Как сделать антенну из банки для 4g модема

Обновлено: 10.01.2025

Баночная антенна для Wi-Fi сетей приобрела особую популярность за свою простоту и минимуму материалов для сборки. Проще говоря практически из мусора получается неплохая направленная антенна. За рубежом эта антенна носит название «Cantenna». Здесь игра слов: antenna — антенна, can — могу, консервная банка. В общем, что то типа: «Могём и из консервной банки антенну сделать». Действительно, баночная антенна для Wi-Fi, 3G, 4G может быть лучше всего годится для изготовления своими руками неподготовленным радиолюбителем.

На частотах CDMA размеры банки получаются далекими от оптимальных и там баночную антенну не используют.

С точки зрения специалиста, банка представляет собой антенну в виде отрезка полого круглого волновода, заглушенного с одной стороны. Это своего рода «слуховой аппарат» для электромагнитных волн. Основным его свойством является наличие так называемой критической частоты, ниже которой волна в волноводе существовать не может. Эта частота зависит исключительно от диаметра банки. Кроме того, существует верхняя рабочая частота, выше которой волновод работает, но появляются паразитные нежелательные волны, высшие моды колебаний, как их называют. Длина волны вдоль волновода больше чем в свободном пространстве.

Попадая в банку, волна доходит до дна и отражается от него. Отраженная волна, взаимодействуя с прямой, образует внутри банки интерференционную картину (стоячую волну). Максимум электрического поля приходится на расстоянии λg/4 от дна (λg — длина волны в волноводе). В этом месте устанавливается четвертьволновый штырь, приемны й зонд, подключаемый 50-омным коаксиальным кабелем к адаптеру. Оптимальная длина самой банки 3λg/4. Это не минимальная, а именно оптимальная длина. Дело в том что волна отражается не только от дна, но и от наружного среза банки. Эта повторно отражен ная волна вносит свой вклад в интерференционную картину. При длине банки 3λg/4, 5λg/4 и т. д. — сигнал на штыре максимален, при длине банки 2λg/4, 4λg/4 и т. д. — минимален. Т.е. банка немного короче или длиннее 3λg/4 тоже будет работать. Это надо иметь ввиду, поскольку при попытке обрезания некоторых банок, они потом разваливаются по шву. Но все же надо постараться сделать банку оптимальной длины. Ее надо обрезать немного длиннее 3λg/4 и потом завальцевать край.

Чтобы определить, подходит ли банка для Wi-Fi или 3G антенны и рассчитать конструктивные размеры, можно воспользоваться онлайн калькулятором на нашем са йте. Предлагаю также небольшую программку для расчета баночной антенны для Windows . Банку подобрать не трудно, желательно конечно идеально цилиндрическую, но неплохо работает, например, банка от кофе Nescafe. Подобрав банку, нужно просверлить отверстие для коннектора. Лучше использовать коннектор с гайкой. К конне ктору припаивается штырь из куска медного провода, коннектор завинчивается в банку (надо проследить, чтобы у него был электрический контакт с внутренней стороной банки, т.к. иногда она бывает лакирована) и все, антенна готова. Нужно только сделать шнур для подсоединения ее к адаптеру.

Расчет баночной антенны есть в мобильном андроид приложении Cantennator, доступном на Google play. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав на кнопку ниже или по QR-коду. Не забудьте оценить приложение.

Если у вас 3G USB-модем и вы хотите усилить сигнал с помощью такой антенны, то можно просто вставить модем внутрь банки. При этом отпадает проблема соединения антенны с таким модемом. Прорезается отверстие под модем на том же расстоянии λg/4 от дна, края завальцовываются, чтобы не было острых краев. Такой вариант антенны можно конечно использовать рядом с ноутбуком, как на фотографии в начале статьи. Нужно только иметь ввиду, что у некоторых модемов (например у 3G модемов Huawei E171, E173), его внутреняя антенна располагается не в торце, а ближе к USB разъему и этот вариант баночной антенны с такими модемами работать не будет.

