Комбинированная антенна GPS + 4G и Wi-Fi для транспорта: сколько кабелей, MIMO и как выбрать

Что внутри комбинированной антенны

Комбинированная антенна — не одна «универсальная» антенна, а несколько независимых излучателей в общем радиопрозрачном корпусе. Сверху лежит керамический патч ГНСС с круговой поляризацией и малошумящим усилителем (МШУ), рядом стоят излучатели 4G/5G и Wi-Fi. У каждой системы свой кабель и свой разъём, поэтому антенна подключается сразу к нескольким устройствам: навигатору или трекеру, LTE-роутеру, точке доступа.

Системы разнесены внутри корпуса, но всё равно близко друг к другу. Поэтому передатчик 4G не должен глушить приёмник ГНСС: фильтры в МШУ и разнесение излучателей рассчитаны производителем антенны, а не монтажником. Это главное преимущество готовой комбинированной антенны перед самодельным набором из нескольких антенн на одной крыше.

Сколько кабелей и куда их подключать

Число кабелей равно числу портов. ГНСС — всегда один кабель. Сотовая связь — один кабель без MIMO или два для MIMO 2×2. Wi-Fi — один или два. Перед выбором посчитайте входы оборудования: у LTE-роутера с MIMO два антенных входа, у трекера — один ГНСС и один GSM.

Активная ГНСС: зачем МШУ

Сигнал навигационных спутников у земли очень слабый, а кабель от крыши до приёмника его ослабляет. Малошумящий усилитель стоит прямо под патчем и поднимает сигнал до того, как кабель добавит потерь: у KADAMM GNSS-LTE2W2-3 и KADAMM GNSS-5G2W2-4 усиление МШУ 28 ± 2 дБ, у KADAMM GNSS-LTE-2-3 коэффициент шума МШУ 2 дБ. Питание МШУ приходит от навигационного приёмника по центральной жиле того же кабеля — у GNSS-LTE-2-3 это 3–5 В, 20 мА. Если приёмник не подаёт питание на антенный вход, активная антенна работать не будет.

Какие системы принимает

GNSS-LTE2W2-3 — GPS и ГЛОНАСС в полосе 1575,42–1610 МГц. GNSS-5G2W2-4 — BeiDou, GPS и ГЛОНАСС в полосе 1561,098–1606 МГц. GNSS-L1-4G — GPS L1. Чем больше систем, тем больше спутников видит приёмник в городе и тем быстрее определение места. Подробно о ГНСС-антеннах — в статье об антенне GPS и ГЛОНАСС.

MIMO для LTE и Wi-Fi

MIMO — передача нескольких независимых потоков через разные антенны. LTE-роутеру с MIMO 2×2 нужны два антенных входа, и комбинированная антенна с двумя портами 4G даёт ему вдвое больше потоков, чем один кабель. То же для Wi-Fi: точка доступа с двумя антеннами раздаёт пассажирам больше скорости. Если подключить к роутеру MIMO только один кабель, скорость падает заметно сильнее, чем от пары децибел усиления. Подробно — в статье об антенне 4G/5G для роутера.

4G или 5G

Если роутер работает в 5G на 3,4–3,8 ГГц, антенна должна закрывать эту полосу. У KADAMM GNSS-5G2W2-4 канал сотовой связи 698–960, 1710–2690 и 2900–3800 МГц, 4 дБи, а кабели 4G/5G и Wi-Fi — RG58 с меньшими потерями, чем RG174. Для 4G хватает KADAMM GNSS-LTE2W2-3: 698–960 / 1710–2690 МГц, 3 дБи. Для стационарных объектов — шкафов и мачт — подойдёт сверхширокополосная всенаправленная KADAMM AOU-617/7125-6-2: 617–7125 МГц, отдельный вывод Wi-Fi и вывод ГНСС, Ø145 × 40 мм; без ГНСС — KADAMM AOU-617/7125-6-3, без Wi-Fi — KADAMM AOU-617/7125-6.

Кабель: RG174 или RG58

Кабели комбинированной антенны выходят из её корпуса и идут до оборудования одним жгутом. Тонкий RG174 гибкий и легко проходит через одно отверстие в крыше, но его затухание на метр выше, чем у RG58, и растёт с частотой. Для ГНСС это не страшно: потери кабеля компенсирует МШУ, поэтому у всех моделей ГНСС-кабель — RG174. Для сотовой связи и Wi-Fi потери в кабеле вычитаются из усиления антенны напрямую. Поэтому у GNSS-5G2W2-4, рассчитанной на 5G до 3800 МГц и Wi-Fi до 5925 МГц, кабели 4G/5G и Wi-Fi — RG58.

• кабель держат минимальной длины: роутер ставят ближе к антенне, а не в дальний отсек;
• излишки кабеля не сворачивают в тугую бухту — лучше заказать нужную длину;
• разъёмы под входы оборудования (SMA, FAKRA и другие) задают при заказе, чтобы не ставить переходники;
• кабели ГНСС и сотовой связи маркируют: перепутанные кабели — частая причина «нет навигации» после монтажа.

IP67 и условия на крыше

Степень защиты IP67 по IEC 60529 означает полную пылезащиту и выдержку кратковременного погружения в воду. Для крыши транспорта это нужный уровень: мойка, дождь, снег. У GNSS-LTE-2-3 IP67 указана без кабельного ввода — место ввода кабеля герметизируют при монтаже. Рабочая температура GNSS-LTE2W2-3 и GNSS-5G2W2-4 — −40…+85 °C, вибростойкость GNSS-LTE-2-3 — 10–55 Гц, амплитуда 1,5 мм.

Крепление на крышу

• Антенну ставят в центре металлической крыши: крыша работает как земля для сотовых излучателей и экранирует ГНСС-патч от отражений снизу.
• Винтовое крепление через одно отверстие: все кабели проходят через шпильку внутрь кузова.
• Над антенной не должно быть рейлингов, маяков и багажников — патч ГНСС смотрит в небо.
• Кабели ведут без резких изгибов, излишки не сворачивают в бухту у роутера.
• На неметаллической крыше нужна металлическая пластина под антенну — уточняйте у менеджера.

Для рации на том же транспорте нужна отдельная антенна — о выборе в статье об автомобильной антенне для рации.

Как выбрать: таблица подбора

Частые ошибки

• Один кабель на роутер MIMO. Половина потоков теряется.
• Приёмник без питания антенны. Активная ГНСС молчит.
• Антенна под рейлингом. Патч ГНСС не видит часть неба.
• Длинный тонкий кабель к 5G-роутеру. На 3,5 ГГц потери в RG174 велики.

Модели

KADAMM GNSS-LTE-2-3

ГНСС + 4G

Два кабеля 3 м, SMA, IP67.

Открыть карточку

KADAMM GNSS-LTE2W2-3

ГНСС + 4G MIMO + Wi-Fi MIMO

Ø110 × 53 мм, IP67.

Открыть карточку

KADAMM GNSS-5G2W2-4

ГНСС + 4G/5G MIMO + Wi-Fi 6

До 3800 МГц, кабели RG58.

Открыть карточку

KADAMM GNSS-L1-4G

GPS + GSM/3G/4G

Три порта, 806–2170 МГц.

Открыть карточку

KADAMM AOU-617/7125-6-2

LTE/5G + Wi-Fi + ГНСС

617–7125 МГц, три вывода.

Открыть карточку