О сайте

Всем доброго времени суток! Я, Вячеслав Юрьевич, или просто В.Ю. приглашаю Вас в свой блог. Почему блог так называется? Я дедушка и, как все деды, люблю поговорить о былом и поучить молодёжь. Читайте мои посты с советами обо всём, а особенно о здоровье.
До новых встреч!

среда, 31 августа 2016 г.

Самодельная антенна на диапазон 1,8 – 2,4 ГГц.

Фото 1.

 Если вы уже знаете, каким образом с помощью шоколадки можно улучшить работу модема, покиньте эту страницу!
 Эту антенну я сделал, продолжая тему самодельного пассивного ретранслятора для мобильного телефона и интернета. Напомню, что в предыдущей части речь шла о самодельных антеннах на 900 МГц, которые легко можно сделать в полевых условиях, обеспечив, таким образом, уверенную мобильную связь. Статья была бы не полной, если я обошёл бы стороною частоты: 1,8 ГГц – городская мобильная связь, 2,1 ГГц – 3G интернет, 2,4 ГГц -  Wi-Fi модемы.  Ради отписки пришлось схитрить и сделать универсальную антенну на более широкий диапазон. С другой стороны самоделка не только обладает универсальностью, объединяя несколько частот, но и имеет хорошую повторяемость, а, следовательно, возможность самостоятельного изготовления без процесса настройки.

 Дело в том, что конструкции моих самодельных проволочных антенн на указанные в оглавлении частоты требовали тщательного соблюдения геометрических размеров и сильно зависели от материала. Из-за острого резонанса трудно было добиться согласования на нужной частоте, а поэтому вслепую, без настройки  обойтись было нельзя.
 «На этих диапазонах только пластинки будут работать, всё остальное – сплошная бутафория, чтобы собирать деньги», - говорили мне профессионалы, когда я консультировался с ними. Ну что? Пластинки, так пластинки – так я опять вернулся к антенне «Харченко». Я начал делать антенну на 2,1 ГГц, а чтобы точно попасть в диапазон, увеличил ширину рамок при прежнем  диаметре проволочных колец, и, таким образом, получилась достаточно широкополосная антенна, гибрид между щелевой антенной и двойным квадратом.
              Как работает пассивный ретранслятор и что это такое.
 Такое устройство обычно используется в местах, труднодоступных для прохождения радиоволн, связанных с рельефом местности или экранировкой помещения. Эти более высокие частоты распространяются подобно свету и поглощаются листвой деревьев, окнами из стеклопакетов, железобетонными стенами.
 Две одинаковые направленные антенны соединены между собой коаксиальным кабелем – вот и всё устройство пассивного ретранслятора.
Фото 2.
Фото 3.
 Одна антенна выносится из помещения наружу и направляется на базовую станцию (фото 2). На другую антенну (фото 3), находящуюся в помещении, помещают сотовый телефон, смартфон или модем, осуществляя емкостную связь с перечисленными устройствами. За счёт направленных свойств выносной антенны (её усиления) и её более выгодного расположения вне экранированного пространства, совпадения  поляризации с поляризацией антенны базовой станции, - увеличивается усиление в тракте приёма-передачи, а за счёт этого увеличивается скорость и связь становится устойчивой.


                                       Конструкция антенны.

Фото  4. Размеры вибратора.
 Для изготовления антенны был использован односторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 0,5 мм. Острые края ромбов обрезал, на параметры они не влияют. В качестве рефлектора я использовал алюминиевую фольгу, наклеив её на дно упаковочной коробки с крышкой из органического стекла, на которой точечно зафиксировал клеем «Момент» вибратор. Размер рефлектора 160 Х 80 мм, кстати, он напоминает шоколадку. Это благодаря рефлектору, антенна имеет одностороннюю диаграмму направленности и за счёт этого обладает усилением.
Фото 5. Вибратор с рефлектором.
 Расстояние между рефлектором и вибратором составляет 3,6 см было выбрано исходя из наилучшего КСВ, что обеспечивает хорошее согласование с кабелем. Для быстрого и удобного крепежа стойки сделал из пробок. Вибратор не имеет электрического контакта с рефлектором. Используется 50-омный коаксиальный кабель с минимальным затуханием.
 А если дочитали до этого места, то теперь должны догадаться, что фольга, используемая в шоколадке (фото 1), представляет собой отражатель, то есть рефлектор. Нередко в качестве отражателя используют сковородку, металлическую миску, дуршлаг, рефлектор нагревательного прибора, защитную сетку вентилятора и многое другое. Лучшие результаты получаются со сферическими отражателями за счёт сходимости отражённого поля в одной точке, например с рефлектором от спутниковой тарелки.
                                                 Параметры антенны.

