プレートとコーヒー缶を備えたベースステーションから離れた場所にある3Gインターネット

Habrのすべての住民にこんにちは!






この記事の本質は、インターネットアクセスのニーズに対して相対的なアウトバックでE / M波をキャッチする別のオプションを示すことです。

そのようなデザインが既にちらついている場合は、リンクを歓迎します。比較して通信することは興味深いでしょう。

素材を物語の形式で提示します。誰にもわからない限り、あらゆる種類の用語を気にせず、他の詳細を安全にスキップできれば、投稿の本質はあまり変わらないことを願っています。



問題の声明


インターネットは便利で必要なものであり、それについて議論するのは難しいと思います。 そして、インターネットで街に問題がなければ、私が家族の理由でしばしば行かなければならない村に、特定の問題があります。 私の近所のインターネットから「小屋」(場所:RB)にある民間の木造家屋があります。3つのオペレーターがアクセスを提供しますが、最大はEDGEテクノロジーのみです。 最寄りの2つの基地局(BS)は約3.5 kmと7 kmです。 家とBSフォレストの間にありますが、近くにはありません。 EDGEで十分でしたが、速度から判断すると、これらのステーションを他の近隣の村からロードすると、「ジャガイモに隠れて」しまいます。

既製のソリューションを購入するオプションは、スポーツへの関心の理由からすぐになくなりました。

成功した経験からフォーラムの1つに触発され、衛星放送受信アンテナ(別名「オフセットミラーアンテナ」)と3Gモデムに焦点を合わせて使用​​しました。

家の外観を損なわないように、モデム付きのアンテナを屋根裏部屋に投げ入れたいとすぐに言わなければなりません(これについては以下で詳しく説明します)。





ショッピング、モデリング、測定


最初に大きな鏡を探していました。 直径約85 cmのウクライナのハリコフミラーのヒキガエルに同意しました。これは、1 m以上見た人の値札がすでに非線形に外れているためです。

オペレーターのカバレッジエリアのマップで、約21 kmの3Gで最も近いポイントにあることがわかりました。 BSの安心は山ではありませんが、ここでも十分な森林があります。



最初の経験は冬でした。 ブラケットがなかったので、アンテナを適切に設定しようとしました。 暫定的に提案された3GのBSに設定しましたが、ミラー自体をどのように回転させても、フォーカスゾーンにモデムを向けなかったとしても、nifig、申し訳ありませんが、うまくいきませんでした。 2.1 GHzのビーム幅(BF)(より単純な場合、「ビーム幅」)は非常に広いですが、Kuバンドのデジタル衛星テレビではありません。この衛星に入ることができます。

その理由は次のとおりです。 可能な限り、モデムの昼光は等方性で計算されるため、電力の一部はミラーではなく反対側に送られ、弱いものを捕らえる能力のあるモデムボード上のアンテナ自体は、多くの要望を残します。これは論理的です。 BSとアンテナは木製の屋根シールドで分離されていますが、これも一定の減衰を与えます。 主に木材の乾燥に関するこのトピックに関する興味深い文献に出くわしました。 かなり面白いが、「木材」の誘電特性を特徴付ける電気力学からの式の束を持つ。 有用なもののうち、まず第一に、減衰係数は波の偏光に対するボード内のファイバーの方向に依存するということです。 以前は考えていませんでしたが、論理的でもあります。

しかし、ここでは運はありません。ボード内のボードはすべて垂直に配置されています-最大減衰。

一般的に、台無しにしたいという願望がありましたが、機会はありませんでした(屋根裏部屋で長時間座っているラップトップのバッテリーで)と健康(温度->通り=>手が凍る)。



少しイライラした気持ちで、私は古典的なスキームに従って行動することにしました。自家製の照射器は、モデムから照射器、同軸ケーブルまで、鏡の焦点にあります。

照射器に関しては、取るべきものについての考えがありました:一種の長方形の導波管、または円形の導波管。 彼は通常のブリキ缶に立ち寄った。 西では「カンテナ」と呼ばれています。 オリジナルはありませんが、インターネットはこの奇​​跡の経験を欠いています。 私は、いくつかのように、プローブが通常導波管に配置されているポイントでモデムを古い瓶に押し込み、ミラーを照射しようとしても失敗しました。



その結果、円形導波管内の周波数(約2.1 GHz)で1つのモードが伝搬する条件で缶の直径を決定したら、缶の後ろに定規(!)を付けて店に行きました。 これに先立ち、UMTSを展開した周波数でインターネットを少し掘り下げる必要がありました。 タキは必要な直径10cmを見つけました。 私は2つ購入しましたが、親relativeから口頭のlyuliを受け取りました。 コーヒーは安くはありませんでした。



さらに、バンクをモデムから切断できるように、ナット用のSMAコネクタを購入する必要がありました。

彼はコンピューターでアンテナシステムと照射器を別々にモデル化し、瓶を細断しました。 ここでは、サイズに非常に注意する必要があります。特性はミスに敏感です。



下の図は、SMAコネクタの出力でシールされた銅管(底に向かって先細りの丸い円筒)がランダムに配置されている缶のモデルを示しています。











シミュレーション(CST)で何が起こったのかを次に示します。

シミュレーション結果に基づくゲイン:22 dBi。

以下は、多くの人にとって馴染みのあるオフセットアンテナ全体の一般的なビューであり、+ 3D NAMです。























アンテナ自体の特性は測定されず、バンクに直接あるSMAコネクタのSWRのみが測定されました。 グラフでは、曲線S11(dB単位の反射係数)。 緑の曲線は実験です(理論的には、周波数3.4、4.5、5.5 GHzで使用できます;-))。









それが非常に正確に一致したのは嬉しい驚きです。 私にとって、SWRは優れています。アンテナの開口部からのすべての電力がケーブルに供給されます(逆も同様です)。



しかし、その後、最も悲しいことが始まりました。 最初は、店で買ったHuawei E303をケーブルで直接はんだ付けして使用したかったのです。 外部コネクタのないモデム。

ボード上のかなり小さなコネクタ(U.FL、ほとんどの場合)を見つけて、RG174ケーブルの端をその場所にはんだ付けしようとしました。 小売業者にケーブルコネクタを接続しようとさえしませんでした。 率直に言って、そのアイデアはばかげていました-彼ははんだ付けステーションを使用していましたが、経験はほとんどありませんでした。 モデムのRFパスがカバーされました-これは一種のUSB-microSDアダプターになりました。 写真にはまだターゲットがあります(誰かを参照するための写真、面白いかもしれません。インターネットで正確にE303を探していましたが、見つかりませんでした)。











彼にとっては、信号レベルを数字で見るために、ネットワークカードではなく、モデムモードに切り替えることで彼をどれほど苦しめたのでしょう(Linuxを使用するようになりました)。 まあ、どういうわけか数字が判明しました。

しばらくして、親切な人たちはHuawei e173にコネクタを付けましたが、USBプラグが壊れていました。 古いコネクタからはんだ付けを解除して新しいコネクタにはんだ付けしていることを嬉しく思います。信号ペアのボード上の接触領域が壊れていることがわかり、顕微鏡の下ではジャンパーポイント(ビア)しか見えませんでした。 「ラッキー」 しかし、やはり世界には良い人がいないわけではありません。MGTFはこのジャンパーに「はんだ付け」され(驚くことに、はんだが押収され)、コネクタがはんだ付けされました。 モデムは機能しています。 幸せはズボンでいっぱいでした。 次に、CRC-9コネクタが必要になりました。 ミンスクのラジオ市場への旅行の後、私が見つけた唯一のものは、「CRC-9-FME」ケーブルだけでした(下の写真と同じ)。

FMEをSMAに再はんだ付けする必要がありました。









テスト中


最後に、夏に何が起こったのかをテストします。 庭のりんごの木の下。

写真の左側では、青赤がコーヒーの缶で、モデムが粘着テープでそれに接続されており、上記のケーブルがモデムのコネクタからバンクのコネクタに接続されています。 写真の右側には別の角度があります。 丘の後ろには連続した森林があります。

アンテナを回すと、2つのポイントが見つかりました。 1つは、信号が悪化し(MDMAプログラムの結果)、-103 dBmのレベル(フォレストが近くなるか、チャネルが悪化するか、BSアンテナが私の方向で弱く光り、理解できませんでした)、2つ目は-93dBmが優れています。 これはすべて地上レベルのものです! 2番目の写真では、2番目のBSへの方向を見ることができます(距離が20 kmをわずかに超えている場合は、非モニターを信じます。









木材速度試験





ちなみに、リンゴの木の下に座ってビデオモードでSkypeで話すのはとても面白いです。



それは屋根裏部屋にそれをすべて積み上げるために残っています。 しかし、別の問題を解決するために残っています。 モデムに電力を供給するルーターを設置するために、220Vを屋根裏部屋に入れたくありませんでした。 長いUSBケーブルは安くないため(7 m以上必要)、ツイストペアケーブルを使用してUSB延長ケーブルをはんだ付けする必要がありました(SSTP 6猫を購入する機会がありました。信頼性を高めるために使用しましたが、安くはありません)。 ツイストペアからUSB延長ケーブルを作成する方法については、ネットワークに関する十分な情報があります。 天井に穴を開けて、彼はケーブルを家の中に下げました。 まあ、そこには、ファンタジーが許す限り、Wi-Fiさえあります。

屋根裏部屋の信号は、-87dBmから-93dBmまで変動します。 しかし、これは重要ではありません。

左側には、システム全体の屋根裏部屋での速度テストがあります。 そして右側には、モデムが近くのBS(2G)の屋根裏部屋でそれ自体で与えたものがあります(ICQでさえ遅くなりました)。















屋根裏部屋からの写真。 上部には別のアンテナ-DMV(DVB-T)があります。 写真の窓のある部分は、上記のシールドです。











そして、缶の写真は少し近くにあります。 誰もがスコッチでノーベル賞を受賞したかどうか?! そうでない場合、これはひどい混乱です!







誰かが思考に役立つ情報を見つけて、あなたの忘れられた神の隅に文明を近づけることを願っています。 スタジオで建設的な批判をお願いします。 ご質問があれば、喜んでお答えします。



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