Усилитель сотовой связи своими руками - мастер-класс с поэтапными схемами как собрать усилитель сигнала своими руками, варианты самодельных устройств

Операторы мобильной связи не всегда могут обеспечить беспроводных абонентов стабильным высокоскоростным соединением. На него влияют особенности местности и оборудования пользователя. Выходом из этой ситуации может стать покупка репитера или усилителя сигнала, однако они бывают разных типов, подходящих не всем устройствам. При наличии определённых материалов можно изготовить более универсальный усилитель мобильного интернета своими руками, который будет отвечать стандартам 3 и 4 поколений мобильной связи.

Хороший интернет на природе — это не сказка

Причины слабого сигнала

Для обеспечения качественного сигнала крупные мобильные операторы устанавливают свои вышки, раздающие связь в пределах конкретной зоны. Однако основная проблема заключается в том, что сигнал попросту не может проходить сквозь определенные преграды.

Стены высотных домов, лесные зоны и низкий рельеф местности становятся огромными проблемами, не позволяющими вам воспользоваться качественной сотовой связью.

Места, в которых регулярно наблюдается проблема с телефонной связью:

Области, находящиеся на достаточном удалении от станции.
Всевозможные площадки, углубленные в землю: парковки и подвальные помещения.
Здания, построенные из металлоконструкций с большой толщиной перекрытия.
Крайние этажи высотных домов.

Не стоит забывать о том, что проблема слабого сигнала может скрываться не только в местоположении. Мобильный телефон является достаточно хрупким гаджетом, который, к тому же, мог быть изначально неправильно собран.

Нередко встречаются ситуации, при которых у людей, находящихся в одном и том же месте, но пользующихся разными телефонами, наблюдается различный сигнал. В таких случаях следует озаботиться вопросом о том, как собрать усилитель сигнала сотовой связи своими руками.

Что еще может повлиять на качество принимаемого телефоном сигнала:

Металлический корпус, а также плотный чехол аппарата.
Изначальные дефекты и заводские браки в области антенны.
Неправильно установленная операционная система.
Дефекты, полученные при контакте с водой или после падения.

Из-за достаточного количества причин, ответ на вопрос о том, почему телефон не ловит сигнал, может быть совершенно разным. Далее мы расскажем о том, как усилить сигнал сотовой связи своими руками.

Устройство и размеры антенны Харченко

Усилитель сигнала, сделанный по методике Харченко, является отличным способом сэкономить на затратах по качеству связи. Эта широкополосная зигзагообразная антенна славится среди радиолюбителей своей простотой и долговечностью, её изготовление не потребует специальных знаний и навыков. Частотность усилителя зависит от размера пластины, некоторые антенны способны поддерживать сразу несколько диапазонов.

Для изготовления приёмного агрегата по технологии Харченко будет полезно ознакомиться с основными категориями Wifi-антенн:

Всенаправленная — с одинаковой интенсивностью принимает и транслирует передачу по всем направлениям. Это наиболее простой вариант, представляющий собой вибратор четвертьволнового типа и предпочтительно телевизионный коаксиальный кабель. Возможности такой антенны соответствуют ¼ длины волны принимаемого сигнала.

Простейшая всенаправленная антенна

Секторная — ограничивает приём или передачу сигнала одним направлением с частичным захватом сторон. Для её изготовления достаточно поместить за всенаправленным усилителем искривлённый лист железа, который зовут экран. Распространены антенны с секторами по 120°, 90° и 60°.
Направленный тип антенны считается самым эффективным вариантом. При верно подобранной кривизне железного листа радиоволна образует концентрированный луч.

Главными узлами усиливающей сигнал антенны служат:

вибратор для электромагнитных волн, которые индуцируются на него в пределах покрытия оператора связи;
провод антенны с согласовывающим компонентом, транслирующий переданный вибратором сигнал;
элемент, через который кабельный сигнал транслируется на модемный вход;
рефлектор или экран для повышения мощности и беспрерывности принимаемого вещания, который также блокирует помехи и отражения передачи.

