Как подключить внешнюю антенну к 3G модему

В любом USB модеме, работающем в стандарте 3G, расположена компактная антенна усилением около 1 дБ. Именно по этой причине скорость 3G Интернета зачастую очень маленькая, и уровень сигнала низкий. Почему это происходит, можно прочитать в статье Что такое усиление антенны простыми словами.
Первым делом необходимо решить, поможет ли вам внешняя антенна для 3G модема усилить 3G сигнал. Критерием для этого служит наличие даже слабого сигнала и способность модема установить соединение. Пусть даже если для этого требуется вытащить модем на крышу.

Как можно усилить сигнал 3G модема?

Если сигнал слабый, то есть ниже -95 дБм (обратите внимание, что шкала отрицательная, соответственно сигнал -95 дБм – это хуже, нежели сигнал -60 дБм), и модем вовсе не подключается к Интернету, то в данном случае может быть две причины:

1.  Ближайшая базовая станция от вас настолько далеко находится, что соединение не может быть установлено в принципе даже усилив прием 3G сигнала. Это может быть связанно с ограничением максимального расстояния, накладываемым оператором связи на сами соты. Это расстояние может колебаться от 9 до 18 километров у разных операторов. В этом случае единственным решением проблемы будет обратиться к оператору и попросить его изменить параметры работы базовой станции. Как правило, при наличии терпения это удается сделать.

2.  Сигнал слаб настолько, что соединение то присутствует, то теряется. В этом случае единственным решением для усиления сигнала является использование 3G облучателя KIP9-2050 совместно с параболическим рефлектором. Если же присутствует хоть какой-то сигнал, то в большинстве случаев достаточно использовать направленную 3G антенну. Но в обоих случаях встаёт вопрос подключения модема к антенне.

И 3G облучатель, и направленная 3G антенна имеют разъёмы N-типа (мама) или F-типа (мама). Соответственно, высокочастотный кабель мы должны с одной стороны обжать разъёмом N-типа (папа) или F-типа (папа). Эти разъёмы легко найти в продаже, и их довольно-таки просто монтировать на кабель (понадобится паяльник и иногда специальный обжимник, вместо которого всегда можно использовать мощные плоскогубцы).

С разъёмом на стороне модема всё сложнее.

Во-первых, у разных модемов могут быть разные разъёмы, и точно определить тип и название разъёма без грамотного совета специалиста довольно затруднительно.

Во-вторых, даже если вы уверены в типе разъёма у своего 3G модема, то не факт, что вы сможете купить его быстро и за разумную цену.

В-третьих, качественный кабель жёсткий, и имеет в диаметре от 7 до 10 мм, что не позволит ввести его в модем. Кроме того, этот жесткий кабель может выломать разъём из платы модема, поэтому в любом случае придётся использовать короткий переходник из мягкого провода – пигтейл.

Итак, предлагаемое нами решение выглядит так. Непосредственно на печатную плату 3G модема припаивается один конец тонкого короткого (15 см) высокочастотного 50 Омного кабеля, например, RG174. К его второму концу припаивается очень распространённый разъём приборного F-типа (мама). От модема к антенне прокладывается толстый высокочастотный кабель длиной от 1 до 15 м, например, недорогой RG-8X или его более качественный аналог Radiolab 5D-FB. На один его конец накручивается разъём F-типа (папа), который соединяется с F-разъёмом на кабеле RG174, а на другой конец кабеля RG-8X припаивается разъём N-типа (папа), который подсоединяется к антенне

Тонкий кабель, типа RG174, длиной больше 20 см использовать нельзя, так как в нём высоки потери на прохождение сигнала. Наоборот, в толстом высокочастотном кабеле, как в RG-8X, потери низкие. Диаметр этого кабеля около 7 мм, поэтому F-разъём (папа) накрутится на него без проблем.
Если вы не хотите паять или хотите, но боитесь испортить модем, то здесь вы найдёте модемы с уже разлоченные и подготовленные модемы. Если же у вас есть паяльник, припой и канифоль, и вы ничего не боитесь, то читайте дальше.

Все манипуляции с модемом будут проиллюстрированы на примере 3G модемов ZTE MF180 и HUAWEI E150 от Билайн. Любые другие модемы перепаиваются аналогичным образом. Кроме того, если вам захотелось перепаять именно эти модемы, но у вас SIM-карта другого оператора, то в Сети много информации о том, как заставить 3G модемы работать с такими SIM-картами.

Сначала подготовим пигтейлы и заделаем высокочастотный кабель разъёмами.
Отрезаем два куска провода RG174 длиной по 15 см.

У разъёмов F-типа (мама) лудим центральный проводник.

И откусываем его так, чтобы осталось примерно 5 мм. Зачищаем наждачкой или напильником бок разъёма и лудим его так, как показано на фотографии.

Зачищаем и лудим концы кабеля, должно остаться примерно 5 мм центральной жилы и 20 мм оплётки.

Припаиваем кабель к разъёму.

Заливаем место пайки термоклеем или герметиком, чтобы не произошло замыкания центральной жилы на оплётку.

Пластмассовый колпачок также заливаем термоклеем и сажаем его на разъём.

Получилось два пигтейла.

Теперь заделаем высокочастотный кабель разъёмами, в нашем случае это кабель RG-8X, его внешний диаметр равен 7 мм.

Отрезаем провод нужной длины, зачищаем один его конец так, как показано на фото.

F-разъём (папа) просто накручивается на кабель.

Иногда кабель бывает немного толще, чем необходимо для беспроблемного накручивания разъёма. В этом случае оплётку надо обернуть вокруг внутренней изоляции по часовой стрелке, как это показано на фотографии ниже.

Тогда разъём при накручивании пойдёт по оплётке, которая плавно переходит в изоляцию. Так что разъём теперь не упрётся в торец внешней изоляции и легко накрутится на кабель.

Внимательно следим за тем, чтобы волоски оплётки на замкнули на центральную жилу.

Второй конец кабеля заделывается N-разъёмом (папа). Для этого надеваем на него гайку и прокладки, идущие в комплекте с разъёмом, зачищаем изоляцию и припаиваем штекер к центральному проводнику.

Затем вкручиваем гайку в корпус разъёма. Всё, кабель тоже готов.

Настала очередь разобрать модемы.

У этих модемов есть разъёмы для подключения внешней антенны. Внутренняя антенна у ZTE MF180 выполнена на съёмной пластиковой основе; у HUAWEI E150 внутренняя антенна является частью печатной платы. Съёмную антенну просто сдёргиваем с платы, а у модема Е150 аккуратно перерезаем дорожки, чтобы на внутреннюю антенну не подавался сигнал. Сначала работаем с модемом Е150.

Дорожки следует перерезать очень осторожно, так как плата может оказаться многослойной и можно случайно повредить внутренние проводники. Очищаем от лака получившуюся площадку, на неё потом припаяем центральную жилу провода. Рядом с ней очищаем площадку для припайки оплётки.

Залуживаем обе площадки.

В корпусах модемов сверлим отверстия и вводим через них свободные концы пигтейлов.

Зачищаем концы пигтейлов и лудим провода. К модему HUAWEI E150 припаиваем центральную жилу и оплётку на площадки, как это показано на фотографии.

Теперь перепаяем модем ZTE MF180. Сдёргиваем антенну с платы.

На обратной стороне модема ZTE MF180 есть клемма для передачи сигнала на съёмную антенну.

Спаиваем эту клемму.

На получившуюся площадку паяем центральную жилу кабеля.

Оплётку припаиваем к корпусу разъёма на обратной стороне модема, при этом стараясь не перегреть разъем. Делаем это очень внимательно, так как можно по неосторожности замкнуть накоротко проводники в разъёме.

Закрываем корпуса модемов. Готово!

Осталось только присоединить антенну к кабелю, кабель к пигтейлу, а модем подключить к компьютеру.

ВНИМАНИЕ! После перепайки не включайте модем в компьютер без подключенной внешней антенны! Модем может сгореть! Если всё же по каким-то причинам вам необходимо включить модем без внешней 3G антенны, то воткните глубоко в F-разъем неизолированный кусочек провода длиной 4 см, он послужит временной антенной.