Kaip pačiam pasidaryti 4G ryšio anteną. Teorinė dalis

Kadangi antenų kainos gana didelės, internete paieškojau informacijos dėl galimybės tokią anteną pasigaminti pačiam.

Norėčiau priminti, kad 4G ryšio antenos, priešingai nei 3G ryšio ar dauguma kitų yra MIMO, t.y. dvigubos poliarizacijos, tad jei kaip variantą pasirinksite 3G atitinkamo dažnio anteną, tai reikės dviejų antenų kurių viena kitai turi būti statmena o ne lygiagegreti.

Kas liečia antenų stiprinimą, tai mano įsigytų Elpos gamybos antenų stiprinimas iki 7dB-11dB, man  yra truputį per mažas, norėtųsi didesnio stiprinimo.

Nesakau, kad antenos blogos, ne, su jomis prisijungiu prie stulpų esančių daugiau, nei už 3,5 km-5km, ir jei jungiuosi 800MHz dažniu, tai signalo kokybė aukščiausio lygio.

atstum

Su prastesnėmis antenomis rezultatai būtų gerokai prastesni. Šių antenų pagalba suradau stulpus, kurie duoda gerokai didesnį interneto greitį, bet jų signalas labai silpnas, tad norint geresnio signalo būtent iš tų stulpų, reikia kaip tik mažo dažnių ruožo antenos, kad būtų mažiau triukšmų nuo siųstuvų dirbančių kitais dažniais, siauresnio kryptingumo, vėl kad sumažinti triukšmų lygį, nuo aplinkinių stulpų, bei didesnio stiprinimo. Nors ir vėl, interneto greitis labiau priklauso nuo signalo ir aplinkinių triukšmų stiprumo santykio, o ne nuo signalo stiprumo, tad su stiprinimu persistengt nereikia, nes didinant antenos stiprinimą, didinam jos kryptingumą ir siaurinam stiprinamo signalo kryptį ir pav. su 27dB stiprinančia antena nuo tikslo anteną nusukus tik per 2°-3° stiprinimas bus ne 27dB, o tik 3dB-5dB. Įsivaizduokit koks interneto ryšio stabilumas būtų, jei vėjas tokią anteną turėtų galimybę bent minimaliai pajudinti.

Čia gal reikėtų paaiškinti kaip suprasti antenos stiprinimą. Situacija ta, kad antena signalo nei stiprina, nei silpnina, ji dirba su tuo pačiu signalu, kokį duoda modeme sumontuotas siųstuvas. Jei anteną turime daugiakryptę, tai signalas siunčiamas aplink anteną į visas puses vienodai, signalą gaudysime, kad ir į kurią pusę nueitume nuo antenos vienodai, tik atstumas nueinamas nuo antenos bus nedidelis. Norėsime nueiti toliau, tada reikės sumažinti spinduliavimą į nenaudingas puses, permetant visą energiją į mus dominančią pusę. Taigi, didesnį stiprinimą turinčios antenos, tai ne labiau stiprinančios signalą, bet sugebančios didesnę gauto signalo dalį numesti konkrečiai ten, kur reikia, nešvaistant energijos į šalis. Kai kalba eina apie 27dB stiprinimą, realiai turim labai siaurą spindulį. Čia kaip to pačio galingumo lemputė šviečianti prožektoriuje ir lazeryje. Prožektorius apšviečia daug bet netoli, o su lazeriu mes apšviečiam net labai toli esančius objektus, problema tik tiksliai jį nutaikyti ten kur reikia.

Savadarbėmis alternatyvomis domiuosi, nes net turimos logoperiodinės gamyklinės antenos kainavo virš 40€ komplektas, o rimčiau stiprinančių kaina virš 100€ už vnt. (nors šiuo atveju galima iškart žiūrėti MIMO variantą). Iš kitos pusės, jei nesidomėsite stiprinimu, tai parduotuvėse ir 10dB stiprinimo neturinčias antenas parduos brangiau nei už 100€, beje tokio stiprinimo antenų – dauguma. Nors, jei dar nesinaudojate mobiliuoju internetu ir nežinote su kokio dažnio antena galite pasiekti geriausią rezultatą norimoje teritorijoje, teisingiau būtų žiūrėti į platesnio dažnių ruožo antenas, aukojant maksimalų stiprinimą, nes interneto greičiai nebūtinai bus didžiausi iš to stulpo, prie kurio prisijungė jūsų telefonas. Aš savo namuose išbandžiau interneto greičius prisijungęs prie mažiausiai 20 interneto stulpų ir tik dabar tiksliai žinau, ko konkrečiai noriu. Beje, tai ne tas stulpas, kurį man rekomendavo mobilaus interneto teikėjas. Mano namuose dabartinis Telia ryšio stiprumo žemėlapis rodo -96 dBm (4G, 4G++) stiprumą, nors ten pat ankščiau rodydavo tik ~-114 dBm, o internetas mobiliam telefone dabar neveikia kaip ir ankščiau, telefonas namo antrame aukšte rodo tik ~-110dBm.

Su kinietiškomis antenomis problema, nes ten nors ir yra garantuotai aukštos kokybės gaminių, bet kad iki jų dasikapstytum, reikia praeiti per toną šlamšto, ir didesnė tikimybė, kad kaip gerą, nusipirksi būtent tą iš šlamšto srities. Dėl deklaruojamų kosminių decibelų jau rašiau, kaip eksperimento vardan nusipirkau 28 Db anteną už 4€, kurios realus stiprinimas vargiai ir 3dB siekia. Beje, ieškodamas antenų tarp Lietuvos prekeivių, radau tas pačias kiniškas „daugiadecibeles“ kambarines antenas už gerokai didesnę kainą, atitinkančią net, matosi suprantančių ką parduoda, antenų kainas. Tad žiūrėkit neapsigaukit. Negali 28 dB antena būti kambarinė, atkreipkit dėmesį į aukščiau pateiktą kryptingumo reikalavimą, kai 2°-3° laipsniai į šoną ir antena nieko nemato. Ten tie decibelai greičiausiai skaičiuojami sudedant 3 dB vienam dažnių diapozonui, plius 2dB kitam ir t.t. ir rezultate tai dar prastesnė antena nei integruota maršrutizatoriuje. Norite rimtos antenos, pirkite tik besispecializuojančiose šioje srityje parduotuvėse, arba paskaitykit, kokie savadarbių antenų galimi variantai, ir anteną pasidarykit patys. Iš kitos pusės, primetę savadarbių antenų variantus, lengviau atsirinksit, kokią anteną norėtumėt nusipirkti.