Антенна Харченко

Вибратор антенны

Особое внимание следует уделить материалу, из которого состоит конструкция антенны, и её размерам. Усилители сигнала в основном изготовляют из меди и, в некоторых случаях, алюминия. Волны различных диапазонов частот отличаются длиной, определяющей размеры вибратора. К примеру, у стандарта 4G этот параметр составляет около 115 мм. Чтобы вычислить длину волну определённого диапазона, необходимо поделить скорость их движения в мегаметрах (300) на его частотность. Допускаются незначительные погрешности. Длину стороны одной стороны двух равных ромбов или квадратов рассчитывают, деля протяжённость волны на 4. Примерная схема антенны Харченко:

Схема расчета биквада

В таких проектах обычно используют следующие размерности (указаны со значениями для усилителя 4G):

H — горизонтальная протяжённость экрана (115 мм);
B — вертикальная протяжённость экрана (115 мм);
D — дистанция между экраном и вибратором (13.2 мм);
λ — длина волны (115 мм);
ρ — волновое сопротивление (50 Ом);
f — диапазон (2600 МГц);
L1 — наружная сторона квадрата (28.9 мм);
L2 — внутренняя сторона квадрата (27.6 мм);
L3 — полная протяжённость рамок (81 мм);
L4 — ширина рамок (40.5 мм);
L5 — центральный проём между рамками (1.7 мм).

Рекомендуемая ширина и высота рефлектора антенны Харченко по отдельности равняются длине волны. Для сооружения вибратора 3G-4G усилителя хватит 25-30 см медной проволоки. Её точная длина с учётом сгибов в описанном примере составит 237.9 мм. В случае самодельной антенны все приведённые значения можно округлять до целых и допускать небольшие погрешности.

Кабель антенны

Маркировка коаксиального кабеля

Использование проводов с малым волновым сопротивлением предотвращает потери мощности. Его идеальное значение для антенн Харченко, панельного и многих других 4G-усилителей составляет 50-75 Ом. Это избавит от погрешностей при получении сигнала Wifi, улучшить эффект устройства также может точное соотношение с механическими габаритами вибратора. Не рекомендуется делать длинный провод от вибратора к модему, как и допускать сращивания или переподключать его на пути к принимающему устройству. Это может существенно понизить качество соединения.

Приемлемое расстояние между экраном и вибратором обычно колеблется в пределах от 0,1λ до 0,25λ. Для коаксиальных кабелей с сопротивлением 50 или 75 Ом рекомендуемая дистанция составит 16,4 и 17,4 мм соответственно.

Наиболее оптимальным вариантом будет кабель диаметром 2-2,5 мм, толщина поперечного сечения которого составляет минимум 5 мм2. Подойдёт и изделие с диаметром 2,3 мм и толщиной сечения в 4 мм2, но оно незначительно снизит показатели приёма сигнала. Наименьшая допустимая толщина поперечного сечения такого кабеля составляет 2-2,5 мм2. Она может заметно сказаться на качестве и угасании сигнала, хотя в определённых условиях тоже будет подходящим показателем. Чем лучше будет соответствовать центральный проём вибратора кабелю, тем более качественное усиление обеспечит устройство. Хорошая передача данных также требует симметричности квадратов конструкции антенны и равномерности габаритов экранирующих поверхностей.

Конструкция рефлектора

Антенна с рефлектором

Для изготовления защищающего от помех экрана понадобится пластинка из любого металла. В равной степени подойдут выпиленный болгаркой кусок ненужной кастрюли из алюминия, панелька фольгированного текстолита, вырезанная с помощью ножниц жестяная плоскость, нерабочий или лишний CD/DVD диск (за счёт наличия алюминиевой фольги на одной из своих сторон) и даже обклеенные фольгой картонка или фанера. Рефлекторы также изготовляют в форме сетки или полосок из проволоки.

Рефлектор сетчатый

Телефон получил сильные повреждения

Часто бывает, что качественный прием сигнала телефоном прекращается после какой-либо экстренной ситуации, связанной с повреждением корпуса или внутренностей устройства.

