на открытой местности, где не изобилуют высотные здания, зона покрытия будет выше. К примеру, для станций, работающих по стандарту GSM-900, в этом случае зона составляет не более 30000 километров. В условиях городской застройки цифра уменьшается до 7 километров. Станции с более продвинутыми стандартами связи в лице 3G и LTE покрывают зону в два раза меньшего диаметра.
Из-за чего имеем слабый сигнал телефона?
Из-за выше оговоренных преград могут образовываться так называемые мертвые зоны или дыры в покрытии. То есть, места, где сигнал слабый, нестабилен или вовсе отсутствует. Где чаще всего сталкиваются с плохим уровнем сигнала на телефоне:
- места, находящиеся на существенном удалении от ближайшей станции (попросту нет покрытия);
- подвалы, подземные парковки, низменности (сигнал не в силах попросту проникнуть сюда);
- возвышенности, небоскребы (нередко «подняться повыше» не означает обязательное присутствие сигнала – выше 12-14 этажа зачастую сигнала нет вообще);
- здания из металлоконструкций, не пропускающих сигнал.
Однако не всегда причиной отсутствия сигнала становятся преграды и удаленность от станции. Часто причиной становится телефон пользователя. Вы, наверняка, бывали в ситуациях, когда у знакомого есть сигнал сотовой связи, а у вас – нет.
И это при этом, что вы пользуетесь услугами одного оператора. Распространены случаи, когда на двух одинаковых телефонах наблюдается разный уровень сигнала. Причин может быть немало:
- телефон в металлическом корпусе или в металлическом чехле может значительно хуже ловить сеть, нежели пластиковый девайс;
- довольно часто, как бы удивительно для вас не звучало, причиной становится «корявая» прошивка телефона;
- повреждения каких-либо компонентов в результате падений, погружений в воду и так далее;
- телефон может быть с дефектом антенны с завода, чем особенно грешат китайские производители недорогих моделей.
Как усилить сигнал телефона своими руками?
Что ж, прошлись по теории, переходим к практике. Мы разберем несколько способов усиления сигнала сотовой связи, начиная с наиболее простых, заканчивая довольно сложными и дорогостоящим.
Причина в прошивке
Начать стоит именно с проверки правильности работы программных средств, прежде чем пытаться добраться до внутренностей телефона. С ухудшением сигнала связи, появляющимися после перепрошивки, сталкиваются сотни пользователей, поэтому внимание стоит заострить.
Мы уже писали, поэтому повторяться не будем. Прошивка – процесс довольно простой, но со своими нюансами. Главное – не забывайте делать резервные копии важных файлов.
Если, перепрошивка помогла, то мы вас поздравляем, если же телефон по-прежнему плохо ловит сеть, то переходим к следующему пункту.
Сигнал плохо ловит из-за повреждений телефона
Как уже отмечалось, часто телефон плохо ловит сигнал после того, как случайно упал на кафель или окунулся в море. В этом случае у среднестатистического пользователя не остается другого выхода, кроме как отправиться в сервисный центр.
Современные телефоны – довольно сложные устройства, потому большинству выявить источник проблемы самостоятельно не представляется возможным. Вполне вероятно, специалисты обнаружат повреждения и произведут необходимые работы, чтобы ваш телефон вновь без особых проблем справлялся с поиском сети.
Как усилить сигнал телефона своими руками
В большинстве случаев причина слабого сигнала сотовой связи кроется в дефекте антенны, которая, собственно, и отвечает за эту функцию. Часто владельцы недорогих смартфонов из Поднебесной сталкиваются с тем, что производитель немного схалтурил, неплотно соединив антенну с материнской платой устройства. Исправить оплошность можно и самостоятельно, но нужно хотя бы немного понимать, как устроен телефон. В противном случае – обращаемся в сервисный центр с описанием проблемы.
- нынче смартфоны представлены самой разной конструкцией, поэтому и разбираются по-разному; наиболее просто добраться до внутренностей у телефона со съемной крышкой и батареей, сложнее, когда смартфон неразборный;
Не торопитесь . Перед началом разборки найдите в интернете видео или текстовый материал, в котором будет показано и рассказано, как производится разборка конкретно вашего устройства, на что следует обратить внимание.