 Dar vienas dalykas, kurį reikėtų žinoti, tai kad ryšio antenoms dažniausiai naudojamas 50Ω banginės varžos koaksialinis kabelis, kai TV antenoms naudojamas 75 Ω banginės varžos. Vis tik, kokį kabelį naudoti reikėtų vertinti skaičiuoklėse, apskaičiuojant antenų išmatavimus, kad dydžiai būtų subalansuoti konkrečiai kabelio banginei varžai. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad dažniai aukšti, tad perkamas kabelis turi palaikyti apskaičiuojamą dažnį. Pav. H155 kabelis prie 2,4GHz signalą slopina -49.6dB, RG174U prie 2,4GHz -240dB, turbūt matote koks skirtumas, kai daugumos kabelių charakteristikos nurodomos tik iki 0,2GHz (200MHz) dažnio. Nors užkliuvo pigus 75Ω kabelis RG660, kurio deklaruojama varža tik iki 1GHz, bet ji tik -20.5dB, kas geriau net už H155 kabelio -30.9dB, o ir visi kiti deklaruoti slopinimai prie tų pačių dažnių RG660 kabelio geresni, tad realiai įdomu, koks gi šio kabelio slopinimas prie aukštesnių dažnių. Vis tik, atkreipus dėmesį į tai, kad Rusijoje mėgėjai dažnai šiam tikslui naudoja ir 75 omų kabelius, tikėtina, kad jie geba dirbti ir aukštesniuose dažniuose. Arba šis – KH/KK125-81 iš vis rekordininkas prie 1GHz tik -17,4dB. Ech, nekreipiau dėmesio į šias charakteristikas, tai dabar sienose įtinkuotais laidais TV signalas televizorių pasiekia tik sustiprintas stiprintuvo pagalba, kai tokio ilgio dauguma kabelių perduotų signalą be papildomo stiprinimo poreikio, o su KH/KK125-81, tai iš vis drąsiai ir didesniais atstumais, nei mano name. Taigi, signalo slopinimo kabelyje įtaka labai didelė. Pasirinkite tik kokybišką kabelį gaminamoms antenoms.

Antena Bi Kvadratas (Rus. „Харченко“, Angl.
„BiQuad“, „Trevor Marshall’s antenna“)

Šios antenos tipas – zigzaginė (Rus. – зигзагообразная). Tai turbūt pirma antena, kurią radijo mėgėjai siūlo pasigaminti. Iš tikrųjų, tai pakankamai nesudėtingai pagaminama antena, tik man jos stiprinimo koeficientas vis tik mažokas.

Teorinis antenos stiprinimas su ekranu apskaičiuotas pagal programą – 10,5 dB, be reflektoriaus iki 2dB mažiau, užlenkiant reflektoriaus kraštus, kaip pavaizduota mėlynam paveikslėlyje, galima iki 6dB sumažinti triukšmus iš šonų ir galo, kas teigiamai atsiliepia signalo kokybei, bei šiek tiek padidina stiprinimą.

Pakankamai nesudėtinga gamyba. Galima gaminti be ekrano, tuomet bus dvikryptė ir stiprinimo koeficientas silpnesnis apie 2dB. Šios antenos poliarizacija priešinga, nei galima būtų tikėtis, ištempta vertikaliai gaudo horizontalios poliarizacijos bangas, o ištįsusi horizontaliai – vertikalios poliarizacijos. Ši antena skirta gana siauram dažnių diapazonui, nors kai ją 1961 m. pristatė Харченко К.П. metrinių TV bangų diapazonui, ji buvo plačiajuostė, bet atkreipkit dėmesį, kad tame variante ją sudarė realiai 3 skirtingo diametro antenos sumontuotos ant vieno rėmo, kurios kiekviena atskirai greičiausiai buvo suderintos skirtingiems dažniams. Ir dabar, vielos storis iš kurios gaminama antena įtakoja antenos gaudomų dažnių diapazoną. Mano supratimu, būtent iš to ir išplaukė jos plačiajuostiškumas, kai realiai ji pakankamai siauro dažnių ruožo. Užkliuvo teiginys, kad jei anteną lankstysim iš 1,2mm vielutės, tai šios antenos stiprinamų dažnių diapozonas bus per siauras ir neapims visų naudojamų tik Wi-Fi 2,4GHz ryšiui. Padidinus vielutės storį iki 1,6mm bus apimami visi 14 kanalų, bet antenos stiprinimas sumažės 1dB. 4G ryšiui anteną geriau lankstyti iš 2,3mm diametro vielutės (4mm²) arba 2,5mm (5mm²).

Antenos forma turi būti artimesnė taisyklingiems kvadratams, nors internete sutinkami ir rombai. Apskaičiuoto reflektoriaus dydis yra minimalus dydis, jis gali būti ir didesnis. Reflektorius gali būti ne skardos lakštas bet tinklelis, kurio akučių dydis ne didesnis, nei apskaičiuojamas pagal skaičiuokles, nors pilnaviduris reflektorius efektyvesnis. Su pagaminta antena pasijungus prie mobilaus ryšio tiekėjo „bokšto“ galima dar minimaliai pakaitalioti kvadratų formą bei atstumą iki reflektoriaus. Ši antena gana jautri matmenų netikslumams, tad yra galimybė taip ją paderinti.

