В кожному мобільному телефоні є внутрішня малогабаритна антена Іноді вона виступає з корпусу "мобільника" невеликим штирем або "наростом". У більшості випадків штатна антена забезпечує стійкий зв'язок. Але бувають ситуації, коли з телефону потрібно "вичавити" все, що можливо. Адже навіть в зоні обслуговування майже кожної базової станції є ділянки з негарантованим покриттям, т. е. "мертві зони", де для втрати або відновлення зв'язку достатньо зробити 2-3 кроку в бік. Щоб забезпечити якісний зв'язок в таких місцях, внутрішньої антені не завадить допомога: додаткова змінна антена.
Можна виділити кілька випадків, коли доцільно застосування додаткових зовнішніх антен:
- розмова ведеться з екранованого приміщення або автомобіля. Винесена назовні антена істотно покращує якість зв'язку. Однак наявність кабелю між антеною і телефонним апаратом і додаткових роз'ємів призводить до деяких втрат сигналу;
- між мовцем за телефоном і базовою станцією знаходяться масивні споруди, складки місцевості або товсті стіни, і сигнал сильно ослаблений;
- розмова ведеться на великій відстані від базової станції (на краю або за межами зони покриття).
Додаткова антена особливо необхідна телефону в автомобілі, так як металевий кузов є екраном, що перешкоджає проходженню сигналу. Беручи недостатньо сильний сигнал, що апарат отримує від базової станції команду підвищити вихідну потужність, отже, збільшується рівень випромінювання і підвищується витрата електроенергії. Крім того, всередині автомобіля випромінювання від власної антени телефону багаторазово відбивається, в результаті чого всі пасажири виявляються сидять всередині замкнутого контуру з внутрішнім випромінюванням, як продукти в мікрохвильовій печі. Ще один момент, потребує уваги: радіосигнал, що випромінюється телефоном, може впливати на роботу деяких електронних пристроїв автомобіля.
Зовнішня автомобільна антена не тільки допомагає уникнути перерахованих вище неприємностей, але і покращує якість зв'язку. Досягається це, в основному, завдяки виведення сигналу за межі автомобіля і більш ефективному перерозподілу діаграми спрямованості антени. Як же правильно розташувати автомобільну антену?
Існує правило, що вертикальна (штирові) антена повинна розташовуватися над можливо більшої металевою поверхнею. З цієї точки зору середина даху автомобіля - найкраще місце установки вертикальної антени. Крім даху, для встановлення такої антени також годяться задні або передні крила. А ось металевий бампер - далеко не ідеальне місце.
Серед великого різноманіття конструкцій заслуговують на увагу так звані "врізні штирьові антени". Їх основна перевага - безпосередній контакт з корпусом ("масою" автомобіля, позитивно позначається на робочих характеристики і, зрештою, на якість зв'язку. Для установки антени врізний треба просвердлити дах авто, добре заізолювати від попадання вологи місце установки антени і акуратно закріпити з'єднувальний кабель, щоб він не стукав всередині по обшивці.
Антени на магнітному підставі (рис.1) за рахунок технологічності і простоти установки вкрай популярні в середовищі автолюбителів. Ще б пак, при необхідності таку антену легко прибрати в салон, а магніт не дасть їй звалитися навіть на високих швидкостях. Але за зручність треба чимось платити, і розплата - кілька гірші робочі характеристики.
При виборі "магнітної" антени треба враховувати, що зміна довжини кабелю і установка її без гумової прокладки між магнітом і кузовом негативно позначаються на робочих характеристики антени.
Існують "двухномпонентные" антени, що складаються з двох частин. Базова частина з кабелем, провідним до телефону, кріпиться на скло усередині салону, а інша частина - зовні, навпроти неї. Між ними забезпечується ємнісний зв'язок. На жаль, це не найефективніший спосіб передачі сигналу, адже проходячи через скло, він слабшає. Крім того, небажана установка такої антени поблизу різних металевих покриттів, наприклад, тонування або смужок обігрівача на склі.
На ринку також присутні клеяться антени. Вони виконані у вигляді стрічки або невеликої коробочки (рис.2) і наклеюються на внутрішню сторону скла.
Кабель часто входить в комплект поставки антени, оскільки підключення до ого антени виконується неразъемным. Вихідна довжина кабелю зазвичай становить 3 м. Якщо при монтажі антени обрізають його, доводиться встановлювати роз'єм на кінці. Цю операцію треба робити дуже ретельно. Неправильно встановлений роз'єм або поганий контакт в ньому здатні порушити роботу всієї системи.
