Как усилить сигнал?

Как только начались первые попытки человечества использовать радиоволны для практического применения, то есть передачи информации, появилось такое понятие как антенна прочно занявшее позицию в теории и практике радиосвязи. Этот атрибут без которого всякие попытки принять или отправить сигнал на какое либо расстояние оказываются просто бесполезными. В определённом смысле антенна находится в начале любой радиосистемы и она же её замыкает. Действительно когда на ваш мобильный телефон приходит сигнал вызова, то на время включив воображение можно представить что первым на пути этого сигнала была антенна находящаяся в телефоне, благодаря чему сигнал смог проследовать далее по сложной схеме внутри телефона и вы смогли услышать этот вызов. В тоже время, когда вы нажали кнопку ответа и сказали «Алло!» ваша речь попала в динамик, сигнал от которого последовал дальше претерпевая различные обработки и последним пунктом в телефоне от которого он «отрывался», по пути к базовой станции сотового оператора была всё та же антенна в вашем телефоне. Хотим мы этого или нет, но всё мобильное общение современного человечества находится между двумя антеннами – приёмной и передающей. Антенны окружают нас всюду, смотрим ли мы телевизор (даже если у вас кабельное телевидение, где то до того как попасть в кабель оно передавалось и принималось по антенне), звоним ли друзьям, оплачиваем счета через терминалы, используем GPS. Городской житель уже привык и просто не замечает огромное количество сооружений расположенных вокруг на крышах домов, на стойках воспринимая это всё как нормальный городской пейзаж. Это некоторое лирическое отступление в самом начале нашей статьи призвано лишь обратить внимание на то, что может помочь в решении того волнующего вопроса, который и побудил каждого читающего эти строки оказаться на страницах нашего сайта. Обратить внимание и вселить уверенность в то, что возможность усилить сигнал, а значит получить необходимый сервис (мобильная связь, беспроводной Интернет) там где его казалось бы этого быть не должно – можно! Вопрос как это практически осуществить. По большому счёту каждый из нас когда то этим занимался, подключая кусок проволоки к телевизору где-нибудь на даче и пытаясь что то словить из эфира. Конечно, строго говоря, исходя из основ радиофизики – кусок проволоки это антенна в самом прямом смысле слова, не меньше и не больше. И это можно прочесть на первых же страницах любого учебника по теории антенн, однако если начать перелистывать страницы дальше, то количество формул, графиков и изображений конструкций различных антенн ясно даёт понять, что инженерная мысль несоизмеримо далеко ушла от этого куска проволоки. На столько же возросла и эффективность современных антенных конструкций. Что требуется от антенны? Не так уж много. Во-первых, не лишним будет знать, что тот сигнал, который вам нужен для того, чтобы, предположим, работал 3G модем, передаётся на определённой частоте. И значит, антенна должна быть способна принять именно его, все остальные частоты оставляя без внимания. Сравнить это можно с тем, как если бы в помещении находилось сто человек, которые одновременно громко бы что то говорили, но услышать вам надо было только один голос. И это есть задача настройки антенны именно на необходимый частотный диапазон, благодаря чему модем сможет принимать именно тот сигнал, на который настроен. Следующей задачей, является способность антенны усилить сигнал, то есть принимая его слабым, "раскачать" его до уровня, необходимого для качественной работы того же 3G модема. Бытует мнение, что сделать такое возможно только с помощью усилителя. Скорее всего это укоренилось в сознании из за того, что усилитель называется усилителем, а антенна просто антенной. Поэтому многие не догадываются что, «кусок железа» закреплённый на крыше и является тем усилителем, который может из практически нулевого сигнала сделать стопроцентный. Как говорится, удивительное рядом. Конечно, есть ситуации, когда расстояние до базовой станции оператора слишком велико, и здесь действительно без специального усилителя не обойтись. Однако в большинстве стандартных случаев достаточно просто антенны, которая способна, благодаря научной мысли её создателей, дрессировать сигнал, заставляя его прибегать к устройству полным сил и энергии. Важным параметром любой антенны, является диаграмма направленности, показывающая насколько узким, а значит и точным, является у неё сектор излучения и