Антенна для репитера и усилителя сотовой связи: панельная, потолочная, внутренняя

Из чего состоит комплект усиления сотовой связи

Когда ищут «антенну для репитера» или «антенну усилителя сотовой связи», речь почти всегда идёт не об одной антенне, а о комплекте из трёх частей. Снаружи стоит донорная антенна: она принимает сигнал базовой станции оператора и отдаёт его по кабелю вниз. В середине работает репитер — активный блок, который усиливает принятое и отправляет обратно. Внутри стоят внутренние антенны: они раздают усиленный сигнал по помещению и собирают ответ телефонов.

Результат зависит от двух вещей, и обе относятся к антеннам. Первая — какой уровень приходит на вход репитера: чем чище и сильнее донорный сигнал, тем выше запас усиления и тем меньше риск самовозбуждения. Вторая — насколько ровно усиленный сигнал разложен по помещению: одна антенна в углу коридора не заменяет двух в нужных точках. Всё, что между ними — кабель, разъёмы, делители мощности, ответвители и согласованные нагрузки — это пассивная часть, которая только теряет децибелы и потому считается заранее.

Внешняя антенна: направленная панель или всенаправленная

Почему берут панель

Всенаправленная антенна принимает со всех сторон и даёт усиление 2–3 дБи. Панельная антенна КАДАММ (KADAMM) смотрит в одну сторону и даёт 8–11,5 дБи, а с обратной стороны подавляет приём: отношение вперёд к назад у КАДАММ АПН-9 и КАДАММ АПН-11 не хуже 15 дБ. Для репитера это важнее самого усиления. Репитер усиливает всё, что пришло на вход, включая сигнал соседней базовой станции и собственное излучение внутренних антенн. Направленная антенна отсекает лишнее и поднимает запас устойчивости.

Какое усиление брать

Усиление панели растёт вместе с размером полотна и одновременно сужает луч. У КАДАММ АПН-9 усиление 8,0 / 9,0 / 9,5 дБи по диапазонам 698–960, 1710–2700 и 3300–3800 МГц при секторе 95–59° в горизонтальной плоскости. У КАДАММ АПН-11 те же диапазоны, но 9,5 / 11 / 11,5 дБи и уже сектор 90–54°. Разница в 2 дБ невелика на бумаге, но она даётся ценой более точного наведения: ошибка в 20–30° по азимуту съедает весь выигрыш.

MIMO 2×2: один порт или два

Однопортовая панель отдаёт один поток. КАДАММ АПМ-2 содержит два излучателя с горизонтальной и вертикальной поляризацией и два разъёма, развязка между ними 12–24 дБ. Если у оборудования два антенных входа, два потока LTE идут независимо и скорость примерно удваивается. Диапазоны панели — 698–960, 806–960, 1710–2700 и 3300–4000 МГц, то есть GSM, 3G, все слои 4G и 5G в полосе 3,5 ГГц. Подробный разбор конфигураций есть в статье о MIMO 2×2 и 4×4.

Внутренняя антенна: потолочная или панельная

Внутренняя антенна усилителя связи решает обратную задачу: не собрать сигнал с одного направления, а ровно раздать его по площади. Поэтому усиление здесь низкое, а форма диаграммы важнее децибел.

Потолочная (купольная) антенна

Купол ставится в подвесной потолок и излучает по кругу. КАДАММ АВП-215 — диаметр 215 мм, высота 47 мм, усиление 3,5 / 4,5 / 5,0 дБи в полосах 698–960, 1690–2700 и 3300–4000 МГц, два порта с развязкой не хуже 19 дБ, КСВН не выше 1,8. КАДАММ АВП-280 плоская: диаметр 280 мм при высоте 19 мм, усиление 3,0 / 4,0 / 6,0 / 5,5 дБи, четыре полосы и два порта с развязкой 20–23 дБ. Обе антенны двухпортовые, то есть держат MIMO 2×2 внутри помещения, и обе рассчитаны на 50 Вт — с запасом для любого репитера.

Панель внутри помещения

В коридоре, паркинге и на вытянутом складе купол на потолке светит в стены. Здесь панель у торцевой стены работает лучше: сектор 60–95° вытягивает покрытие вдоль зоны. Для этого берут те же КАДАММ АПН-9 или КАДАММ АПН-11, что и снаружи — отличается только место установки. Уличное исполнение внутри помещения не мешает: корпус из ABS с защитой от ультрафиолета и рабочий диапазон от −40 до +65 °C.

Сколько антенн нужно

Считают не по площади, а по препятствиям. Одна потолочная антенна закрывает зону в пределах прямой видимости: открытый офис, холл, торговый зал. Капитальная стена отнимает 10–20 дБ, железобетонное перекрытие — больше, поэтому за каждой такой преградой нужна своя антенна. Практический ориентир для офиса с перегородками — одна антенна на 150–200 м², для открытого зала — на 300–400 м², для коридора — панель на каждые 40–60 м длины.