Фото 6. КСВ антенны. Обзор 1,5 - 3 ГГц.
Диапазон 1,8 – 2,25 ГГц, КСВ менее 1,5
Диапазон 1,7 – 2.6 ГГц, КСВ менее 2
Коэффициент усиления 6 дБ.
Волновое сопротивление 50 Ом.
                                   Тестирование ретранслятора.
Этот процесс я доверил независимому эксперту. Вот его отзыв о работе ретранслятора.
В ходе тестирования при помощи сервиса http://pr-cy.ru/speed_test_internet/ выполнялись измерения параметров скорости Интернет-соединения:
Фото 7.
  • входящая скорость (скорость скачивания) в Мбит/c (больше-лучше);
  • исходящая скорость (скорость закачки) в Мбит/c (больше-лучше);
  • Ping (время отклика интернет-сервера) в мс (меньше-лучше). 
  • В тесте № 3 антенна ретранслятора была дополнительно направлена на базовую станцию
  • Вывод: использование ретранслятора в целом улучшает параметры Интернет-соединения, особенно исходящую скорость и пинг. Наилучший результат достигается при направлении антенны ретранслятора непосредственно на базовую станцию оператора.
P. S.
Я знаю, что это ещё не конец, а только начало. Усиление антенны и скорость можно повысить путём многоэтажного включения антенн, например, сделать выносную антенну комбинацией из 4-х. Этот метод добавит прирост усиления на 6 дБ. Поспешая медленно, начну складывать два этажа, что даст прирост в 3 дБ, а дальше видно будет.
 Я попробовал сделать аппликацию двух антенн из самоклеящейся медной ленты и, несмотря на небрежность в изготовлении, получил чёткий повтор зависимости КСВ от частоты.
Фото 8.
Фото 9.
Фото 10.
Фото 11
 После этого  я решил поэтажно сложить две аппликации. Попробовал использовать готовый splitter (фото 11), четвертьволновый трансформатор из отрезков коаксиальных кабелей и, наконец, синфазно соединил антенны параллельно, запитав середину воздушной линии.

Какое соединение оказалось лучшим?
 Продолжение темы "Самодельные антенные решётки диапазона 1,8 - 2,1 ГГц и  2,0 - 2,7 ГГц."


11 комментариев:

  1. Ув. В.Ю.,можно ли для этой антенны использовать кабель 75ом?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Я не пробовал, но думаю будет хуже.

      Удалить
  2. тесты похожи на флуктуацию скорости от загрузки сети
    я когда тестил рэмовскую антену внешнюю, то четко получал 10 мегабит без и 18-20 с антенной. на серии тестов

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Внешнюю антенну или присоединённую без разъёма посредством емкостной связи, то есть через эфир?

      Удалить
  3. Рэмо стрите, это где модем вставляется в коробочку со скобой охватывающей модем. Кстати, рэмо стрит мини показала результат хуже, на 2-3 мегабита.

    ОтветитьУдалить
  4. а что за лента такая? где приобретается?

    ОтветитьУдалить
  5. Медная фольга (медная лента), тип ЗМ1181 (размер в рулоне 30 х 16.5 - 3м). Используется в строительстве. Руки не поднялись её купить, стоит дорого. Привезли по случаю из Петербурга. Продавалась в хозяйственном магазине. Видел на строительном рынке. Без клейкого слоя обойдётся дешевле. Заказать, купить можно в «Формос ТК» или через «АлиЭкспресс».

    ОтветитьУдалить
  6. RE: На другую антенну (фото 3), находящуюся в помещении, помещают сотовый телефон, смартфон или модем, осуществляя емкостную связь с перечисленными устройствами.

    1. Что имеется в виду под емкостной связью?
    2. В статье про пассивный ретранслятор Вы оперировали черточками ни индикаторе телефона. В этот раз о них не говорите. Количество черточек не прибавилось? Или у этого ретранслятора другое предназначение?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. 1. Под ёмкостной связью понимается передача сигнала не по проводам, а по воздуху. Она так называется, потому что осуществляется подобно конденсатору, пластиной которого с одной стороны является антенна ретранслятора, а другой - антенны перечисленных устройств.
      2. Чёрточки были на сотовом телефоне, за городом, на частоте 900 МГц (это предыдущий пост). В городе телефон принимает на частоте 1800 МГц, и везде показывает полную шкалу. Я не смог найти место, где меня не достали ретрансляторы сотовых операторов, поэтому умолчал про «чёрточки».
      В случае Интернет-соединения уровни сигнала измеряются либо в децибелах (Wi-Fi) , либо оцениваются скоростью Интернет-соединения.

      Удалить
  7. Хорошо, когда у тебя хороший прибор под руками. Но, у основного потребителя его нет. Приближение рефлектора к вибратору уводит частоту. хотя усиление возрастает - пробовал сам. Поэтому не факт, что обычный пользователь "попадёт" именно туда. Советую по пробовать, с начала, с широкополосным диполем: и изготовить проще и попасть в диапазон. Можно купить направленную антенну (Yagi), поставить на крышу, а снизу всё то же широкополосный диполь. Изготовить "логопериодику", тоже не сложно: усиление конечно хуже, но полоса по шире.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Выдержка из текста.
      ... а чтобы точно попасть в диапазон, увеличил ширину рамок при прежнем диаметре проволочных колец, и, таким образом, получилась достаточно широкополосная антенна...

      Удалить