Для чего нужна gsm антенна
Новости технологий, видео обзоры, цены
GSM-антенны и способы их использования
Зачем мне нужна GSM-антенна?
GSM-антенна принимает и передает радиосигнал. Без этого радио-система просто не будет работать. Антенны применяются во всех системах, использующих беспроводное оборудование, например, в брелках от автомобиля и гаражных ворот, метках радиочастотной идентификации (RFID), так называемых системах «радио няня» (Baby monitor/baby alarm) и мобильных телефонах.
Как работает GSM-антенна?
Антенна сделана из проводящей металлической ленты или провода. Это позволяет проходить электрическому току, который создает магнитное поле. В зависимости от частоты, будет производиться волна определенной длины. Чем ниже частота, тем длиннее будет волна, что позволит передавать GSM-сигнал на более дальние расстояния.
На что нужно обратить внимание в GSM-антенне?
Например, антенна, встроенная в рации (walkie-talkie), всенаправленная, так как обеспечивает покрытие в любом направлении. А вот ТВ-антенна, установленная на крыше дома, относится к антеннам типа «волновой канал» (Yagi antenna), которые являются направленными. Это позволяет отправлять и принимать более концентрированный сигнал.
Сколько существует типов GSM-антенн?
Помимо деления на всенаправленные и направленные, существует еще 6 общепризнанных типов GSM-антенн. Все зависит от сферы применения.
Встроенные антенны используются, когда их необходимо поместить непосредственно в оборудование.
Through-hold антенны применяются в стационарных объектах, крепятся с помощью монтажных болтов.
Магнитные антенны обычно предназначены для временных установок или оценочных комплектов.
Антенны прямого соединения устанавливаются прямо на GSM-модемы или же на задней стороне GSM-терминала. Внешние или основные станции с GSM-антеннами, как правило, крепятся на стенах или применяются на дальних расстояниях для дистанционных измерений или настройки панели аварийных сигналов.
Приклеивающиеся антенны крепят на стекло или на другие неметаллические поверхности.
3 комментария:
Конечно, как и любая другая технология беспроводной связи, GSM связь зависит от антенн. Я хочу сказать, что GSM сервисы, и технологии других поколений таких, как EDGE и UMTS или HSDPA находятся в постоянной потребности создания новых антенн, чтобы помочь им не отставать от спроса клиентов и внедрения новых инноваций на рынок связи.
Вообще по моему мнению есть много преимуществ от использования технологии GSM, таких как:
— Глобальный роуминг (клиентам удобно).
— Возможность переключения услуг, сохраняя при этом тот же телефон (выгодно).
— Возможность отправки текстовых сообщений (практично).
— Универсальный номер службы экстренной помощи, поэтому экстренные службы можно вызвать в любой точке мира, не зная местный номер (полезно).
Производители постоянно работают над проектированием новых и уникальных антенных систем для технологии GSM. Бизнес мобильных телефонов является весьма конкурентоспособным, и большинство предприятий в этой отрасли всегда находятся в поиске способов привлечения новых клиентов. Достижения в области технологии играют большую роль в этой бизнес-стратегии. Поскольку все беспроводные связи зависят от антенн, производители должны отличать себя от общей массы, чтобы остаться в бизнесе. Что бы занимать позиции лидера нужно обладать подтвержденным опытом инноваций в конструкции антенн для GSM рынка, в том числе и более поздних поколений конкурирующих технологий, таких как CDMA и EV-DO.
Такие вот мысли по теме GSM антенн, если к кого есть что добавить, то мне интересно узнать.
Привет всем! Кто ни будь работал с внешними антеннами реально усиливающими сигналы сотового оператора? Нужно усиление сигнала gsm чтоб мобильный интернет работал без сбоев и так быстро как в рекламе оператора
Да, то же интересуюсь подобной задачей! Говорят сотовые операторы ставят свои вышки во многих местах, но у моей семьи относительно старенькие мобильные телефоны, поэтому я не уверен что у меня телефон с хорошим приёмом сигнала. Как усилить антенну на телефоне? Есть ли дешевый но хороший усилитель сигнала сотовой связи и интернета для дачи 4g
Кликом по иконке, поделиться информацией в социальной сети:
Что вы знаете про антенны в вашем смартфоне?