Если вы размещаете свою самодельную антенну из консервной банки где-то на мачте или просто вне помещения, то готовую антенну нужно герметизировать от атмосферных воздействий, закрыв пластмассовой крышкой. Только крышку нужно проверить на предмет поглощения ею радиоволн. Проще всего это сделать с помощью микроволновки. Поскольку ее пустой включать нельзя, ставите туда хотя бы стакан воды, кладете крышку и включаете. Если крышка в итоге не нагреется, значит она радиоволны не поглощает и пригодна для нашей цели. За коннектором неплохо просверлить 2 мм отверстие, чтобы через него стекал конденсат, который неминуемо будет собираться в банке. Однако, любая консервная банка недолговечна и со временем ржавеет, ржавчина ослабляет сигнал, так что если вы заметили что связь ухудшается - самое время искать новую банку и переделывать антенну. Вообще, использовать эту антенну как стационарную на мачте - не лучший вариант. А вот как переносную, другое дело.

Баночная антенна поддается небольшой настройке. Можно наклонять штырь относительно дна банки, меняя условия согласования с кабелем и положение штыря относительно пучности поля в банке. Поворачивая антенну вокруг оси, можно менять ее поляризацию. Практически от такой антенны можно добиться усиления 4-6 dBi.

Мобильный интернет всё же проигрывает домашнему в скорости. Не всегда абоненты находятся в стабильной зоне покрытия. Если сигнал слабый, скорость загрузки страниц будет низкой. Одно из решений — внешняя антенна к USB-модему. Её можно либо купить, либо сделать самостоятельно из подручных средств.

В каких случаях нужна антенна для модема

Антенна улучшит мобильный интернет, если на значке сигнала присутствуют два или вообще одно деление. Комплектующие внешней антенны будут улавливать сигнал там, где встроенная антенна этого сделать не может. Если сигнала вовсе нет, есть вероятность, что даже внешняя антенна окажется бессильной в вашем случае.

На многих модемах есть разъём сбоку для подключения кабеля от внешней антенны

Какие виды 3G/4G-антенн бывают

Антенны (как покупные, так и самодельные) разделяют на несколько видов в зависимости от нескольких показателей. Если говорить о способе установки, есть комнатные или уличные антенны. Последние более эффективные, так как они работают в открытом пространстве, где меньше всего помех. Они подойдут для тех абонентов, которые живут далеко от вышки.

Комнатные антенны не такие эффективные, как уличные

По принимающему сигналу антенны делят на широкополосные и узкополосные. Первые более функциональные — они способны принимать сигнал 2G и 3G, когда, к примеру, 4G не ловит.

Антенны делят также на направленные, всенаправленные и секторные. Последние два вида способны ловить сигнал сразу от нескольких вышек. Ещё различают обычные устройства и антенны MIMO — усовершенствованное оборудование сразу с двумя антеннами, которые принимают сигнал отдельно друг от друга, но передают сигнал модему одновременно. Они способны увеличить скорость и до 100 Мбит/с.

У антенны MIMO по сути два приёмника, отсюда и её эффективность

В зависимости от наличия в антенне усилителя устройства разделяют на активные и пассивные. Пассивные, где усилителя нет, не так сильно улучшают сигнал мобильной сети, как активные, но при этом их не нужно подключать к розетке (усилитель работает от электрической сети).

Изготовление антенны из жестяной банки

Плюс этой самодельной антенны — доступность. В каждом доме можно найти свободную жестяную банку — будь то от кофе или газированных напитков. Лучше, чтобы она была цилиндрической — без углов. Банка будет неким «слуховым аппартом» для волн. Они будут доходить до дна и отражаться от него. В итоге в банке будет образовываться стоячая волна.

Что нужно сделать с банкой, чтобы из неё получилась антенна:

Рассмотрим самый простой вариант — без использования проводов. Нужна только банка и модем. Снимаем крышку с банки. В стенке ближе ко дну делаем отверстие, чтобы в него поместился модем.
Размещаем модем в отверстии, чтобы задняя часть со встроенной антенной оказалась в банке.
Берём USB-удлинитель и через него подключаем модем к компьютеру. Модем с банкой ставим на подоконник или ближе к окну. Смотрим на количество делений и регулируем положение банки с модемом, чтобы максимально усилить сигнал.

