Как выбрать антенну и сопутствующее оборудование для усиления 3G/4G-сигнала
Из-за огромного разнообразия довольно трудно выбрать конкретную модель антенны. В данной статье вы узнаете о том, какую выбрать антенну для интернета, с учетом преимуществ, особенностей и недостатков различных типов данного оборудования.
Схема подключения оборудования
Если нужен доступ в интернет для персональных компьютеров (ПК), ноутбуков и смартфонов, то подойдет самая простая схема: антенна — модем — ПК. Модем можно подключить через USB-разъем к компьютеру, а посредством кабельной сборки и адаптера (пигтейла) к антенне.
Если у вас несколько устройств (компьютеры, телевизор, плеер, планшет и т. п.), тогда потребуется роутер, а далее сигнал пойдет по WiFi или витой паре.
Учитывая такое многообразие комбинаций, представим обобщенную схему:
Антенна — Фидерная линия — Роутер/модем
Под «фидерной линией» подразумевается совокупность всех разъемов, кабелей, адаптеров и пр., служащая для соединения.
Чтобы выбрать оборудование, опирайтесь на критерии:
соотношение качества (скорости приема/передачи) и стоимости;
приемлемое качество приема при минимальных затратах на оборудование.
Разновидности антенн
Широкополосная или узкополосная?
Широкополосная антенна используется для приёма сигнала в разных частотных диапазонах при отсутствии возможности установки антенн по отдельности, на каждый диапазон. Если говорить о том, как работает антенна для модема, то когда появляется необходимость в одновременном приёме GSM-сигнала для голосовой связи и 3G/4G-сигналов для интернета, в данном случае модем будет в автоматическом режиме переключаться на необходимый стандарт связи без продолжительных потерь. Однако есть и недостаток: при стабильном сигнале будут ловиться помехи, создаваемые голосовой связью, 4G-сигналом, а также интерференцией сигналов разнообразных источников, которые лежат в широком диапазоне частот антенны.
Типы антенн
Антенны делятся на следующие типы:
Облучатель для спутниковых тарелок;
Панельная, широкополосная;
«Волновой канал» (Яги), антенна с ограниченной полосой усиления сигнала.
Облучатели, устанавливаемые на место конвертеров на спутниковых антеннах, предназначены для приема сигнала в условиях прямой видимости до БС (базовая станция) на границе обслуживаемой зоны. Если говорить о том, как выбрать оптимальное направление для 3G антенны такого типа, то здесь важно точно знать местоположение передающей соты и рельеф местности. Для применения требуется "тарелка" стороннего производства, диаметр которой выбирается с учетом требуемого усиления. Достоинством является возможность достижения максимального усиления сигнала. К недостаткам относятся: необходимость крайне точного позиционирования антенны на сотовую вышку как в вертикальной плоскости так и в горизонтальной на высоте не менее 3 метров. Антенну не достаточно просто закрепить на мачту, так как даже средний ветер будет менять ее точное положение и ухудшать прием. Крепеж лучше всего делать только к стене.
Панельные антенны и Яги имеют некоторые сходства:
они направленные;
достаточно высокий КУ (коэффициент усиления) в рабочем диапазоне.
Имеется важное отличие в виде ощутимо большей неравномерности усиления в рабочем частотном диапазоне у Яги.
Яги более дешевые и легкие решения, которые применяются в узкой полосе частот. Таким образом, антенна Яги не может усиливать сигнал одновременно, например, в полосе 3G и 4G. Так как эти частоты “нарезаны” кусками в диапазоне от 1600 до 2600 МГц. А в некоторых областях они залазят и в диапазон от 450 - 900 Мгц, включая GSM канал.
В настоящее время панельные широкополосные направленные антенны практически завоевали рынок бытовых 3G и 4G усилителей интернет сигнала. Достаточно широкая диаграмма направленности позволяет незаморачиваться с поиском профессионалов для их настройки. Стоимость самих панельных 4G антенн невысока и определяется их размерами, коэффициентом усиления и поддержкой стандарта MIMO/
MIMO или нет?
По сути, MIMO - это 2 антенны в едином корпусе, развернутые под углом 90 градусов относительно друг друга. Для увеличения пропускной способности в стандарте передачи данных применяется горизонтальная и вертикальная поляризация. Это позволяет увеличить скорость приема и передачи данных. Технология поддерживается в стандарте 4G.
В 3G-сети задействованы тысячи базовых станций без MIMO и порой пропускная способность может снизиться, а потому технология по большей части актуальна только для 4G.
Входное сопротивление
Выбор антенны по входному сопротивлению зависит от кабеля для фидера. Кабели 75 Ом ощутимо дешевле, однако некоторые марки не уступают по характеристикам кабелям 50 Ом.
Производители модемов и роутеров рекомендуют кабели 50 Ом, поэтому техника снабжается соответствующими разъемами, а потому при подключении кабеля с другим волновым сопротивлением возникают небольшие потери. Для кабельных трасс 5-10 м можно смело использовать 75-омный кабель. На 15 метровом отрезке потери если и будут, то не очень существенными, поэтому здесь стоит использовать хорошие кабели с оплеткой 64% - 96% экрана. На отрезке от 20 м. лучше использовать или предыдущий кабель, или применять кабельные сборки из радиотехнического кабеля, можно недорогого типа RG-58. Если трассу тянете более 30 метров стоит потратиться на 5D-FB.
Элементы фидерной линии
Фидер — совокупность адаптеров, кабелей, модемов и антенн. Факторы при выборе фидера:
сведенные к минимуму потери сигнала с разумными ограничениями на цены компонентов;
минимальные расходы на фидер при ограничении на величину потерь.
Гермобокс
Гермобокс — альтернатива фидеру, но отличается отсутствием потерь сигнала. Можно расположить антенну в одном месте, где есть сигнал от оператора, даже за несколько десятков метров от ПК.
Однако есть и ряд недостатков:
Длина кабеля USB максимум 10 метров.
Ограничения в использовании, связанные с температурным режимом (зависания при перегреве, замерзание).
Неудобство в эксплуатации.
Такие антенны дороже обычных, что компенсируется экономией на кабелях и отсутствием потерь.
Кабели
При выборе кабеля стоит учитывать следующее:
Чем больше толщина кабеля, тем меньшими будут потери;
Два экрана лучше, чем один;
При куда более плотном плетении снижаются потери;
Кабель со сплошным полиэтиленом имеет большие потери по сравнению с вспененным центральным диэлектриком;
Разъемы
Антенны 50 Ом комплектуются, преимущественно, разъемами типа N, а 75 Ом – разъемами F-типа. Площадь контакта N-разъема выше, чем у F, а потому надежность рабочего процесса системы в их случае выше.Стандартный F-разъем, как правило, функционирующий на частотах до 1-2 ГГц, характеризуется заметным КСВ и накладывает ощутимый отпечаток на коэффициенты усиления и шума антенны.
Адаптеры для подключения к модему
Пигтейлы предназначены для подключения самой кабельной сборки к роутеру/модему, так как любой основной кабель (50 или 75 Ом) слишком грубы и негибки по отношению к самому USB модему, даже самый тонкий среди них RG-58. В принципе встречаются разъемы SMA/TS-9 применение которых с одной стороны снижает потери в дополнительном шнурке, с другой стороны, это почти всегда заканчивается выламыванием USB-порта в ноутбуке или роутере. В более мобильном ноутбуке значительно чаще.
На сайте вы можете приобрести все необходимое оборудование:- пигтейлы и кабели (например, модель SMA-female/TS-9), предназначенные для модемов с контактами, через которые подключается внешняя антенна для 3g модема.
- антенны-усилители GSM, 3G, 4G, LTE, Wi-Fi