Šiuolaikiniame pasaulyje stabilus ir greitas interneto ryšys yra neatsiejama kasdienybės dalis. Nors mobiliojo ryšio operatoriai nuolat plečia savo tinklus, kartais susiduriame su silpnu signalu, ypač atokesnėse vietovėse ar pastatų viduje. Šiame straipsnyje detaliai nagrinėsime, kaip pagerinti bevielio interneto ryšį, sutelkdami dėmesį į antenų tipus, jų veikimo principus, stiprinimo ypatumus ir praktinius patarimus, kaip pasirinkti tinkamiausią sprendimą.
Antenų ir Signalų Stiprinimo Pagrindai
Prieš gilindamiesi į konkrečius antenų tipus, svarbu suprasti pagrindinius signalo stiprinimo ir priėmimo principus. 4G ryšio antenos, skirtingai nei 3G ar daugelis kitų, naudoja MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technologiją. Tai reiškia, kad jos naudoja kelias antenas ir signalo apdorojimo schemas, siekdamos padidinti duomenų perdavimo spartą ir patikimumą. Su prastesnėmis antenomis rezultatai būtų gerokai prastesni.
Šių antenų pagalba galima surasti stulpus, kurie duoda gerokai didesnį interneto greitį, bet jų signalas gali būti labai silpnas. Norint geresnio signalo būtent iš tų stulpų, reikia rinktis mažo dažnių ruožo anteną, kad būtų mažiau triukšmų nuo siųstuvų, dirbančių kitais dažniais. Taip pat svarbu, kad antena būtų siauresnio kryptingumo, vėlgi, siekiant sumažinti triukšmų lygį nuo aplinkinių stulpų, bei turėtų didesnį stiprinimą.
Tačiau svarbu suprasti, kad interneto greitis labiau priklauso nuo signalo ir aplinkinių triukšmų stiprumo santykio (Signal-to-Noise Ratio - SNR), o ne vien nuo signalo stiprumo. Todėl su stiprinimu persistengti nereikia. Didinant antenos stiprinimą, didinamas jos kryptingumas ir siaurinama stiprinamo signalo kryptis. Pavyzdžiui, su 27dB stiprinančia antena, nuo tikslo anteną nusukus tik per 2°-3°, stiprinimas bus ne 27dB, o tik 3dB-5dB.
Kaip suprasti antenos stiprinimą? Antena signalo nei stiprina, nei silpnina. Ji dirba su tuo pačiu signalu, kokį duoda modeme sumontuotas siųstuvas. Jei antena yra daugiakryptė, signalas siunčiamas aplink anteną į visas puses vienodai. Signalą gauname, kad ir į kurią pusę nueitume nuo antenos, tačiau atstumas nuo antenos bus nedidelis. Norint nueiti toliau, reikia sumažinti spinduliavimą į nenaudingas puses, permetant visą energiją į mus dominančią pusę. Taigi, didesnį stiprinimą turinčios antenos ne tiek stiprina signalą, kiek sugeba didesnę gauto signalo dalį nukreipti konkrečiai ten, kur reikia, nešvaistant energijos į šalis. Kai kalba eina apie 27dB stiprinimą, realiai turime labai siaurą spindulį. Tai panašu į to paties galingumo lemputę, šviečiančią prožektoriuje irfinalyje.
Savadarbėmis alternatyvomis domimasi, nes net turimos logoperiodinės gamyklinės antenos kainavo virš 40€ komplektas, o rimčiau stiprinančių kaina virš 100€ už vnt. (nors šiuo atveju galima iškart žiūrėti MIMO variantą). Iš kitos pusės, jei nesidomėsite stiprinimu, parduotuvėse ir 10dB stiprinimo neturinčias antenas parduos brangiau nei už 100€, beje, tokių prasto stiprinimo antenų - dauguma.
Nors, jei dar nesinaudojate mobiliuoju internetu ir nežinote, su kokio dažnio antena galite pasiekti geriausią rezultatą norimoje teritorijoje, teisingiau būtų žiūrėti į platesnio dažnių ruožo antenas, aukojant maksimalų stiprinimą. Interneto greičiai nebūtinai bus didžiausi iš to stulpo, prie kurio prisijungė jūsų telefonas. Svarbu atlikti bandymus - prisijungus prie mažiausiai 20 mobilaus ryšio tiekėjų stulpų, galima tiksliai žinoti, ko konkrečiai norite. Beje, tai ne tas stulpas, kurį jums rekomendavo mobilaus interneto teikėjas.