Вставьте модем в отверстие

Минус способа в том, что он подойдёт не для всех случаев, например, если вы живете на первом или втором этаже и ваш дом располагается далеко от вышки. Она может вам помочь, если проблемы с сигналом не слишком серьёзные. Таким образом, антенна простая в изготовлении, но не настолько эффективная, как, например, антенна Харченко.

Более сложная вариация баночной антенны — с металлическим коннектором внутри и проводом, который тянется от него:

В банке необходимо просверлить отверстие для коннектора. Лучше использовать коннектор с гайкой.
К коннектору нужно припаять штырь из куска медного провода, коннектор завинчивается в банку (надо проследить, чтобы у него был электрический контакт с внутренней стороной банки, т. к. иногда она бывает лакирована).
После этого останется только сделать шнур для подсоединения антенны к модему.

Баночную антенну можно сделать с кабелем

Антенна из проволоки

Ещё один примитивный способ усилить угасающий сигнал мобильной сети — медная проволока. Ей нужно обмотать нижнюю часть модема, где находится внутренняя антенна. Где-то 20 – 30 см проволоки должны остаться свободными. Этот свободный кусок выгибаем — он должен находиться перпендикулярно модему, то есть вертикально. Размещаем модем с самодельной антенной на окне и подключаем её к ПК с помощью удлинителя.

Сделайте несколько витков вокруг модема и выпрямите кабель по вертикали

Удлинитель можно приобрести прямо с усилителем — это также поможет улучшить показатели.

Антенна Харченко (биквадрат): простая пошаговая инструкция

Учёный Харченко предложил эту модель рамочной антенны в 1961 году. Она использовалась как приёмник для ТВ-передач. Антенна очень эффективна — она выступает в роли и приёмника, и усилителя. Она широкополосная, способна увеличить мощность сигнала до 3 – 4 дБ при отсутствии рефлектора и до 8 – 9 дБ с рефлектором (металлической панелью, которая отражает сигнал). При этом не важно, 3G это или 4G.

Сделайте симметричную «восьмёрку» из медной проволоки

Закрепите антенну с помощью деревянных палочек по бокам

От антенны проведите кабель к модему

Если нет разъёма под антенну, используйте медную пластину для закрепления провода на модеме

Видео: как изготовить антенну Харченко

Другие варианты самодельных антенн

Идеи для самодельных антенн могут быть и такие:

Усилить сигнал можно с помощью обычного дуршага

Спутниковую тарелку можно быстро переделать под антенну для 3G/4G

Чтобы собрать двойное кольцо, нужно взять четыре одинаковые круглые металлические пластины и одну большую панель из того же материала в качестве отражателя

Как протестировать изменения

Можно просто немного «посёрфить» в интернете, чтобы определить, улучшилась скорость или нет. Если вам нужны точные данные, измерьте скорость с помощью любого сервиса, например, через SpeedTest или «Яндекс.Интернетометр». Сделать это нужно до и после установки антенны на модем.

Переходим на сайт и запускаем процедуру. Оцените результат, когда процесс завершится. Повторите его несколько раз и высчитайте среднее значение — показатель и будет реальной скоростью.

Щёлкните по «Измерить» на сайте

Если вам нужна простая антенна, для изготовления которой не требуется особых навыков и знаний, сделайте проволочную или баночную антенну. Можно также взять вариант с дуршлагом или старой спутниковой антенной. Для более опытных подойдут способы посложнее — антенна Харченко или «Двойное кольцо».

В закладки

1. Усилитель сигнала из пивной банки

Самый простой способ улучшить прием Wi-FI. Но и эффект дает самый слабый. Берем пустую металлическую банку, промываем от остатков жидкости.

После необходимо отрезать донышко банки и почти отрезать верхнюю часть (предварительно снять ключ). После со стороны отрезанного дна потребуется разрезать банку вдоль.

