Indledning
Trådløs kommunikation er afgørende i forskellige industrier, herunder minedrift, tunneldrift og offentlig sikkerhed. Disse miljøer har dog unikke udfordringer, der kan påvirke kommunikationssignaler, hvilket forårsager utætheder i antennesystemet. En løsning, der ofte anvendes i disse indstillinger, er brugen af en utæt feeder. I denne artikel vil vi gå i dybden med, hvad utætte fodersystemer er, de problemer, de løser, og hvordan de fungerer.
Hvad er et utæt fødesystem?
Et utæt feeder-system refererer til et kabelsystem, der er karakteriseret ved et koaksialkabel, der har sin ydre leder strippet delvist og derefter en åbning af slidser, der er lavet for at tillade signalet at udstråle. Kablet lægges langs tunnelerne eller korridorerne, og forbindelsesantenner er forbundet til kablet med faste intervaller langs dets længde. Antennerne er designet til at udsende det indkommende signal over en bue på 360 grader til de andre antenner på det samme koaksialkabel. Den resulterende effekt er, at tunnelerne eller korridorerne er dækket til at danne kontinuerlige kommunikationslinjer.
Problemet med konventionelle antenner i tunneler
I et konventionelt trådløst system, der bruger antenner, bevæger signalet sig gennem det frie rum. Tunnelmiljøet har dog en masse forhindringer, der fører til et tab af energi over afstand. Jo større forhindringer i tunneler, jo større er tabet. Virkningerne af interferens kan svækkes yderligere af refleksioner gennem tunnelvæggene, signalblokering og signalomdirigering. Dette resulterer i dårlig dækning og begrænsende kapacitet, kommunikation bliver vanskelig, og dette kan være farligt i indstillinger som minedrift eller sikkerhed.
Hvordan Leaky Feeder løser problemet
Et utæt feeder-system bruger et kontinuerligt udstrålende kabel, der dækker et stort område og giver kommunikationsdækning selv gennem forhindringer. Den centrale leder af koaksialkablet (føderen) har sin isolering fjernet, hvilket blotlægger den ydre afskærmningsleder, hvorefter en ensartet række af langsgående slidser skæres ind i den ydre afskærmningsleder. Når signaler passerer gennem feederen, stråler de udad gennem de eksterne slidser. De udstrålede signaler kan derefter modtages af antenner, der er tilsluttet til feederen. Dette princip er kritisk i områder, som konventionel dækning ikke kan nå.
Typer af utætte fodersystemer
To typer utætte feeder-systemer, der almindeligvis anvendes i dag, er analoge og digitale utætte feeders.
Analoge utætte foderautomater
Analoge utætte fødesystemer anvender amplitudemodulation. Kablet fungerer som en lineær antenne, der modtager signalet fra senderen og derefter udstråler det jævnt gennem kablet over en bue på 360 grader. Hver sektion af kablet fungerer som et separat udstrålende element, hvor signalet dæmpes med tilbagelagt afstand. Denne dæmpning er hjulpet af signalet, der bekæmper ændringer i fase og frekvens på grund af tunnelens karakteristika.
Digitale utætte feedere
En digital utæt feeder fungerer på samme måde som en analog utæt feeder. Det transmitterede signal er dog digitalt, hvilket betyder, at det har en serie på 1'ere og 0'ere. Digitale utætte feeders løser nogle af de problemer, der er forbundet med analoge systemer, og sender fejlkorrigerede digitale signaler, der også kan bruges til datatransmission.
Fordele ved Leaky Feeder
Utætte feeders er en effektiv måde at løse problemerne med kommunikation i tunneler og forhindringer på. Det har en masse fordele, herunder:
Omkostningseffektiv
Utætte fødesystemer er omkostningseffektive sammenlignet med teknologier, såsom distribuerede antennesystemer (DAS). Dette skyldes, at de kræver mindre infrastruktur. Systemet kræver kun installation af kablet i det område, der skal dækkes, i modsætning til DAS, som kræver flere antenner og tilhørende infrastruktur.
Multibrug
Utætte foderautomater kan bruges til forskellige formål. Dette skyldes deres evne til at bære flere signaler på én gang. Derudover kan de bruges til tale, data, Wi-Fi og andre kommunikationskanaler, hvilket gør dem alsidige.
Forbedrer sikkerheden
Utætte foderautomater hjælper med at forbedre sikkerheden i farlige miljøer. Inden for minedrift, hvor underjordiske netværk er tilbøjelige til huler og andre katastrofer, hjælper den konstante kommunikation via utætte feeders til at forbedre sikkerheden. Det sikrer, at redningsaktioner kan koordineres mere effektivt, reducerer responstiden og letter en hurtigere redning.
Konklusion
Utætte feedere er afgørende for at give trådløs dækning i indstillinger som minedrift, tunneler eller ethvert område, hvor trådløse kommunikationssignaler er blokeret. Systemerne fungerer ved at udsende signaler fra kabel, og derved eliminere tabet af energi, der følger med udbredelse af signaler gennem forhindringer. De er omkostningseffektive og alsidige til at sende flere signaler på én gang. Anvendelse af utætte foderautomater er afgørende for at sikre sikkerhed og gøre kommunikation mulig i farlige underjordiske eller lukkede omgivelser.
Referencer
1. Tang, B., Cheng, L., & Wu, X. (2014). En ny utæt feeder-antennemodel til underjordisk minekommunikation. Progress In Electromagnetics Research M, 35, 57-64.
2. Pau, G., Rossi, L., & Calvo, D. (2017). Utæt feeder til jernbanekommunikation i tunnelen: en sammenlignende analyse. IEEE Internet of Things Journal, 4(5), 1544-1552.
3. Ali, G., El-Sallabi, HM, & El-Sherif, HM (2016). En oversigt over utætte feederkommunikationssystem: applikationer, sundheds- og sikkerhedsfordele. Alexandria Engineering Journal, 55(3), 2667-2673.
4. Yang, C., & Bell, M. (2018). Nytænkning af underjordisk kommunikation: udfordringer og muligheder for næste generations utætte feeder-systemer. IEEE Communications Magazine, 56(5), 72-79.