Ускорим 3G модем при помощи внешней антенны

Цена: $10.57

Антенна была приобретена для использования с 4G модемами Huawei. Приобретение было спонтанным, однако достаточно полезным. Сразу оговорюсь, произвести инструментальные измерения возможность не предоставилось по причине отсутствия переходника CRC9-SMA (либо любого другого из общеупотребляемых), таких переходов к сожалению пока у меня нет, а выпаивать из модема было как-то жалко, возможно в дальнейшем, при появлении переходников, измерения и будут произведены. Антенна используется на даче, месте хоть и не сильно удаленном от города, однако как с интернетом так и с голосовой связью проблемы имеющем. Удаление от ближайшей базы составляет около 8,7 км в прямой видимости, чего достаточно для низкой скорости около 0,5 Mbps. Итак. Данная антенна была приобретена и неторопливо прибыла в место использования. Руки сразу же полезли за отверткой. После вскрытия девайса была обнаружена достаточно качественно выполненная антенна из диэлектрика СВЧ диапазона похожего на ФЛАН (маркировки не было, поэтому это только предположения, но очень похож). Антенна выполнена по топологии волновой канал. К сожалению фотографий нет, так как китайцы залили платы вибраторов своими «прозрачными соплями» и достать платы из корпуса без потерь не представлялось возможным. При подключении антенны приема 4G добиться не удалось, но заметное улучшение в 3G диапазоне присутствует, несмотря на то что 3G диапазоны частот для данной антенны не заявлены. На скринах ниже легко заметить что при подключенной антенне увеличивается как уровень принимаемого сигнала, так и скорость соединения. Скрины спрячем под спойлер, дабы все могли приобщиться, тем же кому открывать спойлер лень скажу что толк от антенны есть.3G билайн, с антенной и безБез антенны С антенной 3G МТС с антеной и безБез антенны С антенной Скорость приема заметно увеличилась что хорошо видно на speedtestSpeedtest билайнSpeedtest без антенны С антенной Объяснить одинаковые пинги я пока не могу. И напоследок график приема передачи, в начале графика работа с антенной, в конце без. В конце своего первого обзора (посему больно не бейте) хочу сказать что данная антенна оказалась достаточно неплохим приобретением, качественно выполненным и действительно усиливающим слабый сигнал. Естественно говорить о заявленных 16 dBi усиления нельзя, но тем не менее она работает и позволяет добиться приемлемых скоростей. И по традиции,хоть и не мой, но стремлюсь… P.S. Если кто знает где найти переходник с CRC9 female на SMA female или что-нибудь распространенное, дайте знать плиз… maxim0512АнтенныДобрый день. Люди, живущие в частном доме, часто сталкиваются с проблемой отсутствия качественно интернета. ADSL сейчас мало где используется, да и скорость оставляет желать лучшего. Особенно проблематично если дом новый и телефона нет, тогда придется тянуть провод ради не очень быстрого интернета. А если и есть телефон, не факт, что линия, проложенная уже давно, подойдет для интернета. Оптоволокно тянуть дорого. Некоторые складываются с соседями и тогда затраты могут стать приемлемыми. Однако не всем нужен хороший интернет. Остается мобильный интернет. Технология 4G максимально позволяет достичь 150 Мбитсек, но для такой скорости нужен качественный прием сигнала. Не всегда встроенной антенны (точнее двух) модема достаточно для этого. Итак, сегодня мы будем изготавливать антенну Харченко для 4G модема Yota. На данный момент в продаже имеются модемы YOTA 4G LTE WLTUBQ-108. Нам необходимо:— YOTA 4G LTE WLTUBQ-108- Медный провод сечением 2.5 мм- Лист железа- Коаксиальный провод сопротивлением 75 Ом, тонкий- Пигтейл двойной с MS156 на SMA Female- Разъем SMA Male- Дрель- Сверло 3 мм- Пластиковая трубочка или любой диэлектрик- Паяльник- Припой, канифоль- Термоклей- Хомутики- USB удлинительШаг 1 Подготовка модема.Перед началом изготовления антенны, стоит подключить модем к компьютеру. Зайдя в настройки модема по адресу 10.0.0.1, записать значения SINR/RSRP. Делать это надо для сравнения изменения уровня сигнала, после подключения антенны. Модем разбирается достаточно легко. Необходимо чем-нибудь острым, например, шилом или ножом, поддеть и вынуть верхнюю крышку. Делать это надо очень аккуратно, так как под крышкой находится встроенная антенна. Главное не повредить ее. Снимаем крышку:Далее держим модем за USB разъем одной рукой, а второй снимаем вверх корпус модема:И с обратной стороны он выглядит так:Наш модем поддерживает технологию MIMO. MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественные входы, множественные выходы) — технология пространственного кодирования