Как устроена антенна мобильного телефона

6

Внутренние антенны носимых устройств (IFA антенна)

Огромное количество современных цифровых девайсов, использующих беспроводные технологии, такие как смартфоны, планшеты, ноутбуки, всевозможные устройства «умного дома» и т.д., имеют в своем составе хотя бы одну встроенную внутреннюю антенну. У некоторых радиолюбителей иногда возникает потребность в ремонте и восстановлении подобной антенны. А у слабо разбирающихся в радиотехнике анонимов ходят легенды о супер эффективности и секретности подобных «цифровых» антенн. Ведь по ним довольно мало информации в этих ваших интернетах. Давайте устраним этот пробел…

Первые мобильники были оснащены внешними выдвижными телескопическими антеннами, затем их укоротили, сделали более компактными, а потом и вовсе убрали внутрь корпуса. Сделать это позволил отказ от штыревых антенн и применение конструкции носящей название «Inverted F-antenna» (IFA), которая и по сей день является основой большинства внутренних антенн. Проволочный вариант конструкции был изобретен еще в 40-х 50-х годах прошлого столетия, но широко использоваться IFA стала с появлением носимых устройств как антенна на печатной плате благодаря следующим своим достоинствам, — при своей компактности IFA достаточно широкополосна и имеет КПД до 65%, а это очень высокая цифра для малогабаритных антенн. Антенна представляет из себя печатный проводник длиной λ/4, расположенный над большой земляной шиной. Несмотря на то, что на первый взгляд она выглядит просто как свернутый четверть-волновой монополь, на самом деле более правильно ее рассматривать как щелевую антенну. Из теории известно, что узкая щель длиною λ/2 в бесконечном экране эквивалентна полуволновому диполю. Для полного соответствия с электрическим диполем такую излучающую щель в теории называют магнитным диполем и вводят абстрактное понятие «магнитного тока». Магнитный диполь — это своего рода зеркальное отражение электрического диполя, электрическое и магнитное поля как бы меняются местами. Отметим только, что распределение тока и напряжения в таком «магнитном диполе» тоже меняются местами. Максимум тока находится на концах щели, а максимум напряжения — в центре. На центр также приходится и максимум входного импеданса антенны. Кроме того, такая горизонтальная щель излучает волну вертикальной поляризации. Поскольку ток в центре щели равен нулю, ее можно смело раполовинить и половинка превратится в нашу IFA. Другими словами IFA — это своего рода щелевой монополь. На некотором расстоянии от короткозамкнутого конца IFA находится точка в которой реактивная часть входного импеданса равна нулю, а активную часть, путем подбора ширины щели, можно сделать близкой к 50 Ом. Здесь и подключается фидерная микрополосковая линия. Первые «кнопкофоны» обходились одной такой антенной на GSM диапазон. Для еще большей компактности горизонтальную полоску просто сворачивали в форме меандра.

Чтобы не запутаться в абстракциях такую щель можно описать в привычных понятиях токов и напряжений, подробнее у И.Гончаренко. Поскольку «бесконечный экран», как вам скажет любой практик, присутствует только в воспаленном мозгу красноглазого книжника-теоретика, правильная модель должна учитывать реальные размеры земляного полигона. Поэтому каждая такая внутренняя антенна уникальна для каждого устройства и универсальной конструкции просто нет в природ е. Кроме того, поляризация излучения, ввиду конечных размеров мобильного устройства, не однозначна, а имеет как вертикальную, так и горизонтальную составляющую

