Антенна харченко: расчет и изготовление

Нейлер: гвоздезабивной пистолет, характеристики, размеры и виды

Описание самодельного приемника

При соответствующих настройках самодельная антенна 3G или вместе с биквадратом одновременно может выступать в роли приемника и усилителя. Биквадрат является разновидностью рамочных антенн, которые входят в группу зигзагообразных. Изобрел его российский ученый Владимир Харченко. Впервые его использовать начали во второй половине 20-го века, чтобы «ловить» сигналы телевизионных передач. Ученые настроили это устройство на частоту 14 МГц, придали ей необходимое положение и стали получать сигналы из Соединенных Штатов Америки.

Обратите внимание! На сегодняшний день панельную антенну биквадрат для 3G можно купить в специализированном магазине или же сделать такое нехитрое приспособление своими руками. Согласно многочисленным расчетам и экспериментам В. Харченко, по выходным данным даже сделанная антенна для Интернета своими руками способствует усилению работы цифровых устройств, которые функционируют на основе мобильных платформ

Без рефлектора прием сигнала увеличивается до 4-5 дБ, а с его внедрением показатель увеличивается до 7-10 дБ

Согласно многочисленным расчетам и экспериментам В. Харченко, по выходным данным даже сделанная антенна для Интернета своими руками способствует усилению работы цифровых устройств, которые функционируют на основе мобильных платформ. Без рефлектора прием сигнала увеличивается до 4-5 дБ, а с его внедрением показатель увеличивается до 7-10 дБ.

Направленные устройства

Когда сигнал на модеме есть, но является недостаточно сильным, рекомендуется использовать нехитрые устройства, чтобы усилить мощность приема мобильного Интернета. Данный метод заключается в том, чтобы получше расположить 3G-модем и направить его антенну в сторону вышки. Использовать для этих целей можно такие подручные материалы:

• жестяную банку;
• старую кастрюлю;
• посуду или простой DVD-диск.

К примеру, если рассматривать баночную антенну, то здесь следует только пробить отверстие у основания банки или в ее дне. Это нужно, чтобы закрепить модем, правильное направление которого усилит сигнал.

Внешняя антенна

Также нужно выбрать оптимальную точку направления сигнала. В качестве изоляции следует использовать изоленту, которая будет предотвращать попадание влаги на микросхемы и соединения проводов.

Важно! Категорически запрещено заматывать слоями место около встроенного уловителя, поскольку это приведет к ухудшению сигнала, в результате чего все усилия пойдут насмарку. В роли рефлектора может выступить лист металла, который желательно немного закруглить для концентрации сигнала в одной точке

За неимением металлического листа можно взять обыкновенный картон, основание которого следует обклеить фольгой для отражения сигналов

В роли рефлектора может выступить лист металла, который желательно немного закруглить для концентрации сигнала в одной точке. За неимением металлического листа можно взять обыкновенный картон, основание которого следует обклеить фольгой для отражения сигналов.

Антенна Харченко для 3G

Несмотря на то, что устройство было изобретено в середине 20-го века, ее конструкция нисколько не изменилась, как и популярность. Принцип работы заключается в том, чтобы улавливать электромагнитные волны, по которым осуществляется передача мобильного Интернета.

Преимущество данной конструкции заключается в дальности работы, поскольку происходит многократное отражение сигнала в атмосфере. Волны огибают препятствия, в результате чего

Одежда и обувь на лето

Для трехдневного похода достаточно легкой спортивной одежды и обуви + одежды для сна.

Подробнее:

• 2-3 футболки (для сна подойдет хлопок, для похода синтетические майки)
• штаны спортивные
• легкая спортивная ветрозащитная куртка
• теплая одежда под куртку для подъема в гору (спортивная кофта, джемпер, флисовая кофта), т.к. на верху может быть прохладно
• спортивная обувь с хорошим протектором (треккинговые ботинки или кроссовки, на мокрой глине будет скользко в обуви со слабым протектором)
• сменная обувь (отлично подойдут резиновые сланцы, вторая пара кроссовок)
• одежда для сна (хорошо подходят флисовые костюмы или просто теплые штаны, кофта и носки)
• 2-3 комплекта носков (хлопок – для сна, треккинговые синтетические для похода)
• шапка для сна
• головной убор для защиты от солнца (кепка, бандана, панама, платок)
• солнцезащитные очки
• перчатки рабочие (подойдет для лазания по курумнику)
• дождевик
• средство для защиты от насекомых (актуален летом)
• солнцезащитный крем
• шорты
• купальник для девушек

