Myjustcall.ru

Связь и коммуникации
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Mimo антенна 4g lte своими руками

Mimo антенна 4g lte своими руками

Для решения проблем с уровнем приема сигнала интернета и мобильной связи можно сделать своими руками MIMO антенну 4g LTE. Технология MIMO позволяет повысить пропускную способность и передавать больше данных, тем самым увеличить скорость работы. Этот эффект достигается за счет использования нескольких устройств для приема сигнала. Не зря название MIMO, или Multiple Input Multiple Output, переводится как множественные входы, множественные выходы. Используя эту технологию, можно обеспечить значительный прирост в скорости передачи данных у конечного потребителя.

Проведя распараллеливание потока на несколько каналов на входе, можно пустить сигнал по нескольким направлениям и также принять все эти данные на выходе. Двух-, трех- и даже восьмикратное увеличение достигается за счет использования определенных конфигураций и количества антенн MIMO 3G или 4G. Более того, можно пускать закодированную информацию с задержкой и восстанавливать данные при приеме. Для того чтобы понять, как работают такие устройства, рассмотрим принципиальную схему передачи радиосигнала.

Прием и отправка информации в линиях беспроводной связи

Радиоволны при перемещении в пространстве наталкиваются на разные препятствия в виде домов, деревьев и других сооружений. Препятствия на пути могут отражать или поглощать волну, а также делать это частично. Иногда сигнал разбивается на несколько составных частей. На характер взаимодействий волны и преград на пути оказывают влияние материал поверхности, частота сигнала и множество других факторов. Отражение в процессе передачи приводит к тому, что появляются временные задержки. Кроме того, из-за всех этих взаимодействий до конечного потребителя доходит только часть отправленных от приемника волн. Поэтому одной из главных проблем беспроводных сетей является многолучевое распространение сигнала.

Для ее решения используются следующие технологии:

  • Разнесенный прием (Receive Diversity) позволяет принимать сигнал сразу несколькими, а не одним устройством. Таким образом, непринятые одной антенной волны принимаются другой. Используется принцип одного выхода и нескольких входов, или SIMO (Single Input Multiple Output);
  • Разнесенная передача (Tx Diversity) основана на том, что сигнал отправляется с нескольких антенн, а принимается одной, то есть множественный выход и одни вход, или MISO (Multiple Input Single Output), как панельная антенна 3G;
  • Пространственное уплотнение (Spatial Multiplexing) – разбивание выходного потока на несколько составляющих и прием через несколько устройств, или MIMO. Антенна получает сигнал, предназначенный и для других приемных устройств тоже. Используя матрицу передачи и всю полученную информацию, сигнал максимально восстанавливается.

Чтобы определить максимальную пропускную способность – С, используется формула:

С= M B log2(1 + S/N), где:

  • C – пропускная способность канала;
  • M – количество независимых потоков данных;
  • B – ширина канала;
  • S/N – соотношение сигнал/шум.

Для сотовой связи 4G, а именно LTE MIMO, возможно использование 8Х8, что позволяет добиться скорости до 300 Мбит/сек. Даже на значительном удалении от станции сигнал будет устойчивым. Сегодня больше распространены MIMO 2Х2. Всегда для 4G количество каналов должно быть четным.

Антенны могут располагаться в одной поверхности или быть вертикально разнесены. Во втором случае важно точно выдерживать расхождения по градусам, указанные в схеме.

Антенна MIMO

Как сделать антенну проще всего? Рассмотрим оборудование для получения сигнала 4G лте 800, в основе которого лежит антенна Харченко – синфазная решетка из ромбов. Эта конструкция была придумана К.П. Харченко еще в шестидесятых годах прошлого года. Основное достоинство этого оборудования состоит в том, что собрать антенну просто, а все параметры можно посчитать по многочисленным онлайн-калькуляторам в сети. За счет необычной схемы устройство редко нуждается в настройке. Если необходимо сделать оборудование для улучшения сигнала 3g своими руками, можно использовать одну антенну Харченко.

В MIMO технологии используется четное число антенн, у нас их будет 2 антенны МИМО своими руками: Downlink – от спутника до приемного устройства, и для отправки – Uplink. Если смотреть на усредненные показатели, что можно использовать 2 антенны на 802 и 843 мГц, подключение будет идти 50-омным коаксиальным кабелем.

Читать еще:  Кнопочный телефон с поддержкой 3g

Для 802 мГц длина в миллиметрах составляет:

Для 843 мГц длина в миллиметрах составляет:

Важно! Количество потоков равно либо меньше минимального числа антенн на приеме или на выходе. При использовании MIMO 4×4 можно работать в диапазоне от 1 до 4 потоков, если же речь идет о MIMO 4×2, то потоков может быть только 1 или 2.

