УСИЛЕНИЕ СИГНАЛА СОТОВОЙ СВЯЗИ

АНТЕННЫ - ИХ ВЫБОР - УСИЛИТЕЛИ И РЕПИТЕРЫ

В крупных российских городах сигнал GSM достаточно силён, однако значительно ослабевает в сельской местности или на даче. Наиболее простым способом решения этой проблемы является усиление связи с помощью антенн и повторителей (репитеров).

Способы усиления GSM сигнала

Теоретические основы процесса.

Передаваемый отдалённой вышкой сигнал может быть усилен до приемлемого уровня несколькими способами. Чтобы выбрать оптимальный метод, пользователю необходимо определить, что именно он хочет улучшить:

В первом случае добиться положительного результата будет существенно проще, поскольку ниже требования к качеству исходного сигнала. Кроме того, для реализации такого варианта требуется менее сложная и, следовательно, более дешёвая аппаратура.

Наиболее важное условие усиления сигнала — его наличие, хотя бы в самом слабом виде. В случае полного отсутствия связи усиливать будет просто нечего, и покупка самого дорогого и качественного оборудования ни к чему не приведёт.

Чтобы удостовериться в наличии сигнала, можно воспользоваться дорогой профессиональной аппаратурой, которой большинство граждан не располагает. Более доступный способ — используя мобильный телефон, проверить, есть ли связь в пределах дачного участка или на крыше дома.

Дело существенно облегчит наличие сведений о расположении ближайшей вышки сотовой связи, расстоянии до неё и принадлежности конкретному оператору. Чем ближе расположена вышка и чем точнее ориентирован на неё приёмник, тем больше шансов поймать передаваемую волну.

Размещение устройства в указанной в технической характеристике зоне приёма не обеспечивает наличия связи. Если производитель гарантирует работу антенны на расстоянии 7 км, он имеет в виду абсолютно ровное пространство без естественных и искусственных препятствий.

На практике же радиоволны ослабляются рельефом местности, деревьями и кустарниками, а также жилыми и нежилыми строениями. Поэтому, если вышка и принимающая антенна расположены не в степи, на указанное изготовителем максимальное значение рассчитывать не стоит.

Для усиления GSM сигнала сотового оператора потребуются:

АНТЕННЫ ДЛЯ ПРИЁМА GSM СИГНАЛА

Непосредственное назначение этого устройства — приём ослабленного при передаче на расстояние сигнала мобильной связи. По принципу работы антенны подразделяют на:

Наиболее простой разновидностью антенн являются ненаправленные, представляющие собой линейный металлический элемент — штырь, кусок арматуры или отрезок провода. Как следует из названия, сигнал принимается и передаётся таким устройством во все стороны, а не в конкретном направлении.

Изготовить такую антенну можно самостоятельно, однако необходимо при этом учитывать длину GSM-волны (λ). По эмпирическому правилу размер самодельного устройства должен соответствовать соотношению λ, 0,5 λ или 0,25 λ. В качестве усилителей GSM ненаправленные антенны не используются; их основное назначение — внутридомовая раздача связи. Второй вариант эффективного применения — улучшение сигнала GSM-сигнализаций, расположенных в зонах плохой связи.

Направленные антенны могут использоваться как усилители GSM. Основная характеристика таких устройств — измеряемый в децибелах коэффициент усиления.

Обозначение единицы измерения усиления — дБ, или dB. Величина представляет собой умноженный на 10 десятичный логарифм соотношения значений усиленного и исходного сигнала. В свою очередь, десятичный логарифм — это степень, в которую было возведено число 10 для получения логарифмируемого значения.

К примеру, если было достигнуто 10-кратное усиление, коэффициент будет равен 10×lg10 = 10×1, то есть 10 dB. Оптимальное значение коэффициента усиления — не менее 20 dB.

