Расчет баночной антенны для 3g модема. Антенны своими руками

Баночная антенна для Wi-Fi сетей приобрела особую популярность за свою простоту и минимуму материалов для сборки. Проще говоря практически из мусора получается неплохая направленная антенна. За рубежом эта антенна носит название «Cantenna». Здесь игра слов: antenna - антенна, can - могу, консервная банка. В общем, что то типа: «Могём и из консервной банки антенну сделать». Действительно, баночная антенна для Wi-Fi, 3G, 4G может быть лучше всего годится для изготовления своими руками неподготовленным радиолюбителем.

На частотах CDMA размеры банки получаются далекими от оптимальных и там баночную антенну не используют.

Попадая в банку, волна доходит до дна и отражается от него. Отраженная волна, взаимодействуя с прямой, образует внутри банки интерференционную картину (стоячую волну). Максимум электрического поля приходится на расстоянии λg/4 от дна (λg - длина волны в волноводе). В этом месте устанавливается четвертьволновый штырь, приемный зонд, подключаемый 50-омным коаксиальным кабелем к адаптеру. Оптимальная длина самой банки 3λg/4. Это не минимальная, а именно оптимальная длина. Дело в том что волна отражается не только от дна, но и от наружного среза банки. Эта повторно отражен ная волна вносит свой вклад в интерференционную картину. При длине банки 3λg/4, 5λg/4 и т. д. - сигнал на штыре максимален, при длине банки 2λg/4, 4λg/4 и т. д. - минимален. Т.е. банка немного короче или длиннее 3λg/4 тоже будет работать. Это надо иметь ввиду, поскольку при попытке обрезания некоторых банок, они потом разваливаются по шву. Но все же надо постараться сделать банку оптимальной длины. Ее надо обрезать немного длиннее 3λg/4 и потом завальцевать край.

Чтобы определить, подходит ли банка для Wi-Fi или 3G антенны и рассчитать конструктивные размеры, можно воспользоваться онлайн калькулятором на нашем са йте. Предлагаю также небольшую программку для расчета баночной антенны для Windows . Банку подобрать не трудно, желательно конечно идеально цилиндрическую, но неплохо работает, например, банка от кофе Nescafe. Подобрав банку, нужно просверлить отверстие для коннектора. Лучше использовать коннектор с гайкой. К коннектору припаивается штырь из куска медного провода, коннектор завинчивается в банку (надо проследить, чтобы у него был электрический контакт с внутренней стороной банки, т.к. иногда она бывает лакирована) и все, антенна готова. Нужно только сделать шнур для подсоединения ее к адаптеру.

Расчет баночной антенны есть в мобильном андроид приложении , доступном на Google play. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав на кнопку ниже или по QR-коду. Не забудьте оценить приложение...

Если у вас 3G USB-модем и вы хотите усилить сигнал с помощью такой антенны, то можно просто вставить модем внутрь банки. При этом отпадает проблема соединения антенны с таким модемом. Прорезается отверстие под модем на том же расстоянии λg/4 от дна, края завальцовываются, чтобы не было острых краев. Такой вариант антенны можно конечно использовать рядом с ноутбуком, как на фотографии в начале статьи. Нужно только иметь ввиду, что у некоторых модемов (например у 3G модемов Huawei E171, E173), его внутреняя антенна располагается не в торце, а ближе к USB разъему и этот вариант баночной антенны с такими модемами работать не будет.

Если вы размещаете свою самодельную антенну из консервной банки где-то на мачте или просто вне помещения, то готовую антенну нужно герметизировать от атмосферных воздействий, закрыв пластмассовой крышкой. Только крышку нужно проверить на предмет поглощения ею радиоволн. Проще всего это сделать с помощью микроволновки. Поскольку ее пустой включать нельзя, ставите туда хотя бы стакан воды, кладете крышку и включаете. Если крышка в итоге не нагреется, значит она радиоволны не поглощает и пригодна для нашей цели. За коннектором неплохо просверлить 2 мм отверстие, чтобы через него стекал конденсат, который неминуемо будет собираться в банке. Однако, любая консервная банка недолговечна и со временем ржавеет, ржавчина ослабляет сигнал, так что если вы заметили что связь ухудшается - самое время искать новую банку и переделывать антенну. Вообще, использовать эту антенну как стационарную на мачте - не лучший вариант. А вот как переносную, другое дело.