Su kinietiškomis antenomis kyla problemų, nes nors ten ir yra aukštos kokybės gaminių, iki jų reikia "prasikapstyti" per daugybę prastos kokybės prekių. Didelė tikimybė, kad kaip gerą, nusipirksite būtent tą iš "šlamšto" srities. Be to, gerų kiniškų antenų kaina didesnė, nei galima įsigyti Lietuvoje specializuotose parduotuvėse. Dėl deklaruojamų "kosminių decibelų" jau minėta - kaip eksperimento vardan buvo nupirkta 28 Db antena už 4€, kurios realus stiprinimas vargiai siekė 3dB.
Ieškant antenų tarp Lietuvos prekeivių, galima rasti tas pačias kiniškas "daugiadecibeles" kambarines antenas už gerokai didesnę kainą, atitinkančią suprantančių, ką parduoda, antenų kainas. Todėl svarbu neapsigauti. Negali 28 dB antena būti kambarinė, atkreipkite dėmesį į aukščiau pateiktą kryptingumo reikalavimą, kai 2°-3° į šoną ir antena nieko nemato. Ten tie decibelai greičiausiai skaičiuojami sudedant 3 dB vienam dažnių diapazonui, plius 2dB kitam ir t.t., ir rezultate tai dar prastesnė antena nei integruota maršrutizatoriuje. Norite rimtos antenos - pirkite tik besispecializuojančiose šioje srityje parduotuvėse, arba paskaitykite, kokie savadarbių antenų galimi variantai, ir anteną pasidarykite patys.
Kabelių ir Jungčių Svarba
Dar vienas svarbus aspektas, kurį reikėtų žinoti, tai, kad ryšio antenoms dažniausiai naudojamas 50Ω banginės varžos koaksialinis kabelis, kai TV antenoms naudojamas 75Ω banginės varžos. Vis tik, kokį kabelį naudoti, reikėtų vertinti skaičiuoklėse, apskaičiuojant antenų išmatavimus, kad dydžiai būtų suderinti konkrečiai kabelio banginei varžai. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad dažniai aukšti, tad perkamas kabelis turi palaikyti apskaičiuojamą dažnį. Pavyzdžiui, H155 kabelis prie 2,4GHz signalą slopina -49.6dB, RG174U prie 2,4GHz -240dB. Tikriausiai matote, koks skirtumas, kai daugumos kabelių charakteristikos nurodomos tik iki 0,2GHz (200MHz) dažnio.
Nors užkliuvo pigus 75Ω kabelis RG660, kurio deklaruojama varža tik iki 1GHz, bet slopinimas tik -20.5dB, kas geriau net už H155 kabelio -30.9dB. Ir visi kiti deklaruoti slopinimai prie tų pačių dažnių RG660 kabelio geresni. Tad realiai įdomu, koks gi šio kabelio slopinimas prie aukštesnių dažnių. Vis tik, atkreipus dėmesį į tai, kad Rusijoje mėgėjai dažnai šiam tikslui naudoja ir 75 omų kabelius, tikėtina, kad jie geba dirbti ir aukštesniuose dažniuose. Arba šis - KH/KK125-81 iš vis rekordininkas prie 1GHz tik -17,4dB. Ech, nekreipiau dėmesio į šias charakteristikas, tai dabar sienose įtinkuotais laidais TV signalas televizorių pasiekia tik sustiprintas stiprintuvo pagalba, kai tokio ilgio dauguma kabelių perduotų signalą be papildomo stiprinimo poreikio, o su KH/KK125-81, tai iš vis drąsiai ir didesniais atstumais, nei mano name. Taigi, signalo slopinimo kabelyje įtaka labai didelė.
Savadarbių Antenų Tipai ir Jų Savybės
Siekdami sutaupyti ir pasiekti geresnių rezultatų, daugelis domisi savadarbių antenų gamyba. Aptarsime kelis populiariausius tipus:
Antena Bi Kvadratas
Šios antenos tipas - zigzaginė (Rus. - зигзагообразная). Tai turbūt pirma antena, kurią radijo mėgėjai siūlo pasigaminti. Gamyba pakankamai nesudėtinga. Galima gaminti be ekrano, tuomet bus dvikryptė ir stiprinimo koeficientas silpnesnis apie 2dB. Šios antenos poliarizacija priešinga, nei galima būtų tikėtis: ištempta vertikaliai gaudo horizontalios poliarizacijos bangas, o ištįsusi horizontaliai - vertikalios poliarizacijos.
