Как подключить внешнюю антенну к 3G/4G модему?

Можно ли улучшить качество приема USB модема и увеличить скорость интернета с помощью внешней антенны? Какое нужно оборудование и что можно сделать самостоятельно? Как выбрать и подключить внешнюю антенну к модему 3G/4G? Ответы на эти и другие вопросы в нашей статье.


Конструкция любого USB модема стандартов 3G/4G предусматривает наличие внутренней антенны. Ее коэффициент усиления обычно не превышает 1 дБ, поэтому сигнал мобильной связи может быть слабым и нестабильным, а скорость интернета — низкой. Чтобы обеспечить уверенный прием и улучшить показатели, потребуется внешняя антенна.

Сначала нужно определить уровень сигнала и удостовериться в способности модема устанавливать неразрывное соединение. Для этого используют:

● интерфейс модема;
● сторонние программы, например Mobile Data Monitoring Application (MDMA);
● приложения на смартфоне или планшете с операционной системой Андроид.

Уровень сигнала сотовой связи измеряется в dBm и в зависимости от цифрового значения относится к определенной группе. Их перечень и характеристики качества приема указаны в таблице.

Для первой группы внешняя антенна не нужна: она не сможет существенно увеличить скорость передачи данных. При хорошем и среднем уровне сигнала можно приобрести внешнюю антенну 3G/4G с коэффициентом усиления 14-17 дБ, а для плохого понадобится модель с КУ 21-27 дБ.

Если качество приема нестабильно и наблюдается постоянный разрыв интернет соединения, то проблему поможет решить специальный комплект оборудования для модема. Можно также использовать репитер в сочетании с мощной наружной параболической антенной.

Усилить сигнал получится только при его наличии. При значительном удалении от БС сотового оператора и отсутствии соединения мобильный интернет подключить невозможно.

При покупке внешней антенны для 3G/4G модема следует обращать внимание на коэффициент усиления, поддерживаемые стандарты связи, рабочие частоты и особенности конструкции. Нужно также учитывать расстояние от дома, квартиры, дачи или офиса до БС сотового оператора, качество приема и наличие помех.

Для мощного входящего сигнала, который часто наблюдается в черте города или в сельской местности рядом с вышкой, достаточно наружной всенаправленной антенны. Причиной низкого качества соединения могут быть толстые стены из железобетона и другие конструктивные особенности здания.

Всенаправленная внешняя антенна с коэффициентом усиления 7-9 дБ и круговой диаграммой направленности обеспечит уверенный прием. Она закрепляется на фасаде здания и не требует точности при настройке.

При мощности входящего сигнале ниже -30…-50 dBm понадобится одна из направленных антенн. Она поможет организовать стабильное соединение на расстоянии 3-20 км от БС сотового оператора.

Если наблюдается хороший или средний уровень сигнала, то используют следующие виды антенн:

● «Волновой канал» (Yagi). Имеют узкую диаграмму направленности, коэффициент усиления до 17 дБ и минимальную ветровую нагрузку. Из-за угла охвата не более 12-15° такие антенны нуждаются в точном наведении на БС и отличаются неравномерностью КУ в широком диапазоне частот.

● Панельные. Усиливают сигнал, отраженный от стен зданий и других препятствий, и могут использоваться для улучшения качества связи вне прямой видимости БС. Бывают узкополосные и широкополосные панельные антенны. Коэффициент усиления — до 20 дБ. Широкополосные модели не нуждаются в максимально точной настройке, но могут самостоятельно переключаться между вышками сотовых операторов.

При плохом приеме для стабильного интернет соединения понадобится параболическая антенна с коэффициентом усиления до 27 дБ. В зависимости от модели она обеспечивает передачу данных на расстоянии между объектом и вышкой мобильного оператора до 25 км.

Увеличить скорость мобильного интернета больше, чем в два раза, помогут антенны, поддерживающие технологию MIMO. Такой эффект достигается благодаря одновременной поляризации в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Более подробную информацию о видах и нюансах выбора внешних антенн можно узнать из статьи.

При подключении внешней антенны к 3G/4G модему нужно обеспечить надежность соединения и постараться исключить потери по фидерной линии. Это можно сделать двумя способами — самостоятельно с минимальным использованием комплектующих деталей или с помощью оборудования заводского производства. Каждый вариант имеет свои особенности.

Способ 1: подключение своими руками

Сложность соединения антенны и 3G модема заключается в разных типах разъемов. У некоторых моделей USB модемов разъем для подключения внешней антенны может совсем отсутствовать.

Если есть навыки работы с паяльником и модем с истекшим гарантийным сроком, то можно попробовать сделать фидерную линию самостоятельно. Для этого понадобится толстый кабель G-8X или RADIOLAB 5D-FB длиной до 15 м, разъемы под антенну и модем, и 15 см тонкого кабеля с сопротивлением 50Ом.

Дальнейшие действия зависят от конструктивных особенностей модема. Инструкцию по переделке разных моделей и сборке фидерной линии можно найти в интернете. Из недостатков такого способа — необходимость наличия специальных навыков и инструментов. Кроме того, легко повредить модем, а недостаточное качество соединения элементов фидерной линии приводит к существенной потере сигнала.

Способ 2: используем заводское оборудование

При хорошем или среднем уровне сигнала и наличии разъемов у модема для внешней антенны схема подключения простая: они соединяются с помощью кабельной сборки и антенных адаптеров (пигтейлов). Поэтому главное — правильно выбрать комплектующие детали, которые позволят избежать потерь в фидерной линии. Самым эффективным является кабель «витая пара» с медными жилами, одинарным или двойным экранированием и защитной оболочкой.

При выборе элементов фидерной линии очень важен тип разъемов. У кабельной сборки они должны совпадать с разъемами внешней антенны и адаптеров, а у адаптеров — с разъемами USB модема.

Самые распространенные разъемы для модемов — TS9 и CRC9. Из-за небольшого размера часто сложно определить тип визуально. В этом случае можно воспользоваться таблицей с распространенными моделями приемо-передающих устройств или найти информацию производителя по модему определенной марки.

Тип разъема внешней антенны легко узнать из сопроводительной документации или при покупке у консультанта. Обычно используются F и SMA разъемы. При этом важно, чтобы у антенны и кабеля разъемы были парные — вилка (штыревая часть) и розетка (гнездовая часть).

Способ 3: используем антенны со встроенным модемом

При отсутствии у 3G/4G модема разъема для внешней антенны придется приобрести универсальный адаптер. В зависимости от модели приемо-передающего устройства потери составляют от 1 до 5 дБ. Можно также купить наружную антенну со встроенным модемом, который помещен в герметичный бокс. К преимуществам такого оборудования относятся:

● совместимость с любым оператором сотовой связи;
● минимальные потери из-за отсутствия переходников;
● разнообразие моделей, которое позволяет выбрать вариант с учетом расстояния до БС.

С помощью кабеля можно подключить комплект для усиления к ПК или к Wi-Fi роутеру для раздачи беспроводного интернета.

Какой бы способ вы не выбрали, для уверенного приема и стабильного соединения без помех и обрывов необходимо:

● Правильно установить и направить внешнюю антенну. Где ее закрепить и как настроить, какие нужны программы и устройства для проверки скорости и тестирования операторов? Всю полезную информацию можно узнать тут.

● Обеспечить безопасность эксплуатации. При закреплении внешней антенны на мачте, кронштейне или опоре возникает опасность прямого попадания молнии. Чтобы избежать опасных ситуаций и повреждения комплекта оборудования, следует предусмотреть заземление и установить молниеотвод.