Баночная антенна поддается небольшой настройке. Можно наклонять штырь относительно дна банки, меняя условия согласования с кабелем и положение штыря относительно пучности поля в банке. Поворачивая антенну вокруг оси, можно менять ее поляризацию. Практически от такой антенны можно добиться усиления 4-6 dBi.

Комментарии

3G-Aerial admin 22.06.2015 20:30

Цитирую Сергей:

Правильно я понимаю, что удлинение банки влечет за собой более трудную настройку на БС оператора? Раструб видимо может облегчить эту задачу?

Здарова, любители поделок и пива. Почему поделок - понятно, а вот почему пива? Да, потому что в борьбе за скорость 3G и бесплатный соседский WiFi мы сегодня будем мастерить простую баночную антенну из пивной банки.Берем не совсем вкусное пиво FAXE в банке 1 литр, производства Московской Пивоварни, черт бы ее побрал, и жадно выпиваем его, после чего вырезаем весь верх где была дырка. Осторожно, в пьяном состоянии можно и порезаться) Нужно учесть что диаметр банки равен 85 мм, исходя из этого по расчетам баночной антенны выходит, что работать она будет на частотах 2080 - 2700 Мгц, если ее длина будет не менее 17 см. Длина нашей банки 18.3 см - что даже лучше, чем по расчетам. Теперь прорезаем дырку под модем на расстоянии 58 мм от дна банки: Втыкаем туда модем, чтобы тот вылезал внутри банки на 3 - 3.5 см, иначе волну там будет колбасить, и мы не сможем нормально сидеть в интернете: Подсоединяем модем к usb-удлинителю, а тот в свою очередь к компу. И высовываем всю эту халабуду в фортак. Главное по-пьяни не уронить кому-нибудь на голову - поэтому прикрепите как следует на скотч)) Запускаем на компе инет. Ну, то, что шкала приема на всех 5 палочках это и так понятно))), поэтому замеряем скорость инет при помощи спидтеста: Ну чтож, 4.86 мбит - это очень даже не плохо. Можно сказать хорошо. Теперь можно сидеть в ЖЖ и писать комменты. Кстати даже он-лайн видосы идут как надо. Пробуйте! Удачи!И еще, вместо 3G модема в банку можно впихать мелкий WiFi Usb адаптер и направить в сторону сигнала. Работает тоже очень хорошо. Пока соседи спят и не ставят пароль на точку доступа, мы потихоньку висим на их канале))

Иногда бывает, что Wi-Fi роутер стоит далеко от компьютера и скорость интернета сильно падает или и вовсе пропадает, благодаря этому лайфхаку мы заметно увеличим радиус действия Wi-Fi и 3G модемов. Для этого сделаем Wi-Fi антенну из банки из-под кофе своими руками.

Итак, нам понадобится:

• Жестяная банка из-под кофе
• Антенное гнездо
• Дрель
• Паяльник
• Кусок медной проволоки
• Телевизионный кабель

Чтобы сделать баночную Wi-Fi антенну своими руками нужно для начала найти жестяную банку от кофе. Теперь нам сделать несложный расчёт нашей будущей антенны с помощью онлайн калькулятора. Вот стандартный вариант чертежа банки:

В нашем случае для банки из-под кофе получилось следующее: D (диаметр банки) = 100 мм, Lo (длина волны) =143 мм, Lo/4 = 36 мм, Lg (длина волны) = 261 мм, Lg/4 = 65 мм. На расстоянии Lg/4 от дна банки делается отверстие и в нем закрепляется стандартное антенное гнездо с припаянным к нему волноводом длиной Lo/4 из медной 2-мм проволоки.

Затем подключить телевизионный кабель с соответствующими разъемами в оплетке и адаптер для антенны к модему.

Также возможно окажется, что в Вашем 3G модеме не окажется гнезда для подключения антенны. В таком случае существует 3 способа, можно разобрать корпус модема, найти контакт для подключения внешней антенны и средний контакт кабеля припаять к этому контакту и оплётку к минусовому контакту платы. Но для этого нужно иметь знания в электронике, чтобы всё правильно подпаять и ничего не спалить в итоге, если не правильно что-то подпаяли. Но есть также и второй, более простой способ. Нужно сделать в банке от кофе отверстие, по размеру модема, чтобы он плотно входил в него. Ну, при таком способе нужно будет Вам использовать USB удлинитель, чтобы антенну можно было удобно подвесить ближе к окну.