У багатьох моделей стільникових телефонів є роз'єм для підключення зовнішньої антени. Тоді кабель підключається до нього. При включенні роз'єму в телефон його антенний тракт автоматично перемикається на зовнішню антену. У випадку складностей із "діставанням" потрібних роз'ємів можна скористатися наявними у продажу антенними перехідниками. Вони являють собою короткий шматок кабелю, з одного сторони якого - телефонний високочастотний роз'єм, а з іншого - стандартний кабельний високочастотний роз'єм (рис.3). Зазвичай загасання в антенному перехідник не перевищує 1 дБ.
Деякі моделі телефонів не мають спеціального гнізда для змінної антени. Їх можна підключати через пристрій гучного зв'язку. Кабель від антени приєднується до пристрою фомкою зв'язку, а телефон вставляється в гніздо цього пристрою. В принципі, можна відключити штатну антену телефону і підключити кабель зовнішньої антени замість неї. але це. звичайно, незручно.
При здійсненні зв'язку зі стаціонарних об'єктів (квартир, офісів, дач) у разі невпевненого прийому доцільно використовувати зовнішні спрямовані антени. Звичайно, при цьому телефон стає менш "мобільним", так як підключений до антенному кабелю, але якість зв'язку в багатьох випадках стає дуже хорошим. Основними різновидами спрямованих антен є антени "хвильовий канал" і логопериодические. Найбільш популярні перші. Вони володіють великим посиленням і прості у виготовленні. Логопериодические антени більш складні і дорогі, однак мають велику смугу частот і не вимагають додаткової настройки.
Антена "хвильовий канал" (мал.4) подібна однойменної телевізійної антени. Вона складається з ряду елементів, розташованих в одній площині: полуволнового (лінійного або петлевого) активного вібратора, до якого підключений кабель зниження, рефлектора і директорів (пасивних вібраторів). Довжина рефлектора і його відстань до активного вібратора підібрані таким чином, що рефлектор послаблює випромінювання активного вібратора в зворотному напрямку і підсилює його в прямому, тобто рефлектор є своєрідним рефлектором, що забезпечує формування односпрямованої характеристики випромінювання (прийому). Нерідко в як рефлектора використовується система вібраторів або сітка. Посилення випромінювання в прямому напрямку сприяють директори, які збуджуються, як і рефлектор, під впливом випромінювання активного вібратора.
До достоїнств антени "хвильовий канал можна віднести порівняно високу посилення при простоті конструкції, до недоліків - складність настройки при числі директорів більше трьох. Антени, навіть зібрані по одному кресленню, виявляються налаштованими по-різному. Реальне посилення такої антени виходить, як правило, нижче зазначеного (в середньому на 3...4 дБ). Крім того, вузька смуга пропускання веде до різкого зниження посилення в тих системах зв'язку, де використовують дуплексні частоти з великим розносом. Наприклад, стандарт DAMPS використовує частоти 824...840 МГц і 869.. 894 МГц, тому використання антени "хвильовий канал", налаштованої на середину цього діапазону, призводить до помітного погіршення роботи антени на краях діапазону (тобто на робочих частотах). Те ж саме відноситься до популярних стандартів GSM-900, GSM-1800. Програму для розрахунку антени "хвильовий канал" можна знайти на сайті www.3ton.com/gsm.
Логопериодические антени - один з типів антен з незмінною формою діаграми спрямованості і постійним посиленням в широкому діапазоні частот. Логоперіодична антена утворена збиральної лінією у вигляді двох труб, розташованих паралельно, до яких почергово (через один) кріпляться вібратори. У такої антени у всьому діапазоні частот забезпечується гарне узгодження з фідером. Робоча смуга частот "знизу" залежить від розмірів довших вібраторів, а "зверху" - від розмірів найбільш коротких. Посилення антени визначається кількістю вібраторів, кожний з яких є активним. Отже, задавши смугу частот (розміри максимального і мінімального вібраторів), можна отримати досить високий коефіцієнт посилення по всім діапазоні за рахунок збільшення кількості вібраторів. Логопериодические антени добре працюють в широкосмугових системах зв'язку, але мають більш складну конструкцію в порівнянні з антенами "хвильовий канал".
Стаціонарна антена встановлюється на кронштейні або щоглі і направляється в бік базової станції, сигнал якої приймається стійко. "База" зовсім не обов'язково повинна бути найближчій, так як все залежить від розташування антени і рельєфу місцевості. Можливий варіант, коли база з самим сильним рівнем сигналу "не захоче працювати з телефоном, так як знаходиться на відстані, яка більше теоретичної межі дальності для стандартного режиму роботи (35 км GSM-900).
