Антени для мобільного інтернету

Характеристики антен для мобільного інтернету

Інтернет в даний час став одним із основних досягнень цивілізації, без якого неможливо уявити сучасне життя. З його допомогою більшість населення планети працює, спілкується, обмінюється інформацією, розважається і займається шопінгом. На жаль, не завжди і не всюди глобальна мережа є у вільному доступі. Кабельний варіант підключення у сільській місцевості нерентабелен і здебільшого технічно неможливий. Альтернативою міг би стати бездротовий зв'язок, але не у всіх регіонах він однаково якісний. У цьому випадку доводиться застосовувати спеціальне мережеве обладнання та пристрої, що підсилюють стільниковий сигнал.

З якими пристроями працюють виносні антени

Склад комплекту мережного обладнання для організації повноцінної точки доступу до 3G/4G інтернету залежить від завдань, які необхідно вирішувати користувачеві. Він може включати перелічені прилади:

1.        3G/4G модем для отримання сигналу від базової станції та перетворення його на цифрову форму для подальшого використання.
2.         3G/4G маршрутизатор або модем із вбудованим WIFI роутером для роздачі інтернету іншим абонентам бездротовим каналом.
3.         Репітер - прилад посилення сигналу стільникового зв'язку.
4.         Антена збільшення потужності сигналу від БС стільникового оператора.

Антена для мобільного інтернету не стане в нагоді для користувачів зі стабільним високошвидкісним інтернет з'єднанням. Цей пристрій стане єдиним правильним рішенням для абонентів, які проживають у регіонах зі слабким сигналом або повною його відсутністю. Виробники пропонують широкий вибір посилювальних пристроїв різних типів та конструкцій. Купуючи антену, слід вивчити всі нюанси, визначити з яким постачальником послуг планується співпраця. В українських мережах LTE працюють три компанії: Vodafone, Київстар та Lifecell. Вибір полягає у визначенні місцезнаходження найближчої базової станції одного з операторів. З'ясувати цю інформацію можна в режимі реального часу за допомогою карток провайдерів або мобільного додатка.

Українські провідні мобільні провайдери підтримують комунікаційні технології всіх поколінь:

1.         2G підтримує спілкування за допомогою голосу та мобільний інтернет по одному каналу зі швидкістю до 256 Кбіт/с на частотах 900 та 1800 МГц;
   
2.        3G має два різні канали для спілкування голосом та інтернету зі швидкістю до 42 Мбіт/с, і дозволяє їх одночасне використання в частотному діапазоні 2100 МГц;
3.          4G або LTE гарантує високошвидкісний інтернет зі швидкістю до 150 - 300 Мбіт/с на частотах 900 МГц поза містом, 1800 МГц у селищах та районних центрах та 2600 МГц у великих мегаполісах.

Велике значення у забезпеченні якісного інтернет-з'єднання має відстань між модемом та найближчою станцією мобільного оператора, специфіка рельєфу, наявність перешкод на шляху проходження сигналу. У разі прямої видимості допустима дистанція забезпечення потужного сигналу для 3G на частоті 2100 МГц становить до 15 км. Сучасні технології LTE дозволяють отримати посилений сигнал у частотному діапазоні 900 МГц на відстані до 30 км, 1800 МГц – до 20 км, та 2600 МГц – до 10 км. При розміщенні користувача на більшій відстані від БС, мати стійке з'єднання на високій швидкості навряд чи вдасться. Знаходження приймально-передавального пристрою в низині або наявність природних перешкод у вигляді висотних будівель, великих дерев значно скорочує відстань для стабільного з'єднання.

Типи антен для мобільного інтернету

Ретельно вивчивши всі супутні критерії, можна розпочинати безпосередній вибір антени. Виробники пропонують кілька видів диполів, призначених для мобільного 3G/4G інтернету:

•       Термінальні антени використовуються для стабілізації з'єднання у місцях впевненого 3G/4G сигналу. Мають компактні розміри, невисокий КУ і нескладну установку.
  
•        Хвильовий канал дозволяє працювати в районах зі слабким 3G/4G сигналом або за повної його відсутності. Високий КУ до 21 dBi гарантує стійке з'єднання та високошвидкісний інтернет. Антени мають значні розміри, встановлюються зовні будівлі на дах будинку або щогла що стоїть на висоті не нижче 4м і орієнтуються строго на БС.
•     Панельні антени для мобільного інтернету застосовуються при поганому або відсутньому 3G/4G сигналі, створюючи стабільний та високошвидкісний прийом та передачу даних за рахунок збільшеного КУ 24 dBi. Антена користується загальновизнаною популярністю. Серед недоліків відзначають великі габарити, високу парусність, складність монтажу.
•    Параболічні 4G антени визнані найпотужнішими з наявних антен, що дозволяє посилювати 3G/4G сигнал на відстанях до 30 км. Пристрої мають прогресивну конструкцію, що складається з випромінювача і відбивача, мають високий коефіцієнт посилення 35 dBi. Диполь громіздкий і складний в установці, за рахунок великих розмірів та значної парусності. Проблеми викликає юстування антени на БС. Проблема парусності вирішується застосуванням гратчастих відбивачів, у зв'язку з чим і так висока ціна додатково зростає. 

Ширина смуги пропускання мобільної антени

Антени діляться на вузько та широкосмугові. Перші відрізняються конкретно заданою частотою та чітко визначеним коефіцієнтом посилення, має набагато менші габарити. Широкосмугові диполі працюють у досить великому частотному діапазоні. Коефіцієнт підсилення плаває. Він збільшується внаслідок вибору вищої частоти заданому інтервалі. Високий потенціал посилення як 3G, і 4G сигналу без зміни працездатності диполя.

Діаграма спрямованості 4G антени

За діаграмою спрямованості антени поділяються на диполі спрямованої дії та всеспрямовані. До першого розряду відносяться практично всі типи диполів, що підсилюють: хвильовий канал, панель і парабола. Ефективність пристроїв безпосередньо залежить від точності напряму на станцію, що передає. У другому розряді представлені кімнатні та автомобільні антени. Незважаючи на відносно низький коефіцієнт посилення, вони стабілізують будь-який сигнал.

4G Антени MIMO: нові можливості

4G антени для мобільного інтернету із впровадженою технологією MIMO відрізняються можливістю не лише посилення сигналу, а й збільшення швидкості прийому-передачі. Метод просторового кодування підвищує пропускну здатність каналу за допомогою додаткового залучення каналу. Диполь оснащений двома виходами для приєднання фідерних ліній. Відповідно, мережний прилад повинен підтримувати MIMO і мати два антенні виходи. Наведена технологія у форматі 3G не використовується.

Кабель для з'єднання мережного пристрою з виносною антеною

Для якісної передачі 4G сигналу антени оснащують коаксіальними кабелями хвильовим опором 50 Ом. Зважаючи на те, що всі модеми для стандарту четвертого покоління мають імпеданс 50 Ом, застосування фідерних ліній з хвильовим опором 75 Ом недоцільно. Через неузгодженість показників зростає коефіцієнт стоячої хвилі, що призводить до погіршення сигналу.

На підставі проведеного аналізу доведено, що найбільш підходящим варіантом з'єднання 4G модему та 4G антени є коаксіальний кабель з маркуванням 3D-FB хвильовим опором 50 Ом. Даний фідер відрізняється найнижчим коефіцієнтом загасання сигналу, що сприятливо відбивається на стабільності передачі та швидкості інтернету.