Разворачиваем банку, как парус, и устанавливаем через отверстие для питья на антенну роутера. После стоит закрепить импровизированный параболический отражатель (как у локаторов) скотчем, жвачкой или клеем — донышком к роутеру.

Обычная антенна Wi-Fi распространяет сигнал во все стороны. Самодельный усилитель направляет его в одну, тем самым усиливая. Если вдруг не заработает — стоит сделать еще один, поэкспериментировав с размером отражателя, длиной сторон и расстоянием до антенны.

2. Внешняя антенна из коробки для дисков

Еще один вариант — куда более мощный, чем предыдущий. Но и более трудозатратный. Берем коробку от дисков, отпиливаем шпиндель, оставляя 18 мм и проделываем в нем надрез крест-накрест.

Из медной проволоки сечением 2,5 мм изготавливаем двойной ромб со сторонами по 30,5 мм. Важно — изменение размеров повлечет за собой изменение диапазона работы антенны, и, как следствие — низкое качество или отсутствие соединения.

Полученную конструкцию соединяем пайкой, и устанавливаем в шпиндель так, чтобы до основания коробки оставалось 16 миллиметров. Строго параллельно дну коробки.

Перед этим, конечно, нужно вложить на шпиндель 1 диск — он послужит отражателем. Впрочем, его можно заменить на фольгу.

В шпиндель пропускаем коаксиальный кабель. Пайкой соединяем его с антенной. На другом конце, по желанию, можно установить подходящий к роутеру разъем (чаще всего — N-коннектор или BNC-«мама»).

Фиксируем клеевым пистолетом или другим непроводящим материалом всю конструкцию. После этого устанавливаем антенну вместо штатной.

При правильном исполнении антенна получается довольно неплохая. Среднестатистическому роутеру этого будет достаточно для устойчивого покрытия на площади 50-70 квадратных метров.

Это правда работает?

Подобными антеннами можно получить неплохой результат. К сожалению, показатели двух антенн, сделанных по одной инструкции, могут отличаться между собой. К тому же, реальные параметры самодельных антенн практически не поддаются расчету, поэтому иногда приходится сделать несколько экземпляров одной и той же конструкции.

Конечно, покупные антенны заводского исполнения работают намного стабильнее. Если нет времени или навыка — стоит обратить внимание на эти варианты:

Важным преимуществом самоделки является дешевизна, простота и скорость изготовления — 20 минут, и Wi-Fi работает намного лучше. И для дома, и для дачи такой вариант может оказаться вполне применим.

(3 голосов, общий рейтинг: 4.67 из 5)

В закладки

Часто возникает ситуация, когда мощности сигнала недостаточно для устойчивого приема интернета. Выручить может уличная или комнатная антенна. Промышленная антенна для 3g модема МТС способна поднять уровень сигнала на 10-17 Дб.

Направленная антенна для 4G или ЛТЕ улучшает отношение сигнал-шум за счет того, что имеет низкое усиление в направлении, отличном от основного.

Ниже будут рассмотрены различные варианты, как сделать антенну для дачи или квартиры при помощи подручных средств.

Антенна своими руками должна быть выполнена в точном соответствии с теми данными, которые требуют чертежи. Высокая частота сигнала приводит к тому, что ошибка в нескольких долях миллиметра может привести к полной или частичной неработоспособности устройства.

Улучшить домашний интернет можно при помощи усилителей, которые повышают уровень сигнала. Основными характеристиками усилителей высокочастотного сигнала являются коэффициент усиления и отношение сигнал-шум. Обычно внешний усилитель усиливает сигнал на 10-20 дБ.

Простая внешняя 4g антенна своими руками

Энтузиастами творчества разработано множество самодельных конструкций внешних антенн для улучшения приема. Один из экзотических вариантов – баночная антенна. Для изготовления конструкции требуется две алюминиевых банки из-под напитков объемом 0.33 л.

Каждая банка крепится к ровной рейке на расстоянии 1 см друг от друга. К одной из банок присоединяется центральная жила экранированного кабеля, к другой – оплетка. Кабель подсоединяется при помощи маленьких винтов с гайками, поскольку паять алюминий в домашних условиях затруднительно.