Продвинутый вариант IFA, под названием PIFA, представляет из себя симбиоз IFA и планарной патч-антенны или, другими словами, четвертьволновый патч. Этот вариант дает конструкторам большую свободу действий для разработки более сложных антенн, необходимость в которых появилась с появлением смартфонов. Современные смартфоны имеют в своем составе несколько антенн. Кроме того, что появилась необходимость в дополнительных антеннах для 3G, LTE, Wi-Fi, Bluetooth, GPS, с появлением технологии MIMO таких антенн нужно уже по паре. В последнее время добавился еще NFC. Для всего этого зоопарка антенн просто не хватит места в корпусе смартфона, поэтому большинство из них сделаны многодиапазонными. Подробнее о том как и где размещены антенны внутри современных смартфонов можно прочитать здесь. Топология антенн значительно усложнилась, однако в основе большинства из них лежит все та же конструкция IFA/PIFA. Усложнение топологии связано с проблемами создания компактных многодиапазонных конструкций. Это вовсе никакие не «цифровые» высокоэффективные секретные антенны, как полагают некоторые анонимы. «Секретность» связана с уникальностью такой антенны для каждого конкретного устройства, а эффективность на отдельном диапазоне у них может быть даже ниже, чем у простой штыревой антенны. Об этом свидетельствует тот факт, что местами старые кнопкофоны «ловят» даже лучше современных смартфонов.

Вероятность необходимости ремонта или замены антенны у смартфона крайне низка. Более того, повторить ее в любительских условиях практически невозможно. А вот в ноутбуках (или планшетах) часто присутствует всего одна антенна WiFi/Bluetooth. Некоторые мастера при разборке аппарата могут просто порвать шлейфы и сломать такую антенну. Для таких случаев, по просьбам трудящихся, мы предлагаем простую внутреннюю малогабаритную антенну WiFi/Bluetooth. Антенна рассчитана с учетом влияния диэлектрика корпуса, но не учитывает влияние остальных частей конструкции аппарата. При наличии свободного пространства ее можно разместить в любом свободном месте корпуса, соединив с соответствующим модулем отрезком тонкого коаксиала. Антенна вырезается из тонкой металлической фольги и крепится к пластмассовому корпусу посредством синей изоленты клейкой ленты. Располагать ее надо по возможности вертикально на свободных участках корпуса, подальше от электроники. Антенна представляет из себя суррогат из обычного диполя и J-антенны. Ну а что делать? На безрыбье и рак — рыба. Поскольку необходимость в частом ремонте такой антенны крайне низка, то проще купить готовую или, если вас не смущает нарушение внешнего вида аппарата, пристроить к нему наружную антенну.

Что вы знаете про антенны в вашем смартфоне?

В современных беспроводных устройствах может быть установлена просто куча антенн для LTE, GPS, Wi-Fi, NFC. И не только. Иногда даже по несколько штук на каждую перечисленную технологию. Из этой статьи вы узнаете о том, какие в ваших смартфонах установлены антенны, какую конструкцию они имеют и как работают.

В каждом телефоне есть антенна

Как утверждали в одном авторитетном источнике, антенны бывают «такие, такие и такие»:

Еще в 2014 году число абонентов мобильной связи во всем мире было соизмеримо с населением планеты и оценивалось примерно в 7 миллиардов, а это значит, что мобильные телефоны стали универсальным и незаменимым инструментом в современной жизни. Сегодня с помощью мобильного телефона можно говорить с кем угодно практически из любой точки земного шара.

В самом простом виде сотовый телефон — это двухстороннее радио, состоящее из радиопередатчика и радиоприемника. Когда происходит вызов по мобильному, телефон преобразует голос в электрический сигнал, который затем передается с помощью радиоволн на ближайшую вышку сотовой связи. Сеть таких вышек передает информацию, закодированную в радиоволне, на мобильный телефон принимающей стороны, который преобразует ее в электрический сигнал, а затем – в звук.

Сотовые телефоны содержат, по меньшей мере, одну антенну для передачи или приема радиосигналов. Антенна преобразует электрический сигнал в радиоволну (передатчик) и волну в электрический сигнал (приемник). Некоторые сотовые телефоны используют одну антенну в качестве передатчика и приемника, в то время как другие, например iPhone (начиная с 5й серии) и большинство современных смартфонов, имеют несколько передающих или приемных антенн. Технология, при которой используется несколько антенн для передачи и приема называется MIMO (англ.: Multiple Input Multiple Output — множественный вход и множественный выход). Она позволяет передавать данные в несколько потоков, увеличивая, тем самым, качество связи и скорость передачи данных.

