11 Giugno, 2018
Per ottenere il massimo dal tuo amplificatore GSM é fondamentale riuscire a captare il miglior segnale esterno possibile. In effetti non c’é nulla di magico in un amplificatore GSM: esso non fa che riamplificare delle onde esistenti, non crea niente di nuovo. Teniamo a mente questa regola aurea: migliore é il segnale in entrata e migliore sará il rendimento del ripetitore / amplificatore all’interno di un dato ambiente.
L’antenna esterna é il primissimo aspetto a cui prestare attenzione. Non é assolutamente complicato, é sufficiente rispettare alcuni parametri che descriveremo qui sotto. Questa breve lettura (3-5 minuti circa) vi fará certamente guadagnare tempo al momento dell’installazione.
- Effettuare un’installazione temporanea
- Trovare il miglior segnale all’esterno
- Localizzare le stazioni radio base (BTS) piú vicine
- Mantenere un buon isolamento tra l’antenna esterna e quella interna
- Principio di auto-oscillazione (looping di segnale)
- Soluzione all’auto-oscillazione tramite la distanza
- Soluzione all’auto-oscillazione tramite la massa
- Altre soluzioni possibili
- Fissare e orientare l’antenna esterna
1. Effettuare un’installazione temporanea
É il segreto di un'installazione ben riuscita del vostro kit amplificatore GSM: fate un’installazione di prova! Avrete tutto il tempo, in seguito, di raccogliere i cavi e sistemare tutto.
Posizionate le vostre antenne prima in maniera temporanea, con i cavi coassiali non ancora collocati nel loro alloggiamento definitivo. Collegate tutti gli elementi e poi accendete il vostro amplificatore GSM per vedere se tutto funziona normalmente.
- É tutto ok? Nessuna auto-oscillazione e il segnale sul telefonino é migliorato? Allora il posizionamento dele antenne é perfetto. Siete a posto!
- C’é auto-oscillazione? Il segnale non é captato correttamente? Dovremo allora trovare la migliore posizione per la/le antenna/e.
2. Trovare il miglior segnale all’esterno
Per garantire un funzionamento ottimale del vostro amplificatore GSM, potete misurare il livello di segnale usando il telefonino: potete utilizzare l’indicazione delle tacche sullo schermo, o, meglio ancora, leggere il valore esatto del segnale esterno, espresso in dBm. Questa seconda opzione é da preferirsi in quanto piú dettagliata, in questo articolo potete trovare tutte le spiegazioni.
Nota: trattandosi di una scala negativa dobbiamo ragionare al contrario: il miglior segnale é dato dal numero negativo piú piccolo, piú vicino a 0 dBm. Per esempio -46 dBm é molto meglio di -102 dBm.
Provate con il vostro smartphone a piazzarvi in diversi punti sul tetto (o nel punto piú alto della casa). Il punto che offre il miglior segnale é dove installerete l’antenna esterna.
Potete comunque utilizzare delle applicazioni allo scopo di verificare la presenza di segnale cellulare e assicurarvi cosí che un amplificatore GSM sará un buon investimento:
per iPhone: Cellular Network Signal Finder (scaricabile da Apple Store)
per Android: NetMonitor Cell Signal Logging (scaricabile da Google Play Store)
3. Localizzare le stazioni radio base (BTS) piú vicine
L'antenna esterna dell'amplificatore GSM va orientata verso la stazione radio base (BTS). Idealmente la BTS dovrebbe essere “a vista” diretta, quanto piú libera da ostacoli dalla vostra antenna.
Nelle zone rurali viene generalmente usata un'antenna esterna direzionale. Facile da puntare verso la BTS, assicuratevi che il segnale (le onde) non venga ostacolato da zone boschive dense né da altri tipi di ostacolo. La BTS deve essere necessariamente a vista, con questo tipo di antenna.
In una zona urbana, dove le stazioni BTS sono piú numerose e piú vicine, si utilizza generalmente un'antenna esterna a pannello. Capace di catturare il segnale in un raggio piú ampio, il puntamento di questa antenna é piú facile, ma resta comunque importante.
Ci sono due possibilitá per conoscere la direzione della stazione radio:
- L’autoritá delle comunicazioni AGCOM ha un sito dedicato alle mappe di copertura delle reti 2G, 3G e 4G in Italia.