Если ваш аппарат «наглотался» воды или упал с достаточно высокой поверхности, а затем прекратил получать сигнал – можно делать неутешительные выводы. В таком случае лучше сразу обратиться в сервисный центр, специалисты которого смогут поставить «верный диагноз» и начать немедленное «лечение».

Какая внешняя антенна подходит для смартфона

На качество связи и силу сигнала также оказывают влияние местоположение, рельеф местности, погодные условия и время года, чувствительность и мощность сотового телефона и главной антенны. Автомобильная или стандартная устанавливается на улице, желательно на крыше здания или автомобиля. Как и телевизионную, её необходимо направить в сторону ближайшей базовой станции. Для этого устройство следует двигать и поворачивать, пока не усилится сигнал.

Волновая содержит траверсу с перпендикулярно расположенными рефлекторами. Их размеры зависят от частоты, прямо пропорциональной длине волны. Имеет явное преимущество усиления сигнала при довольно небольших габаритах. Недостатком является необходимость точного наведения на станцию.
Параболическая состоит из отражателя и облучателя. Такая конструкция достаточно сильно усиливает сигнал, но при этом установка требует определённых навыков. Минусом этой антенны является нулевая эффективность при неточной настройке.
Плоская панель представляет собой плоский небольшой квадрат с облучателем внутри рефлектора. Преимуществом устройства служит широкий спектр направленности, что не требует точной наводки, но при этом даёт средние показатели усиления сигнала.
Штыревая конструкция — это небольшой вертикальный стержень, одновременно являющийся и облучателем, и рефлектором. Плюсом антенны выступает круговая направленность, которая не требует точной установки на базовый распределитель провайдера. Но есть нюанс, размещать такую антенну следует так, чтобы между ней и базой не было экранизирующих конструкций. Она устанавливается там, где не требуется особого усиления сигнала.

Проблемы с операционной системой

Проблемы в работе каких-либо функций телефона нередко вызываются неправильной прошивкой аппарата. К тому же, некоторые прошивки попросту устаревают, вследствие чего телефон перестает качественно выполнять свои основные задачи.

Поменять прошивку – дело несложное, в интернете много подробных инструкций, помогающих решить подобную проблему. Перед началом работы не забудьте сохранить все контакты и сделать резервные копии всех данных, находящихся в памяти телефона.

Обратите внимание!

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: пошаговое руководство изготовления устройства в домашних условиях, подбор материалов для сборки конструкции
Лабораторный блок питания своими руками | Пошаговая инструкция как и из каких элементов построить блок питания
Читайте также: Мастерим звонок для входной двери из мобильника «звонилки»
Антенна для цифрового тв своими руками — фото инструкции как сделать простейшие антенны для digital TV

Нередко смена прошивки положительно влияет на качество принимаемого устройством сигнала. Если замена операционной системы не помогла и телефон продолжает плохо ловить сигналы за городом, следует собрать усилитель сотовой связи для дачи своими руками.

Сборка антенны для 3G-4G модемов

Модемы третьего и четвёртого поколения связи, относящегося к долговечному стандарту LTE, работают в частотных диапазонах 2000-2100 МГц и 2500-2600 МГц соответственно. На рынке ещё изредка встречаются 2G модемы, заточенные под использование в диапазоне 900 МГц. Предлагаются и их комбинированные с 3G и 4G вариации, однако устройства мобильного интернета, работающие с сотовой связью второго поколения, становятся всё менее распространёнными. Представленные параметры антенн рассчитаны на более современные модемы.

Диапазон частот стандарта 3G эквивалентен 143-миллиметровой протяжённости волны. Это незначительно расходится по длине волн с 4G, однако не будет сильно заметно при использовании широкодиапазонного усилителя по технологии Харченко. Данная антенна ловит любые сигналы сотового интернета, начиная от предназначенного моделью и продолжая по убыванию длины волны. Устройство, собранное для стандарта 3G, прекрасно принимает передачу в диапазоне связи четвёртого поколения.