В современных беспроводных устройствах может быть установлена просто куча антенн для LTE, GPS, Wi-Fi, NFC. И не только. Иногда даже по несколько штук на каждую перечисленную технологию. Из этой статьи вы узнаете о том, какие в ваших смартфонах установлены антенны, какую конструкцию они имеют и как работают.
В каждом телефоне есть антенна
Как утверждали в одном авторитетном источнике, антенны бывают «такие, такие и такие»:
Еще в 2014 году число абонентов мобильной связи во всем мире было соизмеримо с населением планеты и оценивалось примерно в 7 миллиардов, а это значит, что мобильные телефоны стали универсальным и незаменимым инструментом в современной жизни. Сегодня с помощью мобильного телефона можно говорить с кем угодно практически из любой точки земного шара.
Антенны и частоты
Производители современных смартфонов стремятся сделать антенну широкополосной для всех технологий беспроводной связи: LTE, Wi-Fi, GPS, LTE и Bluetooth.
Количество полос частот увеличивается с каждым годом. Телефон, разработанный для рынка США, может поддерживать только GSM850, PCS, полосу 5 (LTE и UMTS) и полосу 2 (LTE и UMTS). Некоторые компании пытаются разработать мировые телефоны, которые поддерживают все диапазоны, что значительно усложняет конструкцию антенны.
Есть несколько вещей, которые следует отметить в отношении полос частот. Во-первых, многие группы частот перекрываются. Например, GSM850, полоса 5 UMTS и полоса 5 LTE имеют одинаковый частотный диапазон. Следовательно, антенна, которая работает хорошо для одного из этих диапазонов, будет также хорошо работать и для других диапазонов.
Расположение первичной сотовой антенны почти всегда будет на нижнем или верхнем концах устройства.
Несколько примеров конструкции антенн в смартфонах
Говоря про строение антенны, стоит начать с небольшой теории. Самой простейшей антенной принято считать дипольную:
Допустим, наша полоса низких частот составляет около 810 МГц. Длина волны тогда равна
37 см, поэтому половина длины волны составляет примерно 18,5 см. Как правило, в мобильном телефоне можно разместить антенну длиной около 12-19 сантиметров.
Для эффективного излучения на частотах сотового телефона, антенна должна иметь размер всего устройства. Это означает, что антенна не является изолированным компонентом, она будет использовать всю структуру телефона для наиболее эффективного излучения.
Все антенны современного смартфона имеют сложную геометрию. А с переходом в миллиметровый диапазон 5G сложная геометрия сочетается с крайне минималистичным выполнением таких антенн. Разные элементы этой геометрии подключаются электрическим путем к основной конструкции. Таким образом, происходит изменение диапазона работы антенны. Ниже приведен один из примеров конструкции антенны для смартфона:
На рисунке показана структура патч-антенны, изготовленной на С-образной подложке FR4 с размерами 120×60 мм. Выбранные размеры всей печатной платы и антенны являются приемлемыми для большинства мобильных телефонов. Антенна состоит из монопольной антенны, соединенной в форме лестницы заземляющей полосы, и индуктора (левая верхняя часть рисунка). Управлять полосой пропускания антенны можно, подключая одну из четырех ветвей. Так, в антенну вносятся резонансные моды в более низкие и более высокие полосы частот. Диапазоны частот для работы такой антенны – 2260 МГц, 2740 МГц и 3450 МГц.
