Sistemas de cable radiante para comunicaciones subterráneas y en túneles

La comunicación inalámbrica confiable puede ser difícil de mantener en instalaciones subterráneas y túneles. Las estructuras de concreto, las formaciones rocosas, el equipo metálico y las rutas largas y cerradas pueden debilitar significativamente las señales de radio convencionales. Los sistemas de feeder con fugas (leaky feeder) proporcionan una solución efectiva al combinar la transmisión de señales de RF con cobertura inalámbrica distribuida a lo largo de la ruta de comunicación.

Un sistema de feeder con fugas típicamente consta de una fuente de radio o señal, amplificadores o repetidores, divisores y acopladores, y cable de feeder con fugas. El cable se instala a lo largo de túneles, vías de minas u otras rutas definidas y actúa tanto como línea de transmisión como antena distribuida.

A diferencia del cable coaxial convencional, que está diseñado para minimizar la radiación electromagnética, el cable de feeder con fugas incorpora aberturas controladas o estructuras especialmente diseñadas en su conductor exterior. Estas características permiten que una parte de la energía de RF se acople al área circundante a medida que la señal viaja a lo largo del cable.

El resultado es una zona de cobertura continua o relativamente uniforme a lo largo de la ruta del cable. Los dispositivos inalámbricos ubicados cerca del cable pueden comunicarse con el sistema de radio sin requerir una antena separada en cada punto de cobertura.

Dado que las señales de RF también experimentan atenuación a medida que viajan a través del cable, los sistemas largos pueden requerir amplificadores o repetidores para compensar la pérdida de señal y mantener una cobertura adecuada. Por lo tanto, el diseño del sistema debe considerar la atenuación del cable, la frecuencia de operación, la pérdida de acoplamiento, la longitud del sistema, el espaciado de los amplificadores y el nivel de cobertura requerido.

Los sistemas de feeder con fugas se asocian ampliamente con entornos donde la propagación inalámbrica convencional es difícil.

• Minas subterráneas: En entornos mineros, los sistemas de feeder con fugas pueden soportar comunicaciones de voz, coordinación operativa, comunicaciones de emergencia y comunicaciones con vehículos o personal que trabaja en el subsuelo.

• Túneles de ferrocarril y metro: Pueden proporcionar cobertura de radio para operaciones de trenes, equipos de mantenimiento, servicios de emergencia y otros requisitos de comunicación a lo largo de secciones de túneles largas.

• Túneles de carretera: Los túneles de autopistas y urbanos pueden utilizar sistemas de feeder con fugas para comunicaciones de radio, servicios de seguridad pública, respuesta a emergencias y comunicaciones operativas.

• Otras instalaciones cerradas: Se pueden considerar sistemas similares para áreas de estacionamiento subterráneo, instalaciones industriales, túneles de servicios públicos y otros lugares donde los obstáculos estructurales dificultan el despliegue de antenas convencionales.

Un sistema de feeder con fugas confiable requiere más que simplemente instalar cable a lo largo de un túnel. Los ingenieros deben evaluar el rango de frecuencia requerido, la atenuación del cable, las características de acoplamiento, la geometría del túnel, el entorno de instalación, la distancia de cobertura y la potencia de RF disponible.

Los requisitos mecánicos y ambientales también son importantes, particularmente en minas y túneles de transporte donde los cables pueden estar expuestos a humedad, polvo, vibraciones, cambios de temperatura, impacto mecánico u otras condiciones adversas.

Al proporcionar una distribución de RF controlada a lo largo de una ruta física, los sistemas de feeder con fugas ofrecen un enfoque práctico para la comunicación inalámbrica en entornos subterráneos y de túneles donde la cobertura inalámbrica convencional puede ser difícil de lograr.