Nors šia anteną ir neturėtų būti sunku pagaminti savom rankomis, turbūt labiau apsimokėtų gaminti taip vadinamą „praplėsti šikšnosparnio sparnai“.

 

Antena „praplėsti šikšnosparnio sparnai“

Tai panelinės antenos tipas. Pavadinimas kilo iš antenos formos. Rekomanduojama ją mieliau gamintis, nei „BiQuad“. Pirmiausiai matmenų tikslumas čia gausis didesnis, o antras dalykas, prie to pačio stiprinimo, bus apimtas diapozonas nuo 1800 MHz iki 2,6GHz, t.y. beveik visas 4G diapozonas, bei 2,4GHz Wi-Fi. Pasigaminsit vieną anteną, o naudoti vos ne visiems gyvenimo atvejams :). MIMO atveju, tokių antenų reikėtų dviejų. Šie išmatavimai tinka visiems išvardintiems dažniams. Nors vat, kaip telefono ryšio sustiprinimo antena ji netiktų nei viduj, nei išorėj, nes ten kur signalas labai silpnas, greičiausiai 4G ryšiui bus naudojamas 800MHz dažnis, kurio kaip tik šita antena nepalaiko.

„Double/Triple BiQuad“ antena

Realiai tai ta pati „BiQuad“ antena su dalankstytais papildomais kvadratais. Atitinkamai ir stiprinimas šios antenos geresnis. Sutinkami teiginiai, kad ji turėtų stiprinti signalą apie – 12dB, o  6 kvadratų apie 14 Db. Teoriškai kiekviena papildoma kvadratų pora turėtų stiprinimo galingumą padidinti ~3dB, bet taip nėra, nes kvadratai per arti vienas kito, todėl prasideda slopinimai. Šią problemą pastebėjo ir išsprendė „Quados“ antenoje. Taip, kad nesiūlau kartoti šių antenų. Šios antenos poliarizacija, tokia pat, kaip ir mažesniojo varianto.

Antena „Quados“

Šiek tiek patobulintas „Double/Triple BiQuad“ antenos variantas padidinant antenos stiprinimą. Šiuo atveju kvadratukai atskirti vienas nuo kito λ/4 bangos ilgiu ir taip kvadratukų stiprinimas išnaudojamas maksimaliai. Šią anteną serbas Dragoslav Dobričić, sugalvojęs ir „Amos“ anteną, pristatė 2008 m. 8 kvadratukų antenos stiprinimas turėtų siekti 17.6 dB, (4xQuados – 14.7 dB, 6xQuados – 16.5 dB), o tai jau tikrai pakankamai rimtas dydis. Nors šios antenos atveju susiduriama su kita problema – didesnio stiprinimo, ji labai ištįsusi ir MIMO kombinaciją suderint jau gali būti problematiška. Nežinau, kaip tai būtų efektyvu, bet šio tipo antenas aš jau bandyčiau naudoti tos pačios poliarizacijos, taip pagerinant jos estetinį vaizdą, bei palengvinant geriausios pozicijos paiešką. Įdomu, kaip tai atsilieptų interneto greičiui.

AMOS antena

Čia to pačio serbo Dragoslav Dobričić kūrinys. Realiai tai labai nesunkiai pagaminama ir gana geras charakteristikas turinti antena. Man ji netiks dėl gana plataus kryptingumo, ji labiau tiktų Wi-Fi signalo skleidimui, jei routeris stovėtų prie lauko sienos, bet čia ją pateikiu, bendram supratimui, kaip su atrodo paprasčiausia, minimaliai palankstyta  vielute galima pasiekti 12-14 dB stiprinimą.

„Dvigubas ar trigubas kvadratas“

Šios antenos tipas – rėminė.

Kuo daugiau kvadratų, tuo didesnis stiprinimas, trigubo kvadrato stiprinimas pagal programą apskaičiuotas 9,3dB. Ji labai jautri netikslumams, tad elementų didinimas, gali ne padidinti, bet netgi sumažinti stiprinimą, todėl retai gaminama daugiau nei trijų kvadratų, o tarp norinčių gamintis savarankiškai, ši antenas mažiau populiari. Vis tik „BiQuad“ tipo antenų gamyba paprastesnė, o stiprinimas labai panašus.

Yagi-Uda (Banginis kanalas, Rus. – Волновой канал) antena

Tai buvo turbūt labiausiai paplitusi antenų rūšis metrinių TV bangų priėmimui. Joje pagrindinis yra tik vienas strypas, prie kurio pajungtas kabelis – taip vadinamas aktyvusis vibratorius. Antena tik iš vieno vibratoriaus jau veikianti, ją nesudėtinga apskaičiuoti norimam dažniui, nes jos ilgis, tai pusė bangos ilgio. Norint antenai suteikti kryptingumo ir padidinti stiprinimą iš galo, iš kur norima sumažinti stiprinimą dedamas ilgesnis strypas – reflektorius, o iš tos pusės, iš kurios norima sustiprinti signalą dedami vis mažėjantys strypai – pasyvūs vibratoriai – direktoriai. Vibratorių tarpusavyje sujungti nereikia. Šių dydį ir atstumus, jau reikėtų apskaičiuoti norimam signalui, jis svarbus, nes nors pasyvūs vibratoriai ir nesujungti su aktyviuoju, bet jų pagalba sukuriamas rezonansas leidžiantis stipriai padidinti pradinio signalo stiprumą.