А не так давно на рынке появились первые смартфоны с поддержкой 5G. Более высокая скорость передачи данных и низкие задержки для взаимодействия в режиме реального времени привлекают все больше и больше пользователей. Данные аспекты позволяют не только транслировать новые форматы видео (360-градусные например), но и расширят спектр предоставляемых услуг, добавив в список: автономное вождение или, скажем, виртуальную и дополненную реальности. И это ещё не полный список возможностей новой технологии.
Так, например, выглядит 5G-антенна миллиметрового диапазона, разработанная компанией Qualcomm:
Выше показано идеализированное изображение беамформинга. Так его рисуют маркетологи. В реалиях же, если визуализировать диаграмму направленности, то система управления лучом формирует некую субстанцию, которая «вытягивается» в сторону лучшего приема.
Разработанная антенна достаточно мала, чтобы производители смартфонов могли установить ее в лицевую панель телефона. Модем Qualcomm X50 5G уже рассчитан на установку в системы, поддерживающие до четырех антенных решеток, по одной на каждую сторону телефона. Это позволяет использовать всего 16 антенн и гарантирует, что независимо от того, как вы держите телефон, сигнал не будет заблокирован и останется с достаточно хорошим отношением сигнал-шум (SNR).
Часто антенны в смартфонах строят по разнесенному принципу. Работа разнесенной антенны состоит в том, чтобы попытаться предоставить независимую выборку данных из сигналов, попадающих в зону действия телефона. В этом случае, приемник мобильного телефона обычно выполняет переключенное разнесение (то есть, выбирает принимаемый сигнал с наибольшим количеством энергии) или комбинированное разнесение (для суммирования мощностей двух приемных сотовых антенн).
Учитывая, что сотовые антенны требуют много места, можно заметить, что эти две антенны будут независимыми, но, при этом могут испытывать большие взаимные влияния:
У нас есть две антенны, которые расположены близко друг к другу. Передающая антенна хочет связаться с удаленной системой, а приемная антенна пытается поглотить как можно больше энергии вокруг нее. Любая мощность, поглощаемая этой антенной, является потерей эффективности антенны. Такая же ситуация происходит в обратном порядке. Это означает, что энергия, которая была бы поглощена разнесенной антенной, поглощается основной антенной. Это негативно влияет на производительность.
Чтобы максимизировать изоляцию (а также сделать диаграммы излучения несколько отличными), разнесенная антенна обычно размещается на верхней части смартфона.
В связи с появлением телефонов для 5G и уходом в миллиметровый диапазон, возникает большая проблема, связанная с быстрым затуханием высокочастотных сигналов. Именно поэтому в смартфонах пятого поколения планируется устанавливать по 3-4 антенных модуля. Использоваться будет тот, который в момент передачи сигнала не блокируется рукой пользователя. Даже на рекламной информации от Qualcomm это отмечено: расположение антенных модулей по периметру всего смартфона.
К чему это приведет, сказать пока сложно. Но, с учетом предъявляемых требований к системам связи пятого поколения, антенным решеткам быть, и от этого никуда не деться.
Особенности размещения антенн в смартфонах
Не стоит забывать и о том, что в каждом мобильном телефоне находятся не только антенны для сотовой связи, Wi-Fi, GPS, но и дополнительно антенны для совместимости с более старыми стандартами связи 4G, 3G и т.д.
Необходимо точно согласовать все антенные устройства между собой, ведь взаимное влияние и перекрестные помехи продолжают делать свою грязную работу и оказывать негативное влияние на систему в целом.
Оптимальное расположение антенн в телефоне,а также относительно друг друга, будет иметь ключевое значение и сказываться на их работе. Изменение положения на несколько миллиметров будет влиять на качество и стабильность связи работающего устройства. Как правило, на этапе тестовых испытаний вносятся коррективы в расположение антенн для обеспечения их оптимальной работы.
Из-за требований к повышению пропускной способности, используются технологии MIMO и Beamforming. Небольшой размер антенны, работающей на частотах более 28 ГГц увеличивает потенциал используемого стека технологий. Благодаря этому, увеличивается коэффициент усиления.
У высокочастотных антенн конструкция не так сильно связана с общей структурой телефона. Однако, большие проблемы возникают при интеграции антенны в устройство, за металлическую крышку. В этих реалиях она уже не является незаметной преградой на пути распространения волны, а оказывает достаточно сильное влияние на характеристики. И здесь нашли применение методы, используемые для проектирования обтекателей в космической промышленности. Крышка разрабатывается таким образом, что в определенном месте образует линзу, что позволяет улучшить диаграмму направленности, а также характеристики сканирования. При этом, данная проблема не настолько серьезна при размещении за стеклянной или пластиковой крышкой.
Не стоит забывать и о безопасности, особенно для устройства, которое человек носит примерно 80% времени в непосредственной близости от тела.
На частотах ниже 6 ГГц для оценки влияния электромагнитного излучения применяются существующие стандарты SAR (Structure–activity relationship). На частотах миллиметровых волн, электромагнитное поле почти не проникает в организм. Большая часть излучения отражается, а то, что проникает внутрь, полностью рассеивается в пределах 3 миллиметров от поверхности, поэтому SAR не является серьезной угрозой для организма:
Заключение
АНТЕННА ДЛЯ ПРИЕМА GSM СИГНАЛА
При всех технологичных прорывах, ухудшение мобильной связи наблюдается в городах, где превалируют радиошумы и множество преград для беспрепятственного распространения базового сигнала.
Удаленные от ретрансляционной вышки объекты – небольшие населенные пункты, дачные участки так же страдают от плохой мобильной связи, медленного, зависающего Интернета.
Говоря откровенно, провайдеры не воспринимают дачников, жителей деревушек, небольших поселков, как потенциальных абонентов. Однако удручающее положение дел можно исправить, купив внешнюю GSM антенну и установив ее на собственном приусадебном участке.
По сути, антенна GSM 2G/3G/4G (LTE) – приемо-передающее устройство, усиливающее базовый сигнал сотовой связи. Мобильное оборудование разделяют на несколько видов относительно конструкции, принципа функционирования.
При выборе и монтаже устройства нужно учитывать показатель мощности сигнала в точке месторасположения абонента, особенности рельефа, технические возможности.
ОБЗОР ОСНОВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ GSM АНТЕНН
Антенна типа «Волновой канал» (Yagi, Яги).
Коэффициент усиления прямо пропорционально зависит от количества директоров. Все перечисленные компоненты антенны имеют размеры, определяемые рабочей частотой (длиной волны).
Такая конструкция позволяет получить высокий коэффициент усиления при небольших размерах. Платить за это приходится узкой диаграммой направленности, что требует точное наведение устройства на источник базового сигнала.
Панельная GSM антенна представляет собой плоскую конструкцию небольшой толщины. Облучатель помещен внутрь рефлектора. Широкая диаграмма направленности позволяет избежать ювелирных настроек устройства. Имеет средний коэффициент усиления сигнала. Но, за счет относительно большой площади слабо устойчива к ветровым нагрузкам.
Штыревая антенна. Штырь он и есть штырь. Простейшая конструкция, расположенная на подставке или предусматривающая иной способ крепления. Никаких настроек в плане ориентации не требует, так как диаграмма направленности круговая в плоскости перпендикулярной оси. то есть все таки абы как крепить ее нельзя. В большинстве случаев антенну располагают вертикально.
Сигнал не усиливает, поэтому применяется как выносное устройство при значительном затухании сигнала внутри помещения, например, с железобетонными стенами и перекрытиями. Также используется для раздачи GSM репитером (усилителем) сотовой связи.
Надежность – один из главных критериев, на который необходимо обращать внимание при выборе устройства. Хороший материал – алюминий, исключающий окисление приемно передающих элементов.
Еще лучше, если все детали внешней антенны оцинкованы – это поможет избежать коррозийных процессов. Следует отказаться от фиксирующих элементов из пластмасс, отдав предпочтение металлическим креплениям.
КАКУЮ GSM АНТЕННУ ВЫБРАТЬ
Определяющий критерий – рабочая частота. Здесь нужно понимать: в настоящее время присутствуют различные диапазоны частот. Какого-то универсального устройства для приема и передачи качественного сигнала на всех частотах нет. Они, конечно же, присутствуют на рынке, активно пропагандируются, но, как показала практика, чаще всего плохо функционируют на всех частотах за редким исключением.
Разнос диапазонов велик. Узкополосное устройство просто не может принимать качественный сигнал частотой 800 и, к примеру, 2100 МГц.
Простейшая индикация сигнала отображается на экранах мобильных телефонов – штрихи или «палки». Владельцы смартфонов могут скачать себе «легкий» софт «GSM Signal Monitoring», который фиксирует сигнал, выкладывает его графическое изображение, показывает скорость обмена информацией в стандартах GSM, UMTS, LTE.
При определении уровня сигнала следует знать – этот показатель обозначается dBm (децибел/милливатт). Имеет обратно пропорциональную зависимость – качество сигнала повышается с уменьшением значения отображаемой величины.
Например, GSM сети индицируют сигнал в следующем диапазоне – от 113 дБ (слабый показатель) до 50 дБ (мощный уровень).
МОНТАЖ, НАСТРОЙКА ВЫНОСНОЙ GSM АНТЕННЫ
Установка приемо-передающего устройства подразумевает жесткую фиксацию наружной GSM антенны в заданном положении. Для реализации этой задачи предусмотрены корпусные отверстия, крепежные хомуты с накатанной резьбой, прочие решения.
Устройство необходимо расположить как можно выше, если, конечно же, дача не находится где-то в степи: стены из кирпича и железобетона соседних построек, покрытия из металла, даже листва деревьев, в которых накапливается влага, экранируют сигнал.
В качестве выносной мачты могут послужить подручные материалы, например, несколько колен обычного телескопического удилища, если позволяет вес антенны, длинная жердь и пр.
Справившись с монтажом, переходим к точной настройке устройства:
1. Антенну устанавливаем на мачту без жесткой фиксации – то есть, устройство должно свободно вращаться, если приложить к нему небольшое усилие.
2. Подключаем к устройству, совместно с которым планируется эксплуатация антенны (репитер, модем, роутер).
3. Используя имеющиеся средства индикации сигнала медленно поворачиваем мачту, добиваясь наилучшего показателя значения уровня.
4. Найдя нужное положение, устройство жестко фиксируется, а место соединения кабеля изолируется, например, термоусадочной трубкой, чтобы избежать проникновения влаги.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ К МОБИЛЬНОМУ УСТРОЙСТВУ, МОДЕМУ
Сотовая связь и мобильный Интернет функционируют на высоких частотах. Чтобы единая система работала эффективно, нужно использовать высокочастотный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом и типы соединений, разъемов с такими же характеристиками.
Это обеспечит прохождение высокочастотного сигнала с минимальным ослабеванием. Как вариант – изделия «RG-6» популярных производителей.
Соединив напрямую мобильное устройство и GSM антенну, термин «мобильность» теряет свою смысловую нагрузку – радиус ограничивается длиной кабеля. Кстати, чем длиннее кабель, тем слабее на выходе сигнал. Наличие разъемов, тройников, не говоря уже о скрутках, которые могут оказаться фатальными, еще больше ослабевают сигнал.
Сегодня рынок предлагает множество готовых комплектов для усиления сотовой связи или мобильного интернета в удаленных от базовых станций населенных пунктов. Причем все элементы этих систем уже согласованы между собой – единая сеть из внешней GSM антенны, кабеля, модема или комплект репитера.
© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.
Советы по выбору усилителя сигнала сотовой связи 2G/3G/4G/5G
Статья о вариантах усиления сигнала сотовой связи на различных объектах: дача, офис, склад. так же краткий обзор популярных предложений на рынке.
Существует два основных варианта усиления сотовой связи:
Первый вариант для усиления интернета 3G/4G/5G, не усиливает голосовую связь в обычном для нас формате (но можно пользоваться звонками через мессенджеры: WhatsApp, Viber, Skype, Telegram).
Второй вариант универсальный – усиливает интернет и голосовую связь, но имеет ряд ограничений (о ограничениях ниже).
Усиление 3G/4G-интернета с помощью антенны, модема и Wi-Fi-роутера
Система состоит из двух узлов: антенна на улице и модем + Wi-Fi-роутер внутри помещения.
Внешняя антенна для 3G/4G модема/роутера
4G-модем, подключенный переходниками к уличной антенне и вставленный в Wi-Fi-роутер
Как это работает? Антенна направлена в сторону предполагаемой базовой станции сотового оператора. Дальше сигнал попадает на 4G-модем с роутером, который раздает интернет путем распространения Wi-Fi сигнала. Вариант популярен среди частных мастеров по установке дачного интернета. Дешево и работает!
Wi-Fi-роутер со встроенным 3G/4G-модемом
Если брать модем и роутер отдельно, то кабель, идущий от уличной антенны, попадает на модем через переходники с тонким кабелем и очень маленькие СВЧ-разъемы TS-9 или CRC-9. Во-первых, это достаточно ощутимые потери уровня и качества сигнала, во-вторых, механически не надежно. Например, протирая пыль, вы легко можете повредить разъем на модеме, и, как следствие, придется покупать новое устройство.
Решается это просто – достаточно изначально купить роутер с уже встроенным 4G-модемом. Например, на нашем рынке продается несколько моделей роутеров компании Huawei. Без рекламы: работают отлично и разъем у них надежней – SMA.
Huawei-роутер со встроенным 4G-модемом
Почему частные мастера предлагают модем и роутер по отдельности? Ответ простой: ценовая маржа больше.
Что такое MIMO-антенна и для чего она нужна
MIMO-антенна для интернета 3G/4G
MIMO-антенна – устройство, имеющее два параллельных коаксиальных кабеля, идущих до модема/роутера. Из практики это означает, что прирост скорости интернета на прием будет от 0 до 20%, а на отдачу – 50-100%. Нужно тем, кто пользуется видеосвязью или удаленным видеонаблюдением, т.е. активно использует исходящий канал интернета. В других случаях практической пользы нет.
Параболическая антенна и антенны с высоким коэффициентом усиления
Параболическая антенна имеет высокий коэффициент усиления – обычно от 25 дБ и более. Многие потребители при выборе антенны смотрят именно на этот параметр. Однако это ошибочно, объясню почему…
Параболическая 4G-антенна с высоким КУ
Во-первых, антенна с таким высоким КУ имеет крайне узкую диаграмму направленности, и отклонение направления на 1-2 градуса уже уменьшает КУ до значений 0-3 дБ! То есть о самостоятельной установке на крыше и тем более на мачте речь уже не идет.
Диаграмма антенны с КУ=16 дБ:
Диаграмма направленности панельной антенны с КУ=16 дБ
Видно, что при отклонении в 5-10 градусов КУ сильно не меняется, а при отклонении, например, в 25 градусов КУ антенны равен почти 2 дБ.
Диаграмма антенны с КУ=27 дБ:
Диаграмма направленности параболической антенны
Видно, что при отклонении в 2-3 градуса КУ равен практически нулю.
Во-вторых, антенны с узкой диаграммой направленности (т.е. с высоким КУ) плохо ловят отраженный и рассеянный сигнал, что ощутимо уменьшает такой параметр, как качество сигнала (отношение сигнал/шум). Например, лес достаточно сильно рассеивает сигнал.
Распространение сотового сигнала в пространстве
В роутерах и модемах качество сигнала обозначается как RSRQ и SINR. А интернет в первую очередь зависит именно от качества сигнала, а не от его мощности (RSRP или RSSI).