Ši antena skirta gana siauram dažnių diapazonui. Nors kai ją 1961 m. pristatė Харченко К.П. metrinių TV bangų diapazonui, ji buvo plačiajuostė, tačiau tame variante ją sudarė realiai 3 skirtingo diametro antenos, sumontuotos ant vieno rėmo, kurios kiekviena atskirai greičiausiai buvo suderintos skirtingiems dažniams. Ir dabar, vielos storis, iš kurios gaminama antena, įtakoja antenos gaudomų dažnių diapazoną. Autoriaus supratimu, būtent iš to ir išplaukė jos plačiajuostiškumas, kai realiai ji pakankamai siauro dažnių ruožo.
Užkliuvo teiginys, kad jei anteną lankstysime iš 1,2mm vielutės, tai šios antenos stiprinamų dažnių diapozonas bus per siauras ir neapims visų naudojamų tik Wi-Fi 2,4GHz ryšiui. Padidinus vielutės storį iki 1,6mm, bus apimami visi 14 kanalų, bet antenos stiprinimas sumažės 1dB. Antenos forma turi būti artimesnė taisyklingiems kvadratams, nors internete sutinkami ir rombai. Apskaičiuoto reflektoriaus dydis yra minimalus dydis, jis gali būti ir didesnis. Reflektorius gali būti ne skardos lakštas, bet tinklelis, kurio akučių dydis ne didesnis, nei apskaičiuojamas pagal skaičiuokles, nors pilnaviduris reflektorius efektyvesnis. Su pagaminta antena, pasijungus prie mobilaus ryšio tiekėjo „bokšto“, galima dar minimaliai pakaitalioti kvadratų formą bei atstumą iki reflektoriaus.
Panelinė Antena
Tai panelinės antenos tipas. Pavadinimas kilo iš antenos formos. Rekomenduojama ją mieliau gamintis, nei „BiQuad“. Pirmiausiai, matmenų tikslumas čia bus didesnis, o antras dalykas, prie to paties stiprinimo, bus apimtas diapazonas nuo 1800 MHz iki 2,6GHz, t.y. beveik visas 4G diapazonas, bei 2,4GHz Wi-Fi. Pasigaminsite vieną anteną, o naudosite vos ne visiems gyvenimo atvejams. MIMO atveju, tokių antenų reikėtų dviejų. Šie išmatavimai tinka visiems išvardintiems dažniams.
Realiai tai ta pati „BiQuad“ antena su papildomais sulankstytais kvadratais. Atitinkamai ir šios antenos stiprinimas yra geresnis. Sutinkami teiginiai, kad ji turėtų stiprinti signalą apie 12dB, o 6 kvadratų - apie 14dB. Teoriškai, kiekviena papildoma kvadratų pora turėtų stiprinimo galingumą padidinti ~3dB, bet taip nėra, nes kvadratai per arti vienas kito, todėl prasideda slopinimai. Šią problemą pastebėjo ir išsprendė „Quados“ antenoje. Taigi, nerekomenduojama kartoti šių antenų.
Šiek tiek patobulintas „Double/Triple BiQuad“ antenos variantas, padidinant antenos stiprinimą. Šiuo atveju kvadratukai atskirti vienas nuo kito λ/4 bangos ilgiu ir taip kvadratukų stiprinimas išnaudojamas maksimaliai. Šią anteną serbas Dragoslav Dobričić, sugalvojęs ir „Amos“ anteną, pristatė 2008 m. 8 kvadratukų antenos stiprinimas turėtų siekti 17.6 dB (4xQuados - 14.7 dB, 6xQuados - 16.5 dB), o tai jau tikrai pakankamai rimtas dydis. Nors šios antenos atveju susiduriama su kita problema - didesnio stiprinimo, ji labai ištįsusi ir MIMO kombinaciją suderinti jau gali būti problematiška. Autorius siūlytų šio tipo antenas naudoti tos pačios poliarizacijos, taip pagerinant jos estetinį vaizdą, bei palengvinant geriausios pozicijos paiešką.
Čia to paties serbo Dragoslav Dobričić kūrinys. Realiai tai labai nesunkiai pagaminama ir gana geras charakteristikas turinti antena. Kuo daugiau kvadratų, tuo didesnis stiprinimas. Trigubo kvadrato stiprinimas pagal programą apskaičiuotas 9,3dB. Ji labai jautri netikslumams, tad elementų didinimas gali ne padidinti, bet netgi sumažinti stiprinimą, todėl retai gaminama daugiau nei trijų kvadratų. Tarp norinčių gamintis savarankiškai, ši antena mažiau populiari.
Galingiausia pasaulyje antena! Prijunkite televizorių ir žiūrėkite visus pasaulio vaizdo kanalus.