сигнала, благодаря которой можно увеличить полосу пропускания канала. При использовании этой технологии, для передачи данных используются две или более антенны и столько же антенн для приёма. В нашем случае у нас две антенны. Для каждой антенны свое гнездо:Одно гнездо находится в верхней части модема, второе сбоку справа. Оставлять модем открытым нехорошо, поэтому прикладывая корпус к модему, вымеряем места отверстий под гнезда, и сверлим сверлом диаметром 3 мм:Вымереть точно достаточно сложно. Просверлив отверстия надеваем корпус на модем и смотрим совпадают ли отверстия с гнездами. При необходимости увеличиваем отверстия ножом в нужном направлении. Убедившись, что отверстия совпадают с гнездами, надеваем корпус и закрываем верхнюю крышку. Антенну будем подключать к специально подготовленным гнездам. Для этого нам необходим переходник. С одной стороны, которого будет два разъема MS156 (подключаем одну антенну к двум гнездам), с другой стороны высокочастотный разъем SMA Female. Его можно заказать на aliexpress или купить в магазине радиодеталей:Подключаем пигтейл к модему:На этом откладываем, на время, модем в сторону.Шаг 2 Расчет антенны.Вариантов антенн достаточно много. На мой взгляд наиболее эффективная и простая в изготовлении — Антенна Харченко. Она названа по фамилии инженера, разработавшего и описавшего конструкцию этой антенны – Харченко К.П. Вибратор антенны будем изготавливать из медной проволоки сечением 2.5 мм. Можно использовать провод сечением 2 мм. Провод легко купить в электрике. Перед изготовление антенны изоляцию провода стоит снять. Вибратор состоит из двух квадратов, соединенных в одной из их вершин и с разъединенными сторонами. Провод антенны припаивается в точках соединения квадратов. Входное сопротивление антенны близко к 50 Ом. Я выбрал 75-Омный кабеле, хотя она также хорошо согласуется и с 50-Омным коаксиальным кабелем. Длина сторон квадратов равна λ/4, где λ — длина волны. В нашем случаем это 115 мм. Изготавливаем вибратор по следующей схеме:Где:Центральная частота f: 2600 МГцВолновое сопротивление антенны ρ: 50 ОмДлина волны λ: 115 ммРазмер L1 (внешняя сторона квадрата): 28.9 ммРазмер L2 (внутренняя сторона квадрата): 27.6 ммРазмер L3 (общая длина рамок): 81 ммРазмер L4 (ширина рамок): 40.5 ммРазмер L5 (промежуток в месте подключения): 1.7 ммРасстояние вибратор-рефлектор D: 13.2 ммРазмер B (ширина рефлектора): 115 ммРазмер H (длина рефлектора): 115 ммДиаметр проволоки вибратора: 2.5 ммОбщая длина проволоки (с запасом на повороты): 237.9 ммШаг 3 Собираем антенну.Припаиваем провод к вибратору. В итоге должно получиться так:Рефлектор можно изготовить практически из любого металлического листа. Также возможно изготовление сетчатого рефлектора. Я выбрал и вам рекомендую изготовить его из металла от старого системного блока компьютера. Толщина достаточная, а покрытие отлично помогает. Вырезаем квадрат со стороной 115 мм. Можно вырезать и больше, я указываю минимально необходимую сторону квадрата. В центре делаем отверстие 6 мм. В углу рефлектора так же проделываем 6 мм отверстие для крепления антенны. Затем берем небольшую пластиковую трубку или трубку из любого диэлектрика. Отрезаем от нее 13 мм и, используя термоклей, крепим, получившуюся деталь, в центре рефлектора, так, чтобы отверстия рефлектора и трубки совпадали:Продеваем провод с припаянным вибратором в центральное отверстие рефлектора. При помощи термоклея фиксируем вибратор. Перед установкой хорошо продумайте место установки. Антенну нужно расположить так, чтобы вибратор располагался горизонтально. Также ее надо повернуть вибратором в сторону приёмной вышки. Антенну лучше расположить внутри помещения. Если планируете использовать снаружи, стоит позаботься об гидроизоляции антенны. Я закрепил антенну на откосе окна на улице. Чтобы на нее попадало как можно меньше дождя и снега, закрепил ее в верхней части. Таким образом она находится, как бы, под козырьком:Не забудьте просверлить отверстие в раме окна и продеть в него провод. Шаг 4 Подключаем антенну к модему.