Как выбрать внешнюю 3G/4G антенну для интернета в частный дом

Краткая история электромагнетизма

Более 2600 лет назад (и, вероятно, еще раньше) древние греки обнаружили, что кусок янтаря, натёртый об мех, притягивает легкие предметы, например, перья. Примерно в то же время древние люди обнаружили магнитную руду, которая представляет собой куски намагниченной горной породы.

Потребовалось несколько сотен лет, чтобы определить, что существует два различных вида притяжения и отталкивания (магнитное и электрическое): одинаковые отталкиваются, а противоположные притягиваются. Затем прошло еще 2000 лет перед тем, как ученые впервые обнаружили, что эти два совершенно разных явления природы были неразрывно связаны между собой.

В начале девятнадцатого века Ханс Кристиан Эрстед помести провод перпендикулярно стрелке компаса и ничего не увидел. Но когда он повернул провод параллельно стрелке компаса и пропустил через него ток, стрелка отклонилась в одном направлении. Когда он пропустил ток через провод в противоположном направлении, стрелка компаса также отклонилась в противоположном направлении.

Ток, протекающий через проводник, расположенный пе
Ток, протекающий через проводник, расположенный перпендикулярно стрелке компаса, не вызывает ее движения
Стрелка компаса, расположенная параллельно проводн
Стрелка компаса, расположенная параллельно проводнику, через который проходит ток. При изменении направления протекания тока на противоположное направление отклонение стрелки также меняется на противоположное.

Этот провод был первой передающей антенной, а компас был первым приемником. Ученые в то время просто не знали об этом.

Пока не очень элегантно, этот эксперимент дал подсказку о том, как работает вселенная – что заряды, двигающиеся через провод, создают магнитное поле, которое перпендекулярно проводу. (Ученые вскоре узнали, что это поле, окружающее проводник, имеет круглую форму, а не форму прямой, перпендикулярной проводнику.)

С помощью этой информации ученые смогли описать способы, с которыми электрические и магнитные поля взаимодействуют с электрическими зарядами, и сформировать основы понимания электромагнетизма.

Видео выше показывает, как нить лампы накаливания, работающей от переменного тока, изгибается между точками крепления при воздействии сильного магнитного поля.

Вскоре Никола Тесла в своей лаборатории без проводов зажег лампы, продемонстрировал первую игрушечную лодку с дистанционным управлением и создал систему переменного тока, которую сегодня мы используем по всему миру для передачи электрической энергии.

Менее чем через столетие после эксперимента Эрстеда, Гульельмо Маркони изобрел способ передачи первых беспроводных телеграфных сигналов через Атлантику.

И вот теперь, через два столетия после первого эксперимента с компасом, мы можем делать фотографии далеких планет и отправлять их через необъятный космос на устройства, которые мы можем держать в руках – и всё благодаря антеннам.

Фотография Плутона
Фотография Плутона

Видео

частота

Согласно стандартному определению, «частота повторения волны за определенный период времени называется частотой ».

Проще говоря, частота относится к процессу того, как часто происходит событие. Периодическая волна повторяется через каждые «Т» секунды (период времени). Частота периодической волны является ничем иным, как обратной величиной периода времени (T).

Математическое выражение

Математически это написано так, как показано ниже.

f= frac1T

куда

  • f — частота периодической волны.

  • Т — период времени, в который волна повторяется.

f — частота периодической волны.

Т — период времени, в который волна повторяется.

Единицы

Единица частоты — Герц , сокращенно Гц .

  Приведенный выше рисунок представляет синусоидал

Приведенный выше рисунок представляет синусоидальную волну, которая представлена ​​здесь для напряжения в милливольтах против времени в миллисекундах. Эта волна повторяется через каждые 2т миллисекунды. Итак, период времени, T = 2t миллисекунд и частота, f= frac12TКГц

Строительство и работа слотных антенн

Использование щелевых антенн хорошо известно благодаря принципу работы. Давайте посмотрим на структуру щелевой антенны.

  Когда бесконечный проводящий лист сделан прямоуг

Когда бесконечный проводящий лист сделан прямоугольным разрезом, и поля возбуждаются в апертуре (которая называется щелью), она называется щелевой антенной . Это можно понять, наблюдая за изображением щелевой антенны. На следующем изображении показана модель слот-антенны.

Работу слот-антенны можно легко понять по принципу оптики Бабинета. Эта концепция дает представление о слот антенны.

