أنظمة كابلات التغذية المتسربة للاتصالات تحت الأرض وفي الأنفاق

قد يكون من الصعب الحفاظ على اتصالات لاسلكية موثوقة في المنشآت والأنفاق الموجودة تحت الأرض. يمكن للهياكل الخرسانية والتكوينات الصخرية والمعدات المعدنية والطرق المغلقة الطويلة أن تضعف بشكل كبير إشارات الراديو التقليدية. توفر أنظمة التغذية المتسربة حلاً فعالاً من خلال الجمع بين نقل إشارات التردد اللاسلكي والتغطية اللاسلكية الموزعة على طول مسار الاتصال.

يتكون نظام التغذية المتسرب عادةً من مصدر راديو أو إشارة، ومكبرات صوت أو مكررات، ومقسمات وقارنات، وكابل تغذية متسرب. يتم تثبيت الكابل على طول الأنفاق أو طرق المناجم أو غيرها من الطرق المحددة ويعمل كخط نقل وهوائي موزع.

على عكس الكابلات المحورية التقليدية، والتي تم تصميمها لتقليل الإشعاع الكهرومغناطيسي، يتضمن كابل التغذية المتسرب فتحات يمكن التحكم فيها أو هياكل مصممة خصيصًا في موصلها الخارجي. تسمح هذه الميزات بدمج جزء من طاقة التردد اللاسلكي في المنطقة المحيطة أثناء انتقال الإشارة عبر الكابل.

والنتيجة هي منطقة تغطية مستمرة أو موحدة نسبيًا على طول مسار الكابل. يمكن للأجهزة اللاسلكية الموجودة بالقرب من الكابل الاتصال بنظام الراديو دون الحاجة إلى هوائي منفصل في كل نقطة تغطية.

ونظرًا لأن إشارات التردد اللاسلكي تتعرض أيضًا للتوهين أثناء انتقالها عبر الكابل، فقد تتطلب الأنظمة الطويلة مكبرات صوت أو مكررات للتعويض عن فقدان الإشارة والحفاظ على تغطية كافية. ولذلك يحتاج تصميم النظام إلى الأخذ في الاعتبار توهين الكابل، وتردد التشغيل، وفقدان الاقتران، وطول النظام، وتباعد مكبر الصوت، ومستوى التغطية المطلوب.

ترتبط أنظمة التغذية المتسربة على نطاق واسع بالبيئات التي يصعب فيها الانتشار اللاسلكي التقليدي.

• المناجم الجوفية:في بيئات التعدين، يمكن لأنظمة التغذية المتسربة أن تدعم الاتصالات الصوتية، والتنسيق التشغيلي، والاتصالات في حالات الطوارئ، والتواصل مع المركبات أو الأفراد الذين يعملون تحت الأرض.

• أنفاق السكك الحديدية والمترو:يمكنهم توفير تغطية لاسلكية لعمليات القطارات وفرق الصيانة وخدمات الطوارئ ومتطلبات الاتصالات الأخرى على طول أقسام الأنفاق الطويلة.

• أنفاق الطرق:قد تستخدم أنفاق الطرق السريعة والأنفاق الحضرية أنظمة تغذية متسربة للاتصالات اللاسلكية وخدمات السلامة العامة والاستجابة لحالات الطوارئ والاتصالات التشغيلية.

• المرافق المغلقة الأخرى:ويمكن النظر في أنظمة مماثلة لمناطق وقوف السيارات تحت الأرض، والمرافق الصناعية، وأنفاق المرافق، وغيرها من المواقع التي تجعل العوائق الهيكلية من نشر الهوائي التقليدي أمرًا صعبًا.

يتطلب نظام التغذية المتسرب الموثوق به أكثر من مجرد تركيب كابل على طول النفق. يحتاج المهندسون إلى تقييم نطاق التردد المطلوب، وتوهين الكابل، وخصائص الاقتران، وهندسة النفق، وبيئة التثبيت، ومسافة التغطية، وقدرة التردد اللاسلكي المتاحة.

تعد المتطلبات الميكانيكية والبيئية مهمة أيضًا، خاصة في المناجم وأنفاق النقل حيث قد تتعرض الكابلات للرطوبة أو الغبار أو الاهتزازات أو التغيرات في درجات الحرارة أو التأثير الميكانيكي أو غيرها من الظروف القاسية.

من خلال توفير توزيع التردد اللاسلكي المتحكم فيه على طول المسار المادي، توفر أنظمة التغذية المتسربة أسلوبًا عمليًا للاتصالات اللاسلكية في بيئات تحت الأرض والأنفاق حيث قد يكون من الصعب تحقيق التغطية اللاسلكية التقليدية.