Антенны GSM в Киеве

Антенны GSM

Без антенны, как известно, не может существовать ни одно радиоэлектронное устройство, работающее в эфире, или другими словами, предающее и получающее сигналы по воздуху. Открытие радиоволн коренным образом изменило жизнедеятельность человечества, позволив обмениваться информацией практически без задержек, не взирая на разделяющие расстояния. Для современного человека тем более уже невозможно представить, каким образом люди раньше могли месяцами ждать друг от друга писем, поскольку в настоящий момент такой обмен информацией просто недостоверен, а значит и лишен всякого смысла. В наше время практически каждый человек получил возможность носить с собой портативный радио-телефонный передатчик, как раньше бы охарактеризовали мобильный телефон, с возможностью оперативно выходить на связь, обмениваться сообщениями, а так же использовать беспроводной Интернет, получая информацию из всевозможных источников, а не только, традиционно общаясь с абонентами. Мобильная связь - с одной стороны похожа на привычку, без которой можно прожить, как утверждают некоторые, с другой стороны темпы нынешней жизни, а так же деловой жизни в особенности, таковы, что они просто заставляют человека находиться постоянно он-лайн. И конечно весьма неприятно, когда имея, казалось бы, все необходимые средства связи, по тем или иным причинам не можешь ими воспользоваться. Речь идет о ситуациях отсутствия сигнала оператора, отсутствия покрытия. Естественно, для себя лично с такой ситуацией можно попытаться смириться. Однако друзья, родственники, проявляющие интерес к жизни такого абонента, захотят услышать его голос, а заставлять их это ждать – значит заставлять волноваться. Если же речь идет о деловой составляющей – то конечно в современном мире никакая деловая активность не возможна при отсутствии средств связи, и в первую очередь – мобильной. На этих страницах речь пойдет о средствах, позволяющих найти выход из подобных ситуаций связанных с отсутствием или низким качеством сигнала GSM, и такими средствами, в первую очередь, являются GSM антенны. Основное назначение любой антенны – усилить сигнал, подав его на соответствующее устройство (мобильный телефон, GSM шлюз, GSM репитер, усилитель и т. д.) с уровнем достаточным для полноценной работы каналов связи. Антенны, находящиеся в обычных мобильных телефонах, являются всенаправленными или другими словами ненаправленными по понятным причинам. Владелец мобильного телефона (модема) пользуется ими мобильно, принимая сигнал от разных базовых станций, меняя свой месторасположение по отношению к ним. Отсутствие сигнала GSM может быть вызвано двумя причинами – удаленностью абонента от базовой станции и препятствиями, находящимися на пути сигнала. В последнем случае это бывает иногда вызвано стенами помещения. В такой ситуации, которая довольно часто встречается в больших городах, вне здания сигнал может быть нормальный, а внутри помещения отсутствовать. В особенности это касается подвальных помещений, которые достаточно активно используются под офисы, предприятия общественного питания, магазины и т. д. Если речь идет об усилении сигнала для одного телефонного номера, то в этой ситуации вполне может помочь ненаправленная GSM антенна, подключенная к мобильному телефону или GSM шлюзу, получающая нормальный сигнал с улицы. Естественно все это с учетом того, что количество кабеля идущего от такой антенны к устройству, получающему сигнал должно быть невелико. Ведь ненаправленная - круговая GSM антенна дает не большой прирост сигнала и может иметь коэффициент усиления порядка 6 дБ. Коаксиальный кабель - это важный, всегда присутствующий, аспект, на котором хотелось бы остановиться, поскольку он касается любых способов усиления сигнала. В большинстве случаев покупатели, приобретающие антенну, смотрят на ее усиливающие свойства и не обращают внимание на кабель, с помощью которого сигнал доходит до устройства мобильной связи. А ведь это необходимо учитывать, поскольку в любом кабеле идут потери сигнала, и это не отменить так же, как закон всемирного тяготения. Поэтому необходимо всегда помнить, что усиление сигнала GSM, как впрочем и любого другого, всегда сопряжено с двумя составляющими успеха – качественной антенной, позволяющей усилить GSM сигнал на требуемой частоте, и качественныv кабелем, вносящим минимально возможные потери в усиленный сигнал. Ситуацию, описанную выше, когда речь идет об усилении сигнала на одном мобильном телефоне (GSM шлюзе), можно отнести к редким, поскольку, как правило, в офисе или помещении где присутствуют посетители есть потребность в нормальном сигнале для всех мобильных трубок, находящихся у присутствующих. В этой ситуации необходим усилитель, способный не только донести сигнал полученный на улице, но и с определенной мощностью подать его в помещение, так чтобы столбики покрытия были видны в любой его точке. Такие усилители носят название GSM репитеры, или GSM ретрансляторы, которые опять таки не могут работать без антенн. Тем более для такого устройства требуется как минимум 2 GSM антенны. Одна внешняя, “забирающая” сигнал на улице, обычно направленного действия, ориентированная на ближайшую базовую станцию (или на несколько, когда речь идет об усилении нескольких операторов, например, Киевстар, МТС и Life одновременно). Вторая ненаправленная, круговая или планарного типа, распространяющая усиленный репитером сигнал внутри помещения. При этом требования к качеству антенн, работающих вместе с репитером, значительно выше. Поскольку GSM ретранслятор – это мощное усиливающее устройство, работающее подчас на уровне высоких нагрузок, то гораздо важнее требуется соответствие таких параметров, как волновое сопротивление и так называемый КСВ (коэффициент стоячей волны). Причем последний показатель зависит, так же и от качества соединений и разъемов, соединяющих антенны с GSM репитером. Желательно использовать разъемы (N коннекторы) обжимающиеся и распаивающиеся на кабеле, что обеспечивает надежный контакт. Несоответствие волнового сопротивления и КСВ существующим нормам может привести к выходу из строя дорогостоящего репитера.

Антенны, применяемые для усиления сигнала GSM в большинстве стран работают в двух частотных диапазонах, обозначаемых как GSM 900 (900 МГц) и GSM 1800 (1800 МГц). Диапазон GSM 900 является более старым, с него начиналась эта связь. Преимущества его очевидны – меньшее затухание сигнала в различных средах, лучшая огибаемость препятствий. GSM диапазон 1800 МГц был реализован для увеличения пропускной способности базовых станций и несмотря на худшие в сравнении с GSM 900 характеристики с точки зрения распространения, в последнее время именно он в основном развивается операторами. Вызвано это вполне понятным увеличением количества абонентов и дабы сеть мобильного оператора смогла справиться с предполагаемой нагрузкой, больше подходит технология позволяющая обслуживать увеличенное количество каналов связи. Так два диапазона у большинства операторов существую параллельно. Естественно GSM 900 целесообразен за пределами больших населенных пунктов, где меньшая нагрузка на сеть и в то же время необходимо покрыть большие площади. В Украине одновременно используют оба диапазона такие операторы, как Киевстар, МТС, Билайн. Оператор Life начал свою работу исключительно в диапазоне 1800 МГц, но недавно получил лицензию на 900 МГц и видимо собирается ее тоже как-то использовать.

Нельзя не упомянуть и диапазон 2100 МГц, который так же можно отнести к GSM связи, а точнее к 3G GSM. Хотя технологически 2100 МГц используемые для 3G являются диапазоном, по которому идет сигнал WCDMA (HSDPA), но с точки зрения усиления сигнала это не столь важно, поскольку, как и в GSM, этот сигнал имеет вертикальную поляризацию, а устройства, используемые с ним (3G модемы, 3G смартфоны) всегда совместимы с обычным GSM диапазоном. Вполне понятно, что такой сигнал еще тяжелее усиливать и еще большее значения в нем приобретают четкие параметры антенн, а так же качество коаксиального кабеля и разъемов. Перейдем к описанию основного вида антенн, используемых для усиления сигнала GSM.

GSM антенна “Волновой канал” или Удо-Яги (Yagi)

Для получения качественного сигнала с базовой станции, равно как и для отдачи на нее, в основном используются направленные GSM антенны. Наибольшее распространение для этих целей получили антенны, так называемой бегущей волны или “волновой канал”. Преимущества такого вида антенн заключаются в простоте изготовления, малой парусности, легкости настройки. Несомненно, антенна волновой канал - это изобретение, к которому мы давно привыкли еще начиная с телевизионных антенн, но его можно считать одним из достаточно значимых в истории радиотехники. Интересна история этого изобретения. Конструкция первой антенны волновой канал была создана в далеком 1926 году и не где ни будь, а в Императорской Японии учеными Синтаро Удо и Хидэцугу Яги. Конструкция антенны была описана в одном из англоязычных научных изданий конструктором Яги, благодаря чему на западе фамилия ученого закрепилась как название этой антенны. Самое интересное, что антенна нашла широкое применение во второй мировой войне для установки на радарах армии Соединенных Штатов, при этом японское военное ведомство совершенно не использовало ее. Более того, когда японская разведка добыла чертежи антенны, ее специалисты никак не ассоциировали название Yagi со своим соотечественником. С развитием телевидения и других гражданских средств телекоммуникации антенна волновой канал стала едва ли не самой популярной среди всех других. Принцип работы антенны прост, как и все гениальное. Хитроумно используя отражение волны и удвоение фаз, антенна словно по лесенке нагоняет мощность сигнала до достаточно высоких показателей. Все размеры в антенне кратны и соответствуют 0,5 и 0,25 длины волны, которую необходимо усиливать. Волна как бы набегает на директора антенны, отражаясь от пассивного и активного вибраторов (рефлекторов), в силу чего принцип действия антенны так и называется – принцип бегущей волны. Чем большее количество директоров, а так же рефлекторов, используется, тем большее усиление достигается. Наиболее распространены антенны волновой канал с коэффициентом усиления 14-15 дБ. Казалось бы, коэффициент усиления антенны (КУ) можно было бы увеличивать и дальше, но важно учитывать множество факторов из-за которых делать это нецелесообразно. Необходимо помнить, что с увеличением коэффициента усиления у антенны волновой канал увеличивается длина, что затрудняет ее установку, это раз. Второе – сужается диаграмма направленности основного лепестка. Другими словами, это означает, что такой антенной тяжелее “прицелиться” на базовую станции. В основном, сигнал при удалении от БС приходит достаточно рассеянный и отраженный от различных препятствий, а значит, нужен как раз больший “захват”, т. е. более широкая диаграмма. В связи с этим часто на практике как раз антенна с КУ 15 дБ дает больший эффект, нежели антенна с большими децибелами. В стандарте GSM антенны с КУ большим чем 15 дБ в основном вообще крайне редко могут найти применение и по другой причине. Если в стандарте CDMA иногда необходимо все же вытянуть сигнал из-за большого удаления, то стоит помнить, что в GSM кроме уровня сигнала играет роль так же и расстояние до БС. К примеру, если в GSM удаленность от источника сигнала более 25 км, то даже если получить хороший уровень сигнала, критическое расстояние не даст работать мобильному устройству. Для эффективной работы антенны Yagi в стандарте GSM необходимо, прежде всего точное соблюдение всех размеров конструкции, качественные материалы, правильное согласование с фидером.

Всенаправленная (круговая) антенна

Антенна с таким условным названием, антенна штыревая, пожалуй самая распространенная их всех антенн. Действительно, куда проще взять отрезок проволоки присоединить его к антенному входу устройства. И это в действительности будет антенна, в самом строгом научном понимании этого слова. Вопрос заключается в том – что именно мы хотим усиливать и какого эффекта добиться. Конечно, кусок проволоки, торчащий в телевизоре, нас иногда выручал, но если речь идет об усилении какого то конкретного диапазона и уж тем более если речь идет о GSM мобильной связи, то этот народный способ вряд ли пригодится. Принцип действия такой штыревой антенны, другими словами вибратора, базируется на геометрических пропорциях соответствующих все той же длине волны, которую необходимо усилить. Такая антенна принимает и излучает сигнал вокруг своей оси – штыря. Максимальный коэффициент усиления, который можно получить, находится на уровне 5-6 дБ. Для того, чтобы такая антенна соответствовала требованиям усиления, необходимы точность размеров, качество материалов, а так же изготовление с применением приборов, меряющих КСВ, поскольку, как говорилось выше, это очень важно при установке таких антенн в качестве внутренних, подключенных к GSM репитеру.

Планарные антенны GSM

Планарные антенны можно отнести к типу направленных антенн. В отличие от волнового канала такие антенны обладают гораздо более широкой диаграммой направленности, но соответственно не таким высоким КУ. Технология изготовления их может разниться, поэтому не будем здесь концентрировать на этом внимание. Разберемся где их применять. Их можно использовать как внешние, для направления на базовую станцию GSM, в тех случаях когда, к примеру, установка антенны Yagi по тем или иным причинам невозможна. При этом конечно, стоит учитывать, что должна быть возможность получить относительно хороший сигнал от внешнего источника. Естественно такая антенна находит широкое применение при установке внутри помещения, для обеспечения покрытия с помощью сигнала полученного от ретранслятора. К примеру, целесообразно устанавливать на потолке или на стенах внутренних помещений, перекрывая тем самым необходимую площадь.

Установка антенн GSM и GSM репитеров

Если вам необходимо установить антенну GSM, усилить сигнал мобильного оператора, необходимо понимать, что несмотря на то, что это не является сверхсложным делом, тем не менее необходимо соблюдать четкие требования для того, чтобы эффект был максимальным. В особенности это касается усиления связи GSM с помощью репитера. GSM репитер является сложным усиливающим устройством, которое при неграмотном обращении может работать неэффективно, а так же вообще может быть выведено из строя. Для правильного расположения антенн и настройки усиления репитера необходимы соответствующие измерительные приборы, позволяющие не только настроить необходимый уровень сигнала в помещении, но так же создать оптимальные условия по пропускной способности каналов связи. В особенности если речь идет об усилении нескольких операторов мобильной связи. Чтобы все это реализовалось быстро и качественно, обращайтесь к нам. Наши специалисты, имеющие большой опыт подобного рода работ, помогут вернуть покрытие GSM там, где оно в данный момент отсутствует.