Рекомендуемые размерности для универсального усилителя Харченко указаны с учётом уровня сопротивляемости кабеля в 50 и 75 Ом соответственно:

внешняя сторона квадрата составит 35,8 или 35,7 мм;
внутренняя сторона квадрата должна быть 34,2 или 34,4 мм;
общая длина вибратора будет равняться 100,3 или 95,5 мм;
ширина эквивалентна 50,1 или 52,1 мм;
проём в районе спайки составит 2,1 или 1,8 мм;
рекомендуемое расстояние между экраном и вибратором равняется 16,4 или 17,4 мм;
параметры ширины и длины рефлектора будут эквивалентны 143 мм в обоих случаях.

Приведённые значения можно так же округлять до целых или допускать небольшие погрешности.

Дефект антенны

Одна из самых частых причин неправильной работы телефона заключается в поломке устройства, принимающего сторонний сигнал.

Как правило, подомные дефекты получают именно китайские, недорогие телефоны, в конструкции которых место соединения антенны с материнской платой устройства не защищено должным образом. В результате при малейшем падении или ударе аппарат начинает принимать сигнал намного хуже.

Конечно, решить подобное недоразумение можно в сервисном центре. Однако, если владелец телефона хоть немного разбирается во внутреннем строении устройства, он с легкостью провернет подобную операцию самостоятельно, без привлечения посторонних специалистов. К тому же, можно с легкостью собрать GSM-антенну своими руками.

Ремонт выполняется в таком порядке:

Во-первых, мастера ищут в интернете видеоролики, в которых подробно рассматривается конструкция конкретной модели телефона. Необходимо установить точное местоположение антенны, а затем приступит к ее ремонту.
Как правило, принимающая сторонние сигналы деталь крепится к верхней или нижней части корпуса телефона. В том случае, если контакты антенны неплотно прилегают к шлейфу от материнской платы, их аккуратно подправляют пинцетом.

Обратите внимание!

Индукционный нагреватель своими руками — инструкция как сделать простой и мощный нагреватель
Усилитель звука своими руками: подбор материалов и инструментов для изготовления в домашних условиях + пошаговая инструкция по созданию и сборке своими руками
Ветрогенератор своими руками: пошаговая инструкция изготовления устройства в домашних условиях, выбор материалов и типа конструкции

Далее следует собрать аппарат обратно, и проверить связь. В том случае, если результата нет – нужно переходить к следующим шагам.

Wi-Fi антенна – пушка

Данный вариант передатчика очень мощный, как настоящая пушка. Антенна-пушка может напомнить космический бластер, и по аналогии с этим фантастическим оружием обладает направленным и очень сильным действием.

Именно направленность в одну точку, как основной принцип работы Wi-Fi антенны, позволяет обеспечить довольно большое расстояние приема и передачи сигналов, так как происходит высокая концентрация импульсов в одном направлении.

Чтобы собственноручно смастерить такое устройство приготовьте:

длинную металлическую шпильку;
18 гаек соответствующего диаметра;
металлический лист, например, медный;
вай фай адаптер (однако, можно подключить уже установленный роутер).

Инструкция, как сделать мощную Wi-Fi антенну, будет следующей:

возьмите металлический лист и разметьте центры каждого круга (всего кругов семь, первый диаметром 9 см, второй 6,8 см, третий 5,4 см, четвертый 3,8 см, оставшиеся три – 3,7 см);
просверлите центра (диаметр полученных отверстий должен на немного быть больше диаметра шпильки);
с помощью циркуля прочертите круги на металле и аккуратно вырежьте их;
обрежьте от шпильки лишнее, оставив длину 18 — 22 см;
поочередно насаживайте круги на шпильку и закрепляйте их с помощью гаек;
в двух последних кругах просверлите отверстия для кабеля;
лудим диски;
пропустите сквозь отверстие в последнем кружке кабель и припаяйте экранирующую обмотку к металлу;
среднюю жилу кабеля проденьте через дыру во втором диске и припаяйте;
к выходу разъема прикрутите имеющийся вай фай адаптер.

Перед началом работ внимательно изучите фото вай фай антенны данного типа. Так вам будет проще вникнуть в суть всего процесса.

Мощная антенна-пушка готова к работе, установите её на окно и принимайте сигналы с очень большого расстояния.