Антенна — это металлический элемент (например, медный), сконструированный таким образом, чтобы иметь определенный размер и форму для передачи и приема определенных частот радиоволн. В то время, как сотовые телефоны первых поколений имеют внешние или извлекаемые антенны, современные смартфоны содержат более компактные антенны внутри устройства.

Причина, по которой был произведен отказ от внешних антенн носит комплексный характер:

• Внешняя антенна излучает равномерно во все стороны (как монополь), в том числе в сторону головы человека, совершающего звонок. Поэтому в современных смартфонах используют такую конструкцию антенны, которая позволяет большую часть мощности излучать в противоположную от головы абонента, сторону.
• Конструкция антенн в виде монополя в принципе не позволяла производить развязку между антенными системами. Два «провода» будут оказывать друг на друга сильные помехи. Поэтому антенны стали выполнять в виде печатных плат и интегрировать в корпус. Это же увеличило свободу действий при модификации конструкции антенных систем.
• Вынос внешней антенны за пределы корпуса смартфона не позволяет сделать телефон компактным.

Важно понимать, что любые металлические компоненты устройства, например, печатная плата и металлический каркас для iPhone, могут взаимодействовать с передающей антенной (или антеннами) и вносить свой вклад в структуру передаваемого сигнала. Так, в каждом телефоне имеется несколько типов антенн:

• первичная сотовая антенна (прием и передача);
• вторичная сотовая антенна (только прием);
• антенна GPS (только прием);
• антенна Wi-Fi (прием или передача);
• NFC-антенна.

Антенны и частоты

В первую очередь следует отметить, что конструкция и размеры антенны зависят от того, на какой частоте она будет работать. Большинство антенн общего пользования стараются сделать такими, чтобы они работали в максимально широкой полосе частот из выбранного диапазона. Ведь на сегодняшний день, используемых частот, как и беспроводных технологий, существует просто колоссальное количество. Разобраться во всех тонкостях мира беспроводной связи — непростая задача. На рисунке ниже, например, приводится распределение по частотному диапазону стандартов мобильной связи в нашей стране.

Производители современных смартфонов стремятся сделать антенну широкополосной для всех технологий беспроводной связи: LTE, Wi-Fi, GPS, LTE и Bluetooth.

Первичная сотовая антенна является основной коммуникационной антенной на смартфоне и, следовательно, чрезвычайно важна. Эта антенна берет на себя основные функции передачи данных, поэтому имеет много спецификаций и требований. Она имеет как низкочастотную полосу (где-то между 700 и 960 МГц), так и широкополосную (где-то между 1710 и 2700 МГц). Большинство телефонов поддерживают некоторую комбинацию следующих диапазонов частот / поддиапазонов:

• GSM (2G) — GSM850 (824-894 MHz), GSM900 (890-960), DCS (1710-1880 MHz), PCS (1850-1990);
• UMTS (3G) — 5 полоса (824-894), 8 полоса (890-960), 4 полоса (1710-1880), 2 полоса (1850-1990), 1 полоса (1922-2170);
• LTE (4G) — 17 полоса (704-746), 13 полоса (746-790), 7 полоса (2500-2690).

Количество полос частот увеличивается с каждым годом. Телефон, разработанный для рынка США, может поддерживать только GSM850, PCS, полосу 5 (LTE и UMTS) и полосу 2 (LTE и UMTS). Некоторые компании пытаются разработать мировые телефоны, которые поддерживают все диапазоны, что значительно усложняет конструкцию антенны.

Есть несколько вещей, которые следует отметить в отношении полос частот. Во-первых, многие группы частот перекрываются. Например, GSM850, полоса 5 UMTS и полоса 5 LTE имеют одинаковый частотный диапазон. Следовательно, антенна, которая работает хорошо для одного из этих диапазонов, будет также хорошо работать и для других диапазонов.