Обратите также внимание: после разборки смартфона вы теряете гарантию.
- как правило, антенна скрывается в нижней или верхней части корпуса, представлена небольшими медными полосками (опять же, о расположении антенны конкретно в вашей модели смотрите в соответствующих материалах);
- после того, как доберетесь до платы, вы обнаружите несколько пружинных контактов, которые должны плотно прилегать к шлейфу, расположенному на тыльной части конструкции;
- если пружинные контакты материнской платы плохо прилегают к шлейфу, аккуратно поправьте их, вооружившись, к примеру, пинцетом;
- собираем телефон и наслаждаемся хорошим сигналом сети.
Подключаем к телефону самодельную антенну для усиления сигнала
Рассмотренные выше способы работают только, если проблема кроется в вашем телефоне. Но, как мы отмечали в начале материала, причиной плохого сигнала могут быть различного рода преграды или существенное удаление от станции. В этом случае можно попытаться усилить антенну нашего устройства при помощи всего-то кусочка провода.
Сразу отметим, что подойдет способ не для всех телефонов. Дело в том, что для его осуществления потребуется специальный диагностических порт, до которого в современном неразборном смартфоне добраться сложно (в ряде моделей его и вовсе не найти). Выглядит он как небольшой разъем круглой формы золотистого цвета.
берем небольшой кусочек тонкой изолированной проволоки;
вставляем в разъем;
укладываем так, чтобы не мешала другим компонентам и закрытию крышки.
Все, как показывает практика, сигнал сети телефона усиливается в значительной мере. Не удивительно ли?!
Некоторые пользователи кусок проволоки вставляли в порт 3.5 мм (под наушники). Иногда и это срабатывает.
Наклейка-стикер или фольга для усиления сигнала телефона
На просторах зарубежных онлайн-магазинов не составит труда найти кучу различных приспособлений для усиления сигнала. Среди них популярностью пользуется небольшая наклейка-стикер, представляющая собой несколько металлических дорожек, которые, по заверению производителя, позволяют избавиться от помех.
Подобные полоски можно увидеть в некоторых смартфонах по умолчанию, так что «волшебные» свойства наклейки имеют право на жизнь.
Однако добиться незначительного улучшения сигнала, как утверждает немалое число пользователей, поможет кусочек обычной фольги. Ее располагают под крышкой телефона, ближе к антенне. Способ несложный, поэтому попробовать можно.
Усиление связи при помощи репитера
В ряде случаев, когда сигнал не удается усилить ни одним из методов (слишком толстые стены помещения, удаленность от базовой станции) прибегают к использованию специальных антенн или репитеров. Подобные устройства способны в значительной мере усилить сигнал, но и стоимость их нередко отпугивает потенциального покупателя.
Где купить дешево?
Нечто похожее можно соорудить и своими руками, но зачастую оно вовсе не усиливает сигнал или делает это очень и очень плохо.
Например, некоторые пользуются следующим способом:
- берем металлический прут (достаточно 50 см), коаксиальный кабель, кусок фольги (примерно 10х4 см) и фанеру или пластик;
- сгибаем металлический прут так, чтобы у нас получилась конструкция в виде ромба;
- фольгу приклеиваем к фанере;
- металлический ромб и фольгу соединяем посредством коаксиального кабеля (припаиваем);
- конец, на котором оказался ромб, поднимаем повыше, другой, с фольгой, – оставляем внизу;
- подносим телефон к фольге, чтобы проверить качество сигнала.
Вероятно, потребуется найти получившейся конструкции наиболее подходящее место, чтобы поймать сигнал.
Понятное дело, что такой усилитель вряд ли обеспечит связью крупную фирму, которой не посчастливилось иметь офис в районе без покрытия сети. Тут уже придется обращаться за помощью к специалистам. Сегодня немало фирм предоставляет подобные услуги, причем не только предложит современное оборудование, но и займется установкой.