- Utilizzare il vostro smartphone come descritto nel paragrafo precedente.
4. Mantenere un buon isolamento tra l’antenna esterna e quella interna
Si tratta di evitare che le antenne si captino a vicenda, altrimenti il vostro amplificatore GSM non funzionerá correttamente o non funzionerá affatto.
Un amplificatore GSM é un sistema che riceve, amplifica e ri-emette. Ogni antenna, che sia interna o esterna, riceve ed emette alternativamente. Se due antenne sono troppo vicine si verifica l’effetto Larsen che i musicisti conoscono bene: il suono del microfono viene amplificato, diffuso nell’altoparlante... e poi viene ricaptato dal microfono e via di seguito. Tutto questo causa un fischio fastidioso e finirá per rovinare l’apparecchiatura.
Nel caso degli amplificatori GSM si parla di auto-oscillazione invece che di Larsen, ma é lo stesso principio e ha le stesse conseguenze, il possibile deterioramento dell’apparecchio.
Il vostro ripetitore / amplificatore ha delle regolazioni automatiche che gli permettono di aggiustare direttamente il guadagno (gain). É comunque possibile regolare il guadagno manualmente grazie all’attenuatore sul retro, peró la potenza del ripetitore ne risentirá.
Riprendiamo l’esempio del fischio che il microfono fa davanti a un altoparlante: se per smorzarlo abbassiamo troppo il volume, ad un certo punto non avremo piú volume del tutto, lasciando il pubblico a mani vuote!
La soluzione consiste dunque nell’aumentare la distanza tra il microfono e le casse ed evitare cosí questo fenomeno.
4.1 Principio di auto-oscillazione (looping di segnale)
Quando le vostre antenne interferiscono il vostro amplificatore GSM non é piú in grado di funzionare correttamente. Nel migliore dei casi entra in modalitá auto-protezione fino a che non verrá riavviato. Nel peggiore dei casi si guasta. Qui la spiegazione del fenomeno dell’auto-oscillazione.
Come rappresentato nel disegno, l’antenna esterna prende il segnale discendente (r) dalla stazione radio e lo invia al ripetitore. Il segnale riamplificato (R) viene inviato all’antnna interna. Se la distanza tra queste due antenne é insufficiente, il segnale riamplificato (R) viene ri-captato dall’antenna esterna.
Stessa cosa per il segnale di uplink che viaggia verso la stazione radio: il segnale riamplificato (T) é intercettato anche dall’antenna interna.
É possibile correre ai ripari seguendo le due raccomandazioni seguenti: é quello che chiamiamo isolamento delle antenne.
4.2 Soluzione all’auto-oscillazione tramite la distanza
Separate le vostre antenne il piú possibile. A livello generale possiamo dire che una distanza di 10 metri tra l’antenna esterna e quella/e interna/e é sufficiente per proteggersi dall’oscillazione.
Ogni kit amplificatore include un cavo coassiale esterno di 10 metri: approfittatene il piú possibile. Se avete bisogno di cavi piú lunghi li potete trovare su questa pagina.
Da notare che, nel caso di sistemi a due o piú antenne interne, l’auto-oscillazione di solito proviene dall’antenna interna piú vicina all’antenna esterna.
Qualche volta la distanza é buona, ma l’auto-oscillazione perdura. Allora dovremo passare alla soluzione seguente, in cui entrano in gioco i materiali (vetro, mura, legno. ecc.) presenti nello spazio fisico tra le due antenne.
4.3 Soluzione all’auto-oscillazione tramite la massa
Definiamo massa tutta la materia permeabile o impermeabile alle onde. Tipicamente i pannelli metallici, le mura (soprattutto di antica costruzione, molto spesse, costituite con mattoni non foranti), i soffitti in cemento armato (contenenti metallo), piombo e griglie metalliche sono ottimi materiali per sfruttare l’effetto della massa.
Questi materiali, in altre parole, bloccano il passaggio delle onde e la comunicazione tra le due antenne, isolando queste ultime. L’auto-oscillazione é scongiurata e l'amplificatore GSM puó funzionare al meglio!