Во-вторых, обратите внимание, что частоты для передачи данных обычно являются нижним пределом полосы, а частоты для приема — верхним. Например, для полосы 5 UMTS полоса передачи (Tx) составляет 824–849 МГц, а полоса приема (Rx) составляет 869–894 МГц.

Расположение первичной сотовой антенны почти всегда будет на нижнем или верхнем концах устройства.

Несколько примеров конструкции антенн в смартфонах

Говоря про строение антенны, стоит начать с небольшой теории. Самой простейшей антенной принято считать дипольную:

Дипольная антенна должна иметь длину около половины длины волны, чтобы иметь наиболее эффективную диаграмму направленности и, как следствие, ширину полосы рабочих частот. Первое, что необходимо знать — какая самая низкая частота будет выбрана в качестве основной для работы антенны. Это частота будет соответствовать самой большой длине волны, следовательно, поможет нам определить общий размер антенны.

Допустим, наша полоса низких частот составляет около 810 МГц. Длина волны тогда равна

37 см, поэтому половина длины волны составляет примерно 18,5 см. Как правило, в мобильном телефоне можно разместить антенну длиной около 12-19 сантиметров.

Для эффективного излучения на частотах сотового телефона, антенна должна иметь размер всего устройства. Это означает, что антенна не является изолированным компонентом, она будет использовать всю структуру телефона для наиболее эффективного излучения.

Все антенны современного смартфона имеют сложную геометрию. А с переходом в миллиметровый диапазон 5G сложная геометрия сочетается с крайне минималистичным выполнением таких антенн. Разные элементы этой геометрии подключаются электрическим путем к основной конструкции. Таким образом, происходит изменение диапазона работы антенны. Ниже приведен один из примеров конструкции антенны для смартфона:

На рисунке показана структура патч-антенны, изготовленной на С-образной подложке FR4 с размерами 120×60 мм. Выбранные размеры всей печатной платы и антенны являются приемлемыми для большинства мобильных телефонов. Антенна состоит из монопольной антенны, соединенной в форме лестницы заземляющей полосы, и индуктора (левая верхняя часть рисунка). Управлять полосой пропускания антенны можно, подключая одну из четырех ветвей. Так, в антенну вносятся резонансные моды в более низкие и более высокие полосы частот. Диапазоны частот для работы такой антенны – 2260 МГц, 2740 МГц и 3450 МГц.

А не так давно на рынке появились первые смартфоны с поддержкой 5G. Более высокая скорость передачи данных и низкие задержки для взаимодействия в режиме реального времени привлекают все больше и больше пользователей. Данные аспекты позволяют не только транслировать новые форматы видео (360-градусные например), но и расширят спектр предоставляемых услуг, добавив в список: автономное вождение или, скажем, виртуальную и дополненную реальности. И это ещё не полный список возможностей новой технологии.

Разработка антенны для 5G еще больше усложнила жизнь инженерам, отвечающим за проектирование. Специалисты говорят об экспоненциальном росте в сложности создания устройств для 5G. Это связано с частотами, используемыми в сетях нового поколения — менее 6 ГГц и свыше 24 ГГц. В первых моделях сотовых телефонов использовались антенны первого типа, т.е. для частот меньше 6 ГГц, но при этом, вопрос о миллиметровых волнах еще не закрыт, ведь именно на данных частотах планируется взаимодействие с «интернетом вещей». Также, ситуацию усугубляет то, что в каждой стране выделен свой конкретный диапазон частот.

Так, например, выглядит 5G-антенна миллиметрового диапазона, разработанная компанией Qualcomm:

Антенна от Qualcom QTM052 — это крошечная антенная решетка, размером с монету. Она имеет в своем составе четыре антенны, которые с помощью интеллектуальных алгоритмов и технологии Beamforming могут точно направлять сигнал в сторону ближайшей базовой станции 5G.

