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通用RF天線

手機(jī)信號放大器DIY

發(fā)布日期:2022-10-17 點擊率:67

 1 手機(jī)放大器

  所謂手機(jī)放大器,并非指安裝上這種器材在原地就能改善通信效果,手機(jī)信號單單經(jīng)過放大是不能改善信號質(zhì)量的。信號質(zhì)量,在很大程度上取絕于信噪比,信噪比指標(biāo)是不可能通過簡單的放大來改善的,因為在放大有用信號的同時,噪聲信號也得到了同樣的放大。

  信號不好時,手機(jī)用戶往往會拿著手機(jī)按照手機(jī)上面的信號指示到處找信號,這是很有效的辦法,但是很不方便,因為信號比較好的位置不一定是手機(jī)使用者能夠常呆的地方。所以,選一付高增益天線,架設(shè)到信號盡可能好的地方,然后將天線用射頻同軸電纜連接到手機(jī)使用者常呆的地方并連接手機(jī),這樣,在沒有信號的地方使用手機(jī)就成為可能的了。

改善信號質(zhì)量有兩個途徑,一個是主要的,就是盡可能提高天線在空中拾取到的信號能量,另一個是次要的,就是盡可能壓低系統(tǒng)噪聲。之所以將壓低系統(tǒng)噪聲放在次要的地位,是因為壓低系統(tǒng)噪聲非常困難,很不現(xiàn)實。所以,提高信號質(zhì)量最有效的途徑是設(shè)法提高天線的輸出。但是,天線的輸出取決于信號場強,只要手機(jī)天線所處的位置確定,那么,無論用什么方法來改善信號質(zhì)量所起的作用都是很有限的。

  上述方法肯定是非常有效的,但是有很多不便。其一是手機(jī)拖一條電纜使用很難讓人接受,其二是很多手機(jī)沒有外接天線的插口。即便是有插口,也不一定能夠買到配套的插頭,所以,要想方便地利用高增益天線接收到的較高質(zhì)量的信號,必須解決高增益天線與手機(jī)無線連接的問題。

  若是高增益天線能夠安裝在很近的強信號處,如大城市的地下室,內(nèi)部幾乎沒有信號,而外面不遠(yuǎn)就可以找到很強的信號,那么用下圖示意的方式就能解決問題。

  將高增益天線架設(shè)到外面強信號處,用幾米長的射頻同軸電纜引入無信號的室內(nèi),在終端接一個小天線,將手機(jī)靠近小天線,就可以在無信號的室內(nèi)實現(xiàn)可靠地通信。

  但是,上述只是一種比較極端的情況,更多的場合是沒有這么好的條件的,往往需要在十米二十米以外才能找到強信號,這時,用這種簡單的方法就不能奏效了。因為在900MHz頻段,電纜的損耗是比較大的,而小天線與手機(jī)之間的信號傳輸也有不小的衰減量,這樣高增益天線和手機(jī)之間無法實現(xiàn)有效地傳輸,當(dāng)然也就無法通信了。解決的辦法是在傳輸途徑中插入放大器來彌補傳輸損耗,如下圖所示。

  實踐證明,插入一個20分貝的放大器,即便是需要20-30米長的電纜,這種裝置也還是很有效的,只要是高增益天線所安裝的位置信號足夠強,手機(jī)距離小天線1-2米,即可顯示較強的信號。但是,這樣的裝置是無法實現(xiàn)通信的,因為手機(jī)通信要靠兩個傳輸通道,一個是上行通道,用來發(fā)話和應(yīng)答基站指令,另一個是下行通道,用來接受基站指令和接聽電話,這兩個通道缺一不可,假如只有上圖所示的下行通道,雖然可以很好地接收到基站發(fā)來的相關(guān)指令,但是沒有上行通道手機(jī)無法應(yīng)答,系統(tǒng)不會接通通信鏈路,整個通信就不可能實現(xiàn)。所以,必須在上圖所示的裝置中在增加一個傳輸通道,通信才能實現(xiàn),如下圖所示。

  不要指望用兩支室外天線、兩個室內(nèi)天線、兩個放大器組成上圖的系統(tǒng)就能工作,實際上是行不通的。因為兩個放大器都有二十幾分貝的增益,而兩個放大器等效于通過10-30米的射頻同軸電纜、兩對天線之間的耦合而首尾相接,兩個放大器的總增益在五十分倍以上,大大超過無形通路之間的傳輸損耗,必然自激,不可能工作。所以,放大器一定要具有很好的選頻特性,即上行信號放大器只允許上行信號通過,而下行信號放大器只允許下行信號通過,這樣,系統(tǒng)就可以穩(wěn)定地工作了。

實用中,像圖中所示的結(jié)構(gòu),兩個室外高增益天線安裝起來很不方便,所以常規(guī)的手機(jī)信號放大器應(yīng)該是下圖所示的結(jié)構(gòu),一支高增益室外天線,既是下行信號的接收天線,又是上行信號的發(fā)射天線。

  總之,上述系統(tǒng)的主要功能是將某處的好信號搬移到所需位置,手機(jī)信號放大器的作用就是彌補架設(shè)于強信號處的高增益室外天線與處于室內(nèi)弱(無)信號處的手機(jī)之間的傳輸損耗。不要期望在室內(nèi)弱信號區(qū)安裝這套系統(tǒng)來改善信號質(zhì)量,徒勞的。

  2 最簡單的實用型手機(jī)信號放大器

  最簡單的實用型手機(jī)放大器結(jié)構(gòu)如上圖所示,由兩個選頻放大器構(gòu)成,一個放大上行信號,增益20分貝以上;另一個放大下行信號,增益不低于25分貝,電原理圖如下。

  圖中可見,上下行信號放大器是不對等的,原因是這兩個放大器的負(fù)擔(dān)不同。盡管手機(jī)需要接收的信號在基站傳來的下行信號信號中所占比例極小,但是幾乎不可能只放大所需信號,無論有用無用,只要是基站的下行信號放大器,必須需全部放大,因此下行信號放大器需要具有較大的動態(tài)范圍,否則很難保證放大以后的信號質(zhì)量。而上行信號放大器則不同,它幾乎只放大特定的手機(jī)發(fā)射的較強的信號,毫無信號交調(diào)變壞之憂,所以用兩個3355便足以勝任。

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