Sissejuhatus
Traadita side on otsustava tähtsusega erinevates tööstusharudes, sealhulgas kaevandamises, tunnelite rajamises ja avalikus ohutuses. Nendel keskkondadel on aga ainulaadsed väljakutsed, mis võivad mõjutada sidesignaale, põhjustades lekkeid antennisüsteemis. Üks nendes seadetes sageli kasutatav lahendus on lekkiva sööturi kasutamine. Selles artiklis käsitleme põhjalikult, mis on lekkivad toitesüsteemid, millised probleemid need lahendavad ja kuidas need töötavad.
Mis on lekkiv sööturisüsteem?
Lekkiv toitesüsteem viitab kaablisüsteemile, mida iseloomustab koaksiaalkaabel, mille välimine juht on osaliselt eemaldatud, ja seejärel pilude avamine, mis tehakse signaali kiirgamiseks. Kaabel paigaldatakse piki tunneleid või koridore ning kaabli külge ühendatakse ühendusantennid kindlate intervallidega kogu pikkuses. Antennid on ette nähtud kiirgama sissetulevat signaali 360-kraadise kaare ümber teistele sama koaksiaalkaabli antennidele. Selle tulemusena kaetakse tunnelid või koridorid pidevate sideliinide moodustamiseks.
Probleem tavapäraste antennidega tunnelites
Tavalises antenne kasutavas traadita süsteemis liigub signaal läbi vaba ruumi. Tunneli keskkonnas on aga palju takistusi, mis põhjustavad vahemaa tagant energiakadu. Mida suuremad on takistused tunnelites, seda suurem on kaotus. Häirete mõju võivad veelgi nõrgendada peegeldused tunneli seinte kaudu, signaali blokeerimine ja signaali ümbersuunamine. Selle tulemuseks on halb levi ja piirangud, side muutub keeruliseks ja see võib olla ohtlik sellistes seadetes nagu kaevandamine või ohutus.
Kuidas lekkiv söötja probleemi lahendab
Lekkiv toitesüsteem kasutab pidevat kiirgavat kaablit, mis katab ulatusliku ala, pakkudes side levi isegi takistuste korral. Koaksiaalkaabli keskjuhi (sööturi) isolatsioon on eemaldatud, paljastades välimise varjestusjuhi, seejärel lõigatakse välimisse varjestusjuhtmesse ühtlane pikisuunaliste pilude hulk. Kui signaalid läbivad sööturit, kiirgavad need väliste pilude kaudu väljapoole. Seejärel saab kiirgavaid signaale vastu võtta feederiga ühendatud antennidega. See põhimõte on kriitilise tähtsusega piirkondades, kuhu tavapärane katvus ei ulatu.
Lekkivate sööturisüsteemide tüübid
Tänapäeval tavaliselt kasutatavad kahte tüüpi lekkivad toitesüsteemid on analoog- ja digitaalsed lekkivad söötjad.
Lekkivad analoogsööturid
Analoogsed lekkivad toitesüsteemid kasutavad amplituudmodulatsiooni. Kaabel toimib lineaarse antennina, võttes vastu saatjalt signaali ja seejärel kiirgades seda ühtlaselt läbi kaabli 360 kraadise kaare ulatuses. Iga kaabli osa toimib eraldi kiirgava elemendina, kusjuures signaal nõrgeneb läbitud vahemaaga. Seda sumbumist aitab signaal, mis võitleb tunneli omadustest tulenevate faasi- ja sagedusmuutuste vastu.
Digitaalsed lekkivad söötjad
Digitaalne lekkiv feeder töötab analoogselt lekkiva analoogsööturiga. Kuid edastatav signaal on digitaalne, mis tähendab, et sellel on 1-de ja 0-de jada. Digitaalsed lekkivad söötjad lahendavad mõningaid analoogsüsteemidele omaseid probleeme, edastades veaparandatud digitaalseid signaale, mida saab kasutada ka andmeedastuseks.
Lekkiva sööturi eelised
Lekkivad söötjad on tõhus viis tunnelites ja takistustes esinevate sideprobleemide lahendamiseks. Sellel on palju eeliseid, sealhulgas:
Kuluefektiivne
Lekkivad toitesüsteemid on kulutõhusad võrreldes tehnoloogiatega, nagu hajutatud antennisüsteemid (DAS). Seda seetõttu, et nad vajavad vähem infrastruktuuri. Süsteem nõuab ainult kaabli paigaldamist kaetavasse piirkonda, erinevalt DAS-ist, mis nõuab mitut antenni ja sellega seotud infrastruktuuri.
Mitmeotstarbeline
Lekkivaid sööteseadmeid saab kasutada erinevatel eesmärkidel. See on tingitud nende võimest edastada mitut signaali korraga. Lisaks saab neid kasutada kõne-, andme-, WiFi- ja muude sidekanalite jaoks, muutes need mitmekülgseks.
Parandab ohutust
Lekkivad söötjad aitavad parandada ohutust ohtlikes keskkondades. Kaevandamisel, kus maa-alused võrgud on altid koobastele ja muudele katastroofidele, aitab pidev side lekkivate sööturite kaudu ohutust parandada. See tagab päästeoperatsioonide tõhusama koordineerimise, lühendades reageerimisaega ja hõlbustades kiiremat päästmist.
Järeldus
Lekkivad söötjad on üliolulised traadita side pakkumiseks sellistes kohtades nagu kaevandus, tunnelid või mis tahes ala, kus traadita side signaalid on blokeeritud. Süsteemid töötavad kaablist signaale kiirgades, välistades sellega energiakadu, mis tuleneb signaalide levimisest takistuste kaudu. Need on kulutõhusad ja mitmekülgsed mitme signaali korraga edastamiseks. Lekkivate sööturite kasutamine on ohutuse tagamisel ja ohtlikes maa-aluses või suletud keskkonnas suhtlemise võimaldamiseks ülioluline.
Viited
1. Tang, B., Cheng, L. ja Wu, X. (2014). Uus lekkiv fiiderantenni mudel maa-aluse kaevanduse sidepidamiseks. Progress In Electromagnetics Research M, 35, 57-64.
2. Pau, G., Rossi, L., & Calvo, D. (2017). Tunnelisiseste raudteeside lekkiv feeder: võrdlev analüüs. IEEE Internet of Things Journal, 4(5), 1544-1552.
3. Ali, G., El-Sallabi, HM ja El-Sherif, HM (2016). Lekkiva sööturi sidesüsteemi ülevaade: rakendused, tervise- ja ohutuseelised. Alexandria Engineering Journal, 55(3), 2667-2673.
4. Yang, C. ja Bell, M. (2018). Maa-aluse kommunikatsiooni ümbermõtestamine: järgmise põlvkonna lekkivate toitesüsteemide väljakutsed ja võimalused. IEEE Communications Magazine, 56(5), 72-79.