Выше показано идеализированное изображение беамформинга. Так его рисуют маркетологи. В реалиях же, если визуализировать диаграмму направленности, то система управления лучом формирует некую субстанцию, которая «вытягивается» в сторону лучшего приема.

Разработанная антенна достаточно мала, чтобы производители смартфонов могли установить ее в лицевую панель телефона. Модем Qualcomm X50 5G уже рассчитан на установку в системы, поддерживающие до четырех антенных решеток, по одной на каждую сторону телефона. Это позволяет использовать всего 16 антенн и гарантирует, что независимо от того, как вы держите телефон, сигнал не будет заблокирован и останется с достаточно хорошим отношением сигнал-шум (SNR).

Часто антенны в смартфонах строят по разнесенному принципу. Работа разнесенной антенны состоит в том, чтобы попытаться предоставить независимую выборку данных из сигналов, попадающих в зону действия телефона. В этом случае, приемник мобильного телефона обычно выполняет переключенное разнесение (то есть, выбирает принимаемый сигнал с наибольшим количеством энергии) или комбинированное разнесение (для суммирования мощностей двух приемных сотовых антенн).

Учитывая, что сотовые антенны требуют много места, можно заметить, что эти две антенны будут независимыми, но, при этом могут испытывать большие взаимные влияния:

У нас есть две антенны, которые расположены близко друг к другу. Передающая антенна хочет связаться с удаленной системой, а приемная антенна пытается поглотить как можно больше энергии вокруг нее. Любая мощность, поглощаемая этой антенной, является потерей эффективности антенны. Такая же ситуация происходит в обратном порядке. Это означает, что энергия, которая была бы поглощена разнесенной антенной, поглощается основной антенной. Это негативно влияет на производительность.

Тогда стоит максимизировать изоляцию между двумя антеннами. Это сведет к минимуму эффект этой потери. Значения изоляции для смартфонов в нижней полосе частот составляют около 10 дБ, а для высоких частот — 20 дБ.

Чтобы максимизировать изоляцию (а также сделать диаграммы излучения несколько отличными), разнесенная антенна обычно размещается на верхней части смартфона.

В связи с появлением телефонов для 5G и уходом в миллиметровый диапазон, возникает большая проблема, связанная с быстрым затуханием высокочастотных сигналов. Именно поэтому в смартфонах пятого поколения планируется устанавливать по 3-4 антенных модуля. Использоваться будет тот, который в момент передачи сигнала не блокируется рукой пользователя. Даже на рекламной информации от Qualcomm это отмечено: расположение антенных модулей по периметру всего смартфона.

К чему это приведет, сказать пока сложно. Но, с учетом предъявляемых требований к системам связи пятого поколения, антенным решеткам быть, и от этого никуда не деться.

Особенности размещения антенн в смартфонах

Не стоит забывать и о том, что в каждом мобильном телефоне находятся не только антенны для сотовой связи, Wi-Fi, GPS, но и дополнительно антенны для совместимости с более старыми стандартами связи 4G, 3G и т.д.

Необходимо точно согласовать все антенные устройства между собой, ведь взаимное влияние и перекрестные помехи продолжают делать свою грязную работу и оказывать негативное влияние на систему в целом.

Оптимальное расположение антенн в телефоне,а также относительно друг друга, будет иметь ключевое значение и сказываться на их работе. Изменение положения на несколько миллиметров будет влиять на качество и стабильность связи работающего устройства. Как правило, на этапе тестовых испытаний вносятся коррективы в расположение антенн для обеспечения их оптимальной работы.

Из-за требований к повышению пропускной способности, используются технологии MIMO и Beamforming. Небольшой размер антенны, работающей на частотах более 28 ГГц увеличивает потенциал используемого стека технологий. Благодаря этому, увеличивается коэффициент усиления.

