Úvod
Bezdrôtová komunikácia je kľúčová v rôznych priemyselných odvetviach vrátane baníctva, tunelovania a verejnej bezpečnosti. Tieto prostredia však majú jedinečné problémy, ktoré môžu ovplyvniť komunikačné signály a spôsobiť netesnosti v anténnom systéme. Jedným z riešení, ktoré sa často používa v týchto nastaveniach, je použitie netesného podávača. V tomto článku pôjdeme do hĺbky o tom, čo sú netesné podávacie systémy, aké problémy riešia a ako fungujú.
Čo je systém netesného podávača?
Netesný napájací systém sa týka káblového systému, ktorý sa vyznačuje koaxiálnym káblom, ktorý má čiastočne odizolovaný vonkajší vodič a potom otvor štrbín, ktorý umožňuje vyžarovanie signálu. Kábel je položený pozdĺž tunelov alebo chodieb a prepojovacie antény sú pripojené ku káblu v pevných intervaloch pozdĺž jeho dĺžky. Antény sú navrhnuté tak, aby vyžarovali prichádzajúci signál v oblúku 360 stupňov k ostatným anténam na rovnakom koaxiálnom kábli. Výsledným efektom je, že tunely alebo chodby sú zakryté a vytvárajú súvislé komunikačné linky.
Problém s konvenčnými anténami v tuneloch
V bežnom bezdrôtovom systéme, ktorý využíva antény, sa signál šíri voľným priestorom. Prostredie tunela má však veľa prekážok, ktoré vedú k strate energie na vzdialenosť. Čím väčšie prekážky v tuneloch, tým výraznejšia strata. Účinky rušenia môžu byť ďalej oslabené odrazmi cez steny tunela, blokovaním signálu a presmerovaním signálu. To má za následok slabé pokrytie a obmedzujúce možnosti, komunikácia sa stáva obtiažnou a to môže byť nebezpečné v nastaveniach, ako je ťažba alebo bezpečnosť.
Ako netesný podávač rieši problém
Netesný napájací systém využíva súvislý vyžarovací kábel, ktorý pokrýva rozsiahlu oblasť a poskytuje komunikačné pokrytie aj cez prekážky. Centrálny vodič koaxiálneho kábla (napájač) má odstránenú izoláciu, čím sa odkryje vonkajší tieniaci vodič, potom sa do vonkajšieho tieniaceho vodiča vyreže rovnomerné pole pozdĺžnych štrbín. Keď signály prechádzajú cez podávač, vyžarujú sa von cez externé sloty. Vyžarované signály potom môžu byť prijímané anténami pripojenými na napájač. Tento princíp je kritický v oblastiach, ktoré konvenčné pokrytie nemôže dosiahnuť.
Typy systémov netesných podávačov
Dva typy systémov netesných podávačov, ktoré sa dnes bežne používajú, sú analógové a digitálne netesné podávače.
Analógové netesné podávače
Analógové netesné podávacie systémy využívajú amplitúdovú moduláciu. Kábel funguje ako lineárna anténa, prijíma signál z vysielača a potom ho rovnomerne vyžaruje cez kábel v oblúku 360 stupňov. Každá časť kábla pôsobí ako samostatný vyžarovací prvok, pričom signál sa tlmí s prejdenou vzdialenosťou. Tomuto útlmu napomáha signál potláčajúci zmeny fázy a frekvencie v dôsledku charakteristík tunela.
Digitálne netesné podávače
Digitálny netesný podávač funguje podobne ako analógový netesný podávač. Vysielaný signál je však digitálny, čo znamená, že má sériu 1s a 0s. Digitálne netesné podávače riešia niektoré problémy, ktoré sú vlastné analógovým systémom, prenášajú digitálne signály s opravou chýb, ktoré možno použiť aj na prenos údajov.
Výhody netesného podávača
Netesné napájače sú efektívnym spôsobom riešenia problémov komunikácie v tuneloch a prekážkach. Má veľa výhod, vrátane:
Nákladovo efektívne
Netesné napájacie systémy sú nákladovo efektívne v porovnaní s technológiami, ako sú distribuované anténne systémy (DAS). Je to preto, že vyžadujú menšiu infraštruktúru. Systém vyžaduje iba inštaláciu kábla v oblasti, ktorá má byť pokrytá, na rozdiel od DAS, ktorý vyžaduje viacero antén a súvisiacu infraštruktúru.
Viacnásobné použitie
Netesné podávače sa dajú použiť na rôzne účely. Je to kvôli ich schopnosti prenášať viacero signálov naraz. Okrem toho ich možno použiť pre hlasové, dátové, Wi-Fi a iné komunikačné kanály, vďaka čomu sú všestranné.
Zlepšuje bezpečnosť
Netesné podávače pomáhajú zlepšiť bezpečnosť v nebezpečných prostrediach. V baníctve, kde sú podzemné siete náchylné na závaly a iné katastrofy, neustála komunikácia cez netesné privádzače pomáha zvyšovať bezpečnosť. Zabezpečuje, že záchranné operácie možno koordinovať efektívnejšie, skracuje čas odozvy a uľahčuje rýchlejšiu záchranu.
Záver
Netesné napájače sú rozhodujúce pre poskytovanie bezdrôtového pokrytia v nastaveniach, ako je baníctvo, tunely alebo akékoľvek oblasti, kde sú blokované signály bezdrôtovej komunikácie. Systémy fungujú tak, že vyžarujú signály z kábla, čím eliminujú stratu energie, ktorá prichádza so šírením signálov cez prekážky. Sú cenovo výhodné a všestranné na prenos viacerých signálov naraz. Použitie netesných napájačov je kľúčové pre zaistenie bezpečnosti a umožnenie komunikácie v nebezpečných podzemných alebo uzavretých prostrediach.
Referencie
1. Tang, B., Cheng, L., & Wu, X. (2014). Nový model deravej napájacej antény pre komunikáciu v podzemných baniach. Progress In Electromagnetics Research M, 35, 57-64.
2. Pau, G., Rossi, L., & Calvo, D. (2017). Netesný napájač pre železničnú komunikáciu v tuneli: porovnávacia analýza. IEEE Internet of Things Journal, 4(5), 1544-1552.
3. Ali, G., El-Sallabi, HM, & El-Sherif, HM (2016). Prehľad netesného komunikačného systému podávača: aplikácie, zdravotné a bezpečnostné výhody. Alexandria Engineering Journal, 55(3), 2667-2673.
4. Yang, C. a Bell, M. (2018). Prehodnotenie podzemnej komunikácie: výzvy a príležitosti pre netesné napájacie systémy novej generácie. IEEE Communications Magazine, 56(5), 72-79.