Как сделать своими руками антенну для модема

Не секрет, что главным критерием эффективной работы современного 4G-роутера, будь то Билайн, Мегафон, МТС и др. является не количество показанных управляющей программой процентов, децибел и палочек на шкале wi-fi, а реальное увеличение скорости. И несоответствие параметров скоростного режима с натуральными показателями приобретённого модема ещё не причина отказываться от того или иного поставщика интернет-услуг. Если имеется сигнал, то вполне реально усилить его, повысив при этом скорость и качество, с помощью антенны, сделанной своими руками.

Проволочная антенна

Это самый простой и примитивный вариант усиления сигнала своими руками. Необходимо взять обыкновенную медную проволоку и одним его концом на 3–4 витка обмотать верхнюю часть 4G-модема. Другой конец поднять кверху. Этот способ ненамного усилит сигнал, но всё же может сделать связь более стабильной.

Баночная антенна

Очень распространённая идея, которая давно «гуляет» среди пользователей таких маршрутизаторов и пользуется определённым успехом. Но этот способ требует умения самому паять детали, иначе можно испортить сам модем.

• Для начала необходимо проделать на дне жестяной банки (можно из-под кофе) отверстие для втулки из жести, которую нужно будет припаять.
• Затем, по центру между дном и верхней частью, сделать сечение, совпадающее с размерами 4G-модема.
• После, в проделанное отверстие вставить сам маршрутизатор входом наружу и направить усилитель в сторону вышки оператора.
• В итоге подключить устройство к компьютеру с помощью USB-кабеля как можно меньшей длины.

ВАЖНО. Такую конструкцию лучше устанавливать под потолком, чтобы ничто не мешало приёму сигнала. 

Антенна «Харченко»

Эта конструкция считается самой эффективной из всех видов самодельных приспособлений и для этого нужно:

• Взять медную проволоку (3–4 мм) и согнуть её так, чтобы образовалось 2 одинаковых ромба (с углом 120°) небольшой величины (со стороной 53 мм).
• В месте соединения ромбов припаять деталь для крепления высокочастотного кабеля.
• Для усиления антенны можно присоединить к ней металлическую пластину (рефлектор).
• Если 4G-модем не имеет разъёма для внешней антенны, то следует обернуть центральной жилой кабеля вокруг него 3–4 витками.

ВАЖНО.  Между антенной и рефлектором должно быть расстояние не менее 3 см. 

Антенна «Тарелка»

Если имеется спутниковая тарелка, можно сделать замечательный усилитель своими руками. Для этого необходимо в фокусе уже установленной антенны прикрепить модем, подключить его к ПК с помощью USB-кабеля и настроить на нужную станцию. Но здесь есть свой нюанс: как самому настроить антенну. Тарелку следует направлять не вверх, как у телевидения, а вниз, периодически вращая её и с помощью специальной программки следить за изменениями в интернет-соединении. После обнаружения максимального значения антенну нужно зафиксировать.

ВАЖНО. Тарелка для интернета не должна быть связана с телевизионной

А для защиты 4G-модема от осадков, можно использовать пакет или пластиковую бутылку, это никак не повлияет на качество сигнала. 

Чтобы добиться нужного результата, возможно, придётся попробовать разные варианты самодельных антенн. Главное, что каждый из этих способов действительно работает и способен реально помочь, даже в самой безвыходной ситуации.

Виды внешних антенн по конструкции

В данном случае выделяют несколько возможных вариантов исполнения:

• Параболические;
• Штыревые;
• Секторные антенны для 4G интернета;
• Круговые всенаправленные;
• С волновым каналом;
• Панельные.

Обратите внимание! Каждая внешняя антенна для 4G модема отличается своими особенностями

Направленные антенны («Волновой канал»)

Характерная черта таких изделий — узкая диаграмма направленности. Главное назначение — получение, передача сигналов с сохранением одного направления. В зависимости от установки находится эффективность двух важных параметров:

• Излучение;
• Приём радиоволн.