К слову, на специалистах экономить не стоит – для монтажа работники используют специальные устройства, которые помогают определить наиболее подходящее место, подобрать частоты и прочее. Обычному пользователю, конечно, с такой задачей будет сложно справиться.
Усилитель сигнала мобильной связи решает проблему телефонных звонков и интернета на даче, в гараже, а так же в других труднодоступных зонах. Это вспомогательное оборудование стоит недёшево. Проблему решит gsm репитер, изготовленный своими руками, который вполне заменит не самый мощный покупной ретранслятор.
Ретранслятор бывает пассивным и активным. Первый не требует подключения питания и представляет собой антенну, способную самостоятельно функционировать на небольшой площади. Он же используется в качестве части системы с усилителем, подключаемым к электросети.
Пассивный репитер LTE или GSM стандарта ловит слабейшие сигналы соответствующих частотных диапазонов и передаёт их устройствам. Это простейший вариант для самостоятельного изготовления из подручных предметов и материалов. Минус заключается в отсутствии усиления и стабилизации мобильной связи.
GSM репитер сотовой связи, изготовленный своими руками, функционирует без подсоединения к гаджету.
Схема усилителя сотового сигнала включает в себя:
- делитель мощности или разветвитель провода (если необходимо несколько точек для усиления сигнала);
- разъёмы подключения питания;
- коаксиальный кабель для подключения антенны.
Система позволяет улучшить качество за счёт применения нескольких антенн. Также в продаже имеются пассивные усилители, подключаются прямо к телефону кабелем. Кроме высокой цены сам факт наличия проводов стесняет свободу перемещения при звонках, а качество связи становится хуже с каждым дополнительным метром провода.
GSM репитер своими руками видео:
Антенны своими руками
Чтобы смастерить свой пассивный ретранслятор подойдёт обычная проволока или даже жестяная банка. Из первой можно сделать антенну из колец или в виде двойного ромба.
Антенна или репитер gsm сигнала из проволоки.
Размеры определяются требуемой частотой, для примера возьмём F=900 МГц. Диаметр считается по формуле (300/F)/3,14, то есть (300/900)/3,14=0,106м. Этот виток и является антенной.
Антенна из одного кольца
Соединённых между собой: от первого варианта отличаются двумя витками проволоки вместо одного, конструкция выполняется из одного отрезка. Закрепляем их напротив друг друга. Расстояние рассчитываем по формуле (300/F)/4, для рассматриваемого случая это составляет (300/900)/4=0,08м. Приведена та же частота, диаметры считаются аналогично.
GSM антенна из двух колец
Четыре кольца: Антенна похожа на вторую, только вместо витков будут две восьмёрки. Расчёт аналогичный предыдущим пунктам.
Ромбовидный усилитель: Проволока сгибается в квадратную форму, затем два противоположных угла загибаются друг к другу и скрепляются. Для наглядности схема gsm репитера:
Схема ромбовидного GSM усилителя
Варианты с первого по третий расположены в порядке возрастания усиления сигнала. Они же могут эксплуатироваться как самостоятельные репитеры сотовой связи. Одна антенна устанавливается как внешняя, другая - как внутренняя.
Самодельный усилитель
Для устройства активного усилителя придётся организовать целую установку. Сбор всех элементов в одно целое, наглядно демонстрирует схема репитера сотовой связи для изготовления своими руками:
Схема усилителя сотового сигнала
Полноценный самодельный gsm репитер потребует кроме антенны: кабель, крепёж (для монтажа), отрезок длиной 20 см трубы полимерной или пластиковую банку (в качестве соединительного блока), лист пластика, экран (отражающий материал), 2 соломинки.
Как сделать gsm репитер своими руками:
- соорудить ромбовидную антенну по вышеописанной инструкции;
- на отрезке трубы выполнить четыре надреза около 3 см в длину. Полученный соединительный блок надевается на загнутые внутрь углы антенны;
- если применяется банка, то сделать три отверстия в дне - центральная для двух соломинок, две крайние для саморезов;
- к двум загнутым углам прикрепить по одному проводу. Достать провода, например, взяв отрезок кабеля и сняв с него изоляционную плёнку;
- на подсоединённые контакты надеть соломинки, загнать и продеть в среднее отверстие банки;
- ко дну соединительного блока прикрепить лист отражающего материала;
- блок прикрепить саморезами к деревянной доске или столбику для удобства установки;
- взять коаксиальный кабель, снять участок изоляции так, чтобы оголить концы провода. Подключить их к соединительному блоку;
- полученную конструкцию установить вне помещения;
- второй конец кабеля подсоединить к пластмассовой пластине.
