giriiş
Kablosuz iletişim, madencilik, tünel açma ve kamu güvenliği dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde çok önemlidir. Ancak bu ortamların iletişim sinyallerini etkileyebilecek ve anten sisteminde sızıntılara neden olabilecek benzersiz zorlukları vardır. Bu ortamlarda sıklıkla kullanılan çözümlerden biri, sızdıran bir besleyicinin kullanılmasıdır. Bu yazımızda sızdıran besleyici sistemlerin neler olduğu, çözdüğü sorunlar ve nasıl çalıştıkları konusunu derinlemesine inceleyeceğiz.
Sızdıran Besleme Sistemi Nedir?
Sızdıran bir besleme sistemi, dış iletkeni kısmen soyulmuş bir koaksiyel kablo ve ardından sinyalin yayılmasına izin vermek için yapılan yuvaların açıklığı ile karakterize edilen bir kablo sistemini ifade eder. Kablo tüneller veya koridorlar boyunca döşenir ve kabloya uzunluğu boyunca sabit aralıklarla ara bağlantı antenleri bağlanır. Antenler, gelen sinyali 360 derecelik bir yay üzerinden aynı koaksiyel kablo üzerindeki diğer antenlere yayacak şekilde tasarlanmıştır. Ortaya çıkan etki, tünellerin veya koridorların sürekli iletişim hatları oluşturacak şekilde kaplanmasıdır.
Tünellerdeki Konvansiyonel Antenlerle İlgili Sorun
Anten kullanan geleneksel bir kablosuz sistemde sinyal boş alandan geçer. Ancak tünel ortamında mesafe boyunca enerji kaybına yol açan birçok engel bulunmaktadır. Tünellerdeki engeller ne kadar büyük olursa kayıp da o kadar büyük olur. Parazitin etkileri, tünel duvarları aracılığıyla yansımalar, sinyal engelleme ve sinyal yeniden yönlendirme yoluyla daha da zayıflatılabilir. Bu, kapsama alanının zayıf olmasına ve kapasitenin kısıtlanmasına neden olur, iletişim zorlaşır ve bu, madencilik veya güvenlik gibi ortamlarda tehlikeli olabilir.
Sızdıran Besleyici Sorunu Nasıl Çözer?
Sızdıran bir besleme sistemi, geniş bir alanı kaplayan ve engeller olsa bile iletişim kapsama alanı sağlayan sürekli yayılan bir kablo kullanır. Koaksiyel kablonun (besleyici) merkezi iletkeninin izolasyonu çıkarılarak dış koruyucu iletken açığa çıkarılır, ardından dış koruyucu iletkene tekdüze bir dizi uzunlamasına yarık kesilir. Sinyaller besleyiciden geçerken harici yuvalardan dışarı doğru yayılır. Yayılan sinyaller daha sonra besleyiciye bağlanan antenler tarafından alınabilir. Bu prensip, geleneksel kapsama alanının ulaşamadığı alanlarda kritik öneme sahiptir.
Sızdıran Besleyici Sistem Türleri
Günümüzde yaygın olarak kullanılan iki tür sızdıran besleyici sistemi, analog ve dijital sızdıran besleyicilerdir.
Analog Sızdıran Besleyiciler
Analog sızdıran besleyici sistemleri genlik modülasyonu kullanır. Kablo, vericiden sinyali alan ve daha sonra onu 360 derecelik bir yay boyunca kablo boyunca eşit şekilde yayan doğrusal bir anten görevi görür. Kablonun her bir bölümü, kat edilen mesafeye bağlı olarak sinyalin zayıflamasıyla birlikte, ayrı bir yayma elemanı görevi görür. Bu zayıflamaya, tünelin özelliklerinden dolayı faz ve frekanstaki değişikliklerle mücadele eden sinyal yardımcı olur.
Dijital Sızdıran Besleyiciler
Dijital sızdıran besleyici, analog sızdıran besleyiciye benzer şekilde çalışır. Ancak iletilen sinyal dijitaldir, yani 1'ler ve 0'lerden oluşan bir diziye sahiptir. Dijital sızdıran besleyiciler, veri iletimi için de kullanılabilen, hatası düzeltilmiş dijital sinyaller ileterek analog sistemlerde bulunan bazı sorunları giderir.
Sızdıran Besleyicinin Faydaları
Sızdıran besleyiciler tünellerde ve engellerde iletişim sorunlarını çözmenin etkili bir yoludur. Aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok faydası vardır:
Uygun maliyetli
Sızdıran besleyici sistemleri, dağıtılmış anten sistemleri (DAS) gibi teknolojilerle karşılaştırıldığında uygun maliyetlidir. Bunun nedeni daha az altyapıya ihtiyaç duymalarıdır. Sistem, birden fazla anten ve ilgili altyapı gerektiren DAS'ın aksine, yalnızca kapsanacak alana kablonun kurulmasını gerektirir.
Çoklu kullanım
Sızdıran besleyiciler çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Bunun nedeni aynı anda birden fazla sinyali taşıyabilme yetenekleridir. Ayrıca ses, veri, Wi-Fi ve diğer iletişim kanalları için de kullanılabilmeleri onları çok yönlü hale getiriyor.
Güvenliği artırır
Sızdıran besleyiciler tehlikeli ortamlarda güvenliğin artırılmasına yardımcı olur. Yeraltı ağlarının çökmelere ve diğer felaketlere eğilimli olduğu madencilikte, sızdıran besleyiciler aracılığıyla sürekli iletişim güvenliğin artırılmasına yardımcı olur. Kurtarma operasyonlarının daha etkili bir şekilde koordine edilebilmesini sağlar, müdahale süresini kısaltır ve daha hızlı kurtarmayı kolaylaştırır.
Çözüm
Sızdıran besleyiciler, madencilik, tüneller veya kablosuz iletişim sinyallerinin engellendiği herhangi bir alan gibi ortamlarda kablosuz kapsama alanı sağlamak için çok önemlidir. Sistemler kablodan sinyal yayarak çalışır ve böylece sinyallerin engellerden geçmesiyle ortaya çıkan enerji kaybını ortadan kaldırır. Aynı anda birden fazla sinyali iletmek için uygun maliyetli ve çok yönlüdürler. Sızdıran besleyicilerin kullanılması, güvenliğin sağlanması ve tehlikeli yer altı veya kapalı ortamlarda iletişimi mümkün kılmak açısından çok önemlidir.
Referanslar
1. Tang, B., Cheng, L. ve Wu, X. (2014). Yeraltı maden iletişimi için yeni bir sızdıran besleyici anten modeli. Elektromanyetik Araştırmalarında İlerleme M, 35, 57-64.
2. Pau, G., Rossi, L. ve Calvo, D. (2017). Tünel içi demiryolu iletişimi için sızdıran besleyici: karşılaştırmalı bir analiz. IEEE Nesnelerin İnterneti Dergisi, 4(5), 1544-1552.
3. Ali, G., El-Sallabi, HM ve El-Sherif, HM (2016). Sızdıran Besleyici İletişim Sistemine Genel Bakış: Uygulamalar, Sağlık ve Güvenlik Avantajları. İskenderiye Mühendislik Dergisi, 55(3), 2667-2673.
4.Yang, C. ve Bell, M. (2018). Yeraltı iletişimini yeniden düşünmek: yeni nesil sızdıran besleyici sistemleri için zorluklar ve fırsatlar. IEEE Communications Magazine, 56(5), 72-79.