Такой тип предполагает дополнительную настройку особой точности

Важно соблюдать наведение на нужную станцию. Только в этом случае действие устройства будет максимально эффективным

Так работают любые антенны для усиления сигнала 4G, LTE, 3G.

Обратите внимание! Часто подобные конструкции ещё получают название лучевых. Другие названия:

Другие названия:

• Яги-Уда;
• Ёлочка;
• Волновой канал. Другое название —у антенны МИМО для 4G модема с усилением.

Панельные антенны

Для приёма и передачи радиосигнала такие устройства — одни из самых распространённых. Разновидность направленных моделей. Но диаграмма направленности у панельных больше, если сравнить с предыдущим типом. Благодаря чему процесс настройки по основным параметрам упрощается. Достаточно правильно развернуть устройство к базовым станциям для получения оптимального результата от использования антенны для усиления сигнала 4G.

Изделия отличаются тремя важными преимуществами:

• Широкополосность;
• Универсальность;
• Поддержка всех популярных форматов, связанных с передачей сигнала.

Комплект состоит из антенной решётки, которая сама по сути — диполи, расположенные друг под другом, в два столбца. Горизонтальное разнесение — так называется метод расположения частей конструкции в данном случае. В направлении к базовой станции качество сигнала постоянно улучшается при такой организации. Диполи могут располагаться по-разному, в зависимости от поляризации:

• X-образно в обоих столбцах;
• Горизонтально, с наклоном в 45 градусов;
• Вертикально.

Обратите внимание! Обрешётки у антенны усилителя 4G часто соединяют в единый корпус, выглядящий как плоская панель. За такую установку конструкция и получила название

Круговые всенаправленные антенны

Подходят для применения совместно со всеми действующими стандартами по передаче данных, голосовых сообщений. Поддерживаются любые современные технологии:

• LTE 2600;
• UMTS-2100;
• LTE 1800;
• GSM-1800;
• GSM-900.

От точной установки в направлении той или иной базовой станции в этом случае можно отказаться. Это всенаправленная разновидность. Но коэффициент усиления у них остаётся достаточно низким. Лишь в некоторых случаях он позволит повысить уровень сигнала, с неуверенного до устойчивого у антенны 4G LTE для USB модема.

Штыревые антенны

Разновидность круговых всенаправленных изделий. Несимметричная вибрационная система — основа для этих устройств. Она выполняется как жёсткий стержень, изготовленный из металла. Круглая форма стала отличительной чертой для диаграммы направленности излучения и приёма. При организации связи между мобильными объектами такой вариант построения весьма удобен. Сигнал приходит со всех направлений, тонкая настройка не требуется.

Секторные антенны

Обратите внимание! Применяются, когда развёртывают базовую станцию, для которой характерна обширная абонентская база. Изделия проектируются специально для операторских вышек, использующих секторную организацию

Основа — схема с фазированной решёткой, с формированием сектора на 60 градусов.

Одной из главных черт конструкции остаётся замкнутость по постоянному току. Поэтому секторные варианты разрешено применять даже там, где складываются особо тяжёлые климатические условия. Необходимость в дополнительных средствах для гидрозащиты тогда отпадает. Направленные антенны 4G такими преимуществами похвастаться не могут.

Параболические антенны

Актуальный вариант, если вышка оператора находится достаточно далеко- на расстоянии до 20 километров и больше. Решение не получило широкое распространение по причине возникающих сложностей с монтажом, настройками.

Обратите внимание! Параболические мощные 4G антенны по конструкции бывают офсетными, прямофокусными

Простые и сложные методы улучшить сигнал своими руками

Если есть ощутимые проблемы с приемом 3G или 4G сигнала, то лучше сразу озаботиться покупкой стандартного удлинителя с USB-переходником. Обычно размеры кабеля составляют 3-5 метров, и этого достаточно, чтобы организовать даже внешнюю антенну, не говоря уже о простом поиске места для расположения модема, где он без дополнительных средств будет неплохо «ловить».

Если такое место не найти, то нередко приходится прибегать к усилению слабого сигнала. Для этого могут подойти любые подручные средства. Умельцы способны сделать неплохие антенны из жестяных банок, металлических листов или даже обычной проволоки.

