Zavedení
Bezdrátová komunikace je zásadní v různých průmyslových odvětvích, včetně těžby, tunelování a veřejné bezpečnosti. Tato prostředí však mají jedinečné problémy, které mohou ovlivnit komunikační signály a způsobit úniky v anténním systému. Jedním z řešení, které se v těchto nastaveních často používá, je použití netěsného podavače. V tomto článku se podíváme do hloubky na to, co jsou netěsné podavače, problémy, které řeší, a jak fungují.
Co je systém netěsného podavače?
Systém děravého napáječe se týká kabelového systému, který se vyznačuje koaxiálním kabelem, který má částečně odizolovaný vnější vodič a poté otvorem štěrbin, které umožňují vyzařování signálu. Kabel je položen podél tunelů nebo chodeb a propojovací antény jsou ke kabelu připojeny v pevných intervalech po jeho délce. Antény jsou navrženy tak, aby vyzařovaly příchozí signál v oblouku 360 stupňů k ostatním anténám na stejném koaxiálním kabelu. Výsledným efektem je, že tunely nebo chodby jsou zakryty a tvoří souvislé komunikační linky.
Problém s konvenčními anténami v tunelech
V běžném bezdrátovém systému, který využívá antény, se signál šíří volným prostorem. Prostředí tunelu má však mnoho překážek, které vedou ke ztrátě energie na vzdálenost. Čím větší překážky v tunelech, tím výraznější ztráta. Účinky rušení mohou být dále oslabeny odrazy přes stěny tunelu, blokováním signálu a přesměrováním signálu. To má za následek slabé pokrytí a omezenou schopnost, komunikace se stává obtížnou a to může být nebezpečné v prostředích, jako je těžba nebo bezpečnost.
Jak děravý podavač řeší problém
Netěsný napájecí systém používá kontinuální vyzařovací kabel, který pokrývá rozsáhlou oblast a poskytuje komunikační pokrytí i přes překážky. Centrální vodič koaxiálního kabelu (napáječ) má odstraněnou izolaci, čímž se obnaží vnější stínící vodič, poté je do vnějšího stínícího vodiče vyříznuta stejnoměrná řada podélných štěrbin. Když signály procházejí podavačem, vyzařují ven přes externí sloty. Vyzařované signály pak mohou být přijímány anténami připojenými ke zdroji. Tento princip je kritický v oblastech, kam konvenční pokrytí nedosáhne.
Typy systémů netěsných podavačů
Dva typy systémů netěsných podavačů, které se dnes běžně používají, jsou analogové a digitální netěsné podavače.
Analogové děravé podavače
Analogové systémy s únikovým podavačem využívají amplitudovou modulaci. Kabel funguje jako lineární anténa, přijímá signál z vysílače a poté jej rovnoměrně vyzařuje přes kabel po oblouku 360 stupňů. Každá část kabelu funguje jako samostatný vyzařovací prvek, přičemž signál je tlumen s ujetou vzdáleností. Tomuto útlumu napomáhá signál, který bojuje se změnami fáze a frekvence v důsledku charakteristik tunelu.
Digitální děravé podavače
Digitální netěsný podavač funguje podobně jako analogový netěsný podavač. Vysílaný signál je však digitální, což znamená, že má řadu 1s a 0s. Digitální netěsné podavače řeší některé problémy, které jsou vlastní analogovým systémům, přenášejí digitální signály s opravenou chybou, které lze také použít pro přenos dat.
Výhody Leaky Feederu
Netěsné napáječe jsou efektivním způsobem řešení problémů komunikace v tunelech a překážkách. Má mnoho výhod, včetně:
Nákladově efektivní
Netěsné napájecí systémy jsou nákladově efektivní ve srovnání s technologiemi, jako jsou distribuované anténní systémy (DAS). Je to proto, že vyžadují méně infrastruktury. Systém vyžaduje pouze instalaci kabelu v oblasti, která má být pokryta, na rozdíl od DAS, který vyžaduje více antén a související infrastrukturu.
Víceúčelové použití
Netěsná podavače lze použít k různým účelům. To je způsobeno jejich schopností přenášet více signálů najednou. Navíc je lze použít pro hlasové, datové, Wi-Fi a další komunikační kanály, díky čemuž jsou všestranné.
Zlepšuje bezpečnost
Netěsné podavače pomáhají zlepšit bezpečnost v nebezpečných prostředích. V hornictví, kde jsou podzemní sítě náchylné k závalům a jiným katastrofám, pomáhá neustálá komunikace přes netěsné přivaděče zlepšit bezpečnost. Zajišťuje efektivnější koordinaci záchranných operací, zkracuje dobu odezvy a usnadňuje rychlejší záchranu.
Závěr
Netěsné napáječe jsou klíčové pro poskytování bezdrátového pokrytí v prostředích, jako je těžba, tunely nebo jakékoli oblasti, kde jsou blokovány signály bezdrátové komunikace. Systémy fungují tak, že vyzařují signály z kabelu, čímž se eliminují ztráty energie, které přicházejí s šířením signálů přes překážky. Jsou cenově výhodné a všestranné pro přenos více signálů najednou. Použití netěsných podavačů je zásadní pro zajištění bezpečnosti a umožnění komunikace v nebezpečných podzemních nebo uzavřených prostředích.
Reference
1. Tang, B., Cheng, L., & Wu, X. (2014). Nový model děravé napájecí antény pro komunikaci v podzemních dolech. Progress In Electromagnetics Research M, 35, 57-64.
2. Pau, G., Rossi, L., & Calvo, D. (2017). Netěsný přivaděč pro železniční komunikaci v tunelu: srovnávací analýza. IEEE Internet of Things Journal, 4(5), 1544-1552.
3. Ali, G., El-Sallabi, HM, & El-Sherif, HM (2016). Přehled netěsného komunikačního systému podavače: Aplikace, zdravotní a bezpečnostní výhody. Alexandria Engineering Journal, 55(3), 2667-2673.
4. Yang, C., & Bell, M. (2018). Přehodnocení podzemní komunikace: výzvy a příležitosti pro netěsné napájecí systémy nové generace. IEEE Communications Magazine, 56(5), 72-79.