Yagi-Uda (Banginis kanalas)
Tai buvo turbūt labiausiai paplitusi antenų rūšis metrinių TV bangų priėmimui. Joje pagrindinis yra tik vienas strypas, prie kurio pajungtas kabelis - taip vadinamas aktyvusis vibratorius. Antena tik iš vieno vibratoriaus jau veikianti, ją nesudėtinga apskaičiuoti norimam dažniui, nes jos ilgis - tai pusė bangos ilgio.
Norint antenai suteikti kryptingumo ir padidinti stiprinimą iš galo, iš kur norima sumažinti stiprinimą, dedamas ilgesnis strypas - reflektorius. O iš tos pusės, iš kurios norima sustiprinti signalą, dedami vis mažėjantys strypai - pasyvūs vibratoriai - direktoriai. Vibratorių tarpusavyje sujungti nereikia. Ankščiau autorius buvo pesimistiškai nusiteikęs šių antenų tipui, gal dėl nesėkmingo bandymo pasigaminti tokią TV anteną praeityje, bet tuomet neskyrė pakankamai dėmesio suderinimo kilpai ir laidą jungė tiesiai prie antenos. Su programa sumodeliavęs anteną iš 22 vibratorių vienam pasirinktam dažniui, gavo gana įspūdingą 18 Db stiprinimą, tad jos nurašinėti, kaip prastai stiprinančios, nederėtų. Su 7 vibratoriais tokio tipo antena realu pasiekti 8dB-10dB stiprinimą.
Dar kartą žvilgtelėjus į AliExpress, ten pilna antenų, apimančių visus 4G dažnių ruožus (kai Yagi antenos yra pakankamai siauro diapozono antenos, ir norint platesnio diapozono, teisingiau rinktis logoperiodines antenas) ir 17 vibratorių stiprinančių iki 25Db (kai 22 vibratorių gali stiprinti tik iki 18Db). Tad čia perkame katę maiše ir neaišku, kokiam dažniui skirta. Nerasta nei vieno pasiūlymo su antenos charakteristikų kreive. Nesakoma, kad kiniečiai blogai gamina, ne, bet ten labai daug pardavėjų, norinčių užsidirbti daug, ir net nesuprantančių, ką pardavinėja, kad tik pelną neštų.
Antenos, panašios į Yagi, bet su esminiais skirtumais
Jos labai panašios į Yagi tipo antenas, bet iš esmės skiriasi labai stipriai. Būtent tokio tipo autorius yra nusipirkęs ir naudoja dabar. Jų skirtumas nuo Yagi, kad naudojamas ne vienas kotas, kaip Yagi tipo antenose, bet du kotai, ir iš vieno koto vibratorius išlindęs tik į vieną pusę, į kitą pusę tokio pat ilgio vibratorius išlindęs iš kito koto. Autoriui jos patinka, nes apima tikrai platų dažnių diapazoną, tad su viena antena gali priimti visus mobilaus ryšio naudojamus dažnius. Neblogi stiprinimo duomenys: autoriaus antenos stiprina iki 11,5 dB, o tai tikrai didelis stiprinimas. Aišku, galima iškart nusipirkti 18 dB panelinę-sektorinę anteną ir tokio ryšio kokybe būti patenkintam daug ilgiau, bet palyginkite kainų skirtumą: ~40€ ir ~190€. Kaip minėta, autorius savo antenomis yra patenkintas, kaip pirmas pirkinys - labai geras pasirinkimas. Tik kai konkrečiai žinai, ko toliau nori, tuomet gali rinktis konkrečiam dažniui pritaikytas, bet didesnį stiprinimą turinčias.
Kas liečia savadarbes antenas, autorius nemano, kad tai geras pasirinkimas.
"Wi-Fi пушка", "Wi-Fi Gun" (Blogerio „KREOSAN“ variantas)
Rusiškai turbūt bus vadinama blogerio „KREOSAN“ vardu, jo video žemiau, nors dar dažnai sutinkama pavadinimais „Wi-Fi пушка“, „Wi-Fi Gun“. Patiko dėl pakankamai nesudėtingo antenos surinkimo. Antena turėtų būti pakankamai didelio stiprinimo. Tolimesnis žiedų skaičiaus didinimas pakankamai nesudėtingas, nes jų dydžiai ir atstumai identiški, kas nesunkiai leidžia padidinti jų skaičių, tuo pačiu didinant stiprinimą ir kryptingumą. Gaminant, kas liečia matmenų atitikimą brėžiniams, sudėtingiausia turėtų būti iškirpti taisyklingus apskritimus, o atstumus tarp diskų išlaikyti tikslių matmenų turėtų būti nesudėtinga, kas leidžia tikėtis pagaminti savadarbę anteną su realiu stiprinimu artimu teoriniam.