Основные требования к вибратору

Вибратор должен выполняться из голого медного провода диаметром 2-2.5 мм. Использовать материал иной толщины нежелательно, поскольку произойдет рассогласование вибратора и высокочастотного кабеля. При этом качество антенны 3G или 4G модема будет крайне низким.

Выбор кабеля

Как правило, устройства для интернета используют тонкий коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом. Длина кабеля должна быть достаточной для подсоединения внешнего устройства, вынесенного на улицу, и оконечного модуля (модема или роутера).

Важно! Не следует делать длину с запасом, поскольку высокочастотный кабель имеет свойство затухать в передающих линиях, и длинный кабель может полностью нивелировать коэффициент усиления антенны.

Специфика конструкции рефлектора

Рефлектор любой конструкции выполняется из хорошо проводящего металла и должен быть защищен от коррозии. Высокочастотный сигнал распространяется по тонкому слою поверхности, а пленка окислов увеличивает сопротивление этого слоя.

В качестве рефлектора может использоваться металлическая решетка. Существуют варианты изогнутого отражателя. В любом случае должно соблюдаться определенное расстояние от активной части приемного устройства.

Важно! Габариты ячеек решетки должны быть меньше длины волны.

Процесс создания устройства

Создание самодельного устройства усиления сигнала требует высокой квалификации и аккуратности, поскольку длина волны сигнала сопоставима с погрешностями разметки деталей и их сборки. Большую роль имеют также способ соединения внешнего блока с приемником и схема передачи сигнала.

При небольшом расстоянии от внешнего блока до модема его можно подключить при помощи высокочастотного кабеля, используя специальные разъемы, которые различаются у разных производителей оборудования.

Отправка данных беспроводным путем

При большом расстоянии кабель будет вызывать сильное затухание сигнала, сводя на нет все положительные качества антенны и усилителя. В данном случае лучший вариант – воспользоваться беспроводной передачей сигнала.

Для этой цели используется репитер, который устанавливается вблизи антенны. В дальнейшем репитер транслирует усиленный сигнал в направлении пользователя, используя Wi-Fi протокол.

Панельная антенна 4g своими руками

Панельная, или патч-антенна – наиболее распространенная антенна 3g 4g lte, поскольку имеет малые размеры при хороших усилительных качествах и высокой помехозащищенности. Панельная антенна выполняется в виде нескольких излучателей (патчей) прямоугольной, круглой или эллиптической формы, расположенных над металлическим экраном. Размеры патчей и их расстояние от экрана зависят от частоты сигнала.

Несколько патчей, соединенных определенным образом, образуют антенную решетку, благодаря чему устройство имеет высокий коэффициент направленности, более высокое усиление и хорошо ослабляет мешающие сигналы с противоположного направления.

Наиболее простая для повторения конструкция изображена на рисунке. Размеры и конфигурация взяты с промышленного образца, который имеет неплохие технические характеристики.

Компактная внешняя антенна, размещенная в подходящем корпусе, имеет минимальную толщину и массу.

Применение панельных антенн для работы в сетях 4G

Наружная панельная антенна LTE наиболее часто применяется для улучшения качества обмена данными в зоне неуверенного приема. Малые габариты и высокая технологичность позволяют разместить в одном корпусе большое количество элементов, что особенно важно при использовании технологии MIMO.

Технология MIMO

Технология MIMO позволяет увеличить пропускную способность канала передачи данных до максимального теоретически допустимого значения. Данная методика производит пространственное кодирование сигнала благодаря тому, что прием и передача осуществляются различными антеннами. Основное требование для успешного использования MIMO технологии – связь между антеннами должна быть как можно слабее. Техническим языком говорится, что антенны должны быть слабо коррелированы.

Аппаратура, поддерживающая MIMO, разделяет сигнал на несколько потоков, распределяя их между пользователями. В том случае, если пользователей меньше, чем количество приемо-передающих модулей, то к каждому клиенту сигнал может поступать по нескольким потокам.