На конец провода устанавливаем разъем SMA Male. Средний контакт необходимо припаять, внешняя оплетка фиксируется металлической трубкой, изолируем термоусадкой или изолентой:Пигтейл держится не очень устойчиво в гнездах модема. При малейшем движении разъемы пигтейла выпадают из гнезд. Поэтому стоит изготовить небольшой постамент для модема. Такой постамент удобен и без антенны. Можно просто его поставить на подоконник или шкаф, и сигнал уже будет лучше, чем если бы модем торчал где-нибудь сзади системно блока. Из фанеры вырезаем квадрат со стороной 10 см. И небольшой прямоугольник 2 х 3 см. Скручиваем их как показано на фото. К прямоугольнику, используя хомутик, крепим один конец USB удлинителя. Насчет удлинителя, стоит выбирать удлинитель с проводом потолще и длиной не больше 70 см. В более длинных будут большие потери, и модем может не запуститься из-за недостаточного питания. Также большие потери будут в слишком тонких проводах. Ставим модем в разъем удлинителя, вставляем пигтейл и фиксируем провод пигтейла еще одним хомутиком. Таким образом мы исключим случайное отключения антенны:Подключив антенну к модему, а модем к компьютеру, заходим в настройки модема по адресу 10.0.0.1. Ориентируясь на показатели SINR/RSRP находим лучшее место для антенны. SINR — Показатель характеризующий соотношение шума (помех) и уровня сигнала. Для стабильной передачи данных, значение показателя должно быть больше 2. RSRP — Показатель характеризующий качество сигнала с базовой станции. Чем выше это значение, тем лучше связь. Достаточным считается значение показателя от -110 и выше.Для сравнения приведу свои показатели. Без антенны значения следующие: SINR 7, RSRP -112. После подключения данной антенны показатели стали: SINR 15, RSRP -92.Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Во всех 3G модемах есть внутренние антенны. В некоторых моделях их даже по две-три. Об этих антеннах никто и не задумывается, пока модем без проблем прокачивает через себя пяток-другой Мбит в секунду. Но если скорость составляет считанные килобиты и если компьютер с модемом уже побывал во всех углах комнаты в поисках хоть какого-то сигнала, но так его и не нашёл, то первое, что может помочь – это внешняя антенна. У некоторых модемов есть специальный разъём для подключения внешней антенны. Минусы такого способа: — необходимо найти кабель-переходник с подходящим конкретно для этого модема ответным разъёмом; — на разъёме будут лишние потери сигнала; — разъём очень хрупкий, и пара неаккуратных подключений может сломать его. Из достоинств такого разъёма – только его наличие. Многие модели модемов такого разъёма не имеют. Как раз к такому модему мы и будем подключать внешнюю антенну. Для этого из инструментов потребуются: отвёртка, паяльник, острый нож. А также умение паять или лишние деньги на новый модем. Итак, наш пациент – 3G модем Huawei E171от МТС: Аккуратно вскрываем корпус и вынимаем из него модем. Вот его обратная сторона, (но она нам неинтересна). На лицевой стороне расположены: модуль для карты памяти, контакты для SIM-карты, радиомодуль под крышечкой, разъём, внутренняя антенна и USB-выход. Интересно, что этот разъём недоступен без разборки корпуса, то есть почти все обладатели этого модема об этом разъёме даже не подозревают. Пусть он остаётся на месте, он нам не нужен и нисколько не мешает. А мешает нам внутренняя антенна: Антенна вытравлена прямо на плате, и нам необходимо её отключить. Для этого сначала выкусываем SMD-конденсатор, предназначенный для резонансной согласовки антенны. Потом небольшой фрезой, зажатой в дрель, делаем пропил по антенне, оставляя только небольшую площадку для припайки кабеля. Разрез делаем неглубоко, так как печатная плата многослойная. Прозваниваем тестером, успешно ли прошла «ампутация» и нет ли КЗ между площадкой под припайку кабеля и отрезанной антенной. Кстати, иногда эта площадка может иметь КЗ на землю – таковы особенности архитектуры некоторых модемов. Если бы мы не отрезали внутреннюю антенну, то после подключения внешней антенны сигнал бы делился между ними, возникло бы рассогласование и ничего бы не получилось. Интересно, есть ли ещё шанс вернуть этот модем по гарантии? Следует отметить, что в некоторых модемах внутренняя антенна сделана в виде колпачка с излучающими элементами. Этот колпачок легко сдёргивается с платы, так что ничего перерезать не придётся. После «ампутации» берём кусочек коаксиального кабеля RG174, сопротивлением 50 Ом, длиной 15 см (длиннее не надо, т.к. на таком кабеле большие потери сигнала), F-разъём и разъём типа «тюльпан». Найти всё это можно в магазине радиодеталей. С «тюльпана» скручиваем колпачок, остальное выбрасываем. Зачищаем кабель. Припаиваем жилу к центральному выводу F-разъёма, оплётку – на его землю, надеваем колпачок на разъём. Тщательно отмеряем и высверливаем отверстие в одной из половинок корпуса. Продеваем кабель сквозь это отверстие. Припаиваем кабель к модему. Паяем быстро, точно и аккуратно, не перегреваем плату. Центральную жилу припаиваем на площадку, оставшуюся от внутренней антенны; оплётку припаиваем к любому месту, являющемуся землёй и расположенному как можно ближе к площадке с припаянной центральной жилой.