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.
Идеальные условия для распространения мобильного сигнала - прямая видимость вышки-ретранслятора сотового оператора.
Однако, не во всех уголках нашей страны подобная вышка находится рядом, отсюда и низкое качество связи.
Особенно в сельской местности, в дачных поселках, зачастую телефон работает только в каком-либо определенном месте - на холме или другой возвышенности. Сигнал сотовой связи может ослабляться в и в .
Как поступить, чтобы всегда оставаться на связи с родными и близкими, иметь возможность вызвать скорую помощь, если понадобиться? Ответ простой - слабый сигнал необходимо усилить. Для этих целей и существуют сотовые усилители.
Из этой статьи Вы узнаете, как усилить сигнал сотовой связи загородом, ознакомитесь с принципом работы GSM и 3G усилителей и ориентировочными ценами на них.
Что такое усиление сигнала GSM и 3G
Чтобы понять, в чем суть усиления сигнала, рассмотрим, как работает стандартный сотовый телефон. Для связи двух абонентов используются радиоволны.
Принцип действия данного вида радиоволн тот же, что и волн передачи телевизионного или радиосигнала. Основное отличие между ними - частота волны.
Чем больше частота, тем меньшего размера можно изготовить приемную антенну и больший объем информации передать. Миниатюрными размерами своих телефонов со встроенными антеннами мы обязаны именно высокой частоте сигнала.
Увеличение частоты сигнала может привести и к негативным последствиям, а именно к уменьшению расстояния, на котором обеспечивается устойчивая связь. Высокочастотный сигнал (GSM и 3G), не может «огибать» крупные препятствия. Высокие здания, деревья и другие предметы ослабляют сигнал.
Усиление слабого сигнала - это увеличение его амплитуды и мощности. А в целом - качества связи. Усилить слабый сигнал сотовой связи можно так:
- Приобрести готовый комплект усилителей. Стандартный «набор» включает в себя внешнюю антенну, репетир, внутреннюю антенны, источник питания и кабель, соединяющий систему;
- Купить отдельные элементы усиления. Например, репетир или внешнюю антенну высокой мощности. Такая покупка позволит Вам немного сэкономить денежные средства.
Основные элементы стандартной системы усиления
Чтобы получить устойчивую связь в частном доме или на даче, необходимо создать персональную соту (зона радио охвата одной или нескольких базовых станций).
Как правило, все элементы для создания соты продаются комплектом, но могут приобретаться и по отдельности.
Зона радио охвата или сота обычно включает в себя следующие компоненты:
- Внешняя антенна - она принимает слабый сигнал от сотовой станции и отправляет усиленный сигнал от вашего телефона (или интернет-модема). Такая антенна преобразовывает радиоволны в электрический ток, а электрический ток - в радиоволны;
Внимание! Антенна устанавливается в месте наилучшего приема, как правило, на крышах домов, балконах. Лучше направить ее на ближайшую станцию сотовой связи (вышку).
- Сотовый репитер . Он принимает слабый сигнал от внешней антенны, усиливает его и, в виде электрического сигнала, передает на внутренние антенны через делитель мощности по кабелям. И, наоборот, принимает сигнал от внутренних антенн, усиливает и передает на внешнюю антенну;
- Внутренняя антенна . Устанавливаются в необходимом количестве внутри зданий;
- Делитель мощности - устройство, согласующее передачу и прием сигналов между внутренними антеннами и репитером. Устанавливается, как правило, вблизи репитера;
Совет! Установите делитель мощности и репитер недалеко от внешней антенны. Это позволит снизить искажения и потери мощности сигнала.