Маленькие хитрости

Как понятно, если хитрости маленькие, то они не требуют больших затрат времени и сил, но и эффект от них будет слабо ощутим.

Например, один из народных методов говорит, что модем лучше на 10-15% начинает ловить сеть LTE, если расположить устройство рядом с обычными колонками для ПК. Правда, колонки начнут издавать характерное жужжание и потрескивание, но от него легко избавиться, если понизить звук до минимума.

Еще один способ — прокинуть 3G-модем поближе к плоским металлическим объектам. При удачном стечении обстоятельств, сигнал будет отражаться от поверхности и концентрироваться на принимающем устройстве. Но стоит сразу отметить, что поймать нужное положение часто сложно. А нередко и уровень сигнала может в один день быть хорошим, а потом резко ухудшиться.

Простые усилители сигнала

Иногда простых мер поиска удачного места явно недостаточно. Тогда можно прибегнуть к способам для усиления слабого 3G-сигнала. Основное правило, которому нужно следовать — это использование металлических отражателей радиоволн. Только металл может обеспечить повышение эффективности приема данных модемом.

Принцип сборки простой антенны для усиления сигнала потребует поиск рефлектора (отражателя), проведение кабеля до того места, где вышка ловится лучше всего, а также возможность заизолировать устройство, чтобы можно было его использовать в любую погоду.

Для рефлектора хорошо подходят жестяные банки. Эффективность их использования повысит качество работы 3G-модема на 20-40%. Главная задача будет заключаться в поиске нужного вектора приема волн. Обычно самое удачное место вычисляется быстро методом подбора наилучшего положения.

Приемное устройство закрепляется ближе к основанию банки. Можно сделать так, чтобы оно легко вынималось и вставлялось, а можно использовать клей или герметик.

Еще один легкий метод усиления сигнала у 3G-модема — это использование обычного, старого CD-диска. Можно для улучшения эффекта обмотать его фольгой — такой рефлектор будет отражать еще больше радиоволн и передавать их на устройство.

Чуть посложнее, но эстетичнее и эффективнее можно сделать 3G-модем по типу спутниковой антенны. Обычно для этой цели лучше всего подойдет старый монитор.

Если же сигнал совсем слаб, то некоторые умельцы научились приспосабливать внешние антенны или делать их самостоятельно. Одной из таких является антенна Харченко

Ее можно собрать самому, но важно соблюдать заданные параметры, чтобы ловить именно те волны, на которых осуществляется трансляция пакетных данных

В интернете приводится много сведений о том, какие размеры соблюдать при сборке антенны. Есть даже специальные калькуляторы, где рассчитываются размеры граней ромбов для нужной длины волны. Но по факту мобильный интернет может передаваться с волнами небольшой погрешности по длине. И многие пользователи отмечают, что приходится менять размеры граней ромба антенны несколько раз, прежде чем получится усилить сигнал. Но работа, как правило, стоит затраченных нервов и сил, так как на выходе получается качественная антенна с хорошими характеристиками.

Антенна Харченко тем хороша, что она в идеале должна подсоединяться к внутренней антенне модема, чем и усиливает сигнал. Но даже если не пытаться проникнуть внутрь устройства, можно провод на выходе просто обмотать вокруг модема. Это тоже позволит добиться серьезных успехов по усилению сигнала любого 3G-модема.

Характеристики внешних усилителей для модема

Антенны – это устройства для усиления сигнала. Они бывают разных типов:

• узконаправленные;
• секторные;
• всенаправленные.

Самые простые – всенаправленные. Они могут принимать и передавать сигнал во все направления с одинаковой интенсивностью. Примером может служить обычный четвертьволновой вибратор. Если говорить упрощенно, это обычный кусок провода, имеющий длину в четверть волны принимаемого сигнала.

Секторная способна ограничивать излучение в определенном секторе. Например, если за всенаправленной антенной поставить лист железа, то получится секторная антенна с сектором в 180*. Такой лист железа называется экраном.

Самая эффективная — направленная антенна, которая является частным случаем секторной. За счет подбора (конечно же точного расчета на самом деле) кривизны экрана можно получить узко направленный луч излучения радиоволны.