Как развести несколько внутренних антенн

Сигнал репитера делят пассивно. Две антенны получают по половине мощности через делитель, четыре — по четверти. Каждое деление — это фиксированная потеря, которую закладывают в расчёт заранее.

Разница между делителем и ответвителем простая. Делитель раздаёт поровну и подходит, когда антенны стоят симметрично. Ответвитель отдаёт ближней антенне заданную долю (например, 10 дБ), а остальное пропускает дальше по магистрали — так уровень на дальних антеннах не проваливается. Развёрнутое сравнение с расчётом есть в статье «Таппер или делитель».

Пример расчёта на две антенны. Репитер отдаёт 20 дБм, делитель на 2 забирает 3 дБ, кабель 20 м на 1800 МГц — ещё около 2 дБ, разъёмы — 0,2 дБ. На антенну приходит примерно 14,8 дБм, и с усилением 4,5 дБи потолочная антенна излучает около 19 дБм. Этого хватает на офисную зону в пределах прямой видимости.

Кабель, разъёмы и потери

Весь тракт сотовой связи — 50-омный. Телевизионный кабель на 75 Ом в такой линии даёт рассогласование: часть мощности отражается обратно, КСВН растёт, репитер работает в режиме, на который не рассчитан. Разъёмы берут N или 4.3-10; переходников в тракте должно быть как можно меньше, каждый добавляет потери и точку возможной интермодуляции. Про типы разъёмов подробно написано в статье о ВЧ-соединителях, а про интермодуляцию — в статье про PIM.

Пять ошибок при подборе антенн

• Внешняя и внутренняя антенны рядом. Излучение внутренней антенны попадает в донорную, усилитель возбуждается и глушит сам себя. Разносят их по разные стороны стены и по вертикали не меньше чем на 5–7 метров, а лучше через перекрытие.
• Панель наведена «примерно туда». У антенны с усилением 11,5 дБи сектор 54° в верхней полосе: промах в 30° отнимает 3–6 дБ. Наводят по индикатору уровня, а не по карте.
• Одна внутренняя антенна на весь этаж. За двумя капитальными стенами от неё уровень падает на 20–40 дБ, и в дальних кабинетах связи нет при работающем репитере.
• Свободный порт делителя оставлен открытым. Отражение от открытого конца портит согласование всей ветви; порт закрывают согласованной нагрузкой.
• Диапазоны антенны не совпадают с диапазонами репитера. Антенна на 698–2700 МГц не поможет в сети 5G на 3500 МГц: нужна модель с верхней полосой 3300–4000 МГц.

Антенны и пассивная часть КАДАММ для комплекта

Пять антенн закрывают обе стороны комплекта: три уличные панели и две потолочные. Все широкополосные, то есть одна антенна работает с любым оператором и любым поколением сети.

КАДАММ АПМ-2

Панельная антенна MIMO 2×2

698–960 / 806–960 / 1710–2700 / 3300–4000 МГц, до 8,5 дБи, два порта H и V. Донорная антенна для репитера с MIMO.

Открыть карточку

КАДАММ АПН-9

Панельная антенна направленная

698–960 / 1710–2700 / 3300–3800 МГц, 8,0/9,0/9,5 дБи, один порт, сектор 95–59°.

Открыть карточку

КАДАММ АПН-11

Панельная антенна направленная, усиленная

Те же диапазоны, 9,5/11/11,5 дБи, сектор 90–54°. Для дальней базовой станции и вытянутых зон.

Открыть карточку

КАДАММ АВП-215

Потолочная антенна купольная

698–960 / 1690–2700 / 3300–4000 МГц, 3,5/4,5/5,0 дБи, 360°, два порта, КСВН до 1,8.

Открыть карточку

КАДАММ АВП-280

Потолочная антенна плоская

Четыре полосы до 4000 МГц, 3,0/4,0/6,0/5,5 дБи, высота корпуса 19 мм, два порта, развязка 20–23 дБ.

Открыть карточку

КАДАММ ДМ-698/4000

Делитель мощности на 2, 3 или 4 выхода

698–4000 МГц, деление 3,0 / 4,8 / 6,0 дБ, разъёмы N, 4.3-10 или 7-16, IP65.

Открыть карточку

Что брать под объект

Если объект больше одного этажа или операторов несколько, комплект перестаёт быть «репитер плюс две антенны» и превращается в распределённую антенную систему. Как она устроена, разобрано в статье о DAS и IBS; типовые просчёты собраны в статье об ошибках подбора пассивки для indoor-покрытия.