Для работы потребуются:

  • решетка или кусок фанеры, обклеенной фольгой либо фольгированным скотчем, или оцинкованная сталь (у нас используется последний вариант):
  • проволока сечением 4 мм2;
  • кабель;
  • деревянная доска длиной не менее 1,90 м;
  • полипропиленовые трубы;
  • нейлоновые хомуты;
  • баллончик автоэмали;
  • F-коннектор – 2 штуки;
  • пигтейл кабель F-CRC9 – 2 штуки;
  • клей Поксипол;
  • дрель;
  • пассатижи;
  • рулетка и линейка.

Последовательность действий:

  1. Выполняем каркас в форме буквы П. Для этого распиливаем доску на три части. Самая длинная доска (верхняя часть буквы) должна составлять 1 м 20 см, а боковые – по 35 см. Можно выпилить все части каркаса из разных досок;
  2. Вырезаем 2 куска из листа оцинкованной стали размерам 375х375 см. Фиксируем основания с помощью дюбелей на каркасе строго под углом 45 градусов;
  3. В центре каждого основания высверливаем отверстия для кабеля, которые будут идти к модему. Диаметр отверстий – 7 мм. Делаем разметки для крепления антенны;
  4. Разрезаем полипропиленовую трубу на несколько частей: 3 части – 44,5 мм и 3 – 42 мм. Эти размеры напрямую связаны с центром проволоки;

Обратите внимание! Для устойчивого и качественного приема важно, чтобы технология пространственного уплотнения поддерживалась на передающей станции, а антенна использовалась для 4G модема.

  1. Начнем со сборки антенны на 802 мГц;
  2. Согласно чертежу, располагаем трубы на куски оцинкованных листов и приклеиваем Поксиполом. Полипропиленовые трубки и клей являются диэлектриками, поэтому при контакте антенны и этих частей сигнал не будет искажаться;
  3. Теперь выполняем саму антенну из проволоки по размерам, указанным в чертеже. Делаем загибы, используя пассатижи. В полученных параметрах надо убавить по 4 мм, из которых 1 мм идет на погрешность по центру, а 3 мм – при загибе пассатижами;
  4. Далее зачищаем кабель и центральную жилу, припаиваем к концам проволоки, а оплетку – к изгибу;
  5. Протаскиваем кабель через полипропиленовую трубу в отверстие, которое мы просверлили заранее;
  6. Теперь проверяем все размеры, а при необходимости выравниваем антенну;
  7. Углы ромбов фиксируем на полипропиленовых держателях с помощью Поксипола. Для того чтобы проволока закрепилась, следует поставить сверху какой-либо груз;

  1. Замеряем расстояние между концами антенны и изгибом проволоки в середине конструкции, оно должно быть 4,8-5 мм. 4,5 мм – зазор между проволокой и изгибом, подогнать его сложно, но это можно сделать маникюрными ножницами, разместив их в середине. Теперь крепим середину антенны с помощью клея;
  2. Последовательность сборки антенны MIMO своими руками на 843 мГц точно такая же. Важно учесть, что антенны должны располагаться под углом в 90 градусов друг к другу. Х-поляризация дает больший эффект, чем вертикальная. Расположение антенн подобным образом создает для них равные условия;
  3. Чтобы кабели не гуляли в отверстиях, затягиваем их с обратно стороны нейлоновыми хомутами и приклеиваем;
  4. Теперь выполняем контрольные замеры по схеме и при необходимости корректируем;
  5. Чтобы избежать окисления, покрываем проволоку и оцинкованные листы сверху эмалью;
  6. Кабели через F-коннекторы выводим на пигтейл и уже затем на модем;
  7. Проводим тестирование системы. Создание антенны МИМО 4G своими руками окончено.

Для того чтобы отладить работу устройства, следует правильно расположить конструкцию. Общие правила говорят, что антенну лучше вывести на улицу и поднять как можно выше. Кроме того, антенна должна быть направлена строго в сторону раздающей станции. Однако не всегда эти советы срабатывают. Чем выше будет поднята антенна MIMO, тем больше кабеля потребуется проложить до соединения модема своими руками, но в этом случае часть сигнала будет гаситься помехами, вызванными этим самым кабелем. Не всегда установка на улице благоприятна для устройства. Если от окисления можно избавиться с помощью покраски, то нельзя не учитывать, что геометрию конструкции могут нарушить порывы ветра. Кроме того, по направлению в сторону станции могут быть различные препятствия, которые будут гасить сигнал.