соответственно приёма. Есть определённая зависимость, которая показывает, что чем уже диаграмма направленности антенны, тем выше коэффициент усиления. Однако как всегда в жизни приходится выбирать что важнее, поскольку узкая диаграмма таит в себе сложность установки (труднее прицелиться), а так же опасность того, что при последующих эксплуатационных ветровых нагрузках прицел собьётся и соответственно ухудшится работа всей системы. Отсюда можно плавно перейти к ещё одному важному моменту в работе антенн. Вопрос качества изделия. Поскольку конструкция некоторых антенн с виду проста и не претендует на эстетические высоты, кажется, что достаточно взять немного кусков алюминия, пару гаек и может получиться вполне сносная штуковина. Как известно опытным специалистам, радиотехника крайне проста, в ней есть всего два вида неисправностей, которые можно обозначить так: первая – нет контакта, который должен быть, вторая – есть контакт, который быть не должен. Стоит не забывать, что антенна обычно 24 часа в сутки находится постоянно на улице, подвергаясь воздействию всем погодных явлений, который мы, сидя за чашкой чая можем не замечать. Поэтому от неё требуются такие качества как лёгкость, надёжный крепёж, способность выдерживать ветровые нагрузки, крепость всех соединений. По этой причине не стоит обращать внимание на дешёвые и сердитые варианты, поскольку буквально через полгода они потребуют новых капиталовложений. В то же время если изначально куплена качественная антенна, то о ней можно не вспоминать годами. Говоря об установке антенн, стоит вспомнить и о других составляющих успеха. Речь идёт о коаксиальном кабеле, который соединяет антенну с тем устройством, для которого усиливается сигнал. В случае с 3G модемом необходим так же антенный адаптер, переходник, соединяющий маленький по размерам антенный коннектор модема со стандартным коаксиальным кабелем. Что требуется от них? Одной фразой можно сказать так – как можно лучше сохранить то усиление сигнала, которое было получено на антенне. Полученный на антенне сигнал, как впрочем и сигнал идущий от устройства к антенне в другом направлении, попадая в кабель начинает ослабляться, другими словами затухать, по мере своего продвижения. Теоретически он может дойти до нуля, если дать ему пройти достаточно большое расстояние. Но нам этого не нужно, а нужно совершенно другое. Нужен качественный кабель и качественный антенный переходник (если надо усилить сигнал на 3G модеме). Производителей выпускающих кабели достаточно много, однако качество изделий разное и то что может пригодиться в быту не всегда сможет выполнять эффективную роль в усилении. Антенный адаптер представляющий из себя маленький проводок обжатый с двух сторон соответствующими коннекторами, нельзя назвать чудом техники, но если он некачественно собран, то может ухудшить все те результаты, которые были получены антенной и сохранены коаксиальным кабелем, а так же создать массу неудобств для пользователя, если коннектор подключающийся в сам модем не совсем соответствует по размерам. К слову, стоит затронуть и дилемму, которая часто возникает, когда идёт установка антенн. Заключена она в следующем. Распространение радиоволн над землёй идёт таким образом, что если вы находитесь на большом расстоянии от базовой станции оператора, то чем выше вы ставите антенну, тем больший эффект получаете, поскольку вверху можно "зацепить" сигнал большей мощности. Происходит это отчасти из-за того, что планета Земля в общем то круглая, об этом стоит помнить. То есть представьте себе, если вы из одной точки земли посылаете луч (сигнал) то чем дальше объект пытающийся его получить находится по окружности от источника, тем выше для него этот луч будет проходить. Так же отражение сигнала от поверхности Земли происходит, а от атмосферы (в случае с частотным диапазоном мобильных операторов) обратно нет. В результате установщик антенн, как всегда это бывает в жизни, вынужден выбирать золотую середину. С одной стороны поднять антенну на необходимую высоту, чтобы получить хорошую мощность входного сигнала, с другой соизмерить это преимущество с возрастающей при этом длине кабеля, и соответственно увеличивающимся в нем потерям. В определённых случаях, о которых упоминалось выше, когда слишком большое расстояние до базовой станции оператора, не обойтись и без усилителя. Причём это должен быть специфический усилитель с низким уровнем шума, для того чтобы от такого усиления получить желаемый результат.

