3G / [Из песочницы] Ускорим 3G модем при помощи внешней антенны

Во всех 3G модемах есть внутренние антенны. В некоторых моделях их даже по две-три. Об этих антеннах никто и не задумывается, пока модем без проблем прокачивает через себя пяток-другой Мбит в секунду. Но если скорость составляет считанные килобиты и если компьютер с модемом уже побывал во всех углах комнаты в поисках хоть какого-то сигнала, но так его и не нашёл, то первое, что может помочь – это внешняя антенна.
У некоторых модемов есть специальный разъём для подключения внешней антенны. Минусы такого способа:
— необходимо найти кабель-переходник с подходящим конкретно для этого модема ответным разъёмом;
— на разъёме будут лишние потери сигнала;
— разъём очень хрупкий, и пара неаккуратных подключений может сломать его.
Из достоинств такого разъёма – только его наличие.
Многие модели модемов такого разъёма не имеют. Как раз к такому модему мы и будем подключать внешнюю антенну. Для этого из инструментов потребуются: отвёртка, паяльник, острый нож. А также умение паять или лишние деньги на новый модем.
Итак, наш пациент – 3G модем Huawei E171от МТС:
Аккуратно вскрываем корпус и вынимаем из него модем. Вот его обратная сторона, (но она нам неинтересна).
На лицевой стороне расположены: модуль для карты памяти, контакты для SIM-карты, радиомодуль под крышечкой, разъём, внутренняя антенна и USB-выход.
Интересно, что этот разъём недоступен без разборки корпуса, то есть почти все обладатели этого модема об этом разъёме даже не подозревают. Пусть он остаётся на месте, он нам не нужен и нисколько не мешает. А мешает нам внутренняя антенна:
Антенна вытравлена прямо на плате, и нам необходимо её отключить. Для этого сначала выкусываем SMD-конденсатор, предназначенный для резонансной согласовки антенны. Потом небольшой фрезой, зажатой в дрель, делаем пропил по антенне, оставляя только небольшую площадку для припайки кабеля. Разрез делаем неглубоко, так как печатная плата многослойная. Прозваниваем тестером, успешно ли прошла «ампутация» и нет ли КЗ между площадкой под припайку кабеля и отрезанной антенной. Кстати, иногда эта площадка может иметь КЗ на землю – таковы особенности архитектуры некоторых модемов. Если бы мы не отрезали внутреннюю антенну, то после подключения внешней антенны сигнал бы делился между ними, возникло бы рассогласование и ничего бы не получилось.
Интересно, есть ли ещё шанс вернуть этот модем по гарантии?
Следует отметить, что в некоторых модемах внутренняя антенна сделана в виде колпачка с излучающими элементами. Этот колпачок легко сдёргивается с платы, так что ничего перерезать не придётся.
После «ампутации» берём кусочек коаксиального кабеля RG174, сопротивлением 50 Ом, длиной 15 см (длиннее не надо, т.к. на таком кабеле большие потери сигнала), F-разъём и разъём типа «тюльпан». Найти всё это можно в магазине радиодеталей.
С «тюльпана» скручиваем колпачок, остальное выбрасываем. Зачищаем кабель.
Припаиваем жилу к центральному выводу F-разъёма, оплётку – на его землю, надеваем колпачок на разъём.
Тщательно отмеряем и высверливаем отверстие в одной из половинок корпуса. Продеваем кабель сквозь это отверстие.
Припаиваем кабель к модему. Паяем быстро, точно и аккуратно, не перегреваем плату. Центральную жилу припаиваем на площадку, оставшуюся от внутренней антенны; оплётку припаиваем к любому месту, являющемуся землёй и расположенному как можно ближе к площадке с припаянной центральной жилой.
Собираем модем. Теперь из модема торчит кабель и мешает крышке закрыться до конца. Поэтому аккуратно фрезеруем её.
Делаем кабельную сборку длиной до 15 метров и подключаем к модему внешнюю 3G антенну на частоты 1900-2200 МГц усилением 14 дБ.
Пришла очередь проверить эту конструкцию в действии. Для теста были перепаяны модемы Huawei E171 от МТС и ZTE MF190 от Билайна. Было приобретено ещё два точно таких же модема – в качестве эталонов, чтобы было с чем сравнивать.
Целью теста была оценка прироста скорости 3G интернета у перепаянного модема с внешней антенной по сравнению с эталонным модемом со стандартной внутренней антенной. Мы ни в коем случае не выясняли, какой из операторов «лучше», или какая модель модема «правильнее». Мы сравнивали только модем с внешней антенной и модем со стандартной антенной.
Замеры проводились в обычной квартире, в спальном районе. Мы мерили скорость спидтестом, каждое измерение делали по 10 раз и потом находили среднее значение.
Вот результаты:ZTE MF190 со штатной антенной (Билайн, режим 3G)Ping 218 мс

Downlink 0,46 Мбит/с

Uplink 0,16 Мбит/с

Перепаянный ZTE MF190 с внешней антенной (Билайн, режим 3G)Ping 99 мс

Downlink 1,16 Мбит/с

Uplink 0,66 Мбит/с

Huawei E171 со штатной антенной (МТС, режим EDGE)Ping не было

Downlink 0 Мбит/с

Uplink 0 Мбит/с

Перепаянный Huawei E171 с внешней антенной (МТС, режим 3G)Ping 310 мс

Downlink 0,47 Мбит/с

Uplink 0,03 Мбит/с

3G от Билайна ловился на оба модема ZTE, но у модема с внешней антенной ping лучше на 119 мс, скорость приёма выше в 2,5 раза, а скорость передачи – в 4 раза.
На модем Huawei от МТС со штатной внутренней антенной 3G не ловился вовсе, EDGE поймался всего пару раз, ни о каком спидтесте или загрузке какого-либо сайта речи даже не шло. Но так даже интересней – поймать сигнал, казалось бы, в совсем безнадёжном случае! И с внешней антенной это удалось: ping был равен 310 мс, скорость приёма 0,47 Мбит/с, скорость передачи 0,03 Мбит/с. Причём во время тестов мы ставили антенну на подоконник и направляли её как попало, просто в сторону улицы. Думается, что при установке антенны за окном или на крыше, и при грамотном её наведении на базовую станцию, полученные результаты намного улучшились бы.
В итоге, перепаянный модем в комплекте с внешней антенной дают выигрыш в скорости как минимум в два раза, и они могут вытянуть сигнал там, где его никогда и не было. Это является настоящей находкой для тех, до кого ещё не провели ни оптику, ни даже медь.