Kas dėl stiprinimo, tai kai kalba eina apie tokias 7 plokštelių antenas, tai jų stiprinimas turėtų būti kažkas apie 11dB ir su tokio stiprinimo antena signalą gaudoma geriau už panašaus stiprinimo kitas antenas, kas rodo galimybę namų sąlygomis pasigaminti gana tiksliai matmenis atitinkantį produktą. Iš čia ir panašu, kad stiprinimą, artimą deklaruojamam, galima pasiekti, kai kitų tipų antenose nukrypstama nuo užduotų matmenų ir realus tų antenų stiprinimas gaunasi prastesnis. Kas dėl 11dB, tai stiprinimas gana nedidelis, autoriaus poreikiams per mažas, bet plokštelių gana nesunkiai galima sudėti gerokai daugiau ir taip tikėtina neblogai padidinti tokių antenų stiprinimą.
Galingiausia pasaulyje antena! Prijunkite televizorių ir žiūrėkite visus pasaulio vaizdo kanalus.
Cantennator
Dar vienas lengvai pagaminamos antenos variantas. Antena pagaminta ant storo vamzdžio, užsukant kabelį. Kuo daugiau vijų suksi, tuo didesnis stiprinimas. 7 vijų užtenka, kad antenos stiprinimas siektų 10 dB, bet vėliau decibelai kyla lėčiau. Su skaičiuokle apytiksliai apskaičiuota, kad, pavyzdžiui, Tele2 dažniui, prie kurio dabar esama prisijungus - 1800MHz, reikėtų 133mm diametro plastikinio vamzdžio, ant kurio būtų vyniojama vielutė. Gaminant svarbiausia surasti tinkamo diametro vamzdį ir išlaikyti vienodą atstumą tarp vyniojamų vielučių, bei nenukrypti nuo kitų matmenų.
Rasta parduodamų šių antenų Lietuvoje, vienos antenos kaina virš 60€, MIMO varianto, susidedančio iš dviejų tokių antenų - virš 130€. Jei jau pirkti, tai, jei nedidelio stiprinimo, autorius mieliau rinktųsi gerokai pigesnę logoperiodinę, o jei didesnio - parabolę. Kaina skirsis neženkliai, bet stiprinimo charakteristikos garantuotos. Ne veltui profesionalūs montuotojai dažniau paraboles stato - rūpesčių vėliau mažiau. Panelinės irgi neblogos, bet tiek logoperiodinė, tiek parabolinė panašių charakteristikų greičiausiai būtų…
Apibendrinimas ir Rekomendacijos
Renkantis anteną mobiliajam internetui, svarbu atsižvelgti į kelis pagrindinius veiksnius:
- Dažnių diapazonas: Įsitikinkite, kad antena palaiko jūsų mobiliojo ryšio operatoriaus naudojamus dažnius. Platesnio diapazono antenos yra universalesnės.
- Stiprinimas (dB): Nors didesnis stiprinimas atrodo patraukliai, svarbu nepamiršti, kad jis didina ir kryptingumą. Tinkamas stiprinimas priklauso nuo signalo stiprumo jūsų lokacijoje.
- Kryptingumas: Kryptinės antenos geriau veikia esant silpnam signalui, nes jos sutelkia visą energiją į vieną kryptį. Daugiakryptės antenos tinka, kai signalas yra geras, bet norima padidinti aprėpties spindulį.
- MIMO technologija: Jei jūsų modemas ar maršrutizatorius palaiko MIMO, rinkitės MIMO antenas, kurios leis pasiekti didesnį duomenų perdavimo greitį.
- Kabelis ir jungtys: Naudokite tinkamą koaksialinį kabelį (dažniausiai 50Ω) ir jungtis, atitinkančias jūsų įrangą. Atkreipkite dėmesį į kabelio slopinimo charakteristikas aukštuose dažniuose.
- Gamintojas ir kokybė: Venkite neaiškios kilmės pigių antenų, kurių deklaruojamos charakteristikos gali neatitikti realybės. Geriau rinktis specializuotų parduotuvių ar patikimų gamintojų produktus.
- Savadarbės antenos: Nors savadarbių antenų gamyba gali būti įdomus ir pigesnis variantas, ji reikalauja tikslumo ir žinių. Jei nesate tikri dėl savo gebėjimų, geriau rinktis profesionaliai pagamintą anteną.
Atlikdami išsamius bandymus ir atsižvelgdami į šiuos patarimus, galėsite žymiai pagerinti savo bevielio interneto ryšio kokybę ir mėgautis greitesniu bei stabilesniu ryšiu.