- Кабельных линий , которые используются для соединения элементов системы в единое целое и передачи сигнала между устройствами. Чаще остальных применяются коаксиальные кабеля, тип которых подбирается в зависимости от технических характеристик антенн, репитера и делителя мощности. Коаксиальный кабель – это электрический кабель для передачи высокочастотных сигналов;
- Блока питания . В автомобильных системах усиления, питание осуществляется от аккумулятора автомобиля, в стационарных системах - блок питания использует промышленную электрическую сеть.
Технические характеристики
Основными техническими характеристиками стандартной соты GSM-сети являются:
Принцип работы усилителя GSM и 3G
Принцип работы основной детали усилителя - репитера, можно описать по аналогии с человеком, который в точности повторяет для окружающих вопросы, слышимые только ему в телефонную трубку и таким же образом сообщает удаленному абоненту ответы.
«Репетир» в переводе с английского означает «повторитель». Это устройство генерирует свои, более мощные сигналы и изменяет по подобию слабых сигналов сотовой станции - громко повторяет все, что улавливает.
Как усилить сигнал сотовой связи своими руками
Подбор и монтаж элементов усиления сотовой связи и мобильного интернета лучше доверить профессионалам.
Но кое-что можно легко сделать и самостоятельно. Например, установить внешнюю антенну и при необходимости, подключать ее к интернет-модему.
Также можно самому установить готовую систему усиления по прилагаемой к ней инструкции. Для умелого хозяина это несложная задача.
Где и по какой цене купить усилитель
Отдельные элементы и готовые комплекты для усиления сигнала можно купить в салонах сотовой связи или специализированных интернет-магазинах.
Цены колеблются от 10000 рублей (за комплект для покрытия площади в 150 кв. метров и работы с одним стандартом связи), до 25000 рублей за более мощные и универсальные модели.
Из следующего видео Вы узнаете как усилить сотовый сигнал:
В последнее время в России значительно увеличилась зона покрытия сетями стандарта GSM 900. Тем не менее ситуация далека от идеальной. Если в европейских странах проблема неуверенного приема практически отсутствует, то большинство отечественных пользователей частенько с ней сталкиваются - в загородных домах, на дачах и т. д. А как было бы замечательно выехать на рыбалку, охоту, в деревню, не теряя связь с внешним миром!
Ключ к решению этой проблемы - внешние направленные или ненаправленные антенны. Правда, купить антенну мало - необходимо ее правильно установить и настроить. Читатели, знакомые с радиоэлектроникой, смогут самостоятельно изготовить и настроить антенну, работающую в стандарте GSM. Сегодня мы расскажем о типах антенн и о способах их установки и настройки.
Справка
Говоря совсем просто, мобильный телефон представляет собой дуплексную радиостанцию, ведущую радиообмен на разных частотах. Всего в стандарте GSM 900 124 частоты. Телефон, как и базовая станция, может работать на любой частоте, определяемой оператором.
Базовая станция (BS) передает, а телефон (MS) принимает на частотах 935,2 - 959,8 МГц. Мобильный телефон передает, а базовая станция принимает на частотах 890,2 - 914,8 МГц. Канал от BS к MS называется Down Link, от MS к BS - Up Link. Большинство операторов используют ограничение дальности работы мобильного телефона от базовой станции - 35 км, что обусловлено особенностями стандарта. Поясним, что в сети стандартной конфигурации в одном частотном канале формируется 8 временных интервалов (тайм-слотов): один служебный, а семь - разговорные. Именно в этом случае максимальная дальность связи на каждом канале составляет 35 км. Однако в GSM предусмотрена также нестандартная конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается на 70 - 100 км (конфигурация Extended Cell). К сожалению, при такой конфигурации количество разговорных каналов уменьшается до 2 - 3, что уменьшает емкость сети. Использовать такой режим в городе и около оператору не выгодно. Иногда этот режим используется на морском побережье для создания прибрежной зоны покрытия.
Таким образом, если у вас телефон стандарта GSM 900, не пытайтесь установить связь, удалившись от ближайшей базовой станции больше чем на 35 км. Максимальная дальность связи, достигнутая мной, - 34 км.
Дальность связи
На дальность радиосвязи влияют следующие факторы:
Местоположение BS и MS и рельеф местности.