Таким образом, происходит следующее:

Увеличивается скорость передачи данных;
Растет помехозащищенность;
Затрудняется перехват трафика.

Для работы по технологии MIMO требуется, чтобы ее поддерживало оборудование провайдера и клиента.

Антенна Харченко для 4g модема своими руками

Антенна Харченко, или горизонтальная восьмерка, является наиболее простой в изготовлении, притом довольно эффективной для увеличения мощности принимаемого сигнала.

Для самостоятельного изготовления требуются следующие основные материалы:

Отрезок медной проволоки диаметром 2-2.5 мм;
Лист тонкого металла или фольгированного текстолита размером 120х120 мм;
Отрезок тонкого коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50-75 Ом.

Самодельная антенна Харченко состоит из двух элементов:

Изготовление вибратора

Вибратор является основным элементом для приема и передачи электромагнитных волн. Его размеры должны точно соответствовать рабочей частоте.

Рефлектор (отражатель) формирует направленные свойства антенны, повышая коэффициент усиления в направлении приема и снижая уровень помех с остальных направлений.

Размеры элементов антенны для 4G интернета зависят от частоты сигнала. В качестве примера можно рассмотреть устройство, работающее на средней частоте 2600Гц. Длина волны составляет 115 мм. Таким образом, сторона квадрата, с учетом толщины провода, должна составлять 28.9 мм. Внутренние стороны делаются несколько короче для того, чтобы углы квадратов не соприкасались и образовывали промежуток для подключения кабеля.

Изготовление рефлектора

Для рефлектора берется лист проводящего материала (это сталь или односторонний фольгированный текстолит) размером 120х120 мм. Предпочтительнее взять фольгированный материал, поскольку медь обладает меньшим удельным сопротивлением, и антенна для модема своими руками будет иметь лучшие эксплуатационные характеристики.

Строго посередине рефлектора сверлится отверстие по диаметру коаксиального кабеля (обычно 4-6 мм). По углам сверлятся отверстия ближе к краям для крепления собранной конструкции на мачте или поверхности.

Соосно отверстию термоклеем либо иным способом крепят пластмассовую втулку для крепления вибратора. Высота втулки должна составлять 13 мм.

Сборка антенны 4G

К средней части вибратора припаивают коаксиальный кабель, центральную жилу к одной стороне, оплетку – к другой. Второй конец кабеля продевают в отверстие втулки и рефлектора. Далее вибратор приклеивают средней частью к втулке.

Длина кабеля зависит от предполагаемого расстояния между антенной и модемом. На втором конце кабеля необходимо припаять разъем, соответствующий ответной части USB модема. К примеру, ЮСБ модем Мегафон или Билайн использует разъемы типа MS156. Разъемы роутера или маршрутизатора обычно выполняются по стандарту SMA.

Важно! Используя фольгированный материал, располагать его следует медной фольгой к вибратору.

Никакая самая мощная антенна не повысит качество приема, не даст устойчивый коннект, если не будет направлена точно в сторону передающей аппаратуры.

Защита

Для защиты от внешних воздействий выносная антенна должна быть размещена в корпусе подходящих размеров. Места выхода кабеля и крепежных элементов должны быть тщательно загерметизированы.

Важно! Корпус конструкции должен быть выполнен из непроводящего материала. Это может быть полистирол или полиэтилен. Первый материал предпочтительнее, поскольку допускает сборку корпуса при помощи склеивания, достаточно стоек к ультрафиолетовым лучам, низкой и высокой температуре.

Наибольшей опасности внешние устройства подвергаются во время грозы. Разряд молнии, попавший в антенну, способен мгновенно вывести из строя внутренние цепи во всей подключенной к ней аппаратуре. Поэтому при вероятности грозы следует отключать антенный кабель из разъема модема или роутера.

Самодельные устройства повышения мощности принимаемого сигнала способны улучшить качество приема, скорость приема и передачи данных, исключая дополнительные расходы на более совершенное оборудование.

Видео

Читайте также: