GSM антенна внешняя: типы антенн, настройка, установка

Мобильная связь является единственным средством коммуникации для некоторых удаленных от города районов. В этих случаях посредством сетей GSM, 3G и 4G осуществляется не только голосовая связь, но и передача данных: провайдеры, строящие свои сети на базе оптоволоконных систем, не рассматривают жителей поселков и дачников как потенциальных абонентов. Но при значительном удалении абонента от базовой станции мощности сигнала может быть недостаточно для стабильной работы приемо-передающего устройства, будь, то телефон или модем, и часто возникает вопрос о необходимости установки внешней антенны.

Внешняя антенна приема и передачи сигнала GSM — общее упрощенное название устройства, задача которого принимать и передавать сигнал нужной частоты в указанном направлении. Так как стандарт GSM, работающий на частотах 900 и 1800 МГц использовался в течение достаточно длительного времени, данная аббревиатура в разговорной речи стала применяться и для мобильных систем другого типа.

По исполнении и принципу действия внешние GSM-антенны делятся на несколько типов. Выбор и установка осуществляется с учетом уровня сигнала в месте расположения абонента, рельефа местности и технических условий.

Наиболее популярные типы GSM-антенн

Yagi (волновой канал). Представляет собой траверсу, по длине которой перпендикулярно расположены рефлекторы. Размеры траверсы и рефлекторов зависят от частотных характеристик антенны, так как длина волны обратно пропорциональна частоте. Важное преимущество — значительный коэффициент усиления при небольших габаритах.Недостатком является достаточно узкая направленность и необходимость точного наведения на базовую станцию.Типовое антенное устройство «волновой канал».
Типовое антенное устройство «волновой канал»
Параболическая антенна. Состоит из параболического отражателя и размещенного в его фокусе облучателя. Имеет наибольший коэффициент усиления среди всех распространенных типов антенн. Установка требует определенных навыков и умений, так как при неточной настройке эффективность снижается до нуля.Параболическая антенна с сетчатым рефлектором.
Параболическая антенна с сетчатым рефлектором
«Панель». Выглядит как плоская панель небольшой толщины, облучатель находится внутри рефлектора. Обладает средними показателями усиления сигнала, но благодаря широкой диаграмме направленности не требует очень точной настройке и достаточно просто устанавливается.
Панельная антенна, установленная на стене частного дома
Штыревая антенна. Вертикально расположенный штырь одновременно является и рефлектором, и облучателем. Диаграмма направленности круговая, точного направления в сторону базовой станции не требуется, но при установке необходимо избегать размещения, при котором между антенной и БС расположены экранирующие конструкции. Рекомендуется для установки в местах, где значительного усиления сигнала не требуется.Внешняя штыревая GSM-антенна.
Внешняя штыревая GSM-антенна

Установка

Установка заключается в жесткой фиксации антенны и установки нужного направления. Тип фиксации зависит от конструкции антенны: это могут быть корпусные отверстия, зажимные хомуты с резьбой или иное конструктивное решение. Для возвышения антенны используются мачты. Практика показывает, что для установки антенн с небольшой массой достаточно удобно использовать стеклопластиковые мачты, например, колена от недорогих телескопических удочек.

Настройка

Настройка заключается в точном нацеливании на базовую станцию оператора сотовой связи, если антенна характеризуется узкой диаграммой направленности. Для настройки можно использовать программы мониторинга сети, в огромном количестве представленные для всех известных платформ. Точная настройка осуществляется следующим образом:

Антенна фиксируется на мачте таким образом, чтобы оставалась возможность ее вращения с приложением незначительных усилий.
Конец подключенного коаксиального кабеля снижения зачищается от оплетки, а центральная жила помещается возле антенного модуля телефона или планшета (можно просто обмотать устройства).
Запускается программа мониторинга сигнала сети, и путем поворота антенны достигается наилучшее значение качества сигнала. Необходимо помнить, что уровень сигнала выражается в dBm (отношению децибел к милливаттам) и имеет отрицательное значение, соответственно, качество сигнала увеличивается с уменьшением данного показателя.
При достижении наилучшего значения антенна жестко фиксируется, место подсоединения кабеля изолируется от возможного попадания влаги при помощи изоляционной ленты или термоусадочной трубки.
Экран программы мониторинга уровня сигнала сети

Следует помнить, что узконаправленные антенные устройства настраиваются с учетом конкретного места расположения базовой станции. При смене оператора может потребоваться перенастройка антенны.

Подключение к телефону или модему

Так как мобильная связь и передача данных в сотовых сетях работают на высоких частотах, для обеспечения нормальной эффективной работы при подключении антенны огромное значение имеет тип и качество кабеля и всех соединений. Для подключения необходимо использовать высокочастотный коаксиальный кабель, обеспечивающий прохождение сигналов высокой частоты с незначительным затуханием, например RG-6 известных производителей. Для подключения к приемо-передающему устройству целесообразно использовать соответствующий высокочастотный разъем. Если устройство не оборудовано разъемом для подключения внешней GSM-антенны, следует поступить так же, как при настройке: поместить зачищенную экранированную жилу кабеля вблизи встроенного антенного модуля.

Высокочастотный разъем для подключения к модему или роутеру

Логично предположить, что использование мобильного устройства с внешней GSM-антенной не всегда удобно, так как показатель мобильности ограничивается длиной кабеля. Во избежание подобных неудобств имеет смысл сделать мобильное устройство стационарным. Это можно сделать следующим образом:

Для голосовой связи — установить репитер, который будет принимать и передавать сигналы с использованием антенны, усиливая их в зоне установке.
Репитер, предназначенный для ретрансляции и усиления GSM-сигнала.
Для передачи данных модем с подключенной антенной устанавливается в роутер, имеющий поддержку данного устройства, а подключение потребителей осуществляется посредством Wi-Fi. Отличным решением будет использование роутера с собственной поддержкой мобильных сетей и разъемом для подключения внешней GSM-антенны.