Коэффициент стоячей волны (КСВ, SWR)

Стоячие волны максимальной амплитуды возникают при очень точной комбинации частоты (или длины волны) и длины антенны.

К сожалению, нецелесообразно и фактически невозможно иметь антенны, которые обладают точной длиной, необходимой для формирования идеальной стоячей волны в требуемом диапазоне частот. К счастью, в этом нет необходимости. Антенна с одной фиксированной длиной может работать в небольшом диапазоне частот с небольшим, приемлемым уровнем расстройки.

Стоячие волны и напряжения в линии, показанные в т
Стоячие волны и напряжения в линии, показанные в течение периода колебаний

Длина антенны должна быть настроена для получения стоячей волны как можно более близкой к идеальной в центре рабочего диапазона частот.

Измерители КСВ (коэффициента стоячей волны) измеряют отношение передаваемой энергии к отраженной, и это отношение должно быть как можно ближе к 1:1.

Небольшие подстройки могут быть выполнены путем добавления в схему пассивных компонентов между оконечным каскадом усиления и антенной. Небольшие недостатки в настройке антенны могут вызвать появление разности потенциалов на конечном каскаде усиления, нагревание конечного участка передающей линии. Большой дисбаланс может вызвать подачу большой разности потенциалов обратно на схему передатчика, вызывая пробой диэлектрика, искрение и выход из строя оконечного усилителя.

Технические данные и характеристики внешней антенны

Независимо от разновидности, каждая модель обладает техническими характеристиками, основная из которых — рабочая частота. Диапазон антенны зависит от стандартов связи выбранного провайдера:

  • если используется сеть 2G, то подходят каналы 900/1800 МГц;
  • если владелец частного дома подключил 3G, подключение осуществляется через каналы 900/2100 МГц;
  • сеть 4G передают через частоты 800/1800/2600 МГц.

Важно! Перед установкой пользователь должен уточнить информацию о рабочем диапазоне. Нужные сведения можно посмотреть на сайте провайдера или в службе технической поддержки. Если информации в открытом доступе нет, приглашают мастера для проведения замеров.

Трудностей при установке уличной антенны для интернета не возникают, за исключением гористой местности. Сеть 4G редко встречается в селах, потому что сигнал не отличается стабильностью. Большинство предпочитают 3G из-за сильного сигнала.

Другой важный параметр, на который следует обратить внимание — поляризационный показатель. Это плоскость распространения сигнала, чем значение выше, тем лучше.

Некоторые жители деревни хотят установить 4 G. Но подобрать комплектацию сложнее, поэтому наружнее оборудование для поддержки таких сетей можно сделать самостоятельно. Лучше приобрести антенну с сим-картой для интернета или купить комплекс StreetUltra Pro. Он подходит и для районов, находящихся вне действия провайдеров.

Комплект для приема 3G и 4G сетей
Комплект для приема 3G и 4G сетей

Радиовещательные приемные антенны

Радиовещательные приемные антенны с высотой, близкой к половине или даже четверти длины волны, оказываются, как правило, непомерно большими. К счастью, это ограничение часто не играет существенной роли, так как напряженность поля, создаваемого передающей станцией, обычно настолько большая, что даже маленькая антенна обеспечивает более чем достаточный сигнал для современного радиоприемника. Исключая из рассмотрения крайне удаленные пункты, надо сказать, что длинная наружная антенна не улучшает отношение сигнал/шум и часто может лишь ухудшить прием. Большинство вещательных радиоприемников выпускаются со встроенной рамочной или ферритовой антенной. Такое устройство представляет собой электрически небольшой магнитный диполь.

Если электрические и магнитные силовые линии, образующие поле антенны, поменять местами, то полученное в результате поле теоретически возможно в том смысле, что оно подчиняется законам электромагнетизма. Трудность состоит в том, что для излучения такого поля требуется магнитный аналог исходной излучающей системы; но магнитный аналог электрических зарядов, движущихся по электрическим проводникам, – это некие магнитные заряды, движущиеся по магнитным проводникам; однако ни магнитного заряда, ни магнитного проводника пока еще не удалось обнаружить. Существует, однако, магнитный аналог очень маленького диполя – катушка индуктивности. Хотя миниатюрный магнитный диполь, или рамочная антенна, как его называют, является весьма малоэффективной передающей антенной, такие качества, как миниатюрность и отличные возможности противостоять местным помехам и шумам, делают его идеальным средством для приема радиовещательных передач. Диаграмма направленности небольшой рамочной антенны представлена на рис. 6. Поворачивая рамку, можно, используя резко выраженные нули диаграммы, совпадающие с осью рамки, исключить прием помехи. Такая рамочная антенна может иметь форму плоской спирально намотанной катушки, размещаемой на задней стенке корпуса приемника, или форму тонкого соленоида с ферритовым сердечником. Благодаря резко выраженным нулям диаграммы направленности такую рамочную антенну используют в радиопеленгационной аппаратуре.