Также есть 2-й способ, можно попробовать намотать среднюю жилу кабеля тремя, четырьмя витками на модем, перед этим зачистив часть кабеля от оплётки и изоляции.

Такими вот простыми способами Вы усилить сигнал WI-Fi и 3G сетей используя самодельную баночную WI-Fi антенну.

Бывает в нашей жизни так, что - это единственный способ доступа в интернет , ну и конечно же начинаются такие проблемы, как низкая скорость , нестабильность подключения , разрывы сигнала и прочие прелести. Поэтому в данной статье описаны некоторые виды антенн , которые будут усиливать сигнал модема, увеличивать скорость ну и, соответственно, беречь Ваши нервы и время

Это - беспроводной приёмопередатчик, работающий по технологии 3G для приема и передачи информации. И, следуя из определения, у него должна быть антенна, которая принимает сигнал интернета (в некоторых моделях их может быть несколько).

Мы не задумываемся об антенне, если скорость интернета около 5 Мбит/с. Но скоростной доступ UMTS/HDSPA на большем удалении от базовых станций не водится, особенно в условиях бетонных джунглей. Посему чаще всего приходится довольствоваться GPRS/EDGE и путешествовать по сети со скоростью сонной черепахи.

Поскольку переезжать на местность, где сигнал лучше не рентабельно, а также покупать специальную антенну для улучшения сигнала затратно, давайте поговорим о том как собрать антенну в домашних условиях , так как это единственный выход, к тому же не дорогой.

Существует несколько моделей модемов: Huawei и ZTE , а так же типов антенн в них: внутренняя (есть у всех без исключения) и внешняя (подключаемая).

Вооружившись материалом (каким именно найдете дальше в статье), паяльником, руками и головой мы рассмотрим несколько антенн и то, как их подключить.

Первую антенну будем собирать на примере 3G модема Huawei E171 от МТС с только внутренней антенной.

Для начала модем нужно разобрать, после чего мы увидим обратную часть:

Которая нас не интересует. А вот лицевая часть которая выглядит так

будет интересна нам до конца статьи. Её так же можно отличить по модулю для карты памяти (1), контактам для SIM-карты(2), радиомодулю под крышечкой (3), разъёму (4), внутренней антенне (5) и USB-выходу (6).

Давайте поближе рассмотрим внутреннюю антенну, так как с ней нам дальше работать:

Для того, чтобы работала новая антенна , нужно отключить старую путем выкусывания SMD-конденсатора, предназначенного для резонансного согласования антенны. Потом небольшой фрезой, зажатой в дрель, делаем пропил по антенне, оставляя только небольшую площадку для припайки кабеля (так же можно сделать ножом, или еще чем-нибудь, но не забывайте об аккуратности).

После проделывания всего вышеописанного берем заранее купленные на радиорынке кусочек коаксиального кабеля RG174, сопротивлением 50 Ом, длиной 15 см, но не длиннее, так как могут быть большие потери сигнала , F-разъём и разъём типа «тюльпан» и собираем все это добро как показано на рисунках ниже.

При пайке кабеля к модему нужно действовать очень точно и аккуратно, не перегревая платы. ОЧЕНЬ ВАЖНО: центральную жилу припаиваем на площадку, оставшуюся от внутренней антенны; оплётку припаиваем к любому месту, являющемуся землёй.

И еще обязан предупредить, что, если это ваш первый или второй опыт в пайке, то лучше попросить кого-нибудь из друзей, которые более опытны в этом деле, ну или подробно изучите матчасть этого дела и потренируйтесь на других проводах и платах!!!

После этого собираем модем, если кабель мешает крышке закрыватся, то вспоминаем о нашем друге, пирочинном ноже, который с радостью поможет сделать отверстие для кабеля больше, но опять же помним об аккуратности, а то получится не красиво и все будут с вас смеяться.

Потом делаем кабельную сборку длиной до 15 метров и подключаем к модему внешнюю 3G антенну на частоты 1900-2200 МГц усилением 14 дБ.