У высокочастотных антенн конструкция не так сильно связана с общей структурой телефона. Однако, большие проблемы возникают при интеграции антенны в устройство, за металлическую крышку. В этих реалиях она уже не является незаметной преградой на пути распространения волны, а оказывает достаточно сильное влияние на характеристики. И здесь нашли применение методы, используемые для проектирования обтекателей в космической промышленности. Крышка разрабатывается таким образом, что в определенном месте образует линзу, что позволяет улучшить диаграмму направленности, а также характеристики сканирования. При этом, данная проблема не настолько серьезна при размещении за стеклянной или пластиковой крышкой.

Другой подход, который также использует малый размер антенны — интеграция конструкций в металлический контур телефона. Это явно продемонстрировано на рисунке ниже.

Не стоит забывать и о безопасности, особенно для устройства, которое человек носит примерно 80% времени в непосредственной близости от тела.

На частотах ниже 6 ГГц для оценки влияния электромагнитного излучения применяются существующие стандарты SAR (Structure–activity relationship). На частотах миллиметровых волн, электромагнитное поле почти не проникает в организм. Большая часть излучения отражается, а то, что проникает внутрь, полностью рассеивается в пределах 3 миллиметров от поверхности, поэтому SAR не является серьезной угрозой для организма:

Заключение

Несомненно, тенденция развития беспроводных технологий будет способствовать дальнейшему уменьшению радиосистем. Частоты будут становиться все выше, а длина волны — уменьшаться, что приведет к необходимости уменьшения самой антенны. С переходом в диапазон десятков гигагерц увеличатся и требования к точности выполнения излучателей. При реализации радиотракта в этом диапазоне, погрешность в долю миллиметра может привести к полной неработоспособности системы. Пусть антенны будущего и станут меньше, но их количество будет только возрастать. Ведь такие технологии как MIMO и Beamforming продолжают развиваться, а эффективность этих технологий прямо пропорциональна количеству установленных антенн в вашем смартфоне.

Антенны в мобильных телефонах: виды, особенности

Что большинство из нас представляет, говоря об антеннах, использующихся в мобильных телефонах?

Торчащий из корпуса штырь, бывший непременным атрибутом громоздких девайсов, которые таскали с собой новые русские первые пользователи мобильной связи?

Или даже не имеет понятия, что такая запчасть в мобильнике имеется, считая эту информацию лишней?

А ведь, оказывается, есть еще какие-то внешние антенны. Разберемся последовательно.

«Штатные» антенны

Для подавляющего большинства современных телефонов и смартфонов нормой является внутренняя, или Patch антенна, которая располагается внутри корпуса устройства и не видна даже при снятии задней панели (там, где это вообще предусмотрено).

• Компактно.
• Надежно.
• Не цепляется выступающими деталями за одежду при ношении в кармане.

В те времена качество оборудования мобильной связи оставляло желать лучшего, особенно если речь шла не о современном GSM, а о первом поколении сотовых сетей – AMPS. Причем как со стороны самой сети, так и со стороны пользовательских устройств.

У подобных систем есть своя ниша – специализированные девайсы для экстремальных условий, например, такие, как выпускает копания Runbo.

Преимущества понятны: даже при нахождении в каком-нибудь «медвежьем углу», где нормальный смартфон не способен поймать сеть, аппарат, оборудованный «телескопом» с горем пополам позволит владельцу дозвониться куда ему нужно.

Не следует забывать и о том, что подобные модели часто оборудованы еще и рациями, которые тоже нуждаются в антенне.

Внешние антенны

Их назначение очевидно: улучшение качества связи в условиях плохого покрытия.

Однако в подавляющем большинстве случаев такие устройства покупают, чтобы повысить скорость мобильного интернета при использовании модема или роутера.

Внешние антенны можно подразделить по нескольким признакам.

По стандарту связи:

• GSM.
• CDMA.
• LTE.

• Носимые.
• Автомобильные.
• Стационарные.

• Штыревые.
• Панельные.
• Типа «волновой канал».