Читать еще:  Сим не поддерживает 4g

Для отладки антенны иногда приходится попробовать несколько вариантов установки, но потом это оборудование будет работать и в 3G 4G LTE.

Видео

LTE антенна своими руками

LTE вещь новая для народа, сперва оценим логически, что в стандарте реализовано, затем перейдем к чтению литературы. Главное отличие технологии – повышение скорости передачи информации интернет-соединения. При тестовой работе LTE в Бишкеке скорость загрузки составила 20 Мбит/с. Потому, что лимит установлен, дабы не перегрузить сеть. Удивитесь, в исходном состоянии (начало 90-х годов ХХ века) LTE не считался цифровым. Протокол определенно противоречил спецификации 3G, сотовые операторы упорно отказывались признавать. Группа компаний, имевшая честь внедрить LTE, доработала первый вариант, тогда Yota стала пытаться покрыть новым стандартом сперва Беларусь, когда это не получилось – РФ. Может ли быть изготовлена LTE антенна своими руками? Конечно, да!

Стандарт LTE, антенны LTE

Избегаем исследовать дебри LTE. Упомянем простые факты: скорость быстрее повышается методами кодирования информации, способом модуляции. Поляризация почти наверняка линейная, вертикальная (типично сотовой связи). Частоты, принятые LTE, не всегда соблюдаются на практике. Тезис касается России. Перво-наперво выясните у провайдера волну (номер канала), затем начинайте конструирование LTE антенны. Сегодня каждый сотовый оператор ведет вещание. В Астраханской области раздают LTE на антенны два-три. Частоты у всех разные, меняются цифры по регионам, дело катится к тому, что связь станет быстрее и дешевле.

Доводим до сведения новичков: за частоты операторов LTE, равно теле и радио компаний всегда идет война. Диапазон не предоставляется задаром, фирма обязана оплатить. Государству выгодно обилие операторов LTE – каждый отстегивает плату. Не ново, пользующиеся рациями крупные предприятия пополняют казну немалыми суммами. За что платят LTE, сказать сложно, полагаем, дело выглядит следующим образом:

  • Радиоволны вредны человечеству. Безусловно доказанный факт. Понижают иммунитет, провоцируют плохое самочувствие, поднимают температуру тела. Человек чувствует себя совершенно больным, подвергся воздействию излучения радиоволн.
  • Следовательно, организация должна взять контроль, чтобы граждан не облучали. В противном случае население начнет болеть, ничего хорошего не случится. Комитетом является ГРКЧ, подробнее интересующиеся, читайте на здоровье тематические обзоры сети. Организация занимается распределением частот.

Полагаем, взносы, выплачиваемые провайдерами LTE, прочими пользователями радиоканалов, большой прибыли не приносят (извинят редакцию профессионалы, если заблуждаемся). Деньги окупают труд людей, которым нужно платить зарплату, больничные, отпускные… Государство большой прибыли от LTE не получает. Не нужно удивляться, если не получится поймать операторов на одну антенну LTE. Диапазон немалый.

Однако сегодня покажем, как сделать LTE антенну, которая может ловить всех. Придется, конечно, слегка попотеть. Рекомендуем настоятельно почитать литературу, книгу Харченко К.П. 1969 года выпуска про УКВ антенны. Название, быть может, иное, верим, настырные читатели смогут скачать и прочитать сей труд (выложены pdf, djvu версии).

Особенности LTE антенн ограничиваются размерами. Для GSM тоже сгодятся. WiFi лежит выше. Антенна LTE цепляет верхние каналы телевидения, если развернуть, чтобы восьмерка стала стоймя (повернуть на 90 градусов).

Как сделать хорошую LTE антенну

Самодельная LTE антенна может быть обыкновенным стержнем. Предлагаем сделать нечто дельное. Знаете, – некоторые относятся к биквадрату немного свысока. Совершенно напрасно. В книге Харченко пишет: при умелом конструировании изделие способно принимать волны с перекрытием диапазона в 2 – 2,5 раза. Давайте теперь посмотрим, что с LTE на территории России. Вещают многие… забирают разные частоты, заглянем в Википедию, чтобы не проводить серьезного исследования, попытаемся определить параметры создания технического задания.

