Самодельная антенна для телефона. Как сделать и подключить внешнюю антенну к мобильному телефону

Изготовление GSM антенны

Большинство читателей уловило, как самодельная GSM антенна может быть изготовлена. Поделка потребует платы гетинакса подходящего размера двухстороннего фольгирования. Медь нанесена с одного бока — необходимо будет добавить конструкции рефлектор из листа стали, другого металла, площадью превышающего излучатель. Затем медь расчерчивается будущим контуром антенны. Делают тщательнее, используя линейку и уголок. Затем:

• Площадь под антенну покрывается лаком, подойдет женский для ногтей. Состав не должен попасть на поверхность в других местах, на стыки, можно закрасить крупные островки, затем отдерете ножиком (для увеличения скорости обработки).
• Травление плат ведется медным купоросом. Фольгирование двухстороннее — тыл полностью закрашивается лаком. В противном случае экран не будет растворен! Просто травление не закончится за мыслимый срок. Медного купороса недостаточно. Вторая сторона не нужна — отдирают ножиком. Для сохранения экрана нужно покрасить лаком.
• Травление ведется, пока смоются ненужные участки меди, готовая GSM антенна промывается водой, сушится, ножиком зачищаются проблемные места.
• Изделие помещается внутрь герметичного пластикового корпуса, подходящего размерами на стойках, не затрагивающих металлическую часть. Экран нужно заземлить. Попробуйте посадить на оплетку коаксиального кабеля. Напоминаем: для WiFi используется провод волновым сопротивлением 50 Ом. Сколько взять для сотовой связи: 50 смотрится уместно потому, что телевидение 900 МГц заканчивается.

Как подключить внешнюю антенну к мобильному телефону

Обычно сотовые телефоны настроены на высокие частоты. Поэтому для эффективности работы внешней конструкции огромное значение имеет качество кабеля и его соединения. Лучше всего использовать коаксиальный провод (RG-6 от известных производителей) и высокочастотный разъём. Если нет гнезда для крепления внешней антенны, можно использовать устройство громкой связи. В этом случае антенный провод присоединяется к устройству громкой связи, а мобильник вставляется в гнездо этого устройства. Также можно центральной жилой кабеля сделать 3–4 витка вокруг мобильника, вблизи встроенной антенны.

Конечно же, такой способ использования телефона не совсем удобен и ограничивается длиной провода. Но этих неудобств можно избежать, сделав мобильное устройство стационарным.

Развитие стандарта GSM, антенн GSM

Потрудившиеся заглянуть внутрь мобильного телефона, другого гаджета, бессильны увидеть конструкции, напоминающие привычную глазу антенну. Продуманный производитель конструирует, больше руководствуясь опытными соображениями, стройной теории лишены. Нет смысла думать, что обзором будут вскрыты корпоративные секреты компании. Начиная 3G, стандарты цифровые, постоянно идет борьба, чтобы вместить побольше информации, задействовав поменьше ресурсов. Упоминали вред, внутри сотового телефона излучатель расположен в области задней стенки, от пользователя отделен экраном-землей. Микрополосковая технология известна давно. Книга 80-х годов Веселова описывает третьей частью концепцию.

Эффективность антенны GSM сотового телефона низкая, достигает 40%. Обычные телевизионные иногда зашкаливают за 90. Однако людям безразлично, здоровью вред минимальный. Каждый болотный кулик нахваливает сотовый, отлично слышит собеседника, при обрыве связи у оппонента исчезает звук… Значит, сотовый плохой. Диаграмма направленности GSM антенны сотового телефона однобокая — не светит в сторону говорящего — сильно искажается. Пользователь рукой меняет расстановку сил, чего говорить о препятствиях! Антенна GSM своими руками изготавливается для улучшения приема стационарными объектами. Мобильность ограничивается применением автомастерскими.

Теперь читатели знают: самостоятельно сделать GSM антенну на микрополосках в домашних условиях не представляется возможным. Именитые фирмы бьются, решая проблему. На сборку, проектировку функционала времени уходит минимум, производство дешевое. Компоновка внутренностей (антенну нелегко уместить на скромном пространстве) много сложнее.

На территории РФ ходят следующие стандарты:

1. GSM 900: частота передачи 890 – 915 МГц, частота приема 935 – 960 МГц.
2. GSM 1800: частота передачи 1710 – 1785 МГц, частота приема 1805 – 1880 МГц.

Микрополосковая антенна состоит из излучателя, диэлектрической подложки, проводящего экрана. С ростом толщины излучателя повышается рабочий диапазон, десятая часть длины волны. Толщина диэлектрика меньше указанной величины. Рассказываем неспроста. В диапазоне Wi-Fi микрополоски объединяются решетками, запечатываются пластиковым корпусом, снабжаются единым экраном, действуют единой командой, позволяя получить хорошее усиление, следовательно, ловить более удаленный сигнал. Вышки неподвижные, находятся в прямой видимости. Если справедливо сказанное конкретной ситуации — решение пригодное.