Двумя основными характеристиками любого приемо-передающего устройства являются чувствительность и коэффициент усиления. Чувствительность влияет на качество принимаемого сигнала, коэффициент усилений – передаваемого. Измеряются эти параметры в dBi. Чувствительность измеряется отрицательным числом, коэффициент усиления положительным. Чем больше модули этих чисел – тем лучше, тем качественней ваше устройство. Например, чувствительность в -75dBi хуже, чем -83dBi. Коэффициент усилений 11dBi лучше, чем в 6dBi. Чем выше эти параметры, тем больше дальность устанавливаемой связи.

Виды антенн для 3G и 4G

На сегодняшний момент видов приемников сигнала для мобильных сетей третьего и четвертого поколений существует немало. Многие из них использовались еще до появления сотовой связи (для телевизионного вещания) и успели зарекомендовать себя с хорошей стороны. Ниже рассказано об основных антеннах для 4G Интернета, которые можно собрать своими руками.

Простая

Самый примитивный вид антенны, который выглядит, как обычный кусок проволоки. Такое приспособление относится к среднемощным или маломощным. То есть длинные линки с его помощью поддерживать вряд ли получится. Зато можно с легкостью заменить стандартную антенну роутера или модема на 2 децибела. Это позволит по меньшей мере в 2 раза увеличить радиус покрытия сетевого устройства без особых затрат.

Антенна, припаянная к модему

Панельная

Ещё один вариант оборудования, применяемого для улучшения качества сигнала. Особой популярностью пользуются для работы с 3G и 4G сетями.

Обратите внимание! Изначально их использовали для стандартов третьего поколения, но затем стало понятно, что эти устройства могут спокойно работать и с LTE сетями. Всё дело в том, что рабочий диапазон этих стандартов частично совпадает

Направленная 3G, 4G пушка

Это устройство представляет собой штырь, на котором на определённом расстоянии надеты медные круги фиксированного радиуса. Преимуществом такого приспособления является то, что при грамотном подходе и минимально затраченных средствах можно получить антенну, улавливающую сигнал даже за 30 км от вышки или базовой станции, что крайне выгодно и удобно.

MIMO

Чтобы увеличить пропускную способность каналов передачи данных между приемником и передатчиком, разработали специальный метод обработки радиосигналов, основанный на том, что приемы передачи ведутся через различные антенны.

Важно! Применяя антенну типа MIMO, можно увеличить пропускную способность доступа к сети. Это будет величина, в среднем на 10-30 % большая, чем при использовании простой антенны. Основной принцип работы приспособления заключается в устранении любых взаимосвязей между принимающей и отправляющей антеннами

Основной принцип работы приспособления заключается в устранении любых взаимосвязей между принимающей и отправляющей антеннами.

Антенна Харченко, или биквадрат

Антенну, которую придумали еще в 60-х гг. прошлого века, по праву считают одной из наиболее популярных. В те времена она помогала улучшить качество картинки на телевизоре людям, проживающим за зоной уверенного приема телевизионных сигналов, а сегодня она может с легкостью повысить скорость доступа к мобильным сетям и телекоммуникационным системам.

К сведению! Другое ее название — биквадрат.

Волновая

Антенна под названием «волновой канал» была изобретена еще раньше, в 1926 г. в Японии. Данные приспособления сразу стали популярными во всем мире. Они очень просты в изготовлении и обладают достаточно хорошей направленностью. Телевизор стал цифровым, а значит, мультиплекс может передать сразу несколько каналов на одной частоте.

Важно! Это значительно упростило изготовление антенны, так как теперь не нужно обеспечивать широкополосный сигнал, достаточно создавать приемник на одну определенную частоту

Другие возможные виды

Одним из наиболее распространенных видов антенн является облучатель для спутниковой тарелки. Он продается во многих специализированных местах и обладает хорошим соотношением цены и качества. Спутниковые тарелки позволяют фиксировать сигнал на расстояние до 40 000 км. Понятно, что такое приспособление сделать в домашних условиях крайне проблематично, поэтому оно не стоит детального рассмотрения. При желании его можно просто купить.

