Introducción
La comunicación inalámbrica es crucial en diversas industrias, incluidas la minería, la construcción de túneles y la seguridad pública. Sin embargo, estos entornos presentan desafíos únicos que pueden afectar las señales de comunicación y provocar fugas en el sistema de antena. Una solución que se emplea a menudo en estos entornos es el uso de un alimentador con fugas. En este artículo, profundizaremos en qué son los sistemas de alimentación con fugas, los problemas que resuelven y cómo funcionan.
¿Qué es un sistema de alimentación con fugas?
Un sistema de alimentación con fugas se refiere a un sistema de cable caracterizado por un cable coaxial cuyo conductor exterior está parcialmente pelado y luego una abertura de ranuras que se realiza para permitir que la señal irradie. El cable se tiende a lo largo de túneles o pasillos y se conectan antenas de interconexión al cable a intervalos fijos a lo largo de su longitud. Las antenas están diseñadas para irradiar la señal entrante en un arco de 360 grados hacia las otras antenas en el mismo cable coaxial. El efecto resultante es que los túneles o corredores quedan cubiertos para formar líneas de comunicación continuas.
El problema de las antenas convencionales en túneles
En un sistema inalámbrico convencional que utiliza antenas, la señal viaja a través del espacio libre. Sin embargo, el entorno del túnel tiene muchas obstrucciones que provocan una pérdida de energía a lo largo de la distancia. Cuanto mayores sean los obstáculos en los túneles, más importantes serán las pérdidas. Los efectos de la interferencia pueden verse debilitados aún más por reflexiones a través de las paredes del túnel, bloqueo de señal y redirección de señal. Esto da como resultado una cobertura deficiente y una capacidad restringida, las comunicaciones se vuelven difíciles y esto puede ser peligroso en entornos como la minería o la seguridad.
Cómo el alimentador con fugas resuelve el problema
Un sistema de alimentación con fugas utiliza un cable radiante continuo que cubre un área extensa, brindando cobertura de comunicaciones incluso a través de obstrucciones. Al conductor central del cable coaxial (el alimentador) se le retira el aislamiento, exponiendo el conductor de protección exterior, luego se corta una serie uniforme de ranuras longitudinales en el conductor de protección exterior. A medida que las señales pasan a través del alimentador, se irradian hacia afuera a través de las ranuras externas. Las señales radiadas pueden entonces recibirse mediante antenas conectadas al alimentador. Este principio es fundamental en zonas a las que la cobertura convencional no puede llegar.
Tipos de sistemas de alimentación con fugas
Dos tipos de sistemas de alimentación con fugas que se utilizan comúnmente en la actualidad son los alimentadores con fugas analógicos y digitales.
Alimentadores analógicos con fugas
Los sistemas de alimentación analógicos con fugas emplean modulación de amplitud. El cable actúa como una antena lineal, recibe la señal del transmisor y luego la irradia uniformemente a través del cable en un arco de 360 grados. Cada sección del cable actúa como un elemento radiante independiente, y la señal se atenúa con la distancia recorrida. Esta atenuación se ve favorecida por la señal que combate los cambios de fase y frecuencia debidos a las características del túnel.
Alimentadores digitales con fugas
Un alimentador con fugas digital funciona de manera similar a un alimentador con fugas analógico. Sin embargo, la señal transmitida es digital, lo que significa que tiene una serie de unos y 0. Los alimentadores digitales con fugas abordan algunos de los problemas inherentes a los sistemas analógicos, transmitiendo señales digitales con corrección de errores que también pueden usarse para la transmisión de datos.
Beneficios del alimentador con fugas
Los alimentadores con fugas son una forma eficaz de solucionar los problemas de comunicación en túneles y obstrucciones. Tiene muchos beneficios, incluyendo:
Rentable
Los sistemas de alimentación con fugas son rentables en comparación con tecnologías como los sistemas de antenas distribuidas (DAS). Esto se debe a que requieren menos infraestructura. El sistema sólo requiere la instalación del cable en la zona a cubrir, a diferencia del DAS, que requiere múltiples antenas e infraestructura asociada.
Multiuso
Los alimentadores con fugas se pueden utilizar para diversos fines. Esto se debe a su capacidad de transportar múltiples señales a la vez. Además, se pueden utilizar para voz, datos, Wi-Fi y otros canales de comunicación, lo que los hace versátiles.
Mejora la seguridad
Los alimentadores con fugas ayudan a mejorar la seguridad en entornos peligrosos. En la minería, donde las redes subterráneas son propensas a derrumbes y otras catástrofes, la comunicación constante a través de alimentadores con fugas ayuda a mejorar la seguridad. Garantiza que las operaciones de rescate se puedan coordinar de forma más eficaz, reduciendo el tiempo de respuesta y facilitando un rescate más rápido.
Conclusión
Los alimentadores con fugas son cruciales para proporcionar cobertura inalámbrica en entornos como minas, túneles o cualquier área donde las señales de comunicación inalámbrica estén bloqueadas. Los sistemas funcionan irradiando señales desde el cable, eliminando así la pérdida de energía que se produce al propagar señales a través de obstrucciones. Son rentables y versátiles para transmitir múltiples señales a la vez. El empleo de alimentadores con fugas es crucial para garantizar la seguridad y hacer posible la comunicación en entornos cerrados o subterráneos peligrosos.
Referencias
1. Tang, B., Cheng, L. y Wu, X. (2014). Un nuevo modelo de antena alimentadora con fugas para comunicación en minas subterráneas. Progreso en la investigación electromagnética M, 35, 57-64.
2. Pau, G., Rossi, L. y Calvo, D. (2017). Alimentador con fugas para comunicaciones ferroviarias dentro de túneles: un análisis comparativo. IEEE Internet of Things Journal, 4(5), 1544-1552.
3. Ali, G., El-Sallabi, HM y El-Sherif, HM (2016). Una descripción general del sistema de comunicación del alimentador con fugas: aplicaciones, ventajas de salud y seguridad. Revista de ingeniería de Alejandría, 55(3), 2667-2673.
4. Yang, C. y Bell, M. (2018). Repensar la comunicación subterránea: desafíos y oportunidades para los sistemas de alimentación con fugas de próxima generación. Revista IEEE Communications, 56(5), 72-79.