Проблемы с сигналом, отправленным базой

Как уже говорилось ранее, проблемы со связью могут быть вызваны не только дефектами устройства. Слабый сигнал с базы может наблюдаться по множеству самых разных причин, описанных в самом начале статьи.

Решить такую проблему можно с помощью покупки специального оборудования или с помощью создания усилителя сотовой связи для дома своими руками. Купив GSM-антенну и присоединив ее к телефону в предусмотренный производителем разъем, можно навсегда забыть о проблемах со связью.

Подобная конструкция без каких-либо проблем улавливает даже слабые радиосигналы и передает их в сам смартфон. Помимо антенны, можно собрать репитер сотовой связи своими руками – это также решит проблемы со слабым сигналом.

Если проблемы со связью наблюдаются в загородном доме или на дачном участке – самым практичным и доступным их решением станет антенна с SMA-разъемом и характеристиками усиления 1-5dBi. Цена на подобное устройство колеблется в промежутке от 500 до 1000 рублей, так что его приобретение не сильно ударит по семейному бюджету.

Обратите внимание!

Инкубатор своими руками: поэтапный мастер-класс по постройке своими руками, выбор строительных материалов и типа конструкции
Циклон своими руками: способы сборки устройства в домашних условиях, подготовка материалов и инструментов + пошаговая инструкция
Сабвуфер своими руками: типы устройств, функции, способы сборки и установки в домашних условиях + пошаговая инструкция и схемы для начинающих

Устройство принимает даже самые слабые сигналы, а затем передает их на роутер, раздающий связь в аппарат. Антенна для телефона своими руками собирается без каких-либо проблем, поэтому ее можно даже не покупать, а сделать из подручных материалов.

Инструменты и материалы

Для самостоятельного изготовления биквадратной антенны Харченко, названной так в честь создавшего её в шестидесятых годах инженера К. П. Харченко, потребуется ряд простых и доступных компонентов. Эти инструменты и материалы применяют в хозяйстве, продают на рынках и в магазинах. В их число входят:

предпочтительно термоустойчивый надёжный клей для пластиковых поверхностей;
отрезок коаксиального телевизионного кабеля длиной от 1 до 2 м;
паяльник для припаивания контактов и кабелей;
маркеры или карандаши и линейка для разметки;
малогабаритные тиски или пассатижи для надлома кабеля;
пластиковая крышечка от бутылки из-под минералки или подобной тары;
острые ножницы или нож, чтобы перерезать провод;
30-сантиметровый отрезок кабеля из меди толщиной 4 мм2;
ненужный либо затёртый диск CD/DVD формата, либо лист фольги или кусок жести.

При нехватке клея его необязательно покупать, достаточно будет растворить обыкновенный пенопласт при помощи ацетона или бензина в ёмкости из стекла.

Можно ли самостоятельно собрать систему усиления сигнала

Усиление сигнала сотовой связи своими руками – достаточно нетривиальная задача. Перед началом работ по сборке собственной системы усиления сигнала следует ознакомиться с конструкцией устройств, которые предстоит создать.

Для обеспечения качественной связи в самых труднодоступных местах потребуется собрать и соединить целый набор различных комплектующих. Такой подход поможет навсегда забыть о каких-либо перебоях связи.

В усилитель связи входит:

Антенна.
Репитер-ретранслятор.
Кабель.
Разветвитель.
Разъемы.

Антенна является простейшим устройством для усиления сигнала. Установленная на возвышении, антенна принимает слабые волны, а затем передают их по кабелю до усилителя, увеличивающего качество связи.

Разновидности конструкции, активные и пассивные усилители сигнала

Виды антенн для улучшения связи
В некоторых случаях для улучшения качества связи достаточно одной антенны. Они могут увеличить сигнал на расстоянии до 40-50 км от источника покрытия и относятся к пассивным усилителям.

Более эффективные активные репитеры способны обеспечивать соединение с вышкой на расстоянии до 120 км. Их самые мощные модели устанавливают на крышах домов и в общественных местах. Существуют и мобильные виды устройства, предназначенные, к примеру, для поездок в транспорте.