Каждый сотовый оператор не стремится помогать конкурентам. LTE антенна КР – 14 – 2050 – JG, коэффициент усиления составляет 14 дБ в диапазоне 1900 – 2200 МГц. КСВ не поднимается выше 2. Ну, и? Теперь загляните в труд Харченко, сравните биквадрат с магазинной антенной. Еще думаете, что не нужно ничего собирать своими руками? Будут проблемы с подключением, оборудование лишено выходов под внешние антенны. Придется курочить модемы (отдельный разговор), изыскивать иные методики сопряжения оборудования. Что у антенны Харченко хорошо, согласование проводится относительно просто. Приступим к рассмотрению конструкции.

Читать еще:  Какие смартфоны поддерживают 4g

В десятый раз портал ВашТехник поминает добрым словом антенны Харченко. Попробуем еще раз…

  1. Представьте шахматную доску. Испещрена полями белого, черного цвета. Причем соседними всегда являются противоположные оттенки. Для черной клетки только по диагонали может найтись соседняя черная.
  2. Теперь возьмем маленькое поле 2 х 2 клетки. Два поля белых, два – черные. Уберем черные поля. Осталось два квадрата, соприкасающихся одной вершиной друг с другом. Проложим по периметру этой фигуры проволоку.
  3. В центральной части, где квадраты соприкасаются, проволока не должна пересекать себя. В этом месте две стороны фигуры сближаются, не касаются друг друга. Проволока в месте начала спаивается с концом.
  4. Получена биквадратная антенна. Питающий кабель подходит в центральной части, где две стороны фигуры максимально сближаются. Само расстояние не критично, берут равным 1 – 2 мм. Никакого электрического контакта.
  5. Требуется добавить экран – ставится плоская металлическая пластина параллельно биквадрату на расстоянии 0,175 максимальной длины волны диапазона (минимальная частота). Увеличивается усиление, уменьшается уровень помех, отсекается половина сферы приема.

Давайте обсудим полученное изделие. Настоящая антенна Харченко образована тремя контурами. Приводим рисунок оригинального издания 1969 года, надеемся, автор не будет против вопиющего нарушения copyright. Как видите, указаны размеры относительно максимальной длины волны (минимальная частота).

Если верить Харченко, коэффициент перекрытия диапазона составит порядка 2 (до 2,5).Нигде в области КСВ не будет больше 2. Обратите внимание, восьмерка стоит вертикально. Поляризация будет горизонтальной. Харченко предлагал использовать конструкцию, ловя телевещание, авторы хотят приспособить принимать связь. Биквадрат кладите набок.

Как соединять контуры, сказать сложно, автор медлит показывать… Из рисунка следует: верхний наибольший квадрат переходит в нижний наименьший, и наоборот. Средний замыкается сам на себя. На контактных площадках три контура собираются шиной, запитываемой кабелем. Следует из рисунка, по тексту нуль пояснений. Взяв читателями, обращаемся к поисковику, не любим нерешенных вопросов… Вот что удалось выяснить.

Вопросы конструирования LTE антенны Харченко

По теории, которую в книге непросто найти, диаметр проволоки рамки должен составлять 0,016 – 0,02 максимальной длины волны. Для частот телевидения времен СССР составило:

  1. 1 – 5 (49 – 100 МГц) каналы: 120 – 100 мм.
  2. 6 – 12 (174 – 230 МГц) каналы: 34 – 27 мм.

Провод значительного диаметра разыскать сложно, было предложено заменить круглый проводник плоским. Значительно увеличилась парусность антенны, нельзя назвать положительным фактором, изготовление усложнилось, вес увеличился, материалы стало сложно достать. Применяются три контура. Хорошая новость: будем работать с частотами 750 МГц и выше, проволоку диаметром 6 мм достанет каждый (зачистите ПВ). Вторая добрая весть: нашли способ ведения монтажа. Неведомый автор потрудился переснять из книги рисунки, привел описание процесса на сайте http://chegdomyn.narod.ru/meny/radio/ant-xarchenko.html. Бесплатный домен, поэтому 99%, информация раздобыта жестким энтузиастом.

Авторы поленились переснимать рисунки, добавим пару слов: по бокам монтажной платы укладываются две полукруглые пластины, на которые паяется проволока. По углам (6 штук общим числом выходит) рамки перемыкаются металлическими полосами. Насчет траекторий оказались правы. Следуйте рисунку, не ошибетесь. Изолировать места пересечения провода не принято, антенный канатик вовсе в этом не нуждается.

Сделана антенна для LTE своими руками. Как согласовать, писали в специальном обзоре, который называется Антенна Харченко своими руками. Сегодня любители WiFi широко применяют конструкцию. Иногда помещают железо в пластиковый корпус, отделывая шов силиконовым герметиком, купленным в сантехническом магазине.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты 220 Вольт
Adblock
detector
×
×