Принцип работы усилителя сигналов

Как сделать панельную антенну MIMO 4G в домашних условиях

Этот вид устройств приема сигнала получил распространение и в торговле, и у домашних мастеров — считается, что панельная конструкция дает устойчивый прием сигнала и несложна в обиходе и изготовлении. Конструктивно она состоят из двух патчей (матриц диполей).

Есть такие варианты:

• патчи располагаются в разных корпусах и вертикальных рядах;
• патчи находятся в одном корпусе (с четырьмя на каждый сегмент).

Обязательными условиями для выполнения монтажных работ по изготовлению и эксплуатации приемного панельного устройства МИМО 4G в домашних условиях профессиональными мастерами называются:

1. Необходимость точного соблюдения всех заданных и расчетных размеров и параметров. Для этого предварительно нужно рассчитать размеры и выполнить чертежи устройства.
2. Вычислить правильное месторасположение антенны на улице. Она должна направляться в сторону ближайшей базовой антенны сотового оператора. Если провести условную линию от устройства к операторской вышке, то на ее пути не должно быть помех (или минимальное количество и небольших).

Необходимые материалы и комплектующие:

1. 2 ровных листа одностороннего фольгированного стеклотекстолита или оцинкованной стали. Толщина: 0,2-0,5 мм. Один лист нужен для изготовление рефлектора (отражателя), а другой — для выполнения активных элементов.
2. Кабель. Он берется специальный с сопротивлением 50 Ом (телевизионный не рекомендуется).
3. Подключающие разъемы. Они должны подходить к разъемам на модеме.
4. Отрезок медного провода толщиной 1-1,2 мм. Провод можно брать любой.
5. Деревянная доска. Длина — не менее 2,00 м.
6. Нейлоновые хомуты.
7. Полипропиленовые трубы.
8. F-коннектор: 2 шт.
9. Кабель (пигтейл) F-CRC9: 2 шт.

Инструменты:

• дрель;
• пассатижи;
• паяльник;
• баллончик автоэмали;
• рулетка, линейка, карандаш (маркер);
• клей «Поксипол» (или его аналог).

Алгоритм работ:

1. Для изготовления каркаса доску нужно распилить на 3 части. Верхняя — 120 см, боковые — по 35 см.
2. Собирается каркас в виде буквы «П».
3. Из листа оцинкованной стали нужно вырезать 2 полотна. Линейный размер: 375х375 мм.
4. Основания фиксируются с помощью дюбелей на деревянном каркасе строго под углом 45º.
5. В центре каждого основания необходимо просверлить отверстия для кабеля, который будет идти к модему. Диаметр: 7 мм.
6. Далее делается разметка для крепления антенны.
7. Полипропиленовая труба распиливается на 6 частей: 3 длиной 42 мм и 3 — 44,5 мм.
8. Трубы располагают на кусках стеклотекстолита или оцинкованной стали и приклеивают (клей «Поксипол»).
9. Сама антенна изготавливается из проволоки по размерам, указанным в чертеже.
10. Для удобства и точности загибы нужно делать, используя пассатижи.
11. Затем кабель зачищается (внешний и центральная жила).
12. Оплетка припаивается к изгибу, а жила — к концам проволоки.
13. Кабель просовывается через полипропиленовую трубу в заранее просверленное отверстие.
14. Далее необходимо проверить все размеры. При необходимости — выровнять.
15. Углы ромбов фиксируются на полипропиленовых держателях с помощью клея.
16. После его высыхания необходимо замерить расстояния между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм.
17. Теперь крепим середину антенны с помощью клея.

Второй узел МИМО-антенны (на 843 мГц) изготавливается в точно такой же последовательности.

Окончание работ по созданию антенны МИМО 4G своими руками:

1. Кабели необходимо затянуть с обратно стороны устройства нейлоновыми хомутами и приклеить. Это нужно для того, чтобы они не «гуляли» в отверстиях. Обратное может привести к нарушению работы репитера.
2. Затем выполняются контрольные замеры по схеме. При замеченных отклонениях необходимо провести корректировку.
3. Проволоку и оцинкованные листы нужно покрыть автоэмалью. Эта процедура поможет предохранить их от окисления.
4. После через F-коннекторы кабели нужно вывести на пигтейл и уже затем на модем.
5. Проводится тестирование системы.
6. В случае положительного результата создание антенного устройства окончено.