В конструкцию ретранслятора или бустера входят антенны внешние и внутренние, само устройство обработки и раздачи излучения, а также необходимые кабели и разъёмы.

Дополнительная информация. Приведённые показатели дальности передачи могут отличаться в зависимости от спецификации оборудования. Сигнал может быть слабее и в городе и в деревне в случае препятствий между вышкой и антенной усилителя, и при длинном кабеле между ними. Чем он короче, тем эффективнее будет передача.

Устройство репитера

Репитер, также называемый ретранслятором, выполняет главную задачу в системе усиления сотовой связи. Он принимает ослабленный сигнал, а затем увеличивает его качественные характеристики и передает на сотовые телефоны.

Прием сигнала осуществляется с помощью кабеля, соединяющего репитер и установленную антенну. Такое устройство, как GSM-репитер, своими руками собрать достаточно проблематично.

Какую скорость можно получить при помощи репитера

Одна из схем усилителя сигнала GSM
Являющийся более сложным устройством повторитель или бустер предназначен для установления стабильного беспроводного соединения на охватываемой им территории. Его функции включают не только приём сигнала с базовой станции и его обработку (усиление), но и раздачу интернета.

Усиливающая антенна может повысить скорость внешнего соединения до установленного тарифом максимума. Качественный повторитель способен достичь идентичного результата, при этом возможны незначительные потери скорости, вызванные раздачей интернета.

Снижение интенсивности передачи (помимо её деления на количество подключённых устройств) и дополнительные опции обусловлены параметрами модели устройства. Двухдиапазонный бустер, к примеру, способен вдвое улучшать скорость обмена данными во внутренней сети, получая и передавая сигнал одновременно.

Полезные сведения. Внешняя антенна ретранслятора должна быть обращена точно к вышке сотового покрытия.

Сборка усилителя сотовой связи своими руками

Следует сразу оговориться – репитер лучше приобрести в магазине. Это достаточно сложное устройство, собрать которое самостоятельно смогут только люди, обладающие достаточным количеством знаний в области электротехники и физики радиоволн.

Затем приобретается коаксильный кабель, блок питания и наружная антенна. Следует также купить антенну внутреннюю – для качественной передачи сигнала внутри помещения.

Переходим к сборке и монтажу. Внешнее устройство с мачтой полтора-два метра устанавливается на крыше помещения, причем антенна разворачивается в сторону, в которой предположительно находится вышка оператора связи.

С помощью коаксильного кабеля антенна соединяется с репитером, установленным в помещении. Затем производится соединения системы с блоком питания и проверка устройства.

Повторимся, репитер 4G своими руками собрать проблематично – лучше озаботиться покупкой устройства в магазине, а затем самостоятельно собрать и установить полученную конструкцию.

Процесс создания и проверка

Процесс изготовления антенны состоит из нескольких последовательных шагов:

Определить периметр антенного квадрата. Для обычного 4G модема это 140-145 мм.
Создание «восьмерки». Делать ее лучше из медных прутков. Длина каждой стороны созданной конструкции не должна быть меньше 30 мм.
Подключение кабеля. Он припаивается к концам антенны. На втором конце кабеля крепится USB-разъем для модема.
Установка рефлектора с вибратором. Их размещают в .

Собранная конструкция должна крепиться к стойке. Ее высота зависит от того, где будет устанавливаться приемник.

Дополнительная информация! Чтобы проверить, что собранное устройство действительно работает, его подключают к модему. Если сигнал улучшился, значит все сделано правильно.

Подсоединение и варианты передачи сигнала

USB-разъем — часто используется при подключении антенны к модему
После создания приемника некоторые сталкиваются с трудностями во время его подключения. Соединять устройства надо при помощи разъемов, которые подходят для модема. Чаще всего используется USB, так как это наиболее популярный современный разъем.

Отправка данных беспроводным путем

Чтобы не соединять приемник с модемом кабелем, можно передавать данные беспроводным способом. Для этого к устройству подключается два электрода длиной 40-50 мм. После того как они будут припаяны к конструкции, их разводят в стороны. После этого можно проверить, будет ли работать беспроводной интернет на планшете или смартфоне.