Для характеристики усилителя GSM используется величина дБи (dBi). Буквой «и» (i) обозначается идеальная антенна, передающая сигнал во все стороны пространства абсолютно равномерно. Такого устройства в действительности не существует, поэтому на практике значения dBi и dB принимаются равными.

При использовании для усиления сигнала направленной антенны учитывается диаграмма направленности, сужающаяся при росте коэффициента усиления (KdB). Поэтому при использовании мощной направленной антенны необходимо как можно точнее выставлять направление на вышку сотовой связи. В некоторых случаях требуемая точность может доходить до долей градусов.

В начало

ВЫБОР АНТЕННЫ ДЛЯ МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА ИЛИ МОДЕМА

Среди разновидностей направленных устройств наиболее эффективны и чаще всего встречаются в продаже директорные («волновой канал», Яги-Уда) и синфазные, или панельные.

Изделия первого типа давно используются и характеризуются отличным коэффициентом усиления и приемлемой геометрией диаграммы направленности. Значение коэффициента усиления зависит от общего количества и длины директоров (она не должна превышать 0,5 λ), расположенных после активного элемента и рефлектора.

К недостаткам устройств относятся большая масса и габариты, обусловливающие неустойчивость на ветру и склонность к обледенению в зимний период. Для качественной работы «волнового канала» необходима его тонкая настройка на передающую станцию.

Панельные антенны имеют меньшие размеры, их проще монтировать и обслуживать. По коэффициенту усиления синфазные устройства уступают директорным. Антенны такого типа используются для усиления 3G и 4G-сигналов. Существенное преимущество изделий — отсутствие необходимости точной настройки на вышку.

При выборе устройства любого типа следует обратить внимание на следующие показатели:

При установке антенны необходимо учитывать приведённые ниже рекомендации.

Антенну, по возможности, лучше расположить повыше — на крыше дома, на шесте или даже на дереве. Однако не следует гнаться за высотой: если для уверенного приёма достаточно 3 м, нужно этим значением и ограничиться.

Необходимо выбрать расположение антенны так, чтобы на пути волны было как можно меньше препятствий, как естественных, так и искусственных. Крепление устройства должно быть не только надёжным, но и удобным, позволяющим поворачивать его в разные стороны.

Хотя направленные антенны и обладают эффектом усиления сигнала, использование одного устройства обычно не даёт хорошего результата. Лучше всего дополнительно приобрести усилитель (повторитель), а иногда и модем.

В начало

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ GSM-СИГНАЛА И МОДЕМА

После приобретения и настройки антенны её можно использовать тремя способами:

Первый вариант, разумеется, не имеет практического применения и приведён исключительно для примера.

Использование 3G или 4G-модема позволяет даже в отдалённых районах получить стабильно работающий мобильный интернет. При эксплуатации проводного модема теряется возможность свободно перемещать используемый для работы в интернете ноутбук, планшет или смартфон. Решение проблемы — приобретение модема, раздающего WiFi.

Однако модем не поможет увеличить уровень сигнала сотовой связи — качество голосовых звонков и приёма/передачи SMS будет по-прежнему низким. Следовательно, вместе с модемом необходимо приобрести повторитель (усилитель) сигнала. Устройство имеет два штекерных разъёма: для внешней (принимающей) и внутренней (раздающей) антенны. В качестве внутренней антенны чаще всего используются изделия штыревого типа.

Крайне важно обеспечить достаточное расстояние между двумя антеннами (приемной и передающей), иначе усилитель будет возбуждаться за счёт эффекта положительной обратной связи. Похожий эффект можно наблюдать при приближении микрофона к включённым колонкам.

Из других, менее затратных вариантов обеспечения интернет-соединения, следует отметить использование встроенного в планшет модема и применение в качестве точки раздачи WiFi сигнала смартфона.

Чтобы не столкнуться с несовместимостью устройств и элементов (кабелей и соединителей), лучше всего приобретать усилители GSM единым комплектом. Следует отдавать предпочтение известным, хорошо зарекомендовавшим себя производителям.

В начало

© 2012-2017 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов