Идея использовать эффект отражения радиоволн для получения высокого коэффициента усиления известна уже давно и активно применяется , например в спутниковом телевидении. Но можно ли применять такие антенны для усиления сотовой связи?
Давайте разбираться.
Сначала немного теории. Эффективность усиления параболической антенны на прямую зависит от частоты сигнала и качества изготовления зеркала. Примерный коэффициент усиления для антенны диаметром 60 см можно посмотреть ниже:
А примерный он будет, потому что в формуле расчета Ку присутствует переменная, которую называют Коэффициент использования поверхности антенны, его обычно принимают за 0,55. НО .... какой он на самом деле у конкретной антенны - неизвестно, если зеркало не совсем качественное (изготавливалось на коленке), или помялось в процессе транспортировки, поржавело или деформировалось - он будет ниже, а значит и общий КУ антенны тоже.
Вторым важным моментом в такой антенной системе является облучатель - это та "штука" которую устанавливают в фокусе антенны, что бы принять отраженный зеркалом сигнал. Обычно это маленькая простейшая антенна нужного диапазона (рамка или диполь соответствующих размеров). Так вот от облучателя тоже многое зависит, в том числе усиление на разных частотах ( в конце будет график Ку от частоты для антенны Mikrotik LHG, где мы еще раз к этому вопросу вернемся). Если коротко - облучатель должен соответствовать частоте которую Вы хотите усилить, иначе можно получить даже отрицательный результат.
Из приведенной выше таблицы видно, что усиливать диапазоны LTE800 или LTE900 и даже LTE1800 при помощи параболического зеркала нет смысла, обычный волновой канал на этих частотах дает сопоставимый а иногда и более высокий коэффициент усиления (Ку) , а вот для более высокочастотных диапазонов LTE2300 - LTE2600 , параболическая антенна подходит отлично и имеет более высокий Ку в сравнении с волновыми каналами и панелями ( при условии конечно , что антенна качественная). Поэтому перед тем как смотреть в сторону параболических антенн, стоит потратить время на точное определение частоты принимаемого у Вас сигнала, а уж потом выбирать антенну, но если есть уверенность , что оператор вещает в 7 банде (2600МГц) - смело берите "тарелку" :)
Еще один момент о котором стоит помнить: зеркальная антенна имеет узкую диаграмму направленности, т.е совсем небольшой угол наведения на базу сотового оператора, отклонение в 10-15 градусов может повлечь падение скорости интернета в 3-4 раза , ато и полностью лишить Вас приема сигнала. Поэтому такую антенну ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно настраивать по уровням сигнала используя техническое меню модема и обеспечить жесткое крепление на крыше или мачте исключающее люфт в какую либо сторону. Просто повесить антенну за окошко не получится, эффект от такой установки будет никакой...
Если все выше описанное Вас не испугало - вот некоторые варианты антенн, которые можно использовать для усиления сигнала сотовой связи:
- Спутниковая антенна с 3G-4G облучателем.
Это будет самый доступный вариант. Спутниковые антенны и облучатели под них легко найти в продаже и стоят они не дорого. Однако из за особенностей конструкции офсетных антенн и согласования их с облучателем , результирующий Ку такой системы не будет очень большим ( в районе 18-20 дБ для антенны 60см). Кроме этого из за значительной парусности есть проблемы с со сложностью монтажа такой системы на крыше или высокой мачте.
Если будите ставить такую антенну - помните, что офсетные антенны принимают сигнал под углом к горизонтали , а Вам нужно принимать радиоволны параллельно земле, поэтому направлять ее нужно на 20-30 градусов вниз относительно вертикального положения зеркала, и обязательно подстраивать по вертикали, после того как залочите сигнал.
2. Параболические антенны с проволочным рефлектором.
Зеркало такой антенны изготавливают из стальных прутков. Для радиосигнала высоких частот сетка из стальных прутьев будет восприниматься как плоская поверхность( если расстояние между прутками меньше длинны радиоволны) поэтому они также хорошо отражают радиоволны, как и антенны с цельным зеркалом, но имеют меньший вес и ветровую нагрузку, что значительно упрощает монтаж. Однако поверхность антенны выполненную из стальной проволоки достаточно легко помять или деформировать, и тогда есть риск не получить требуемый уровень сигнала на выходе. Поэтому при покупке такой антенны стоит обратить внимание на наличие следов механического воздействия, целостность сетки и ее правильную форму. Зато такую антенну намного проще устанавливать, у нее практически нет парусности, и настройка по вертикали не требует дополнительных манипуляций.
Кроме всего этого стальная проволока со временем будет ржаветь - а слой окисленного железа (ржавчины) на поверхности значительно снижает отражающую способность, что так же может привести к снижению коэффициента усиления через год-два использования.
3. Цельные антенны с перфорированным зеркалом.
Таких антенн не очень много , но они есть. И это наиболее предпочтительный выбор , т.к. они сочетают в себе все плюсы первого и второго варианта - высокое качество зеркала, стойкость к механическим повреждениям, низкую ветровую нагрузку и удобство монтажа. К такому виду относится антенна Vika 24F Российского завода Антекс. Зеркало такой антенны собирается из 8 сегментов, которые в свою очередь отлиты из алюминия. Такая конструкция гарантирует отсутствие коррозии на зеркале и отличную механическую прочность собранного изделия. Однако это и самый дорогостоящий вариант, но ничего не поделаешь , хотите высокий уровень сигнала - придется раскошелится.
Отдельно стоит упомянуть о изделии Mikrotik LHG LTE Kit. Латвийские инженеры взяли небольшую параболическую антенну (40см) , а в фокус поместили точку доступа, совмещенную с модемом (может быть 4 или 6 категории lte в зависимости от модели) .
Соты антенны выполнены из пластика, а отражающая сетка алюминиевая. Такая конструкция и имеет очень небольшой вес, что позволяет поднять ее на мачте очень высоко без установки дополнительных оттяжек. То, что антенна действительно не большая, можно увидеть на сравнительном фото где присутствуют все описанные выше антенны:
Многими "специалистами" эта точка доступа позиционируется как супер мощное решение , для работы на большое расстояние, однако коэффициент усиления у нее совсем не велик - около 17 дБ на частоте 2600МГц (для сравнения многие панельные антенны сопоставимого размера имеют 18-20дБ) , а уж любая из описанных выше параболических антенн по усилению переплюнет Микротик легко, несмотря на то, что использование встроенной точки доступа позволяет избежать потерь сигнала на кабеле от антенны до модема.
В подтверждение своих слов приведу график Ку , взятый из официальной брошюры к этой антенне, размещенной на сайте производителя:
Очень рекомендую посмотреть на последний график - это усиление Mikrotik LHG на низких частотах: из графика видно, что на частоте 900 МГц антенна имеет ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ коэффициент усиления, даже обычный штырь справится лучше, а происходит так как раз из за облучателя, о котором мы говорили в начале, он просто не подходит для этих частот и не может принять отраженный сигнал...
Так что если у Вас действительно слабый сигнал тратиться на такой Микротик не советую, но вот идея разместить роутер с модемом прямо на антенне в герметичном боксе - хорошая, благо такие платы делает много кто, в том числе и Микротик. О этом у меня есть отдельная статья ЗДЕСЬ.
Посмотреть на то, что представляют из себя такие антенны в живую можно на специальном видео:
Надеюсь прочтение данной статьи поможет Вам сделать правильный выбор, а если будут вопросы оставляйте их в комментариях или заходите к нам на сайте антеннаяслужба.рф