Мощность и чувствительность MS.
Мощность и чувствительность BS.
Используемые на MS и BS антенны.
Воля Господа Бога (опытные связисты шутят, что это - главное).
Обычно базовые станции имеют мощность 20 - 30 Вт. Антенны применяются либо штыревые, либо направленные. Чувствительность базовых станций составляет -100 дБ - 115 дБ. Изменить или повлиять на все эти параметры пользователь, конечно, не может. Выходная мощность телефона составляет 0,3 - 2 Вт, чувствительность - 90 - 105 дБ. Чувствительность телефона в основном определяется технологиями, используемыми при создании малошумных входных устройств. Если в зонах уверенного приема разница в чувствительности и мощности между моделями 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 ETSI 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.
Что же касается рельефа, то на ровной местности и по реке волны распространяются лучше. Чем выше вы находитесь (в разумных пределах), тем лучше сигнал. Лес порой "гасит" волны сильнее, чем городская застройка.
Поиск сигнала
Итак, вы выбрались за город и хотите обеспечить себя связью. Поднимитесь на крышу, чердак или на самую высокую точку рядом с домом или нужным вам местом. Если телефон ловит сеть, но на пределе (или нестабильно), у вас есть все шансы поправить дело, используя внешнюю антенну. Если расстояние до станции меньше 30 км, а сеть не ловится, также попробуйте применить антенну. В последнем случае попытайтесь договориться с продавцов о возврате антенны, если эксперимент провалится.
Если сигнал, хоть и очень слабый, был все же пойман, наберите любой городской номер - для проверки. Если при разговоре слышимость нормальная и собеседник не жалуется на выпадение кусков вашей речи, значит, энергетика обеих линий (UL и DL) сбалансирована и можно использовать стандартную антенну, настроенную на среднюю частоту между частотами приема и передачи. Если же собеседник время от времени пропадает, необходимо "усиливать" нисходящее направление от базовой станции к вашему телефону. Возможно, стоит поискать телефон с лучшей чувствительностью. Но если плохо слышно вас, следует усиливать направление от вашего телефона до базовой станции. Уже на данном этапе понятно, что при выборе типа антенны и ее параметров желательно учитывать данные оператора и условия приема.
В зонах неуверенного приема часто наблюдается интерференция (помехи) между каналами с одинаковыми и соседними частотами. К сожалению, частотный ресурс, выделенный операторам GSM 900 в России, ограничен, из-за чего в зоне неуверенного приема часто "видны" частоты от разных базовых станций с одинаковыми или соседними значениями уровня сигнала. Такие частоты 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". "Заставить" телефон выбрать другую частоту получается далеко не всегда, однако специальная функция телефонов Nokia - Netmonitor - это сделать позволяет.
С подобной проблемой я столкнулся на даче, которая отделяется от крупного города довольно-таки открытым пространством. Телефон принимал соседние частотные каналы с уровнями 70 дБ, 73 дБ и 72 дБ, но качество связи оставляло желать лучшего. Спас меня только принудительный выбор другого частотного канала с меньшим уровнем - 80 дБ. Однако при ограниченном частотном ресурсе даже частотное перепланирование сети выручает далеко не всегда. Тем не менее, если в вашем телефоне отсутствует Netmonitor, можно использовать внешнюю направленную антенну с хорошей диаграммой направленности. Остается только сделать правильный выбор.
Выбор антенны
Как уже говорилось, увеличить дальность и качество связи позволяют именно внешние антенны. Для телефонов в основном используются внешние штыревые и логопериодические антенны, а также антенны типа волновой канал. Повторим, что в Западной Европе отсутствуют зоны неуверенного приема. Поэтому направленные антенны для терминалов GSM 900 практически не выпускаются. Если производитель и предлагает направленную фирменную антенну GSM 900, она, как правило, предназначена для работы с ретрансляторами (репитерами) операторов.
