通过辐射线缆解决复杂的无线通讯问题

发布时间：2014-01-12 作者：Jim Ralston Gary Enstad

        无线通讯依靠天线来传输和接收RF（射频）信号。因为传输信号类型和频率的不同，天线的形状和尺寸也多种多样。对于这个问题，人们总是把它类比成用洒水器给花园浇水。
        中心喷嘴向各个方向的喷洒水量都是相同的，这就和全向天线一样。信号从中心点向各个方向移动，而有向天线将信号集中在某一个方向上，就像是洒水器发射了一个水柱。喷射的距离可以更远，但是只能覆盖一个较小的区域。
        最新的一种灌溉技术可以使用多孔软管，水从管中滴落，这样水就能够渗透到不同的地方，覆盖更大的面积。在最关键区域安装这种软管，就能够很好地控制灌溉。无线通讯也是同样的道理，采用特殊的线缆作为特殊地区的连续天线，在接收RF信号的时候同时也可以传输信号。

■ 线缆屏蔽层中的槽孔允许信号溢出。

        辐射线缆（radiating cable）可以替代传统的RF天线系统，它能克服RF设计中遇到的问题，尤其是在移动环境的某些特定情况下，比如装配架、桥式起重机和自动导引车（AGV）等。可以考虑采用辐射线缆的应用包括：局限空间中的通讯、流程中的蛇形隧道以及需要稳定的RF信号阈值的大型单轨系统。
        辐射线缆技术，也被称为漏泄馈线（leaky feeder），已经在双向低频无线电应用中使用了几十年。高速公路和铁路隧道一般使用这项技术作为紧急无线电通讯，最近还将它用于蜂窝电话连接。此外，这项技术也应用在矿山当中，用于地下的声音传递。现在，像带有快速漫游功能的802.11n之类的高速无线技术，也得益于辐射线缆系统，并将自动化网络扩展到无线设备当中。
        辐射线缆在很多方面与标准离散天线很相似。射频的能量通过线缆传输，信号也是如此。然而，辐射线缆并没有增益。当线缆更长的时候，信号就会减弱。同轴线缆屏蔽层中的槽孔位于绝缘体下方，可以沿着线缆方向传送以及接收射频信号。这就相当于创建了一条灵活的、长度超过100米的射频天线。
        和更多传统天线比较的话，辐射线缆还有一些局限，比如它降低了可用带宽，所以与多流MIMO天线系统相比，802.11n的性能有所下降。线缆本身以及所有必要的加载硬件都增加了材料成本，也使得安装更加复杂。因此，在很多工业无线应用当中，传统的离散式天线还是更推荐的方案，除非是因为空间或者视线所限，没有可靠的无线电连接的情况。但是在传统天线不适用的区域，辐射线缆是一个很好的替代方案。