自制手機信號放大器

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，手機信號單單經過放大是不能改善信號質量的。信號質量，在很大程度上取絕于信噪比，信噪比指標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，手機用戶往往會拿著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，架設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使用者常呆的地方并連接手機，這樣，在沒有信號的地方使用手機就成為可能的了。

改善信號質量有兩個途徑，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。所以，提高信號質量最有效的途徑是設法提高天線的輸出。但是，天線的輸出取決于信號場強，只要手機天線所處的位置確定，那么，無論用什么方法來改善信號質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量的信號，必須解決高增益天線與手機無線連接的問題。

　　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，內部幾乎沒有信號，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題。

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

　　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之間無法實現有效地傳輸，當然也就無法通信了。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通信的，因為手機通信要靠兩個傳輸通道，一個是上行通道，用來發話和應答基站指令，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來的相關指令，但是沒有上行通道手機無法應答，系統不會接通通信鏈路，整個通信就不可能實現。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，如下圖所示。

　　不要指望用兩支室外天線、兩個室內天線、兩個放大器組成上圖的系統就能工作，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，系統就可以穩定地工作了。

實用中，像圖中所示的結構，兩個室外高增益天線安裝起來很不方便，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，既是下行信號的接收天線，又是上行信號的發射天線。

　　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與處于室內弱（無）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改善信號質量，徒勞的。