Антенна для усилителя сотовой связи: как выбрать внешнюю донорную

Что делает внешняя антенна в комплекте усиления

Усилитель сотовой связи сам сигнал из воздуха не берёт. Его задача — поднять уровень того, что принесла внешняя антенна, и отдать это внутрь здания. Поэтому качество всей системы определяется первым звеном: если внешняя антенна поймала слабый и грязный сигнал, усилитель поднимет вместе с ним и шум, а связь останется плохой.

Внешнюю антенну называют донорной: она получает сигнал от базовой станции оператора — донора. Обратно через неё же уходит сигнал абонентских телефонов, находящихся внутри здания. Работает она в обе стороны, и требования к ней одинаковы для приёма и передачи.

С чего начинать: измерить, а не гадать

Выбор антенны начинается не с каталога, а с двух измерений на объекте.

1. Уровень сигнала снаружи. Телефон в инженерном режиме или сканер показывает уровень в дБм. От минус 70 и выше — условия хорошие, подойдёт почти любая антенна. От минус 90 до минус 100 — нужна направленная с высоким усилением. Ниже минус 105 усиление уже не спасает: уровень полезного сигнала сравним с шумом.
2. Направление на базовую станцию. Медленно поворачивайте антенну или телефон и следите за уровнем: разница между направлением на станцию и в сторону может достигать 15–20 дБ. Ориентироваться на карту вышек в приложении можно, но проверять всё равно нужно по прибору: сигнал часто приходит отражённым от соседнего здания, а не по прямой.

Направленная или всенаправленная

Всенаправленная антенна принимает со всех сторон одинаково. Это удобно, когда станция близко и уровень хороший, или когда операторов несколько и их станции стоят в разных сторонах. Плата за удобство — низкое усиление и то, что вместе с полезным сигналом антенна собирает помехи со всего горизонта.

Направленная антенна смотрит в сектор. Панельная даёт луч шириной 45–95 градусов по горизонтали, этого хватает, чтобы уверенно взять одну станцию и отсечь лишнее. Именно такие антенны ставят в подавляющем большинстве объектов: они дают и усиление, и защиту от помех с других направлений.

Подробный разбор направленных панелей — в отдельной статье про панельные антенны: там ширина луча, отношение вперёд-назад и крепление разобраны по шагам.

Зачем нужен MIMO и когда он не нужен

MIMO — это работа по двум независимым трактам одновременно. В сетях LTE и 5G базовая станция передаёт два потока данных с разной поляризацией, и приём обоих ускоряет передачу данных почти вдвое. Чтобы это работало, нужна антенна с двумя портами и хорошей изоляцией между ними, а усилитель должен быть двухканальным.

Правило простое. Если задача — голос и уверенный приём звонков, MIMO не обязателен, хватит однопортовой антенны. Если задача — интернет, скорость и много абонентов, берите двухпортовую антенну с изоляцией портов не хуже 15–20 дБ. Наша панель КАДАММ АПМ-2 выполнена с двумя портами и изоляцией от 12 до 24 дБ по диапазонам, однопортовые КАДАММ АПН-9 и КАДАММ АПН-11 рассчитаны на один тракт.

Развязка внешней и внутренней частей: главная причина отказов

Самая частая неисправность комплекта усиления — самовозбуждение. Внутренние антенны излучают, часть этого излучения попадает обратно во внешнюю антенну, усиливается и снова излучается. Система идёт вразнос: автоматика усилителя сбрасывает коэффициент до минимума или уходит в защиту, а связь пропадает совсем.

Чтобы этого не было, развязка между внешней и внутренней частями должна превышать коэффициент усиления системы с запасом 10–15 дБ. Достигают её тремя способами: разносом по расстоянию, экранированием стеной или перекрытием и направленностью антенн.

• Внешнюю антенну выносят на противоположный от внутренних антенн фасад или на кровлю.
• Между внешней антенной и ближайшей внутренней должно быть капитальное перекрытие или стена, а не окно.
• Внешнюю антенну направляют от здания, внутренние — внутрь помещений.
• Не ставят внутреннюю антенну прямо под окном, за которым висит донорная.

Как разводить внутреннюю часть и сколько антенн нужно на этаж, разобрано в статье про внутренние потолочные антенны.

Кабель и потери: где теряется усиление

Между антенной и усилителем стоит кабель, и он забирает часть того, ради чего всё затевалось. На частоте 1800 МГц типовой тонкий кабель теряет около 0,5 дБ на метр, толстый — вдвое меньше. Тридцать метров тонкого кабеля — это минус 15 дБ, то есть больше, чем даёт любая панельная антенна.

Какие соединители где применяются и чем они отличаются, разобрано в материале про типы ВЧ-соединителей.

Монтаж донорной антенны

1. Выберите точку с наибольшим уровнем: обычно это кровля или верхняя часть фасада со стороны станции.
2. Закрепите антенну на кронштейне или трубе, оставив запас по повороту для юстировки.
3. Наведите по прибору: медленно поворачивайте и следите за уровнем, зафиксируйте максимум.
4. Проверьте наклон: на близкой дистанции станция может быть выше или ниже горизонта.
5. Загерметизируйте разъёмы и закрепите кабель так, чтобы он не тянул за соединитель.
6. Заземлите конструкцию и предусмотрите грозозащиту тракта.

Про защиту тракта от импульсных перенапряжений есть отдельный материал: грозозащита антенно-фидерного тракта.

Антенны КАДАММ для внешней части

Все модели КАДАММ (KADAMM) уличного исполнения: корпус из стойкого к ультрафиолету пластика, рефлектор из алюминия, заземление по постоянному току, рабочая температура от минус 40 до плюс 65 градусов.

В разделе панельных антенн КАДАММ три модели уличного исполнения. Все три широкополосные и закрывают действующие диапазоны от 698 МГц, включая полосы 5G.

КАДАММ АПМ-2

КАДАММ АПМ-2

698–4000 МГц, два порта MIMO, усиление до 8,5 дБи, луч 45–90 градусов

Открыть карточку

КАДАММ АПН-11

КАДАММ АПН-11

698–3800 МГц, один порт, усиление до 11,5 дБи, крепление на трубу

Открыть карточку

КАДАММ АПН-9

КАДАММ АПН-9

698–3800 МГц, один порт, усиление до 9,5 дБи, луч шире

Открыть карточку

Что брать под задачу

Полная картина комплекта, включая внутреннюю часть и кабельную разводку, собрана в статье про антенны для репитера.