Приводим рисунок (сайта http://www.carookee.net/) антенны 2,4 ГГц. Чтобы начала работать на частоте 1800 МГц, необходимо размеры увеличить пропорционально в отношении 4 к 3

Обратите внимание, касается всех линий, включая соединительные. Попробуйте вначале функционирование одного квадратика до низведения платы гетинакса в жертву нуждам мобильной связи

Масштаб портала ошибочен — смотрите рисунок, снабженный размерами, стрелками показаны. Изображение взято с сайта http://www.zero13wireless.net/. Цифры указаны в миллиметрах. Пропорционально снимите чертеж номер один, определите размеры. Площадки квадратные, если искажены, исправьте графическим редактором, подойдет даже Paint, входящий по-умолчанию в состав Windows.

Для других частот, смело экстраполируйте чертеж на все случаи жизни пропорционально отношению длин волн. Делите 2400 МГц на стандартный GSM-диапазон. Выше брали отношение 2400/1800. Действуя таким образом, читатели выберут нужное устройство GSM антенны. Содержащая квадраты 4х4 дает меньшее усиление (усиление сигнала GSM антенны), проще наводится. Прием размытый, непонятно, откуда приходит сигнал, конструкция к месту. В случае далекой вышки, отчетливо видимой на горизонте, уместными станут 9 квадратов. Учтите, фидер до телефона (другого приемного устройства) не должен быть длинным, сигнал затухнет по пути сюда, в кабеле. Хочется поместить устройство на крыше… соберите усилитель на микрополосках, купите готовый в магазине для нужной частоты. Нужную цифру узнавайте у сотового оператора. Создана государственная служба по частотам, испросите чиновников пообщаться с частниками.

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.

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.

Какая внешняя антенна подходит для смартфона

На качество связи и силу сигнала также оказывают влияние местоположение, рельеф местности, погодные условия и время года, чувствительность и мощность сотового телефона и главной антенны. Автомобильная или стандартная устанавливается на улице, желательно на крыше здания или автомобиля. Как и телевизионную, её необходимо направить в сторону ближайшей базовой станции. Для этого устройство следует двигать и поворачивать, пока не усилится сигнал.

1. Волновая содержит траверсу с перпендикулярно расположенными рефлекторами. Их размеры зависят от частоты, прямо пропорциональной длине волны. Имеет явное преимущество усиления сигнала при довольно небольших габаритах. Недостатком является необходимость точного наведения на станцию.
2. Параболическая состоит из отражателя и облучателя. Такая конструкция достаточно сильно усиливает сигнал, но при этом установка требует определённых навыков. Минусом этой антенны является нулевая эффективность при неточной настройке.
3. Плоская панель представляет собой плоский небольшой квадрат с облучателем внутри рефлектора. Преимуществом устройства служит широкий спектр направленности, что не требует точной наводки, но при этом даёт средние показатели усиления сигнала.
4. Штыревая конструкция — это небольшой вертикальный стержень, одновременно являющийся и облучателем, и рефлектором. Плюсом антенны выступает круговая направленность, которая не требует точной установки на базовый распределитель провайдера. Но есть нюанс, размещать такую антенну следует так, чтобы между ней и базой не было экранизирующих конструкций. Она устанавливается там, где не требуется особого усиления сигнала.

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 фун�большим 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 коэффициенткцию 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.

   Мне приходилось иметь дело с
множеством волновых каналов,
изготовленных кустарно. Констатирую: в большинстве антенн коэффициентr>

Номер элемента

Общая длина вибраторов (мм)

Расстояние от предыдущего
элемента (мм)

Расстояние от конца бума
(мм)

5

176

44

4

141

51

95

3

113

40

135

2

60

32

168

1

72

26

194

   Параметры: коэффициент
усиления – 8,3 дБ, волновое
сопротивление – 60 Ом.

Рис. 2. Логопериодическая антенна

• Предыдущая запись: Схема дисторшн приставки для электрогитары
• Следующая запись: Схемы генераторов низкой частоты

Похожие посты:

• АНТЕННАЯ ПРИСТАВКА (0)
• ИНДИКАТОР ПОЛОЖЕНИЯ ДВЕРИ (0)
• ИНТЕРФЕЙС RS-232 C ПИТАНИЕМ OT КОМПЬЮТЕРА (0)
• CXЕMA ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ (0)
• ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОК/НАПРЯЖЕНИЕ ДЛЯ ЗАЗЕМЛЕННЫХ НАГРУЗОК (0)
• КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР C ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (0)
• ДЕТЕКТОР РЕЖИМА СИНХРОНИЗАЦИИ (0)

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.