Dobór anteny - blisko, daleko - luźne przemyślenia

Informacje na temat podłączania i doboru anten GSM (GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA i HSUPA), lokalizacji nadajników, zasięgów, wymuszania EDGE/3G, funkcjonowania sieci i awarii BTS-ów.

Moderator: Moderatorzy

ODPOWIEDZ
ja.michal
*Mistrz bezprzewodowy*
Posty: 22036
Rejestracja: 2006-08-14, 17:59
Lokalizacja: Polska

Dobór anteny - blisko, daleko - luźne przemyślenia

Post autor: ja.michal »

Do tej pory używałem kilku anten. Były dookólne na magnes, kierunkową Cybertech 17 dBi na 2100 MHz, ATK-20, AK 7GSM czy kilka własnej konstrukcji (większość nie została na stałe). Wniosków mam kilka, ale to na końcu.


Jakiś miesiąc temu na szybko zbudowałem antenę dookólną (niezwarta dla prądu stałego) na częstotliwość uplinku LTE800 Playa czyli na 844 MHz. Wszystko z użyciem BiQuad Kalkulatora z forum i poradnika http://martybugs.net/wireless/collinear.cgi Antenka ma koło 1,3 m, cztery segmenty 3/4 λ i około 7-8 m kabla RG58. Wyszła tak:
Obrazek
Zdjęcie 1

Wynikami poziomu sygnału przy podłączonej jednej antenie do modemu do złącza pierwszego nieco mnie zaskoczyły. Pozytywnie.
Obrazek
Zdjęcie 2
Anteny były mniej więcej w tym samym miejscu. Zdjęcie tej własnej konstrukcji zrobiłem w domu bo nie udało się w kadrze złapać całej przy oknie.

Testy prędkości przeprowadzałem na karcie Virgin Mobile i wyniki były ciekawe. Przy podłączonej pierwsze lub drugiej antenki ze zdjęcia drugiego wyniki wyglądały mniej więcej tak:
Obrazek

Podłączenie samej antenki własnej konstrukcji dawało taki wynik:
Obrazek

Natomiast połączenie zestawu pierwszej anteny ze zdjęcia numer 2 z antenką własnej budowy dawało takie parametry sygnału:
Obrazek
Zdjęcie 3
I taką prędkość:
Obrazek

Stacja bazowa jest oddalona o jakieś 5,8 km przez zróżnicowany teren (częściowo lasy) i oficjalnie nie ma zasięgu LTE Playa, nawet na zewnątrz budynku (oficjalnie brakuje 1,5 km).


To jeden przypadek anteny i tej niekupowanej, a zrobionej samemu.


Druga sprawa to anteny kierunkowe, kupne.

Play/Virgin to były kart dla testów, na stałe używam Orange, również LTE800. Do poprzedniego miesiąca korzystałem ze stacji bazowej oddalonej około 8,7 km od siebie przez zróżnicowany teren (lasy, wyniesienie w postaci wału).
Do złącza pierwszego w modemie podpięta była antena ATK-20 z 10 m kablem. Do złącza drugiego antena AK 7GSM z około 8 m kabla. ATK-20 w polaryzacji pionowej, AK 7GSM w polaryzacji poziomej. Było ok:
Obrazek

Niedawno pojawiło się LTE800 Orange, ale ze stacji oddalonej o koło 1,5 km. Okazało się, że jednak, że co miało dać poprawę popsuło sprawę bo przez las sygnał jest bardzo słaby, ale na tyle silny, że nawet odwracając anteny kierunkowe w inne miejsce nie można złapać dalszych stacji bazowych, odbierana jest tylko ta jedna stacja.

Wniosek pierwszy, najlepiej przekręcić obydwie anteny i z nich korzystać. Tak, ale okazało się, że efekt pomimo że dobry to może być lepszy.
Na samej ATK-20 sygnał wynosił około RSSI -75/-76 dBm, RSRP -100/-101 dBm, RSRQ -10/-11 dB, SINR -6/-7 dB.
Obrazek
Po podpięciu do złącza drugiego AK 7GSM RSSI i RSRP generalnie nie poprawił się, jedynie RSRQ do -9/-10 dB i SINR w okolicy 0 dB.
Obrazek

Generalnie nieco poprawił się uplink, ale wielkiej zmiany nie było. Pojawił się pomysł: a co jakby tak do drugiego złącza podpiąć antenę dookólną? Drugie złącze odpowiada za downlink, właściwie za jego wspomaganie.
Po podpięciu antenki domowej z początku postu do złącza numer dwa sygnał poprawił się nieznacznie. RSSI i RSRP zostały na tym samym poziomie, ale RSRQ zmieniło wartość na -7/-9 dB, a SINR utrzymywał się w okolicy 3 dB (na plusie). Różnica spora.
Obrazek
Wszystko skłania do wniosku, że przy kiepskich warunkach terenowych do odbierania sygnału lepiej spisuje się antena dookólna, która prawdopodobnie zbiera jakiś sygnał odbity. Antena kierunkowa lepiej spisuje się do nadawania, tak aby stacja bazowa otrzymywała dobry sygnał i kontroler przydzielał inne kodowanie.


