Słaby odbiór sieci komórkowej może występować nie tylko na obszarach wiejskich z powodu braku zasięgu sieci oraz w budynkach z powodu stalowych belek i grubych ścian, ale także w samochodzie. Jedną z przyczyn jest klatka Faraday'a, która utrudnia wysyłanie i odbiór sygnałów telefonii komórkowej. Można temu zaradzić za pomocą zewnętrznej anteny wzmacniającej sygnał. Jak to działa i na co należy zwrócić uwagę przy zakupie, dowiesz się z naszego poradnika.
Anteny wzmacniające sygnał komórkowy stosuje się wszędzie tam, gdzie odbiór jest zakłócony. Dotyczy to między innymi obszarów słabo objętych zasięgiem sieci komórkowej lub budynków, w których zastosowane materiały lub konstrukcja ograniczają przenikanie sygnału. Problemy z wysyłaniem i odbieraniem sygnału mogą występować także w pojazdach – szczególnie wtedy, gdy znajdują się one w tzw. martwej strefie. Martwe strefy są wynikiem krótkiego opóźnienia. Gdy telefon opuszcza zasięg jednej komórkowej stacji bazowej, musi połączyć się z kolejną. Proces ten – w zależności od technologii (LTE, UMTS, GSM) – może potrwać kilka sekund. Ponieważ pojazdy poruszają się zazwyczaj z dużą prędkością, takie przełączenia następują dość często.
Kolejną przyczyną słabego zasięgu sieci komórkowej w samochodzie jest jego karoseria, a dokładniej – tzw. klatka Faradaya. Zjawisko to można wyjaśnić następująco: sygnały telefonii komórkowej to nic innego jak fale elektromagnetyczne. Podobnie jak piorun, fale te są częściowo blokowane przez pojazd. Dzieje się tak dlatego, że nadwozie samochodu jest całkowicie zamknięte i wykonane z materiału przewodzącego prąd – zazwyczaj metalu. Sygnały komórkowe mają więc trudności z przedostaniem się do wnętrza pojazdu i zamiast tego są odprowadzane do ziemi, co uniemożliwia ich dotarcie do telefonu.
Zakłócony odbiór sygnału w aucie wiąże się z wieloma utrudnieniami. Rozmowy telefoniczne prowadzone za pomocą zestawu głośnomówiącego są często przerywane lub dochodzi do chwil, gdy żadna ze stron się nie słyszy. Dostęp do internetu bywa ograniczony, a to samo dotyczy nawigacji, która korzysta z danych przesyłanych przez sieć. Problem ten jest odczuwalny nie tylko podczas codziennego użytkowania samochodu osobowego czy podróży kamperem, ale również w pracy kierowców zawodowych, szczególnie na długich trasach. Utrudnienia te mogą być również poważnym wyzwaniem dla służb ratunkowych i policji, które muszą pozostawać w stałym kontakcie podczas działań w terenie.
Rozwiązaniem mogą być zewnętrzne anteny GSM, które wzmacniają słaby sygnał i tym samym poprawiają jakość połączenia w pojeździe, umożliwiając swobodne korzystanie z telefonów komórkowych i innych urządzeń. Warunkiem skuteczności jest jednak istnienie jakiegokolwiek sygnału – jeśli sieć jest całkowicie niedostępna, nawet najlepsza antena nie pomoże.
Antena telefonii komórkowej pełni funkcję łącznika między nadajnikiem a odbiornikiem, stanowiąc kluczowy element całego połączenia radiowego. Sygnały powstające w urządzeniu mobilnym – dźwiękowe, tekstowe czy graficzne – są najpierw przekształcane na dane cyfrowe, a następnie w falę elektromagnetyczną o wysokiej częstotliwości. Zadaniem anteny jest wypromieniowanie tej fali do otoczenia lub odebranie jej z przestrzeni i przekazanie do odbiornika. Sama antena działa przy tym jako emiter, posiadający określoną charakterystykę kierunkową, która informuje o tym, jak silny jest sygnał nadawany w poszczególnych kierunkach.
