Саморобна зовнішня антена для стандарту cdma2018

Я зупинився на антені типу «Хвильовий канал», вона ж Уда-Яги. Перевагами є високий коефіцієнт посилення, низька парусність, вузьконаправлена ​​ДНА, а ось недолік вкрай істотний - необхідна дуже висока точність виготовлення. Чи не за розмірами виготовлений директор стане рефлектором, а активний вібратор НЕ буде резонувати на потрібній нам частоті. Чим точніше ви все зробите, тим краще буде результат.

Базова станція знаходиться всього в 3 км від мого будинку, але вікна виходять в іншу сторону від вишки і сигнал залишає бажати кращого. Спочатку хотів виготовити антену з 8-ю директорами, але виявилося, що тут потрібна надточних бо втеча на 1мм замість посилення дасть ослаблення. 3-хдіректорная антена не вимагає такої точності виготовлення, але має недостатнє посилення. Тому я зупинився на 5-тідіректорном хвильовому каналі, вважаючи його «золотою серединою». Приймальний і передавальний канали досить сильно рознесені між собою, тому антена розраховувалася на середину приймального каналу чи то пак на 881 МГц. Спочатку я хотів проектувати антену на середину діапазону в цілому (859 МГц), але так як Яги узкополосная антена, то ми отримаємо пік посилення в неробочому діапазоні і менше посилення на робочих частотах.

Для проектування використовувалася програма Yagi calculator.

Що ж нам знадобиться:
- алюмінієвий квадратний профіль перетином 10 мм (куплений мною в епіцентрі), підійде і не алюміній, але все ж він легше, але на характеристики антени ніяк не впливає;
- алюмінієвий стержень діаметром 5 мм і довжиною 1 метр (підійде і інший матеріал, в тому числі і мідь, що навіть краще, але алюміній це краще співвідношення ціна / якість);
- мідна трубка діаметром 6 мм довжиною півметра (вказано зовнішній діаметр, товщина стінки не має значення);
- болти діаметром 3 мм 7 шт .;
- кабель хвильовим опором 50 Ом;
- перехідники, роз'єми - все індивідуально для кожного модему, як то кажуть «гугл в допомогу».

Окремо про кабель. Вам не підійде телевізійний кабель через його опору 75 Ом. Точніше його причепити можна, але через неузгодженість втрати в кабелі з великою ймовірністю будуть більше, ніж посилення антени. Я брав 10 метрів кабелю RG58, він досить дешевий, але втрати становлять 0,6 дБ на 1 метр кабелю, тобто я особисто втратив 6 дБ при тому, що різниця в сигналі з антеною і без неї становить 20 дБ. Тому економити на кабелі не варто.

З інструментів:
- пила по металу;
- дриль;
- мітчик на трійку;
- свердло 2.5; 5; 6;
- напилок плоский;
- штангенциркуль (на крайній випадок лінійка зійде);
- руки.

Червоним позначено рефлектор, синім - активний вібратор, зеленим - директори.

Креслення активного вібратора (диполя):

Всі розміри на кресленнях вказані в міліметрах. Відстань між елементами вказано за центрами.

Приступаємо до виготовлення. Беремо алюмінієвий профіль, відступаємо довільне відстань від його початку (це відстань потрібно для кріплення, я взяв близько 10 см) і робимо наскрізний отвір свердлом 5 мм. Рекомендую відразу зробити отвір свердлом якомога меншого діаметру, а потім разсверліть свердлом 5 мм. Це потрібно для того щоб не відхилятися від центровий осі профілю. Далі відступаємо 68 мм (згідно креслення) від центру зробленого раніше отвори і робимо наскрізний отвір свердлом 6 мм (саме такого діаметру активний вібратор антени). Далі все отвори робимо свердлом 5 мм для розміщення директорів.

Починаємо виготовляти рефлектор і директора. Власне все розміри вказані на кресленні, просто хочу дати деякі поради з різання. Ріжте алюмінієвий стержень за кресленням на 2-3 мм більше, після чого виставляємо і фіксуємо на штангенциркулем необхідну довжину елемента. Підпилюємо стрижні плоским напилком до потрібної довжини періодично контролюючи розмір штангенциркулем. Якщо елемент туго входить між губками для внутрішніх вимірювань, то можна приступати до виготовлення наступного елементу.

Досить складне виготовлення петлевого вібратора. Порожнина трубки краще заповнити дрібним сухим піском щоб уникнути переломів трубки (я обійшовся без цього, але все ж краще не ризикувати). Щоб зробити коло потрібно знайти близьку по діаметру трубу і перегнути через неї мідну трубку. Решта згідно креслення.

Для фіксації елементів в порожнині профілю пропоную такий варіант. Вставивши елемент в порожнину профілю перпендикулярно йому зверху профілю свердлимо отвір свердлом 2,5 мм і нарізаємо мітчиком М3 різьблення і невеликим болтом на трійку затискаємо зверху елемент (головне не перестаратися бо алюміній дуже м'який метал). Може хтось придумає більш простий або більш надійний варіант, але мені здалося з моїм набором інструментів це найбільш вдалим способом кріплення.

Всі елементи необхідно відцентрувати і перевірити перпендикулярність щодо траверси (буму, як люблять називати його буржуїни).

Приступаємо до подпайкі кабелю зниження і петлі узгодження. Відрізаємо шматок кабелю RG58 довжиною 132 мм. Видаляємо з кожного боку шматка кабелю 10 мм зовнішньої ізоляції намагаючись не пошкодити оплетку. Потім оголюємо внутрішню ізоляцію і скручуємо фольгу і оплетку в один пучок, звертаємо шматок в петлю, з'єднуємо обплетення з кожного боку і добре пропоюємо. Внутрішню ізоляцію зачищаємо на 8 мм. Решта думаю зрозуміло з малюнка:

Центральні жили припаюємо до кінців активного вібратора в місці його розриву (15 мм на кресленні).

Мало не забув про тести. Для оцінки результату використовувалася програма AxesstelPst EvDO BSNL.
Модем просто застромлять в USB порт:

Що ж ми маємо. Сигнал -62 дБ, для порівняння якщо ви стоїте в 20 метрах від БС, то сигнал буде близько -40 дБ, -105 дБ це майже повна відсутність сигналу. Також цікавий параметр DRC Requested. 3.072 Mbps означає, що модем запитує максимально можливу швидкість і БС станція дасть нам швидкість в залежності від завантаження мережі. Конкретна ж швидкість залежить від завантаження бази, тобто подальше збільшення рівня сигналу поліпшення швидкості не дасть. Статтю пишу ввечері, тому міряти швидкість не бачу сенсу, але вранці після установки антени мав ping 98 ms, upload 0.48 Mbps, download 1.72 Mbps.