Perché dovremmo desiderare un cavo che si comporta come un´antenna? Dopo tutto, è stata svolta una grande attività di ricerca e sviluppo per migliorare gli schermi dei cavi proprio per evitare questo effetto! Come si scopre, però, ci sono molte condizioni nei sistemi di comunicazione industriale nelle quali l´uso di un cavo radiante come antenna offre importanti benefici. I casi più comuni sono la comunicazione con apparecchiature che si muovono lungo binari, la sostituzione dei contatti striscianti nelle macchine rotanti e la trasmissione di un buon segnale RF quando ostacoli o il layout dell´edificio impediscono una chiara »linea di osservazione» per la transmissione tramite un´antenna tradizionale.Che cos´è un cavo radiante?Un cavo radiante è una lunga antenna flessibile dotata di fori per irradiare segnali RF, che può essere installata intorno ad angoli, lungo sistemi monorotaia e attraverso gallerie per propagare segnali dati wireless in situazioni che sono difficili o impossibili per le antenne tradizionali. Poiché l´antenna a cavo radiante può essere montata a pochi centimetri dal punto in cui il segnale deve essere ricevuto, essa isola il segnale wireless dal raggiungere altre macchine che potrebbero trovarsi nell´impianto. Inoltre, il cavo è disponibile in lunghezze multiple per rispondere alle esigenze della maggior parte delle applicazioni. 

In un tipico cavo coassiale, uno schermo metallico avvolto attorno al cavo stesso, isola i segnali trasmessi sul cavo dalle onde elettromagnetiche nell´aria inforno al cavo. Ciò contribuisce a mantenere un segnale forte sul cavo e impedisce al segnale di creare interferenze a radiofrequenza (RF) con le apparecchiature vicine. In assenza dello schermo, il cavo si comporterebbe come un´antenna, trasmettendo nell´aria il segnale che trasporta e ricevendo onde radio da altri dispositivi RF. Per coloro che ricordano i cavi della TV analogica, abbiamo provato questo fenomeno quando vedevamo immagini »spettro» su certi canali. Anziché ricevere solo il segnale video trasmesso dall´emittente via cavo lungo il cavo coassiale, ricevevamo anche la trasmissione via etere dello stesso segnale video di quel canale, captata dal cavo coassiale che si comportava come un´antenna. Questo era un uso non intenzionale del cavo radiante, che produceva risultati indesiderati.

Lo stesso principio che in passato ci dava un´immagine televisiva disturbata è oggi utilizzato per realizzare un cavo che irradia intenzionalmente i segnali. Esso è chiamato cavo radiante, o cavo leaky feeder. La differenza fra un cavo radiante e un cavo TV male schermato è che lo schermo di un cavo radiante è progettato con le feritoie esatte che permettono la trasmissione di segnali a una specifica frequenza. In questo modo, questi cavi sono sintonizzati con le apparecchiature RF a cui sono collegati. Lo schermo del cavo ha ancora lo scopo di bloccare le RF indesiderate, ma permette l´emissione e la ricevione dei segnali di frequenza corretta da parte del cavo interno. In questo modo, il cavo radiante si comporta esattamente come un´antenna.

Portare con precisione i segnali RF in impianti affollati

Un altro beneficio dato dall´uso dei cavi radianti deriva dalla capacità di localizzare la potenza RF con grande precisione. Poiché l´uso delle apparecchiature di comunicazione wireless in fabbrica sta crescendo rapidamente, i reparti di produzione si stanno affollando di onde radio su tutte le frequenze comuni. Per i costruttori di macchine che devono usare il wireless, ciò crea un vero problema. Con una soluzione basata su cavo radiante, le nuove macchine possono coesistere nello spazio RF affollato dell´impianto senza contribuire alla cacofonia. Infatti, il cavo radiante emette RF in una sola direzione e richiede solo la potenza necessaria per collegarsi a un´altra antenna a una distanza relativamente fissa. Mentre la rete wi-fi generale dell´impianto "grida" a tutti coloro che possono ascoltare, l´apparecchiatura sulla nuova macchina può funzionare "sussurrando".

Questo beneficio è particolarmente importante nelle macchine con tavole rotanti, che tradizionalmente utilizzavano collettori ad anelli per condurre i segnali di comunicazione dagli I/O sulla parte in movimento della macchina a un controllore sulla parte fissa. I collettori ad anelli sono costosi da installare, richiedono una manutenzione regolare e soffrono comunque di scarse velocità di comunicazione a causa dei disturbi sugli anelli e nei collettori che scorrono sugli anelli stessi. Le soluzioni wireless tradizionali possono funzionare, ma spesso il moto della macchina ostruisce la connessione wireless, richiedendo antenne a guadagno più elevato con la conseguenza di un maggiore »inquinamento da rumore» RF. In queste applicazioni si utilizza un cavo radiante per ottenere un percorso chiaro e coerente verso l´antenna rotante, senza interferire con altri sistemi wireless vicini.

 Flessibilità

Il cavo radiante trae beneficio anche dalla sua intrinseca flessibilità. Poiché è un cavo, può seguire pressoché qualsiasi percorso per portare il segnale wireless in luoghi dove le antenne non possono arrivare. Una delle prime applicazioni del cavo radiante è stata quella di permettere la connettività radio bidirezionale per i lavoratori di emergenza sulle autostrade e nelle gallerie ferroviarie. In campo industriale, vi sono molti luoghi difficili da raggiungere, sia che si tratti di vere gallerie o di »gallerie RF» create da ostacoli. Un esempio potrebbe essere un magazzino, dove gli scaffali metallici e le merci sugli scaffali possono provocare problemi di ostruzione e riflessione a un´antenna tradizionale. Il cavo radiante può essere installato lungo i corridoi per fornire un segnale forte esattamente dove richiesto.

Conclusione

Per certi problemi di comunicazione industriale, il cavo radiante offre vantaggi unici. Il cavo radiante assicura velocità dati coerenti su lunga distanza, può essere conformato per fornire il segnale in ambienti difficili da raggiungere e riduce la congestione RF degli impianti limitando il suo segnale RF all´area esatta dove è richiesto. Questi benefici sono particolarmente preziosi nelle applicazioni dove le macchine si muovono lungo un percorso predefinito, dove il campo di un impianto è particolarmente difficile da raggiungere con un´ampia copertura e dove i segnali su macchine rotanti sarebbero altrimenti trasmessi tramite collettori ad anelli. Quando si selezionano e si installano i  componenti di una soluzione a cavo radiante occorre fare attenzione. Tuttavia, con un po´ di preparazione e il consiglio di un fornitore RF industriale esperto, un sistema a cavo radiante può fornire comunicazioni senza problemi anche per le vostre applicazioni più impegnative.

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