W zależności od charakterystyki kierunkowości anteny komórkowe można podzielić na anteny kierunkowe i anteny rozpraszające. Anteny kierunkowe są w stanie skupiać sygnały i wysyłać je w określonym kierunku. Dzięki temu osiągają wysoką wydajność i działają bardzo efektywnie. Anteny równokierunkowe, zwane również antenami omnidirekcjonalnymi lub antenami typu omni, dzięki swojej charakterystyce kierunkowej 360° odbierają sygnał równie dobrze ze wszystkich kierunków i emitują go ponownie w kształcie koła. Chociaż nie zawsze osiągają one wydajność anten kierunkowych, w zależności od obszaru zastosowania mogą być lepszym wyborem
Technologia telefonii komórkowej przeszła dynamiczny rozwój. Zakończona pod koniec 2000 roku działalność analogowa sieć C-Netz wykorzystywała częstotliwości w okolicach 460 megaherców oraz duże anteny i masywne urządzenia końcowe. Wraz z rosnącymi wymaganiami wobec komunikacji mobilnej wzrosło zapotrzebowanie na pasma częstotliwości umożliwiające przesyłanie większych ilości danych. W efekcie pojawiły się nowe standardy, takie jak GSM, UMTS i LTE, które różnią się między sobą zakresem wykorzystywanych częstotliwości i prędkościami transmisji.
GSM, czyli Global System for Mobile Communications, to najpowszechniej stosowany na świecie standard w pełni cyfrowych sieci komórkowych. Jest on uznawany za drugą generację telefonii komórkowej (2G) po sieci C-Netz i służy do prowadzenia rozmów, wysyłania wiadomości tekstowych oraz transmisji danych. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) to standard trzeciej generacji (3G), który pozwala na znacznie szybszy przesył danych. Kolejnym etapem rozwoju jest LTE (Long Term Evolution).
Rozszerzenie tego standardu – LTE Advanced – określane jest jako czwarta generacja (4G) i umożliwia osiąganie prędkości transmisji danych sięgających 1200 megabitów na sekundę w wyższym zakresie pasma UHF, od około 700 do 2600 megaherców. LTE Advanced stanowi również fundament dla technologii 5G, która właśnie wchodzi w fazę wdrożeniową.
Antenty do telefonii komórkowej występują w kilku wariantach konstrukcyjnych, które różnią się sposobem montażu wewnątrz lub na zewnątrz pojazdu. Najczęściej instalowane są na karoserii – zewnętrznie. W takim przypadku przewód antenowy prowadzony jest do wnętrza pojazdu, aż do miejsca docelowego podłączenia. Dostępne są jednak również modele przeznaczone do całkowitego montażu wewnętrznego. Do najpopularniejszych typów należą anteny dachowe, anteny szybowe (montowane na szybie lub oknie) oraz anteny magnetyczne.
Anteny dachowe
Anteny dachowe to pojedyncze anteny, które montuje się na stałe na dachu pojazdu. Wymaga to wywiercenia otworu w karoserii, co może stanowić problem, zwłaszcza w przypadku samochodów leasingowanych. Zaletą takiego rozwiązania jest trwałość – anteny zamontowane na stałe mogą być użytkowane przez długi czas. Działają jako promienniki i dopiero w połączeniu z podstawą anteny oraz metalową karoserią pojazdu, pełniącą rolę przeciwwagi (masy), tworzą kompletną antenę..
Anteny szybowe i okienne
Anteny szybowe montuje się na szybie pojazdu poprzez przyklejenie lub zaciśnięcie, co eliminuje konieczność wiercenia. Klasyczny wariant składa się z dwóch elementów: promiennika oraz przeciwwagi. Promiennik umieszcza się na zewnątrz, natomiast przeciwwagę wraz z gniazdem antenowym – wewnątrz pojazdu. Nowsze wersje tych anten mają formę cienkich płytek tworzących układ dipolowy – promiennik znajduje się po jednej stronie, a przeciwwaga po drugiej. Taka konstrukcja stanowi zamknięty system, który można zamontować od wewnętrznej strony szyby, na przykład przy pomocy przyssawek.