Ankščiau buvau pesimistiškai nusiteikęs šių antenų tipui, gal dėl nesėkmingo bandymo pasigaminti tokią TV anteną praeityje, bet tuomet neskyriau pakankamai dėmesio suderinimo kilpai ir laidą jungiau tiesiai prie antenos. Su programa sumodeliavęs anteną iš 22 vibratorių vienam pasirinktam dažniui, gavau gana įspūdingą 18 Db stiprinimą, tad jos nurašinėti, kaip prastai stiprinančios nederėtų. su 7 vibratoriais tokio tipo antena realu pasiekti 8dB-10dB stiprinimą. Dar kartą žvilgtelėjau į Aliexpres, ir ten pilna antenų ir apimančių visus 4G dažnių ruožus (kai Yagi antenos yra pakankamai siauro diapozono antenos, ir norint platesnio diapozono, teisingiau rinktis logoperiodines antenas) ir 17 vibratorių stiprinančių iki 25Db (kai 22 vibratorių gali stiprinti tik iki 18Db), tad čia perki katę maiše ir neaišku kokiam dažniui skirtą. Neradau nei vieno pasiūlymo su antenos charakteristikų kreive. Nesakau, kad Kiniečiai blogai gamina, ne, bet ten labai daug pardavėjų norinčių užsidirbti daug, ir net nesuprantančių, ką pardavinėja, kad tik pelną neštų. Apsiskaičiuoti tokių antenų matmenis galima su androidine programėle naudingų nuorodų saraše.

Logoperiodinės antenos

Jos labai panašios į Yagi tipo antenas, bet iš esmės skiriasi labai stipriai. Būtent tokio tipo aš esu nusipirkęs ir naudoju dabar. Jų skirtumas nuo yagi, kad naudojamas ne vienas kotas, kaip Yagi tipo antenose, bet du kotai, ir iš vieno koto vibratorius išlindęs tik į vieną pusę, į kitą pusę tokio pat ilgio vibratorius išlindęs iš kito koto. Man jos patinka, nes apima tikrai platų dažnių diapozoną, tad su viena antena gali priimti visus mobilaus ryšio naudojamus dažnius. Neblogi stiprinimo duomenys, maniškės stiprina iki 11,5 dB, o tai tikrai didelis stiprinimas. Aišku galima iškart nusipirkti 18 dB panelinę-sektorinę anteną ir tokio ryšio kokybe būt patenkintam daug ilgiau, bet palyginkit kainų skirtumą, kur ~40€ ir kur ~190€. Kaip minėjau, savo antenomis esu patenkintas, kaip pirmas pirkinys, tai labai geras pasirinkimas, tik kai konkrečiai žinai, ko toliau nori, tuomet gali rinktis konkrečiam dažniui pritaikytas bet didesnį stiprinimą turinčias. Vis tik, norint didesnio stiprinimo, manau, kad vertėtų rinktis kito tipo antenas.

Kas liečia savadarbes antenas, aš nemanau, kad tai geras pasirinkimas. Mano nuomone čia labai nesunku nukrypti nuo užduotų matmenų, tad kad pavyks pasigaminti kokybišką tokio tipo anteną savarankiškai, abejoju.

Cantennator – Yagi antena iš diskų

Rusiškai turbūt bus vadinama blogerio „KREOSAN“ vardu, jo video žemiau, nors dar dažnai sutinkama pavadinimais „Wi-Fi пушка“, „Wi-Fi Gun“. Patiko dėl pakankamai nesudėtingo antenos surinkimo. Antena turėtų būti pakankamai didelio stiprinimo. Tolimesnis žiedų skaičiaus didinimas pakankamai nesudėtingas, nes jų dydžiai ir atstumai identiški, kas nesunkiai leidžia padidinti jų skaičių, tuo pačiu didinant stiprinimą ir kryptingumą. Gaminant, kas liečia matmenų atitikimą brėžiniams, sudėtingiausia turėtų būti iškirpti taisyklingus apskritimus, o atstumus tarp diskų išlaikyti tikslių matmenų turėtų būti nesudėtinga, kas leidžia tikėtis pagaminti savadarbę anteną su realiu stiprinimu artimu teoriniam. Šiai akimirkai tai mano akimis žiūrint, vienas patrauklesnių variantų.

Kas dėl stiprinimo, tai kai kalba eina apie tokias 7 plokštelių antenas, tai jų stiprinimas turėtų būti kažkas apie 11dB ir su tokio stiprinimo antena signalą gaudo geriau už panašaus stiprinimo kitas antenas, kas rodo galimybę namų sąlygomis pasigaminti gana tiksliai matmenis atitinkantį produktą iš čia ir panašu, kad ir stiprinimą artimą deklaruojamam galima pasiekti, kai kito tipo antenose nukrypstama nuo užduotų matmenų ir realus tų antenų stiprinimas gaunasi prastesnis. Kas dėl 11dB, tai stiprinimas gana nedidelis, mano poreikiams per mažas, bet plokštelių gana nesunkiai galima sudėti gerokai daugiau ir taip tikėtina neblogai padidinti tokių antenų stiprinimą. Yagi tipo antena su 22 vibratoriais gali pasiekti gana įspūdingą 18dB stiprinimą, norėtųsi tikėti, kad ir su šia antena galima pasiekti kažką panašaus, o tai jau būtų gana rimtas stiprinimas, todėl ši antena iš savadarbių šiai akimirkai viena iš rimtesnių kandidačių.

Cantennator (Rus. Спиральная антенна)

Dar vienas lengvai pagaminamos antenos variantas. Antena pagaminta ant storo vamzdžio užsukant kabelį. Kuo daugiau vijų suksi, tuo didesnis stiprinimas. 7 vijų užtenka, kad antenos stiprinimas siektų 10 dB, bet vėliau  decibelai kyla lėčiau. Su kalkuliatoriumi primečiau, kad pav. Tele 2, dažniui, prie kurio dabar esu pasijungęs – 1800MHz reikėtų 133mm diametro plastikinio vamzdžio, ant kurio būtų vyniojama vielutė. Gaminant svarbiausia surasti tinkamo diametro vamzdį ir išlaikyti vienodą atstumą tarp vyniojamų vielučių, bei nenukrypti nuo kitų matmenų. Radau parduodamas šias antenas Lietuvoje, vienos antenos kaina virš 60€, MIMO varianto susidedančio iš dviejų tokių antenų – virš 130€. Jei jau pirkti, tai jei nedidelio stiprinimo, aš mieliau rinkčiausi gerokai pigesnę logoperiodinę, o jei didesnio  – parabolę. Kaina skirsis neženkliai, bet stiprinimo charakteristikos garantuotos. Ne veltui profesionalūs montuotojai dažniau paraboles stato, rūpesčių vėliau mažiau. Panelinės irgi neblogos, bet tiek logoperiodinė, tiek parabolinė panašių charakteristikų greičiausiai bus pigesnis pasirinkimas. Bet kai kalba eina apie savadarbę anteną, tai mano nuomone, ši antena – vienas iš patraukliausių variantų.

