Антенны для мобильного интернета

Характеристики антенн для мобильного интернета

Интернет в настоящее время стал одним из основных достижений цивилизации, без которого невозможно представить современную жизнь. С его помощью большая часть населения планеты работает, общается, обменивается информацией, развлекается и занимается шопингом. К сожалению, не всегда и не везде глобальная сеть есть в свободном доступе. Кабельный вариант подключения в сельской местности нерентабелен и в большинстве случаев технически невозможен. Альтернативой могла бы стать беспроводная связь, но не во всех регионах она одинаково качественная. В этом случае приходится применять специальное сетевое оборудование и устройства, усиливающие сотовый сигнал.

С какими устройствами работают выносные антенны

Состав комплекта сетевого оборудования для организации полноценной точки доступа к 3G/4G интернету напрямую зависит от задач, которые необходимо решать пользователю. Он может включать перечисленные приборы:

•       3G/4G модем для получения сигнала от базовой станции и преобразования его в цифровую форму для дальнейшего использования.
•         3G/4G маршрутизатор или модем со встроенным WIFI роутером для раздачи интернета другим абонентам по беспроводному каналу.
•             Репитер — прибор для усиления сигнала сотовой связи.
•             Антенна для увеличения мощности сигнала от БС сотового оператора.

Антенна для мобильного интернета не пригодится для пользователей со стабильным высокоскоростным интернет соединением. Это устройство станет единственно правильным решением для абонентов, проживающих в регионах со слабым сигналом или полным его отсутствием. Производители предлагают широкий выбор усиливающих устройств различных типов и конструкций. При покупке антенны следует изучить все нюансы, определить с каким поставщиком услуг планируется сотрудничество. В украинских сетях LTE работают три компании: Vodafone, Киевстар и Lifecell. Выбор заключается в определении местонахождения ближайшей базовой станции одного из операторов. Выяснить эту информацию можно в режиме реального времени при помощи карт провайдеров или мобильного приложения.

Украинские ведущие мобильные провайдеры поддерживают коммуникационные технологии всех поколений:

1.         2G поддерживает общение посредством голоса и мобильный интернет по одному каналу со скоростью до 256 Кбит/с на частотах 900 и 1800 МГц;
2.        3G имеет два разных канала для общения голосом и интернета со скоростью до 42 Мбит/с, и позволяет их одновременное использование в частотном диапазоне 2100 МГц;
3.          4G или LTE гарантирует высокоскоростной интернет со скоростью до 150 - 300 Мбит/с на частотах 900 МГц вне города, 1800 МГц в поселках и районных центрах и 2600 МГц в крупных мегаполисах.

Большое значение в обеспечении качественного интернет соединения имеет расстояние между модемом и ближайшей станцией мобильного оператора, специфика рельефа, наличие преград на пути прохождения сигнала. В условиях прямой видимости допустимая дистанция для обеспечения мощного сигнала для 3G на частоте 2100 МГц составляет до 15 км. Современные технологии LTE позволяют получить усиленный сигнал в частотном диапазоне 900 МГц на расстоянии до 30 км, 1800 МГц — до 20 км, и 2600 МГц — до 10 км. При расположении пользователя на большем удалении от БС, иметь устойчивое соединение на высокой скорости вряд ли удастся. Нахождение приемо-передающего устройства в низине или наличие естественных преград в виде высотных зданий, больших деревьев, значительно сокращает расстояние для стабильного соединения.

Типы антенн для мобильного интернета

Тщательно изучив все сопутствующие критерии, можно приступать к непосредственному выбору антенны. Производители предлагают несколько видов диполей, предназначенных для мобильного 3G/4G интернета:

•       Терминальные антенны используются для стабилизации соединения в местах уверенного 3G/4G сигнала. Обладают компактными размерами, невысоким КУ и несложной установкой.
•        Волновой канал позволяет работать в районах со слабым 3G/4G сигналом или при полном его отсутствии. Высокий КУ до 21 dBi гарантирует устойчивое соединение и высокоскоростной интернет. Антенны имеют значительные размеры, устанавливаются снаружи здания на крышу дома или отдельно стоящую мачту на высоте не ниже 4м и ориентируются строго на БС.
•     Панельные антенны для мобильного интернета применяются при плохом или отсутствующем 3G/4G сигнале, создавая стабильный и высокоскоростной прием и передачу данных за счет увеличенного КУ 24 dBi. Антенна пользуется общепризнанной популярностью. Среди недостатков отмечают большие габариты, высокую парусность, сложность монтажа.
•        Параболические 4G антенны признаны самыми мощными из имеющихся антенн, что позволяет усиливать 3G/4G сигнал на расстояниях до 30 км. Устройства имеют прогрессивную конструкцию, состоящую из излучателя и отражателя, обладают высоким коэффициентом усиления 35 dBi. Диполь громоздкий и сложный в установке, за счет больших размеров и значительной парусности. Трудности вызывает юстировка антенны на БС. Проблема парусности решается применением решетчатых отражателей, в связи с чем и без того высокая цена дополнительно возрастает.

Ширина полосы пропускания мобильной антенны

Антенны делятся на узко и широкополосные. Первые отличаются конкретно заданной частотой и четко определенным коэффициентом усиления, имеет гораздо меньшие габариты. Широкополосные диполи работают в достаточно большом частотном диапазоне. Коэффициент усиления плавающий. Он увеличивается вследствие выбора более высокой частоты в заданном интервале. Высокий потенциал усиления как 3G, так и 4G сигнала без изменения работоспособности диполя.

Диаграмма направленности 4G антенны

По диаграмме направленности антенны подразделяются на диполи направленного действия и всенаправленные. К первому разряду относятся практически все типы усиливающих диполей: волновой канал, панель и парабола. Эффективность устройств напрямую зависит от точности направления на передающую станцию. Во втором разряде представлены комнатные и автомобильные антенны. Несмотря на относительно невысокий коэффициент усиления, они стабилизируют любой сигнал.

4G Антенны MIMO: новые возможности

4G антенны для мобильного интернета с внедренной технологией MIMO отличаются возможностью не только усиления сигнала, но и увеличения скорости приема-передачи. Метод пространственного кодирования повышает пропускную способность канала с помощью задействования дополнительного канала. Диполь оснащен двумя выходами для подсоединения фидерных линий. Соответственно, сетевой прибор должен поддерживать MIMO и иметь два антенных выхода. Приведенная технология в формате 3G не используется.

Кабель для соединения сетевого устройства с выносной антенной

Для качественной передачи 4G сигнала, антенны оснащают коаксиальными кабелями волновым сопротивлением 50 Ом. Ввиду того, что все производимые модемы для стандарта четвертого поколения имеют импеданс 50 Ом, применение фидерных линий с волновым сопротивлением 75 Ом нецелесообразно. Из-за несогласованности показателей растет коэффициент стоячей волны, что приводит к ухудшению сигнала.

На основании проведенного анализа доказано, что наиболее подходящим вариантом соединения 4G модема и 4G антенны является коаксиальный кабель с маркировкой 3D-FBволновым сопротивлением 50 Ом. Данный фидер отличается самым низким коэффициентом затухания сигнала, что благоприятно отражается на стабильности передачи и скорости интернета.