• Для закрытых помещений.
• Для использования под открытым небом.

Поэтому, если возникла необходимость в приобретении такой антенны, нужно четко понимать, в каких условиях она будет использоваться, и внимательно читать описания моделей, а еще лучше – четко сформулировать свои требования к покупке консультанту.

Вопросы подключения

Еще лет десять назад практически на любом мобильнике был разъем для подключения внешней антенны.

Однако со временем качество связи существенно улучшилось, а покрытие мобильных операторов охватило почти всю территорию, на которой проживают люди, и необходимость в таких разъемах исчезла.

В результате разработчики просто избавились от «лишней детали», сохранив только диагностический разъем, через который и можно в крайнем случае подключить внешнюю антенну.

Следует иметь в виду, что в некоторых моделях на диагностический разъем выведен триггер радиомодуля, поэтому при подобных методах можно вывести девайс из строя, поэтому экспериментировать с ним стоит только на свой страх и риск.

Еще есть «шаманский» метод, при котором корпус аппарата просто обматывается несколькими витками провода, подключенного к коаксиальному кабелю антенны.

Как сделать и подключить внешнюю антенну к мобильному телефону

Сейчас невозможно себе представить жизнь без мобильного телефона, но в некоторых случаях он становится бесполезен. Нет связи или очень слабый сигнал бывает в подвальных помещениях, в автомобилях, в местности, далеко расположенной от ретрансляционной антенны или в городе, где много высотных зданий, гасящих сигнал. В этих случаях можно воспользоваться готовым дополнительным устройством или узнать, как сделать и подключить антенну к мобильному телефону своими руками.

Что такое сотовый телефон

Прежде чем заняться поиском и реконструкцией внешних антенн для мобильного устройства необходимо понять, как устроен современный сотовый аппарат. А он представляет собой маленькую радиостанцию, работающую на разных частотах, определяемых сотовым оператором. Так, в соотношении «передача — приём»: базовая станция (BS) — телефон (MS) работает на 935,2–959,8 МГц, а телефон (MS) — базовая станция (BS) — на 890,2–914,8 МГц. Отношение канала от BS к MS называется Down Link, а MS к BS — Up Link.

Любые провайдеры ограничивают дальность связи мобильного телефона от базовой станции на расстоянии до 35 км. При этой конфигурации количество разговорных каналов достигает 8 и является стандартным режимом, используемым в городской зоне. Тогда как GSM предусматривает нестандартную конфигурацию с дальностью связи 70–100 км (Extended Cell), но при этом каналов становится меньше — максимум 3. Последний режим обычно используется в прибрежной зоне покрытия.

Какая внешняя антенна подходит для смартфона

На качество связи и силу сигнала также оказывают влияние местоположение, рельеф местности, погодные условия и время года, чувствительность и мощность сотового телефона и главной антенны. Автомобильная или стандартная устанавливается на улице, желательно на крыше здания или автомобиля. Как и телевизионную, её необходимо направить в сторону ближайшей базовой станции. Для этого устройство следует двигать и поворачивать, пока не усилится сигнал.

1. Волновая содержит траверсу с перпендикулярно расположенными рефлекторами. Их размеры зависят от частоты, прямо пропорциональной длине волны. Имеет явное преимущество усиления сигнала при довольно небольших габаритах. Недостатком является необходимость точного наведения на станцию.
2. Параболическая состоит из отражателя и облучателя. Такая конструкция достаточно сильно усиливает сигнал, но при этом установка требует определённых навыков. Минусом этой антенны является нулевая эффективность при неточной настройке.
3. Плоская панель представляет собой плоский небольшой квадрат с облучателем внутри рефлектора. Преимуществом устройства служит широкий спектр направленности, что не требует точной наводки, но при этом даёт средние показатели усиления сигнала.
4. Штыревая конструкция — это небольшой вертикальный стержень, одновременно являющийся и облучателем, и рефлектором. Плюсом антенны выступает круговая направленность, которая не требует точной установки на базовый распределитель провайдера. Но есть нюанс, размещать такую антенну следует так, чтобы между ней и базой не было экранизирующих конструкций. Она устанавливается там, где не требуется особого усиления сигнала.

Как подключить внешнюю антенну к мобильному телефону

Обычно сотовые телефоны настроены на высокие частоты. Поэтому для эффективности работы внешней конструкции огромное значение имеет качество кабеля и его соединения. Лучше всего использовать коаксиальный провод (RG-6 от известных производителей) и высокочастотный разъём. Если нет гнезда для крепления внешней антенны, можно использовать устройство громкой связи. В этом случае антенный провод присоединяется к устройству громкой связи, а мобильник вставляется в гнездо этого устройства. Также можно центральной жилой кабеля сделать 3–4 витка вокруг мобильника, вблизи встроенной антенны.

Конечно же, такой способ использования телефона не совсем удобен и ограничивается длиной провода. Но этих неудобств можно избежать, сделав мобильное устройство стационарным.

Для голосовых сообщений устанавливается репитер, принимающий и передающий сигналы с антенны, усиливая их непосредственно в зоне установки.

Репитер для мобильной связи

Как самому сделать антенну к сотовому телефону

Антенну «на скорую руку» можно сделать из того, что есть в доме

1. Взять медную проволоку и согнуть её в ромбовидную «восьмёрку» со стороной 8 см. Кабелем соединить антенну с телефоном, предварительно зачистив его концы. В горизонтальном положении прикрепить к потолку, где есть более сильный сигнал.
2. Использовать кулинарную фольгу, сделав из неё большой «кулёк» и вложив него мобильный телефон.
3. Можно использовать железный тазик подходящего размера, использовав его как параболическую антенну с мобильником в фокусе.

Ромбовидная антенна своими руками

Домашняя антенна, которая подходит в основном для усиления сигнала. Для этого понадобятся: плоскогубцы, клещи или нож, коаксиальный кабель, паяльное оборудование, медный провод (8 см) и переходник для мобильного устройства (можно китайский).

1. Зачистить один конец высокочастотного кабеля так, чтобы не повредить центральную жилу, он будет подключён к антенне. Другой конец подсоединяется к телефону.
2. Медный провод припаять к сердечнику кабеля так, чтобы конструкция была крепкой и располагалась вертикально вверх. Такой же провод припаять к оплётке кабеля вертикально вниз.
3. Оба медных провода закрепить на небольшой деревянной доске, заизолировав в припаянных местах.
4. Закрепить эту конструкцию на крыше как можно выше, а другой конец антенного кабеля подсоединить к телефону с помощью адаптера.

Переносная антенна подходит даже в том случае, если сети, вообще, нет.

Это довольно простое приспособление, но довольно эффективное. Таким устройством можно пользоваться везде. Для этого потребуется: радиоантенна от старого магнитофона, тоненький провод (0,5 м), отвёртка, паяльник и маленькая шайба.

1. Радиоантенну разобрать у основания.
2. К шайбочке припаять проводок.
3. Собрать основание антенны, прикрепив шайбу с проводом.
4. Снять крышку с телефона и найти разъём для подключения дополнительной антенны.
5. Зачистить другой конец провода на 1–2 мм (не больше) и вставить в дырочку в центре этого разъёма.
6. Зафиксировать провод по телефону и посмотреть на шкалу сети. Индикатор должен показать 6 из 6 палочек.
7. Крышку от мобильного устройства можно не устанавливать.

Помимо самодельных антенн можно использовать покупные репитеры, позволяющие сделать устойчивую связь в любых помещениях и отдалённых местностях. Но стоимость такого оборудования довольно высока и сопоставима с ценой хорошего мобильного телефона, а более продвинутые решения достигают и 2–3 тысяч долларов. Поэтому в домашних условиях всегда можно воспользоваться более дешёвыми и подручными средствами усиления сигнала.