Antena iš „skarbonkės“

Seniau teko girdėti, jog labai populiari, nesudėtingai iš Pringles  dėžutės pagaminama visai neblogų charakteristikų Wi-Fi antena. Jos esmė, skarbonkės pagal skaičiuoklę apskaičiuotoje vietoje įkišamas konkrečiai radijo bangai apskaičiuotas strypelis. Strypas iš tikrųjų yra pati paprasčiausia visakryptė antena su neįpatingomis stiprinimo charakteristikomis iki 2.15 dB, bet kai jis įdedamas į skarbonkę, iš tokios antenos jau galima tikėtis 4-6 dB ar net 9 dB siekiančio stiprinimo, bet tai jau tokios antenos riba. Iš kitos pusės, prieš skarbonkę pastačius pleišto formos ruporių galima pasiekti labai didelio stiprinimo, bet tai jau kito tipo antena. Čia nėra būdo, kaip kad Yagi tipo antenose didinti vibratorių kiekį. Beje, yotube teko matyti eksperimentų, kai į metalizuotą skarbonkę įkiša Cantennator tipo anteną ir teigia, kad tokiu būdu pagerina pastarosios charakteristikas. Beje, akivaizdu kad ją labai nesunkiai galima padaryti tikra MIMO antena, tereikėtų antrą „adatą“ įsmeigti nutolusią 90° kampu nuo pirmosios. Lygiai taip pat, kaip ir Cantennator atveju. Ir konkrečiai šiuo atveju, būtų tikrai dvi atskiros antenos su vienu bendru reflektoriumi, kai Cantennator atveju antena būtų ta pati, tik signalo nuėmimo/skleidimo vietos kitos, ten nuėmimui  kaip ir įtakos neturėtų būti, bet siuntimas jau gali įtakoti kito modemo darbą, o šiuo atveju, antenos stovi statmenai viena kitai, tad net ir siuntimas kitą anteną įtakoti turėtų minimaliai.

Ruporinė antena (Rus. Рупорная антенна, Angl. Horn antenna)

Tai dar vienas antenų porūšis. Iš esmės tai pleišto formos ruporius sukoncentruojantis signalą į centrą užsibaigiantį antena, kažkas panašaus į anteną skarbonkėje. Aš čia matau kažko bendro su parabolinėmis antenomis. Ten signalai irgi koncentruojami į vieną tašką, tik parabolinėse antenose koncentracija vyksta į prieš parabolę esantį tašką, o ruporiuje – už jo. O ir stiprinimo galima pasiekti gana panašaus, labai priklauso nuo to, kokio dydžio ruporių statysim. Būtent su tokio tipo antena 1964m buvo atrasta kosminių mikrobangų radiacija (antenos nuotrauką įmetu). Bet ir minusą matau panašų, kaip ir parabolės atveju, tai didelės vėjo apkrovos.

Panelinės antenos

Pagal technines charakteristikas būna ir visai gerų parametrų antenų. Pavyzdžiui jūsų telefonuose sumontuotos būtent šio tipo antenos, ir būdamos labai mažos, jos pakankamai kokybiškai gaudo signalą. Vis tik, tokių antenų charakteristikų žvilgtelėjęs į anteną neįvertinsi. Tai ant tekstolito rūgštimi išdeginti antenos atvaizdai, kurių raštų begalė ir sunku suprasti, koks raštas kaip veikia, tuo labiau, kad jie paslėpti gražiame korpuse. Aš tokių antenų prisibijau, nes gali užsirauti ant kokio kiniečio, kur deklaruotas 28 dB stiprinimas, o realiai ir 3 dB nestiprins. Na jei pirksit rimtoje parduotuvėje tai viskas tvarkoje, bet čia straipsnis vis tik apie savadarbes antenas. Beje, kalbant apie panelines savadarbes, tai užkliuvo vienas youtuberis, kuris pasigamino visai neblogų parametrų panelinę anteną (kaip tik jo antena tarp paveiksliukų) ir vėliau panašių parametrų Cantennator – Yagi anteną iš diskų ir pastaroji užtikrino stabilesnį stiprinimą. Aš pagal tai darau išvadą, kad gaminant panelinę anteną namų sąlygomis yra didesnė tikimybė nukrypti nuo užduotų matmenų, tad savadarbės panelinės antenos charakteristikos gali būti ir ženkliai prastesnės nei gamyklinės, nors androidinėje programoje mačiau pakankamai nesunkiai pagaminamos panelinės antenos variantą su visai neblogomis charakteristikomis. Aš šiai dienai nuo panelinių susilaikau, ateityje gal ką ir daugiau apie jas parašysiu. Jei vis tik pirkti, tai visai neblogos antenos, tik jas pirkite rimtose tuo besispecializuojančiose parduotuvėse. Tarp paveiksliukų įmečiau ir kelias panelines su standartiniu „4G“ užrašu būdingu kinietiškoms antenoms, kurių parametrais jokiu būdu nepasitikėčiau, ir jei parduotuvėje aptikote tokias, toje parduotuvėje nepirkit jokių, nes pardavėjai nesupranta ką parduoda, ir savo parduodamos produkcijos aprašyme atkartoja tuos pačius iš piršto laužtus, kad ir 88 dB.

