Введение
Беспроводная связь имеет решающее значение в различных отраслях, включая горнодобывающую промышленность, прокладку туннелей и общественную безопасность. Однако в этих средах возникают уникальные проблемы, которые могут повлиять на сигналы связи, вызывая утечки в антенной системе. Одним из решений, часто используемых в таких условиях, является использование негерметичного питателя. В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое негерметичные системы подачи, проблемы, которые они решают, и как они работают.
Что такое негерметичная система подачи?
Негерметичная фидерная система относится к кабельной системе, характеризующейся коаксиальным кабелем, у которого частично зачищен внешний проводник, а затем имеются отверстия в прорезях, позволяющие сигналу излучаться. Кабель прокладывают по туннелям или коридорам, а к кабелю через фиксированные промежутки по его длине подключают соединительные антенны. Антенны предназначены для излучения входящего сигнала по дуге в 360 градусов на другие антенны того же коаксиального кабеля. В результате туннели или коридоры перекрываются, образуя непрерывные линии связи.
Проблема с обычными антеннами в туннелях
В обычной беспроводной системе, использующей антенны, сигнал распространяется через свободное пространство. Однако в туннельной среде имеется множество препятствий, которые приводят к потере энергии на расстоянии. Чем больше препятствий в туннелях, тем значительнее потери. Эффекты помех могут быть дополнительно ослаблены за счет отражений, через стены туннеля, блокировки и перенаправления сигнала. Это приводит к плохому покрытию и ограничению возможностей, связь становится затрудненной, и это может быть опасно в таких условиях, как добыча полезных ископаемых или безопасность.
Как негерметичный питатель решает проблему
В негерметичной фидерной системе используется непрерывный излучающий кабель, который покрывает обширную территорию, обеспечивая покрытие связи даже через препятствия. С центрального проводника коаксиального кабеля (фидера) снимают изоляцию, обнажая внешний экранирующий проводник, затем во внешнем экранирующем проводнике вырезают однородный набор продольных щелей. Когда сигналы проходят через фидер, они распространяются наружу через внешние слоты. Излученные сигналы затем могут быть приняты антеннами, подключенными к фидеру. Этот принцип имеет решающее значение в областях, недоступных для обычного покрытия.
Типы негерметичных питающих систем
Сегодня обычно используются два типа систем утечки: аналоговые и цифровые.
Аналоговые утечки фидеров
В аналоговых системах с утечками используется амплитудная модуляция. Кабель действует как линейная антенна, получая сигнал от передатчика и затем равномерно излучая его по кабелю по дуге в 360 градусов. Каждая секция кабеля действует как отдельный излучающий элемент, причем сигнал ослабляется с увеличением пройденного расстояния. Этому ослаблению способствует сигнал, противодействующий изменениям фазы и частоты из-за характеристик туннеля.
Цифровые утечки фидеров
Цифровой питатель с утечкой работает аналогично аналоговому питателю с утечкой. Однако передаваемый сигнал является цифровым, что означает, что он содержит последовательность единиц и 0. Цифровые фидеры с утечками решают некоторые проблемы, присущие аналоговым системам, передавая цифровые сигналы с исправлением ошибок, которые также можно использовать для передачи данных.
Преимущества негерметичного питателя
Негерметичные фидеры — эффективный способ решения проблем связи в туннелях и заграждениях. Он имеет множество преимуществ, в том числе:
Экономически эффективный
Утечочные фидерные системы экономически эффективны по сравнению с такими технологиями, как распределенные антенные системы (DAS). Это потому, что им требуется меньше инфраструктуры. Система требует только прокладки кабеля в зоне покрытия, в отличие от DAS, для которой требуется несколько антенн и связанная с ними инфраструктура.
Многоцелевой
Негерметичные кормушки можно использовать в различных целях. Это связано с их способностью передавать несколько сигналов одновременно. Кроме того, их можно использовать для передачи голоса, данных, Wi-Fi и других каналов связи, что делает их универсальными.
Повышает безопасность
Негерметичные питатели помогают повысить безопасность в опасных средах. В горнодобывающей промышленности, где подземные сети подвержены обвалам и другим катастрофам, постоянная связь через негерметичные питатели помогает повысить безопасность. Это обеспечивает более эффективную координацию спасательных операций, сокращает время реагирования и способствует более быстрому спасению.
Заключение
Утечки в фидерах имеют решающее значение для обеспечения беспроводного покрытия в таких местах, как горнодобывающая промышленность, туннели или любые другие места, где сигналы беспроводной связи блокируются. Системы работают, излучая сигналы по кабелю, тем самым исключая потери энергии, возникающие при распространении сигналов через препятствия. Они экономичны и универсальны для одновременной передачи нескольких сигналов. Использование негерметичных фидеров имеет решающее значение для обеспечения безопасности и обеспечения возможности связи в опасных подземных или закрытых помещениях.
Ссылки
1. Тан Б., Ченг Л. и Ву X. (2014). Новая модель негерметичной фидерной антенны для подземной шахтной связи. Прогресс в исследованиях в области электромагнетизма М, 35, 57-64.
2. Пау Г., Росси Л. и Кальво Д. (2017). Негерметичный фидер внутритоннельных железнодорожных коммуникаций: сравнительный анализ. Журнал IEEE Интернета вещей, 4(5), 1544-1552.
3. Али Г., Эль-Саллаби Х.М. и Эль-Шериф Х.М. (2016). Обзор системы связи с утечками на фидерах: применение, преимущества для здоровья и безопасности. Александрийский инженерный журнал, 55 (3), 2667-2673.
4. Ян К. и Белл М. (2018). Переосмысление подземной связи: проблемы и возможности для систем утечки нового поколения. Журнал IEEE Communications, 56(5), 72-79.