Anteny magnetyczne
Anteny z mocowaniem magnetycznym są niezwykle łatwe w instalacji i sprawdzają się zarówno w zastosowaniach mobilnych, jak i stacjonarnych. Wyposażone są w magnetyczną podstawę, którą przymocowuje się do dachu lub tylnej części nadwozia. Przewód antenowy można poprowadzić przez uszczelki drzwi lub klapy bagażnika. Należy jednak pamiętać, że tego typu anteny działają wyłącznie na powierzchniach ferromagnetycznych, czyli wymagają podłoża z metalu – najlepiej stalowego – które pełni również rolę przeciwwagi. Ma to znaczenie zwłaszcza w kontekście coraz częstszego stosowania w nadwoziach tworzyw sztucznych i aluminium, które uniemożliwiają prawidłowe działanie anten magnetycznych.
Przy zakupie anteny do pojazdu należy przede wszystkim określić, jaki jej rodzaj będzie odpowiedni. Wyróżnia się anteny monozakresowe oraz szerokopasmowe. Anteny monozakresowe są dostosowane do jednego konkretnego pasma częstotliwości (np. anteny LTE), natomiast anteny szerokopasmowe obsługują kilka pasm jednocześnie.
Istotnym aspektem jest również charakterystyka kierunkowa, która zależy od sposobu montażu. W przypadku anten instalowanych na stałe korzystne jest ukierunkowanie sygnału, co pozwala na uzyskanie lepszej siły odbioru. Z kolei anteny mobilne powinny mieć promieniowanie wachlarzowe, aby mogły niezawodnie odbierać i nadawać sygnał niezależnie od położenia.
Nieodzowne jest też dokładne określenie obsługiwanego zakresu częstotliwości, ponieważ pasma te różnią się w zależności od kraju. Warto także rozważyć, czy lepszym rozwiązaniem będzie antena wewnętrzna, czy zewnętrzna. Jeśli wybór pada na antenę montowaną na zewnątrz, konieczna jest odporność na warunki atmosferyczne.
Anteny LTE mogą znacząco poprawić jakość odbioru sygnału w telefonie – zwłaszcza gdy są to anteny typu MIMO. MIMO (Multiple Input Multiple Output) to technologia wykorzystująca wiele anten jednocześnie. Zamiast jednej anteny, stosuje się co najmniej dwie, a najczęściej nawet więcej. Każda z nich spełnia określoną funkcję – działa jako nadajnik albo odbiornik. Im większa liczba anten obsługuje transmisję i odbiór danych, tym większa przepustowość i lepszy sygnał w urządzeniu mobilnym. Z technologii tej korzysta również wiele routerów Wi-Fi, co przekłada się na sprawniejszą komunikację z urządzeniami i szybsze połączenie z internetem.
Czy za pomocą anteny samochodowej do telefonu komórkowego mogę odbierać sygnał telewizyjny?
Jeśli jest to antena samochodowa typu DVB-T, odbiór telewizji jest możliwy. Tego rodzaju antena posiada wbudowany wzmacniacz i jej montaż jest równie prosty jak w przypadku standardowych anten GSM do auta..
Mimo zainstalowanej anteny mam słaby zasięg w telefonie. Co może być przyczyną?
W szczególności na terenach wiejskich może się zdarzyć, że sygnał telefoniczny pozostaje słaby mimo zastosowania anteny. W takiej sytuacji warto rozważyć montaż dodatkowego wzmacniacza sygnału komórkowego.
Na co zwrócić uwagę przy prowadzeniu kabla antenowego w aucie?
Podczas układania przewodu należy upewnić się, że nie zostanie on uszkodzony przez ostre krawędzie karoserii ani przygnieciony przez zbyt ciasne uszczelki. Jednocześnie trzeba zadbać o to, aby kabel nie zakłócał działania elementów uszczelniających.