Parabolinės antenos

Norintiems aukščiausio stiprinimo vis tik, teks rinktis tarp gamyklinių antenų ir konkrečiai – parabolinių. Realiai tik jas mačiau su stiprinimu siekiančiu 27 dB (nežiūrėkite į delną telpančias kinietiškas, ant kurių ir 88 dB gali būti užrašyti, kai realiai iš jų tikėčiausi 6dB-8dB stiprinimo 🙂). Bėda, kad jų kaina paprastai ne mažesnė nei 100€, nors šiuo atveju būna MIMO įdiegtas vienoje antenoje. Aš esu nusiteikęs, arba gaminti siaurakryptę anteną, siauradažnę maždaug 14dB-18dB stiprinimo, pagal vieną iš aukščiau nurodytų variantų, arba greičiausiai perku parabolinę. Parabolinių būna įvairių, kad ir su palydovinei televizijai naudojamomis lėkštėmis, vis tik, palydovinės lėkštės variantas man nelabai patinka, nes didelio stiprinimo antena turi būti labai gerai pritvirtinta prie namo konstrukcijų, kad vėjas jos nepajudintų (2°-3° laipsniai į šoną ir antena „akla“), o kadangi ji vienalytė, vėjo apkrova bus labai didelė. Aš prie namo konstrukcijų nieko tvirtinti nenoriu, tad mano pasirinkimas kristų į anteną su tinkleline parabole.

Konsultacija su specialistu

Apsilankiau parduotuvėje „Erksa“ Vilniuje. Ten jau senokai dirba specialistas, kurio kompetencija šioje srityje neabejoju. Aišku, tai pirmoje eilėje pardavėjas, bet turintis daugiametę patirtį šioje srityje, ir pamenu kažkada, gal prieš 10 metų, draugas klausė patarimo TV antenos išsirinkime, tai kai nuėjome, nieko nenutuokiantį bandžiau primesti :), tai konsultavo teisingai, paliko labai gerą įspūdį, todėl šį kartą važiavau tiesei ten ir iškart ėjau prie reikalo. Išdėsčiau kokia situacija ir paklausiau, ką rekomenduotų. Pasiūlė iš esmės tik dviejų tipų antenas, man iki tol nežinomas sektorines antenas 18dB stiprinimo. Tai kažkoks panelinių antenų porūšis, kaip minėjo, būtent tokios, tik šiek tiek didesnės, statomos ryšio tiekėjų bokštuose. Kaina rodyto modelio netoli 190€. Ir antras antenų tipas, kurias rekomendavo, tai parabolinės, kaip minėjo tai pigesnis variantas, pasiūlė vieną ne MIMO standarto anteną mano pageidaujamam dažniui, 21dB stiprinimo už ~75€. Sakau, kad komplektas man tuomet kainuos ~150€, į tai atsakė, kad tai bet kokiu atveju pigiau nei pirmesnis sektorinės antenos variantas ir dar pigiau, nei  parabolinė MIMO standarto viename komplekte. Na ką, kaip už panelinę 75€, tai visai nebloga kaina, bet mokėti 150€ kaip tais vis dar nepasiruošęs :). Tai dar kartą motyvavo pabandyti kažką pasigaminti pačiam. Apsilankysiu kitą kartą, kai nieko nesigaus :). Taigi, šiuo momentu pasitvirtino, mano primestas stiprinimo poreikis. Aukštumų, su 27 dB siekti nereikia, realiai turėtų užtekti 18dB stiprinimo, atmeskim pardavėjo apsidraudimo „на всякие пожарные“ 2dB – 4dB ir turim 14dB-16dB stiprinimo antenos poreikį.

Paklausiau dėl MIMO, ar jo nuomone verta eksploatuoti modemą su viena antena. Atsakė kad jo nuomone ne, nes taip modemas netenka, neužfiksavau kokį skaičių sakė, lygtais apie 20% greičio. Tuo jis patvirtino mano įsitikinimus :).

Paklausiau dėl kitų antenų tipų, nes pasirinkime turėjo jų nemažai. Atsakė, kad iš realiai veikiančių, mano poreikius atitinkančių kitų variantų siūlyti nenorėtų. Pavyzdžiui Yagi-Uda tipo antenos pagal charakteristikas kaip ir turėtų tenkinti, bet kiek teko jų bandyti gyvai, tai paprastai lūkesčių jos nepateisina. Šis patarimas turėtų būti naudingas mąstantiems kokio tipo anteną pasirinkti savarankiškai gamybai. Kiek aš turėjau patirties su Yagi-Udo tipo TV antenomis, tai kai pačiupinėjau logoperiodines, į Yagi net žiūrėt nenorėjau, todėl ir internetui pirmas antenas kai pirkau, rinkausi tik pasitvirtinusias logoperiodines. Vis tik, kai kalba eina apie didesnį stiprinimą, ir logoperidinės eina ant atsarginių suolelio :(.

Atkreipiau dėmesį, kad vitrinoje nebuvo tokių antenų, kaip Cantennator – spiralinės, ar Cantennator – Yagi antenos iš diskų. Nusivyliau, nes šiam momentui konkrečiai tokias nusižiūrėjau savadarbei gamybai, o būtų visai įdomu paklausyti atsiliepimų apie jas iš gerokai daugiau antenų rankose turėjusio žmogaus. Yootuberiai vieną anteną pasigaminę ir neturintys galimybės su kuo ją palyginti nekelia pasitikėjimo, jiems akivaizdu, kad savos gamybos pati geriausia :).

Vėliau paklausiau dėl poliarizacijos, ar teisingai dedu antenas, vieną vertikaliai, kitą horizontaliai. Atsakė kad ne, teisinga poliarizacija yra įstrižai, todėl net kelis komplektus taip jau sumontuotus siūlo. Į klausimą, kokio galima tikėtis stiprumo praradimo, dėl neteisingos poliarizacijos, atsakė kad nedidelio, gal 1 dB gal 2dB neturėtų būt daugiau.