4.4 Altre soluzioni possibili
Le due soluzioni appena accennate sono perfettamente combinabili, anzi é buona norma sfruttare sia la distanza che la massa per ottenere l’isolamento migliore e permettere all'amplificatore GSM di funzionare correttamente.
Ci sono peró casi specifici, dovuti alle caratteristiche peculiari dell’ambiente, in cui non possiamo fare granché. Vediamo due esempi:
- Ci sono solo 6 metri di distanza fra le antenne, ma anche 2 muri portanti: il pericolo di auto-oscillazione é comunque molto basso.
- L’antenna esterna é posizionata non sul tetto ma sul balcone, allo stesso piano dell’antena interna, c’é una distanza di 10 m e vi sono 2 porte di legno tra le antenne: l’auto-oscillazione é piú probabile.
Consideriamo anche la direttivitá delle antenne: teniamo conto della loro zona di propagazione e facciamo in modo, orientandole, che una non invada il raggio d’azione dell’altra. Ricordiamoci peró che anche una antenna molto direttiva irradia onde residue anche dietro di sé.
5. Fissare e orientare l’antenna esterna
A seconda del vostro tipo di antenna esterna, vi lasciamo qualche utile consiglio. Niente di complicato, un paio di disegni spiegano meglio di un lungo discorso!
5.1 Fissaggio
Estremamente facile, avrete bisogno solamente di una chiave piatta o di una pinza universale.
5.2 Verso di orientamento e polarizzazione
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| Assicuratevi sempre che il filo dall’antenna esca verso il basso o verso l’alto. Se il filo pende verso sinistra o destra l’antenna non é piú polarizzata e non capterá correttamente. | L’antenna direzionale va posizionata dritta e non coricata, come nel disegno. |
Relativamente alle antenne direzionali (i modelli carenati, che chiamiamo Yagi Logarithm e Yagi Super), rispettate il verso di orientamento segnato in rosso. Sul fondo dell’antenna c’é un foro che permette al liquido di condensa di fuoriuscire.
5.3 Orientamento verso la stazione radio
Osservate l’illustrazione qui sotto.
La grande superficie plastica dell’antenna a pannello é la sua “zona di scambio”. Questa faccia deve essere rivolta verso la stazione radio piú prossima. Le antenne direzionali (Yagi Logarithm, Yagi Super) si puntano invece come una freccia verso la torre.
5.4 Attenzione agli ostacoli
Questo é particolarmente importante per le antenne direzionali: la punta é rivolta verso la stazione radio e quest’ultima é “a vista”.
Non significa necessariamente che la dobbiate vedere a occhio nudo, ma che la linea d’aria sia il piú possibile libera da ostacoli come foreste, monti, edifici o altre costruzioni. Immaginiamoci di puntare un raggio laser! Riusciamo a beccare la torre?
5.5 Particolaritá delle antenne a pannello
Le antenne esterne a pannello sono dette anche antenne semi-omnidirezionali in quanto dotate di un’apertura a 180°. Intercettano onde da un orizzonte piú largo delle colleghe antenne direzionali, ma non possono competere sulla distanza. Arrivano a 1-1,5km, per intenderci, mentre una antenna direzionale Yagi Super capta fino a 12-14 km di distanza. A ogni modo indirizziamo bene anche un'antenna a pannello. Un po’di pazienza, un po’ piú a destra, un po’ piú a sinistra, solo qualche minuto ben investito per la futura resa del ripetitore.
Conclusione
Abbiamo visto che per un amplificatore GSM esistono due grandi famiglie di antenne per uso esterno: le antenne semi-omnidirezionali e le antenne direzionali. Ognuna ha le proprie caratteristiche e limiti. Per orientarvi nella scelta chiedetevi innanzitutto:
Sono in cittá, con un buon segnale esterno o in una zona rurale con segnale esterno scarso per via delle poche stazioni radio presenti?
Se abiti in centro a Roma la tua antenna esterna é quasi sicuramente una antenna a pannello.
Se la tua casa é in aperta campagna e in giardino hai al massimo due tacche, significa che la stazione radio piú vicina é a chilometri di distanza. Scegli una antenna direzionale Yagi (fino a 5km) o Yagi Super (fino a 14km) e prendi bene la mira!
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