Орієнтацію антени необхідно виконувати обережно, повільно обертаючи антену" горизонту" і спостерігаючи за індикатором рівня сигналу на дисплеї мобільного телефону або за допомогою функції інженерного меню Netmonitor (для апаратів "Nokia"). У більшості інших телефонів можна ввести спеціальний код і відкрити службове меню, яке дозволяє перевірити рівень 6...8 частот, що приймаються телефоном порядку убування, номери каналів, відстань до базової станції, відсоток помилок у каналі та ін. Опису багатьох сервісних меню є на сайті www.3ton.com/gsm.
Якщо Netmonitor є, краще орієнтуватися за рівнем сигналу в децибелах (сигнал сильніше, коли значення рівня в децибелах менше) Якщо він відсутній, налаштування ведеться за стандартною шкалою сигналу. Так як зміна напруженості поля відображається на дисплеї не відразу, а через 5... 10 с, змінювати положення антени потрібно з урахуванням цього часу, щоб не проскочити направлення на самий сильний сигнал. У меню стільникового телефону необхідно включити Безперервний пошук мережі.
Наприклад, діапазон GSM-900 містить 124 каналу з кроком 0,2 МГц і розносом між частотами прийому і передачі 45 МГц. Для мобільного телефону частоти прийому починаються з 890 МГц і передачі - з 935 МГц. Середня частота середини діапазону дорівнює 922.5 МГц (чверть довжини хвилі становить 81.3 мм). Для збільшення ефективності зовнішньої антени рекомендується при її виготовленні і налагодженні в якості робочої частоти не брати середню між частотами прийому (Rx) і передачі (Тх), а частоту передачі (Тх), так як максимальна потужність передавача мобільного телефону, природно, менше, ніж у базової станції, і при найгірших умовах телефон просто не буде почутий.
Від довжини і якості з'єднувального кабелю залежить коефіцієнт посилення всієї антени, підключеної до стільникового телефону. Паспортні дані зовнішніх антен не враховують довжину кабелю (це стосується і автомобільних антен з круговою діаграмою спрямованості). Якщо без зовнішньої антени вдається хоч іноді провести розмову, то можна обійтися спрямованої антеною з посиленням 9..11 дБ при довжині кабелю до 10 м. Якщо ж установка антени в зручному місці вимагає 15...20 м кабелю, то потрібно або взяти його з поліпшеною якістю, або використовувати антену з посиленням 13... 16дБ, що зазвичай дешевше.
Вітчизняні телевізійні коаксіальні кабелі можна використовувати тільки обмежено (їх загасання - більше 30 дБ на 100 м - занадто велика). З доступних імпортних зразків підійде RG6 - коаксіальний кабель з подвійною опліткою (загасання становить 20. .24 дБ на 100 м). Промислові штирьові автомобільні антени зазвичай комплектуються кабелем RG59 (загасання - 28 дБ на 100 м). Антени "хвильовий канал" з коефіцієнтом підсилення 12 дБ і 10-метровим кабелем RG6U дають загальне посилення близько 10 дБ, а при 20-метровому кабелі - 7 дБ.
Коли якість зв'язку знаходиться на критичному рівні, навіть проста штирові антена, але піднята вище, може поправити ситуацію. Депо в тому. що при розмові по мобільному телефону близько 10...20% енергії поглинається тілом абонента, тому при підйомі антени вгору зменшується вплив на неї навколишніх предметів.
Ну, а найпростішу дипольную антену можна виготовити буквально за 15 хв. Беремо білий телевізійний кабель RG6U, зрізаємо з одного кінця верхню ізоляцію і "обробляємо". Отримуємо центральний провідник і оплетку кабелю До центральному провіднику припаюємо мідний дріт діаметром 1.. 2.5 мм і довжиною 82 мм (для діапазону 900 МГц). До обплетенні припаюємо другий шматок дроту такий ж довжини (рис.5).
Інший кінець кабелю підключіть до телефону (через роз'єм або перехідник). Маємо *рогу" вертикально (один вгору, інше вниз) і отримуємо щось схоже на букву "Т", покладену набік (GSM використовується вертикальна поляризація, тому потрібно саме таке розташування диполя) При виготовленні будьте уважні і не замкніть центральну жилу з опліткою, інакше телефон може згоріти.
Джерела інформації
Автор: А. Кашкаров, р. С.-Петербург