Paklausiau dėl kabelių, tai patvirtino, kad ryšio antenoms naudojami tik 50Ω kabeliai, 75Ω kabeliai tik televizijai ar mėgėjams. Vis tik, jei pirkčiau anteną, tektų įsigyti ir ar tai 15€ ar tai 25€ kainuojantį 5m, 10m ar 15m kabelį. Sakau, kad man maksimum 3m reikėtų, gal teisingiau užsispausti tokio ilgio kokio reikia, juk kabeliai turi varžą ir prarandama antenų duodama nauda ir čia man atrodo vėl prabilo pardavėjas, aiškinantis, kad per tuos porą metrų nuostolių beveik nebus :). Vis tik, internete ne kartą teko sutikti variantus, kai modemus montuoja prie pat antenų, kad aukštadažnio kabelio būtų kuo mažiau, tolimesnį atstumą duomenis paleidžiant tinklo kabeliu. Nors čia gali būti, kad taupoma ant brangaus kabelio. Bet kokiu atveju, kabelis nuostolius neša, ir per youtube teko matyti video, kaip vienas žmogus skundėsi, jog anteną kėlė aukščiau, bet vietoje geresnio signalo, gavo prastesnį, nes ilgesnis kabelis „suvalgė“ daugiau, nei aukščiau iškelta antena davė. Tarp kitko, kabelis aišku ne ryšio, o televizinis buvo – 75Ω :). Na, dėl kabelio daugiau nesigilinau, nusprendžiau, kai prireiks, šiuo reikalu kreipsiuosi į Lemona, turiu įtarimą bus pigiau :).

Dar užkliuvo teiginys, kad naujesnio tipo modemai dirbdami MIMO standartu sugeba net skirtingais dažniais dirbti kiekvienas modemas su savo MIMO antena atskirai pasirinkdamas tą dažnį, kuris tuo momentu yra mažiau apkrautas, tad šiuo atveju laimi plačiadažnių antenų turėtojai, ir aišku reikia palikti galimybę modemui pačiam parinkinėti dažnius, paliekant dažnių pasirinkimą ant „auto“, nes pasirinkus konkretų vieną dažnį, modemas jau nešokinės tarp dažnių. Šiaip tai nors tai ir patvirtinimo iš kitų šaltinių reikalaujanti info, man nuojauta kažkaip linksta, jog gali būti ir tiesa, nes kaip tik modemą nustatau ant fiksuoto dažnio, toks jausmas, kad internetas ilgainiui vaikšto lėčiau, nei ant auto režimo, nors kiek kartų tikrinau, kokiu dažniu veikia, pagrinde rodo tą patį bokštą ir tą patį dažnį. Iš kitos pusės, jei kiekvienas modemas dirbantis su atskira antena gali kaitalioti dažnius, tai pilnai tikėtina, kad maršrutizatorius rodo tik vieno modemo informaciją. Na čia tai įdomi info, tikrai būtų įdomu šiuo klausimu išgirst daugiau informacijos.

Naudingos nuorodos

 

Įrašo “Kaip pačiam pasidaryti 4G ryšio anteną. Teorinė dalis” komentarų: 14

  1. Kapitalinis straipsnis 🙂
    Viso dar neskaičiau, bet rodos nerašei kaip pagerinti mob ryšio kokybę, tiesiog telefono. Reikia prie antenos kažkokį stiprintuvą/kartotuvą jungti?
    Savo kaime turiu problem, kad mob ryšys labai blogas. Ant stogo užmečiau Yagi, nuvedžiau laidą, jo galą skambindamas pridedu prie telefono. Lyg padeda 😉

    • Ne, čia konkrečiai apie savo internetą rašiau, nors realiai skirtumas nedidelis. Tavo atveju reikėtų dviejų antenų, vienos kryptinės lauko antenos, kitos visakryptės vidinės statomos namie. Išorinė kryptinė laukia jungtųsi su bokštu (todėl ją vis tik gana tiksliai į bokštą nukreipti reikėtų) ir gautą signalą laidu perduoda vidinei antenai, kurį išspinduliuoja signalą visomis kryptimis namuose. Tai bent jau toje patalpoje signalo kokybę turėtų juntamai pagerinti. Norint rimtesnio sprendimo, į tarpą tarp antenų įterpiamas mobilaus ryšio stiprintuvas-retransliatorius. Tuomet užtikrintas ryšys bus visame name. Vis tik, tai ir brangus variantas būtų ir realiai jau su mobilaus ryšio tiekėju reikėtų derinti, nes tai kaip ir lindimas į jų dažnius, ir operatorius, tokių stiprintuvų buvimą labai gerai mato, tad pradžiai apsiriboti tik antenomis galima būtų.

      Jei su antenomis signalas nekoks, galima vidinės antenos gale išraizgyti vielutę ir ją prie telefono dėti pokalbio metu, tuomet signalas stiprus bus vos ne kaip su lauko antena prie telefono pajungta. Youtubeje yra daug pavyzdžių, kaip tai sprendžiama, nors bet kokiu atveju, norint komfortiškai gyventi, greičiausiai be papildomo stiprintuvo/retransliatoriaus neišsiversi :(.

  2. Idomu kokia kokybe laukui skirta antena panaudojus viduje? 🙂 Is kabeliu kaip pastebejau daug kas naudoja LMR240

    • Buvau nemaloniai nustebintas, kai iškėlęs anteną ant stogo, realiai negavau jokio interneto greitaveikos prieaugio. Su lauko antenomis namo viduje antenos signalą gaudė labai panašiai kaip ir lauke ant stogo, realiai būtų trečiame aukšte. Keraminių plytų mūras signalui įtakos galima sakyti nedarė. Aišku, tai ne armuotas betonas.