В СНГ и Восточной Европе направленные антенны изготавливаются кустарным способом. Кроме того, есть не- большие заводики в Чехии, Польше и Прибалтике. Простая автомобильная магнитная 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. Автомобильная антенна представляет собой вертикальный штырь в 3/4, 1/2 или 5/8 длины волны. Даже простая автомобильная антенна, поднятая повыше, может поправить ситуацию с неуверенной связью. Дело в том, что при разговоре по телефону около 10 - 20% энергии поглощается телом пользователя, поэтому, поднимая штыревую антенну вверх, вы уменьшаете влияние на нее окружающих предметов. Я сам наблюдал, как самодельные, полуволновые и вертикальные диполя, поднятые на 5 м, решали проблему связи. Поясним, как такой диполь изготавливается.
Рис. 1. Вертикальный диполь
Зачищаем c одного конца белый телевизионный кабель RG6U. Получаем центральный проводник и оплетку кабеля. К центральному проводнику припаиваем медный провод любой толщины длиной около 8,2 см (для диапазона 900 МГц) и крепим его вертикально вверх. К оплетке припаиваем второй кусок провода такой же длины и крепим его вертикально вниз (рис. 1). Получаем нечто похожее на букву "Т", положенную набок. (В телевидении используется горизонтальная поляризация, а в GSM - вертикальная, поэтому требуется именно такой диполь.) Другой конец кабеля подключаем через переходник к телефону. Будьте внимательны и не замкните центральную жилу с оплеткой, иначе телефон может сгореть. Ну вот, за 5 минут мы соорудили примитивную антенну, не уступающую по параметрам китайским автомобильным.
Приведу историю из жизни. Приехав прошлым летом на отдых в Крым, я обнаружил, что на базе обещанного оператором уверенного покрытия нет. Это означало, что я пропущу очень важный звонок. Уверенный сигнал обнаружился на крыше коттеджа, но перспектива просидеть там две недели меня не вдохновила. За 5 минут я нашел кусок нужного провода (вместо медного использовал алюминиевый). Еще 10 минут ушло на то, чтобы отыскать у соседей 5-метровый кусок телевизионного кабеля. Nokia 7110 имеет механический коммутатор для внешней антенны, поэтому я просто воткнул центральный проводник кабеля прямо в разъем телефона, а оплетку кабеля соединил с металлическим ободком внешнего разъема телефона. Укрепил антенну на крыше домика и уже через 10 минут на радость семье и на зависть соседям свободно общался по телефону.
Как говорится, вернемся к нашим баранам. Сначала воспользуемся автомобильной штыревой антенной ($5 - 10).
Здесь главное - не нарваться на слишком скверное качество. Имея Netmonitor, проверить антенну гораздо легче. При подключенной к телефону автомобильной антенне уровень сигнала должен увеличиться на 1 - 3 дБ (например, с -60 дБ до -57 дБ). В крайнем случае, сигнал должен остаться прежним. Если при подключении антенны сигнал уменьшится на 5 дБ и больше, лучше отказаться от покупки. Хочу заметить, что хорошая фирменная автомобильная антенна стоит от $40 и выше. Впрочем, и среди азиатских 10-долларовых изделий иногда встречаются неплохие вещицы.
Установленная на крышу вашего "домика в деревне", автомобильная антенна способна решить проблему со связью. Если усиления автомобильной антенны не хватает, можно обратиться к другим - например, к распространенной направленной антенне - волновому каналу. Он выглядит, как обычная телевизионная антенна, установленная на крыше дома.
Волновой канал позволяет получить реальное усиление до 7 - 15 дБ с оптимальной диаграммой направленности. Но у него есть недостаток - узкополосность. Разница между частотой приема и частотой передачи в GSM 900 составляет 45 МГц, а весь рабочий диапазон - 890 - 960 МГц (полоса в 70 МГц). Добиться линейной или близкой к линейной характеристики в таком широком диапазоне затруднительно. Поэтому желательно изготавливать волновой канал в зависимости от частоты оператора и конкретного места и в зависимости от ситуации сдвигать резонанс к частоте восходящего или нисходящего направлений. Для большей широкополосности следует использовать только петлевой вибратор, согласовывая его с кабелем - например, с симметрирующей петлей; также следует ограничиться небольшим количеством элементов, скажем, 3 - 12, так как если их будет больше, настроить антенну без оборудования будет трудно, кроме того, рабочий диапазон антенны сужается.