Kilka wspomnień historycznych.

Korzystając z Cybertecha 17 dB na 2100 MHz zauważyłem, że antena wewnątrz budynku, a nawet na zewnątrz na poziomie 2 m od gruntu niewiele daje, a właściwie tłumi. Myślałem, że panel jest uszkodzony, ale po montażu na dachu okazało się, że jednak działa i prędkość HSPA+ DC wynosiła wówczas koło 22 Mbs w niezurbanizowanym terenie bez widoczności optycznej (nie było wtedy LTE).

Korzystając z internetu w ruchu, w samochodzie najlepiej spisywała się mała antena dookólna o małym zysku, do 5 dBi. Dawała lepsze wyniki prędkości i stabilności niż duże anteny magnetyczne. Mała czyli dokładnie ta z początku posta na zdjęciu z parametrami sygnału.


Kilka wniosków.
  • Przy dużych odległościach i najlepiej otwartym terenie najlepiej spisują się anteny kierunkowe.
  • Przy terenie zurbanizowanym, szczególnie będąc w ruchu dużo lepiej spisują się anteny dookólne o małym zysku. Widać mają one inną charakterystykę wiązki w stosunku do anten o dużym zysku, nawet dookólnych.
  • Przy względnie niedalekim położeniu stacji bazowej, ale w trudnym terenie nie zawsze sprawdzi się jeden typ anteny, nawet w różnych polaryzacjach. Czasem lepiej zrobić mix - kierunkowa + dookólna.
  • Nie zawsze wąska wiązka promieniowania anteny będzie dobrym wyborem. Bywa tak, że lepiej poświęcić kilka dB i mieć szerszą wiązkę, szczególnie gdy nie mamy widoczności optycznej ze stacją bazową. Łatwiej też taką antenę ustawić.
  • Nie zawsze sensowny jest zakup gotowego rozwiązania. Czasem można zbudować antenę za kilka złotych i otrzymamy lepsze rezultaty bo zbudujemy ją na konkretne interesujące nas pasmo.
  • Jeśli decydujemy się na zakup gotowej anteny niech ona będzie dobrej jakości. Szczególnie jest chodzi o anteny dookólne, najlepiej szukać takich do zastosowań M2M, terminali POS.


Wszystko to wyżej to moje własne jakieś tam doświadczenia z antenami i ich montażem. Nie jest to szczegółowy opis, nie jest to zbiór konkretnej wiedzy z teorią w przypisach. Nie jest to w żadnym wypadku zbiór prawd objawionych na temat anten. ;) Dziele się wyłącznie z własnymi spostrzeżeniami i zachęcam do dyskusji, dzielenia się swoimi doświadczeniami. Doświadczeniami, a nie "walką" na argumenty z masą teorii jako "amunicją". :)

Jeśli komuś ten wpis pomoże to fajnie, ale niech traktuje go luźno, bardziej jako chęć do szukania dalej, szukania własnych rozwiązań i oczywiście brania odpowiedzialności za swoje pomysły i wdrożenia. ;)
Hermogenes
Mistrz bezprzewodowy
Posty: 1561
Rejestracja: 2015-09-12, 14:33

Re: Dobór anteny - blisko, daleko - luźne przemyślenia

Post autor: Hermogenes »

:super: poz Hermogenes
ja.michal
*Mistrz bezprzewodowy*
Posty: 22036
Rejestracja: 2006-08-14, 17:59
Lokalizacja: Polska

Re: Dobór anteny - blisko, daleko - luźne przemyślenia

Post autor: ja.michal »

Ale o co chodzi? ;)
Hermogenes
Mistrz bezprzewodowy
Posty: 1561
Rejestracja: 2015-09-12, 14:33

Re: Dobór anteny - blisko, daleko - luźne przemyślenia

Post autor: Hermogenes »

Chodzi o to że nie dajesz za wygraną i testujesz różne wersje.poz Hermogenes
ja.michal
*Mistrz bezprzewodowy*
Posty: 22036
Rejestracja: 2006-08-14, 17:59
Lokalizacja: Polska

Re: Dobór anteny - blisko, daleko - luźne przemyślenia

Post autor: ja.michal »

W tym kierunku. ;) No trochę, ale to na przestrzeni kilku lat i raczej dorywczo.
ODPOWIEDZ