      • Pabandziau dviguba biquada greitai pasilankstyti, nera net normalaus ekrano, laidas prastas – tik gerai jog labai labai trumpas 🙂 Neturejau nieko po ranka, viena antena elementari “pagaliukas“, kita mano gaminta. Viskas namo viduje, nera noro kelti kazkur i lauka.
        Kaip bereguliuotum dvi orginalias “pagaliukus“ niekaip 5 “lazdu“ ant modemo nepavykdavo gauti. Reiks antra tokia ir pasukti 90 kampu jog butu MIMO

      • Zinok pernesiau pati modema i spintele ant kurios stovi televizorius, kadangi viskas arti lango – tai signalo kokybe net geresne su vidinem mano 4G modemo antenomis. Mano senas huawei B525s-23a neturi 3 dazniu agegacijos, o pats Telia bokstas kaip ir viska transliuoti sugeba 3 dazniais, todel teks pasikeisti modema i naujesni kuris moka agreguoti ir tureciau bent gauti didesni greiti.

      • Šeip tai vidinės antenos tikrai neblogos, bet kad gali būti geresnės nei dvigubas bikvadratas, tai nesitiki.

  3. Deja bet geriau nepavyko su antenomis, kiek bereguliavus tas pats kas su vidinemis. Gal del to jog pats bokstas pakankamai netoli, aisku ir mano antenos nevisai idealios 🙂

  4. Sveiki, kaip tik domiuosi stiprinimu savam pastate ir klausimas kaip patikrinti kuri iš aplink esančių bokštų-stočių duos geriausią rezultatą ? Ar galima rasti jų vietas ar kryptis laipsniais ? Kaip prie jų prisijungti ryšio matavimui atlikti ?

    • Dėl krypties laipsniais suradimo. Tai pradžiai aš susiradau bokštus interneto svetainėje, žemėlapiuose nubrėžiau tiesią liniją nuo bokšto iki savo namo ir tuos lapus atsispausdinau. Ant stogo lipau su tais atspauzdintais lapais, bet aišku, galima su matlankiu išsimatuoti laipsnius ir ant stogo lipti ne su lapais, bet su kompasu :).

      Vis tik, nemanau, kad dabar taip daryčiau, nes žemėlapiuose nėra visų stočių, o ir aš susiradau geriausią bokštą, kuris iš vis naujai buvo pastatytas, apie jo pastatymą ryšio tiekėjas informavo vėliau, nei aš jį buvau radęs. Taip, kad nežinau ar verta prasidėti su žemėlapiais.

      Geriausia paieška, tai lipi ant stogo su kryptinėmis antenomis ir gyvai ieškai. Pasistatai ir pradedi sukti aplink savo ašį strypą, prie kurio antenos pritvirtintos. Suki lėtai, pilnai apsuki gal per 10min-15min. Sukdamas fiksuoji prie kokių bokštų „CELL_ID“ maršrutizatorius pasijungė ir įsimeni kryptį. Suki toliau, ir taip užfiksuoji visas kryptis ir visas celes. Tada jau anteną taikai į tas puses, kuriose buvo užfiksuoti naujieji bokštai ir vertini maršrutizatoriuje signalo stiprumo (RSRP), signalo kokybės (RSRQ), šiuos parametrus apibendrinantį (RSSI) bei triukšmo (SINR) parametrus (apie tai smulkiau rašiau savo poste apie internetą). Aš prie maršrutizatoriaus prisijungiau telefonu ir sukinėdamas parametrus vertinau su telefono pagalba. Kai pavykdavo nukreipti antena geriausio signalo gaudymo kryptimi, pasileisdavai interneto greičio matuoklę, pratestuoji kelis kartus ir užsirašai gautus rezultatus. Aš užsirašydavau ir signalo parametrus. Tada suki anteną į kito užfiksuoto bokšto pusę ir vėl ieškai tiksliausios krypties vertindamas signalo parametrus, vėl testuoji interneto greitį ir taip, kol pratestuoji visus užfiksuotus bokštus.

      Tokiu būdu sugaudysi visus stipriausio signalo bokštus aplinkui ir įsivertinsi jų parametrus.

      Tada, jei turimas maršrutizatorius turi tokią galimybę, galima bandyti maršrutizatoriuje nustatyti fiksuotą dažnį (800MHz, 1800MHz, 2100MHz, 2600MHz) ir gali bandyti sukioti anteną iš naujo. Taip surasi ta pačia kryptimi, kaip ir stipresnį signalą turinčio bokšto, mažesnio signalo stiprumo bokštus, bet gali būti, kad būtent prie jų prisijungęs turėsi didžiausią interneto greitį. Jei ieškosi tik su automatiniu dažnių parinkimu, kaip pačioje pradžioje, gali pražiopsoti geriausią interneto greitį užtikrinantį bokštą. Kaip taisyklė, stipriausias signalas būna 800MHz, bet didžiausias interneto greitis didesnio dažnio bokštų.

      Realiai reikėtų pasiruošti kokioms porai valandų pasižaisti, jei nori geriausio įmanomo rezultato.

      • Labai dekui uz toki issamu komentara. Ar minimos kryptines antenos tinkamos 4g-lte-trans-data-lte-kyz-10/10-mimo kurias turiu dabar? Deja routeris senas ir nezinau kokio reiktu dairytis

  5. Perskaiciau visa jusu straipsni apie interneta. Situacija turiu analogiska jusu minetai tik dabar 2020 nebe 2016 🙂 kaip supratau pabaigoje minejote kad modemas kaip usb pirstelis ura netinkamas stiprinimui antenomis. Maniske sena iranga susideda is routerio TP-LINK TL-MR3420 ir modemo Huawei E5573 i kuri esu sujunges mineta MIMO antena per sma perejimus. Kuria iranga keisti reiketu pirmiausia ir i kokia ?

Parašykite komentarą

Įveskite savo duomenis žemiau arba prisijunkite per socialinį tinklą:

WordPress.com Logo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo WordPress.com paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Google photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Google paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Twitter picture

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Twitter paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Facebook photo

Jūs komentuojate naudodamiesi savo Facebook paskyra. Atsijungti /  Pakeisti )

Connecting to %s