Диапазон ЧМ-радиовещания (от 88 до 108 МГц) заключен между нижним и верхним каналами ОВЧ-диапазона телевидения (от 2-го до 13-го канала); поэтому антенны, применяемые для передачи и приема ЧМ-сигналов, по существу такие же, как и используемые для телевидения, и хотя в последующем описании речь будет идти преимущественно о телевизионных антеннах, последние в большей или меньшей степени пригодны также и для ЧМ-радиовещания. Обычно и ЧМ-радиостанции, и телевизионные передающие станции ведут передачи на волнах с горизонтальной поляризацией.

Виды антенн

Антенны бывают разных типов. Давайте разбираться.

Коллективные

Для домов с пятью этажами и больше лучше всего использовать коллективную антенну. Сигнал будет приниматься именно в ней, а потом транслироваться через распределительное устройство в каждую квартиру.

У таких устройств есть свои плюсы и минусы. Все они предоставлены в таблице ниже.

Плюсы Минусы
Качество сигнала. Так как устройство монтируется мастерами и имеет при себе усилитель, то качество будет высоким; Высокая стоимость. Стоимость такой антенны высока, поэтому ее и следует устанавливать, договорившись с соседями;
Не требуется настройка. Жильцы избавлены от необходимости покупать индивидуальную антенну и заниматься ее установкой и отладкой; Сложный монтаж. Человек без специального образования и опыта не справится с установкой и настройкой антенны;
Регулярное обслуживание. За корректную работу отвечает какая-либо компания. Если будут проблемы с устройством, то любой житель дома может обратиться с жалобой и рассчитывать на исправления. Абонентская плата. Такая антенна требует расходов на установку и обслуживание.

Несмотря на все минусы, коллективная антенна – оптимальный вариант для многоэтажных домов.

Внешняя пассивная и активная

Любой человек, решивший выбрать себе антенну, столкнется с этими определениями. В чем же суть?

Здесь все просто. Пассивные устройства не используют ни микросхемы, ни усилительные каскады. Это изделие из металла, предназначенное для приема сигналов. Просто и без изысков. Настоящая классика. Если же вам захочется, то ее можно без проблем оснастить внешним усилителем сигнала.

Так выглядит одна из антенн активного типа.
Так выглядит одна из антенн активного типа.

Активные же антенны используют усилитель. По факту, такие устройства отправляют не просто сам сигнал, полученный из эфира, а его улучшенную копию. Такие девайсы более мощные, лучше ловят сигнал. При этом, если что-то случится с усилителем, то активная антенна просто превратится в пассивную.

В таблице вы можете увидеть сравнение двух типов:

Комнатная без усилителя и с усилителем

Комнатная антенна – идеальный вариант для тех, кто не хочет подключать кабель или договариваться с соседями об установке коллективной антенны. Эти антенны выглядят как рамка круглой формы с усилителем или без него. К сожалению, рассчитывать на качественную работу можно только если ретранслятор расположен близко (желательно – в зоне видимости). Как и наружные антенны, могут быть с усилителем или без.

Область применения антенн

Диапазон волн колеблется от долей мм до десятков километров. Отсюда сформировалось многообразие видов антенн и множество сфер использования. Принимающие и передающие устройства применяются в таких областях:

  • беспроводная связь;
  • медицина;
  • системы навигации;
  • космическая/ авиационная техника картографирования;
  • астрономия;
  • радиолокация;
  • геология и многие другие.

Антенны активно используют в радиотелескопах при изучении космоса, в военной радиолокации, в чипах для непрерывного измерения показателей/ изучения/ диагностирования патологий в организме людей/ животных, да и просто в быту.

Современный человек не представляет жизни без гаджетов, а в основе их управления лежит приемное/ передающее устройство. Мачта для антенны в бытовых целях практически не используется, разве что для увеличения зоны приема модема, теперь сигнал поступает на спутниковые тарелки или подается через мобильный и проводной интернет и т. д.

Теги

Adblock
detector