手機信號放大器DIY

　1 手機放大器

　　所謂手機放大器，并非指安裝上這種器材在原地就能改善通信效果，手機信號單單經(jīng)過(guò)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，信噪比指標是不可能通過(guò)簡(jiǎn)單的放大來(lái)改善的，因為在放大有用信號的同時(shí)，噪聲信號也得到了同樣的放大。

　　信號不好時(shí)，手機用戶(hù)往往會(huì )拿著(zhù)手機按照手機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使用者能夠常呆的地方。所以，選一付高增益天線(xiàn)，架設到信號盡可能好的地方，然后將天線(xiàn)用射頻同軸電纜連接到手機使用者常呆的地方并連接手機，這樣，在沒(méi)有信號的地方使用手機就成為可能的了。

改善信號質(zhì)量有兩個(gè)途徑，一個(gè)是主要的，就是盡可能提高天線(xiàn)在空中拾取到的信號能量，另一個(gè)是次要的，就是盡可能壓低系統噪聲。之所以將壓低系統噪聲放在次要的地位，是因為壓低系統噪聲非常困難，很不現實(shí)。所以，提高信號質(zhì)量最有效的途徑是設法提高天線(xiàn)的輸出。但是，天線(xiàn)的輸出取決于信號場(chǎng)強，只要手機天線(xiàn)所處的位置確定，那么，無(wú)論用什么方法來(lái)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。其一是手機拖一條電纜使用很難讓人接受，其二是很多手機沒(méi)有外接天線(xiàn)的插口。即便是有插口，也不一定能夠買(mǎi)到配套的插頭，所以，要想方便地利用高增益天線(xiàn)接收到的較高質(zhì)量的信號，必須解決高增益天線(xiàn)與手機無(wú)線(xiàn)連接的問(wèn)題。

　　若是高增益天線(xiàn)能夠安裝在很近的強信號處，如大城市的地下室，內部幾乎沒(méi)有信號，而外面不遠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(wèn)題。

　　將高增益天線(xiàn)架設到外面強信號處，用幾米長(cháng)的射頻同軸電纜引入無(wú)信號的室內，在終端接一個(gè)小天線(xiàn)，將手機靠近小天線(xiàn)，就可以在無(wú)信號的室內實(shí)現可靠地通信。

　　但是，上述只是一種比較極端的情況，更多的場(chǎng)合是沒(méi)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(shí)，用這種簡(jiǎn)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(xiàn)與手機之間的信號傳輸也有不小的衰減量，這樣高增益天線(xiàn)和手機之間無(wú)法實(shí)現有效地傳輸，當然也就無(wú)法通信了。解決的辦法是在傳輸途徑中插入放大器來(lái)彌補傳輸損耗，如下圖所示。

　　實(shí)踐證明，插入一個(gè)20分貝的放大器，即便是需要20－30米長(cháng)的電纜，這種裝置也還是很有效的，只要是高增益天線(xiàn)所安裝的位置信號足夠強，手機距離小天線(xiàn)1－2米，即可顯示較強的信號。但是，這樣的裝置是無(wú)法實(shí)現通信的，因為手機通信要靠?jì)蓚€(gè)傳輸通道，一個(gè)是上行通道，用來(lái)發(fā)話(huà)和應答基站指令，另一個(gè)是下行通道，用來(lái)接受基站指令和接聽(tīng)電話(huà)，這兩個(gè)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(lái)的相關(guān)指令，但是沒(méi)有上行通道手機無(wú)法應答，系統不會(huì )接通通信鏈路，整個(gè)通信就不可能實(shí)現。所以，必須在上圖所示的裝置中在增加一個(gè)傳輸通道，通信才能實(shí)現，如下圖所示。

　　不要指望用兩支室外天線(xiàn)、兩個(gè)室內天線(xiàn)、兩個(gè)放大器組成上圖的系統就能工作，實(shí)際上是行不通的。因為兩個(gè)放大器都有二十幾分貝的增益，而兩個(gè)放大器等效于通過(guò)10－30米的射頻同軸電纜、兩對天線(xiàn)之間的耦合而首尾相接，兩個(gè)放大器的總增益在五十分倍以上，大大超過(guò)無(wú)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(guò)，而下行信號放大器只允許下行信號通過(guò)，這樣，系統就可以穩定地工作了。

實(shí)用中，像圖中所示的結構，兩個(gè)室外高增益天線(xiàn)安裝起來(lái)很不方便，所以常規的手機信號放大器應該是下圖所示的結構，一支高增益室外天線(xiàn)，既是下行信號的接收天線(xiàn)，又是上行信號的發(fā)射天線(xiàn)。

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

　　2 最簡(jiǎn)單的實(shí)用型手機信號放大器

　　最簡(jiǎn)單的實(shí)用型手機放大器結構如上圖所示，由兩個(gè)選頻放大器構成，一個(gè)放大上行信號，增益20分貝以上；另一個(gè)放大下行信號，增益不低于25分貝，電原理圖如下。

　　圖中可見(jiàn)，上下行信號放大器是不對等的，原因是這兩個(gè)放大器的負擔不同。盡管手機需要接收的信號在基站傳來(lái)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(wú)論有用無(wú)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(dòng)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發(fā)射的較強的信號，毫無(wú)信號交調變壞之憂(yōu)，所以用兩個(gè)3355便足以勝任。