Собираем модем. Теперь из модема торчит кабель и мешает крышке закрыться до конца. Поэтому аккуратно фрезеруем её.

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

Пришла очередь проверить эту конструкцию в действии. Для теста были перепаяны модемы Huawei E171 от МТС и ZTE MF190 от Билайна. Было приобретено ещё два точно таких же модема – в качестве эталонов, чтобы было с чем сравнивать.

Целью теста была оценка прироста скорости 3G интернета у перепаянного модема с внешней антенной по сравнению с эталонным модемом со стандартной внутренней антенной. Мы ни в коем случае не выясняли, какой из операторов «лучше», или какая модель модема «правильнее». Мы сравнивали только модем с внешней антенной и модем со стандартной антенной. Замеры проводились в обычной квартире, в спальном районе. Мы мерили скорость спидтестом, каждое измерение делали по 10 раз и потом находили среднее значение. Вот результаты:ZTE MF190 со штатной антенной (Билайн, режим 3G)

Ping 218 мс
Downlink 0,46 Мбит/с
Uplink 0,16 Мбит/с

Перепаянный ZTE MF190 с внешней антенной (Билайн, режим 3G)

Ping 99 мс
Downlink 1,16 Мбит/с
Uplink 0,66 Мбит/с

Huawei E171 со штатной антенной (МТС, режим EDGE)

Ping не было
Downlink 0 Мбит/с
Uplink 0 Мбит/с

Перепаянный Huawei E171 с внешней антенной (МТС, режим 3G)

Ping 310 мс
Downlink 0,47 Мбит/с
Uplink 0,03 Мбит/с

3G от Билайна ловился на оба модема ZTE, но у модема с внешней антенной ping лучше на 119 мс, скорость приёма выше в 2,5 раза, а скорость передачи – в 4 раза. На модем Huawei от МТС со штатной внутренней антенной 3G не ловился вовсе, EDGE поймался всего пару раз, ни о каком спидтесте или загрузке какого-либо сайта речи даже не шло. Но так даже интересней – поймать сигнал, казалось бы, в совсем безнадёжном случае! И с внешней антенной это удалось: ping был равен 310 мс, скорость приёма 0,47 Мбит/с, скорость передачи 0,03 Мбит/с. Причём во время тестов мы ставили антенну на подоконник и направляли её как попало, просто в сторону улицы. Думается, что при установке антенны за окном или на крыше, и при грамотном её наведении на базовую станцию, полученные результаты намного улучшились бы. В итоге, перепаянный модем в комплекте с внешней антенной дают выигрыш в скорости как минимум в два раза, и они могут вытянуть сигнал там, где его никогда и не было. Это является настоящей находкой для тех, до кого ещё не провели ни оптику, ни даже медь.Используемые источники: