Як модифікувати антену смартфона та в кілька разів покращити прийом сигналу

Дисклеймер: вимірювання проводилися за робочим столом на одному місці. Так, звісно, точність такого підходу надзвичайно низька, а ще автор – не інженер із десятком дипломів з електроніки, радіотехніки та фізики. Але й результати не призначені для наукової статті. Головне – щоб працювало краще за заводську антену. Модифікації зворотні, і в будь-який момент можна підключити заводську антену.

Уже давно минули часи, коли вислів «у мене слабкий сигнал» означав перебування в глухому лісі чи далекому селі. Втратити контакт ваш смартфон може і в центрі міста. Залишатися на зв’язку допоможе невелика апаратна модифікація мобільника. Практичне вдосконалення виконано на смартфоні Huawei Y6 2018, який надано для експерименту магазином MOYO.

Залізна проблема

Сучасний смартфон – це набір компромісів. Деякі з них видумані виробниками, як, наприклад, брак місця для розміщення аудіороз’єму 3,5 мм. Інші – об’єктивні, як, наприклад, антени смартфонів. Про їхні особливості можна почитати самостійно. А відзначити варто те, що для нормальної антени в корпусі смартфона немає місця.

Антена розміщується в нижній частині смартфона поряд із портом для зарядки
Антена розміщується в нижній частині смартфона поряд із портом для зарядки

Особливо інтеграції нормальної антени заважає тенденція до безрамковості та видовження екранів у висоту. Через це інженерам доводиться ще більше зменшувати розмір антени в корпусі телефона.

Також для зменшення впливу радіовипромінювання на користувача інженери розміщують антену внизу корпусу смартфона, подалі від мозку. Однак при цьому користувач закриває антену рукою, коли тримає смартфон. Це погіршує прийом сигналу.

Виробники не показують правди

Побачити рівень прийому на сучасному смартфоні не так вже й легко – індустрія намагається робити вигляд, що все добре, і сигнал майже завжди чудовий.

Індикатор у правому верхньому кутку екрана у вигляді паличок дає тільки приблизне уявлення про поточний рівень сигналу. Адже лише одному виробнику мобільника відомо, скільки потужності радіохвиль припадає на кожну паличку індикатора. Деякі телефони, наприклад, можуть при однаковому рівні сигналу в -110 dBm відображати повну шкалу паличок, а інші – лише половину. Хоча за такого рівня сигналу зв’язок нестійкий і може обірватися щомиті. В інших випадках оновлення паличок на екрані відбувається раз на 10-15 хвилин.

Починаючи з Android 9, оператори також отримали можливість приховати рівень сигналу від користувачів. Керувати відображенням сигналу має конфігураційний файл на SIM-карті. З такою опцією точний рівень сигналу в налаштуваннях смартфона побачити неможливо.

Особливості вимірювання сигналу

Дізнатися реальний рівень сигналу в більшості сучасних смартфонів поки ще можна. Для цього зайдіть у налаштування смартфона та перейдіть у розділ «Про телефон». Знайдіть меню «Статус» або «Мережа» – залежно від прошивки воно може називатися по-різному. Далі тапніть на підменю SIM-карти або гортайте вниз, поки не побачите пункт «Рівень сигналу».

Рівень сигналу вимірюється в dBm – це одиниця співвідношення потужності корисного сигналу до шуму. Ідеальним вважається значення приблизно від -50 до -60 dBm. Значення від -104 до -120 dBm означають, що телефон щомиті може обірвати мережеве з’єднання.

Контролюючи рівень сигналу в цифрах dBm, потрібно пам’ятати, що 3 dBm – це зміна рівня прийому вдвічі. Наприклад, якщо початковий рівень -60 dBm змінився на -63 dBm – це погіршення прийому в два рази. Значення -66 dBm означає погіршення в чотири рази порівняно з -60 dBm. Показник -69 dBm у вісім разів гірший за -60 dBm, а сигнал -72 dBm – у 16 разів.

Апаратна модифікація

Дріт для саморобної антени можна взяти з обмотки двигуна будь-якого комп’ютерного вентилятора. Вони мають лакову ізоляцію, яку перед припаюванням необхідно зчистити. Конектор роз’єму антени можна взяти від будь-якого непотрібного смартфона.

Заміри заводської антени смартфона для 4G LTE показали рівень сигналу -82 dBm. Це слугуватиме відправною точкою.

Якщо смартфон працює в стаціонарному режимі як точка доступу до інтернету, є сенс створити «антену Харченко». Вона направлена – квадрати потрібно розташовувати у бік базової станції оператора для найкращого прийому (поліпшення рівня прийому залежно від орієнтації видно на відео нижче). Зате у неї високий коефіцієнт підсилення 8…10 dB залежно від якості виконання.

«Антена Харченко» яввляє собою два скріплені разом квадрати. Для 4G LTE на частоті 2600 МГц довжина хвилі становить 115,38 мм. Довжина однієї сторони квадрата є четвертою частиною цього числа і дорівнює 27,9 мм. Є ще кілька важливих параметрів, але для першого прототипу ними можна знехтувати. Будуємо «антену Харченко», намалювавши на папері два квадрати. По периметру потрібно протягнути дріт, а в точці з’єднання квадратів прикріпити кабель для підключення до смартфона.

Антена Харченко
Антена Харченко з під’єднаним конектором для підключення до смартфона
Рівень прийому антени Харченко залежить від її орієнтації в просторі
Рівень прийому антени Харченко залежить від її орієнтації в просторі

Ось результат цього прототипу (збоку телефона видно шматок паперу, на якому виконано антену):

Якщо потрібно тримати зв’язок мобільно, можна створити антену «монополь». Вона всенаправлена – випромінює однаково у всіх напрямах, тому має підсилення лише 3-5 dB. Монополь являє собою просто шматок дроту, довжина якого дорівнює довжині радіохвилі. Тобто для найкращого прийому 4G LTE на частоті 2600 МГц у місті потрібно відрізати шматок дроту в 115 мм.

Монополь під'єднано до телефону
Монополь під’єднано до телефону
Так виглядає монополь із напівзакритим корпусом
Так виглядає монополь із напівзакритим корпусом
Дріт монополя видно на фоні екрану
Дріт монополя видно на фоні екрану

Ось результат монополя:

 

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Коментуйте, будь-ласка!
Будь ласка введіть ваше ім'я