Мне приходилось иметь дело с множеством волновых каналов, изготовленных кустарно. Констатирую: в большинстве антенн коэффициент усиления составлял менее 7 дБ, некоторые имели резонанс на частотах 700 - 800 МГц вместо GSM-диапазона и коэффициент стоячей волны больше 3 (при передаче это может легко вывести из строя выходной каскад телефона). Профессионально изготовленные и настроенные самодельные антенны встречались редко.
Теперь на очереди - логопериодические антенны (их тоже можно отыскать на радиорынке). По сравнению с волновым каналом они имеют более широкий рабочий диапазон. Поэтому такие антенны менее критичны к точности изготовления и настройки. Реальный коэффициент усиления здесь достигает 10 - 14 дБ.
Теоретически при необходимости можно соединить 2 волновых канала, один - настроенный на частоту приема, другой - на частоту передачи, но это уже слишком сложная система.
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 RG6 - коаксиальный кабель с двойной оплеткой. Его вы найдете в любом магазине. Затухание составляет 20 - 24 дБ на 100 м (проверял экспериментально). Промышленные штыревые автомобильные антенны обычно включают в себя кабель RG59 с затуханием 28 дБ на 100 м. Антенна типа волновой канал с коэффициентом усиления 12 дБ и 10 м кабеля RG6U дают общее усиление 9,6 дБ, а при 20 м - 7 дБ.
На большинстве 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. Покупая антенный переходник, убедитесь в его дееспособности. При включении переходника в телефон встроенная в телефон антенна отключается и выходной каскад переключается на переходник. Иными словами, если вы просто подключаете переходник к телефону, сигнал на шкале телефона должен немного упасть. Потом вы подключаете внешнюю антенну к переходнику, и сигнал увеличивается. Если все идет именно так, значит, переходник работает.
Настройка антенны на местности
Итак, вы купили антенну и подключили ее к кабелю и к телефону. Поднялись на высокую точку и приступили к настройке антенны. Разместите телефон так, чтобы был виден экран. Как уже говорилось, при настройке антенны с аппаратами Nokia лучше всего использовать функцию Netmonitor. В большинстве других телефонов можно ввести специальный код и открыть служебное меню, которое позволяет увидеть приемный уровень 6 - 8 частот, принимаемых телефоном в порядке убывания, номера частот, расстояние до базовой станции, процент ошибок в канале и др. (Описание многих сервисных меню см. на: www.3ton.com/gsm.) Если Netmonitor есть, будем ориентироваться по уровню сигнала в децибелах (напоминаем, что сигнал сильнее, когда значение уровня в децибелах меньше). Если он отсутствует, будем настраиваться по стандартной шкале сигнала.
Так как антенны базовых станций GSM 900 имеют вертикальную поляризацию, волновой канал следует размещать вертикально. При юстировке антенн обратите внимание на то, что приемный уровень сигнала, отображаемый в телефоне, изменяется с задержкой до нескольких секунд, поэтому антенну следует поворачивать медленно и дискретно. Если вам известно направление на ближайший город, начните с него. Медленно поворачивайте антенну по горизонту. Если сигнал найден, ваша задача найти направление, откуда сигнал приходит с максимальным уровнем. Если сигнала нет, медленно поворачивайте антенну по горизонту, пока он не появится. Помните, что каждый метр высоты установки антенны может оказаться решающим. Если сигнал не найден, попробуйте переместиться на несколько метров в сторону и поискать снова. Может быть, вам повезет.
Нежелательно использовать кабель между антенной и телефоном длиной более 30 м: в этом случаи практически весь сигнал теряется в кабеле.
Напоследок приведем размеры самодельной логопериодической антенны для диапазона 850 - 950 МГц (рис. 2). Размеры взяты с сайта www.atnn.ru. Программу для расчета антенны-волновой канал опять-таки можно найти на: www.3ton.com/gsm.
Параметры: коэффициент усиления - 8,3 дБ, волновое сопротивление - 60 Ом.