Антенны CDMA

Начало деятельности компании Пелеком напрямую связано со связью CDMA. Покрытие в те времена операторов CDMA только развивалось и едва выходило за пределы города. Но как и владельцы загородных домов, так и бизнес, имеющий предприятия за городской чертой нуждались в прямых городских номерах. Решать эту задачу помогали всё те жеантенны CDMA и несмотря на уже на сегодня развитую сеть операторов CDMA Украина и Интертелеком, актуальность этих антенн не уменьшается. За эти годы накоплен огромный опыт по установке антенн. Операторы CDMA в Украине (кроме МТС) работают в частотном диапазоне 800 МГц, соответственно антенны для них подходят одни и те же. В основном данные антенны используются для подключения к так называемым терминалам CDMA. В случаях, когда сигнал за городом достаточно неплохой для голосовой связи, то иногда антенну можно и не ставить. Но если требуется с такого терминала передача факсов, то для хорошей работы этой услуги, даже при нормальном сигнале, антенна крайне желательна. Также иногда требуется улучшение приёма сигнала на мобильных телефонах CDMA. Делаться это может разными способами. Самый простой, это подключение самого мобильного телефона к антенне. Поскольку в большинстве мобильных телефонов отсутствует снаружи разъём для подключения внешней антенны (он же калибровочный), то приходится использовать так называемый ёмкостной съёмник, выглядящий как зажим с проводком, идущим к кабелю, одевающийся на мобильную трубку. В этой ситуации мобильный телефон превращается в своего рода стационарный, поскольку связан с антенной. Есть другой вариант. В этом случае в помещении или за его пределами ставится репитер (повторитель) излучающий на определённой площади сигнал, полученный по кабелю с усиливающей антенны. Преимуществом такого способа является то, что во-первых мобильный телефон остаётся мобильным и не связан никакими проводами, во-вторых, одновременно можно использовать в зоне действия репитера сразу несколько мобильных трубок. Данный способ часто используется для полуподвальных помещений, где одновременно должны иметь возможность общаться по мобильной связи сразу несколько человек.

Антенны GSM

Всё вышеперечисленное в рубрике антенны CDMA можно отнести и к антеннам GSM. GSM является самым распространённым стандартом мобильной связи и, несмотря на достаточно большое покрытие, потребность в них велика. Для операторов GSM используются антенны спроектированные для работы на частоте 900 МГц, поскольку сигнал на ней лучше огибает различные препятствия и имеет больший радиус действия по сравнению с другим частотным диапазоном GSM – 1800 МГц. К этим антеннам наиболее часто подключаются GSM шлюзы и конечно же GPRS/EDGE модемы, для подключения к Интернету.

Антенны 3G

Антенны условно названные так можно разделить на три категории, поскольку в Украине для реализации 3G используются три технологии:

1. Антенны CDMA EVDO 800 МГц, операторы CDMA Украина, PEOPLEnet, Интертелеком
2. Антенны CDMA EVDO 450 МГЦ, оператор MTC (услуга MTC Коннект по стандарту CDMA)
3. Антенны HSDPA 2100 МГц, оператор Utel (Утел)

Как уже говорилось выше, 3G модемы подключаются к антенне, а точнее к коаксиальному кабелю, идущему к антенне, через специальные переходники, антенные адаптеры. Поэтому полный антенный комплект для беспроводного Интернета состоит из самой антенны, коаксиального кабеля и антенного адаптера. Если речь идёт о ненаправленных антеннах (они же автомобильные), которые применяются в тех ситуациях, когда сигнал ослаблен стенами помещения, то поскольку коаксиальный кабель уже идёт комплекте, то такой комплект состоит из антенны и переходника.

Не будет ошибкой сказать, что антенны CDMA EVDO на 800 МГц самые распространённые в Украине. Связано это с тем что, операторов, работающих в этом американском стандарте у нас, как ни странно, больше всего – целых три, и соответственно они имеют самое большое суммарное покрытие по Украине. Нельзя не вспомнить, что первооткрывателем вообще 3G в Украине является один из них, оператор PEOPLEnet. Преимуществом этого стандарта с точки зрения усиления сигнала является не сильно высокая и не сильно низкая частота, хорошая пропускная способность базовых станций. Радиус действия базовой станции EV-DO 800 МГц – 25-30 км, при этом антенны с достаточно высоким коэффициентом усиления не выглядят очень громоздко. На практике удавалось получить усиление сигнала и подключить Интернет на расстоянии до 50 км от базовой станции.

Четвёртым оператором CDMA в Украине и единственным, работающим на частоте 450 МГц является МТС. Этот европейский стандарт CDMA ряд неоспоримых преимуществ. В первую очередь за счёт большего радиуса действия базовой станции – до 40 км. Направленные антенны используемые для МТС дают возможность пользоваться Интернетом на расстоянии до 50 км. По размерам они естественно больше чем их собраться CDMA 800 МГц, так как больше длина волны. При усилении сигнала МТС, большим плюсом является не очень критичное отношение к длине коаксиального кабеля, что даёт определённую свободу при установке.

Усиливающие антенны HSDPA, или технически более точно их можно назвать WCDMA, рассчитаны на диапазон частот 2100 МГц. При такой частоте размеры 3G антенны HSDPA очень небольшие. Для сравнения можно сказать, что усиливающая антенна HSDPA на 12 дБ имеет размеры приблизительно 17 см в длину, в то время как антенна с таким же коэффициентом усиления для EV-DO 800 МГц в длину составляет 0,6 м, а для EV-DO 450 МГц (МТС) – 1,1 м. Это позволяет компактно и практически незаметно устанавливать такие антенны на фасадах зданий. Минусом, осложняющим усиление сигнала HSDPA, является высокая частота. По этой причине рабочее расстояние до базовой станции всего 5 км, с помощью антенны можно получить усиление на расстоянии до 10 км. И, по причине более высокого затухания сигнала, кабеля от антенны до 3G модема не должно быть слишком много, желательно 5-10 м. Так же у сигнала HSDPA 2100 МГц не самая лучшая способность огибать препятствия. В городских условиях часто используются ненаправленные (круговая диаграмма направленности) автомобильные антенны, дающие хороший эффект, поскольку в силу вышеперечисленных причин иногда достаточно поставить ненаправленную авто-антенну на подоконнике помещения, чтобы получить полную шкалу сигнала.

Установка антенн. Подключение Интернета за городом.

Надеемся, что всё вышесказанное вселило в вас уверенность, что покрытие оператора, которого у вас нет, можно приблизить. Возможно, до этого вы слышали различные скептические мнения о возможности подключить Интернет в вашей местности, возможно к вам уже приезжали ”специалисты”, поставившие крест на этой идее. Не отчаивайтесь, а обратитесь к нам. Наши сотрудники уже на протяжении 7 лет дотягивают сервис мобильных операторов туда, где, по словам самого оператора, его нет и быть не может. Наши антенны стоят по всей киевской области, других областях Украины, обеспечивая надёжный приём и передачу, делая возможным использование Интернета и голосовой связи в самых удалённых местах. Если вы имеете способности и желание к техническому творчеству, то купив у нас усиливающую антенну и всё необходимое, вы получите подробную консультацию по установке, а так же возможность связаться с нашим сотрудником, для дополнительных пояснений непосредственно в момент установки. Но если вы хотите, без лишних хлопот, максимально быстро и качественно установить антенну, протестировать сигнал, выбрать наилучшего оператора 3G по скорости и тарифам, то вам нужен наш специалист. Прямо по месту установки вы сможете понять какой оператор вам больше подходит, на какие скорости рассчитывать, тут же заключить контракт на услуги и в этот же день начать ими пользоваться.