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Nachrichtensystem mit zwei oder mehr untereinander in drahtloser Verbindung stehenden Teilnehmern
Im drahtlosen Nachrichtenverkehr zwischen zwei oder mehreren Teilnehmerstationen wird übli - cherweise die zu übertragende elektrische Energie zu Form von elektromagnetischen Wellen ausgesen- det bzw. empfangen. Hiebei ist eine relativ grosse Sendeenergie erforderlich, weil sie vom Sender nach allen Seiten abgestrahlt wird und der von den Empfängern aufgenommene Teil der Sendeenergie nur sehr gering ist. Dadurch wird aber auch die Sendeenergie in einem grösseren Raum wirksam als die Teilneh- mer eines Nachrichtensystems einnehmen, was aber zu unerwünschten Störungen Anlass gibt und daher auch gesetzlichen Beschränkungen unterliegt.
Eine geringere unerwünschte Ausstrahlung lässt sich dann erzielen, wenn vom Sender ein trlgerfrequentes elektrisches Feld erzeugt wird, das von einem metallischen Ladungsträger (Konduktor) ausgeht und das sich von einem elektromagnetischen Wellenfeld dadurch unterscheidet, dass seine Reichweite geringer ist als die halbe Wellenlänge des der gegebenen Trägerfrequenz entsprechenden elektromagnetischen Feldes. Es kommt dadurch praktisch zu keiner Abstrahlung freier elektromagnetischer Wellen ; es wird daher diese Art der drahtlosen Verbindung als"kapazitive Kopplung"bezeichnet.
Es ist weiters bekannt, zur drahtlosen Übertragung von Gesprächen auf kurze Entfernungen, z. B. in geschlossenen Räumen, Sende- und Empfangseinrichtungen zu verwenden, zwischen denen die einer Trlgerschwingung aufmodulierte Nutzschwingung mit Hilfe von geschlossenen Leiterschleifen induktiv übertragen wird, derart, dass die Leiterschleife des Senders als Primärwicklung und die Leiterschleife des Empfängers als Sekundärwicklung eines eisenlosen Transformators wirkt. Die Schaltung des Senders ist so bemessen, dass in seiner Leiterschleife ein verhältnismässig starker Strom fliesst, der ein trägerfre- quentes Magnetfeld erzeugt, das in einem oder mehreren Empfangsgeräte eine hinreichend grosse Spannung induziert.
Der Vorteil dieser induktiven Übertragung liegt darin, dass von der Leiterschleife keine elektromagnetischen Wellen abgestrahlt werden müssen, so dass vorschriftsgemäss Störungen bei in der Nähe befindlichen Nachrichtengeräten wie z. B. Radioempfängern vermieden werden. Man verwendet die induktive Übertragung beispielsweise bei Dolmetscheranlagen, bei denen mehrere Sender mit voneinander verschiedenen Trägerfrequenzen, von denen jede für je eine Sprache vorgesehen ist, an eine in den für die Übertragung vorgesehenen Raum ausgelegte Leiterschleife angeschlossen sind ; die tragbaren Empfangsgeräte sind mit kleinen Leiterschleifen ausgerüstet, die gerade so gross sind, dass die in ihnen vom Magnetfeld des Senders induzierte Spannung einen guten Empfang gewährleistet.
Das Prinzip der induktiven Kopplung eignet sich am besten für die Übertragung von einem oder mehreren stationären Sendern auf mehrere tragbare Geräte. Ein Verkehr in umgekehrter Richtung, nämlich von den tragbaren Geräten zu einer oder mehreren gemeinsamen Empfangsstationen ist mit Hilfe der induktiven Kopplung nicht zu erzielen, da die tragbaren Geräte fur die Aufbringung hinreichend starker in- duzierender Ströme zu schwach sind.
Die Erfindung betrifft ein Nachrichtensystem mit zwei oder mehr in drahtloser Verbindung stehenden Teilnehmerstellen, wobei als Arten der Verbindung zwischen den Sendern und Empfängern dieser Teilnehmerstellen induktive oder kapazitive Kopplung oder elektrische Wellen dienen. Das erfindungsgema- sse Nachrichtensystem weist den Vorteil auf, dass die zur drahtlosen Verbindung dienenden Felder auf den Raum beschränkt werden können, den die Teilnehmerstellen einnehmen, so dass Störungen ausserhalb
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dieses Raumes vermieden werden können.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der oder die
Sender einer oder mehrerer Teilnehmerstellen und der oder die Empfänger anderer Teilnehmerstellen mittels zugeordneter geschlossener Leiterschleifen miteinander induktiv gekoppelt sind und dass der oder die Sender der letztgenannten Teilnehmerstellen und der oder die Empfänger der erstgenannten Teilneh- merstellen kapazitiv gekoppelt sind bzw. mittels elektromagnetischer Wellen in Verbindung stehen, wobei mindestens eine der zugeordneten Leiterschleifen als Konduktor bzw. als Antenne dient.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Fig. l dient zur Erläuterung des
Erfindungsgedankens an Hand des schematischenAufbaues zweier Sprechstellen und in Fig. 2 ist der grund- sätzliche Aufbau einer Gegensprechanlage mit mehreren Sprechstellen schematisch dargestellt.
Fig. l zeigt zwei Sprechstellen 1 und 2, deren Sender mit S 1 bzw. S 2 und deren Empfänger mit EI bzw. E 2 bezeichnet sind. Die drahtlose Verbindung in der Richtung von der Sprechstelle 1 zur Sprechstelle 2, also vom Sender S 1 zum Empfänger E 2 erfolgt durch induktive Kopplung der Leiterschleife L 1 des Senders S 1 und der Leiterschleife L 2 des Empfängers E 2. Der Gegenverkehr vom Sender S 2 zum Empfänger E l erfolgt durch kapazitive Kopplung, d. h. durch ein trägerfrequentes elektrisches Feld, das von dem als Antenne A bezeichneten Konduktor des Senders S 2 ausgeht und von der als Empfangsantenne wirkenden Leiterschleife L l empfangen wird, an die der Empfänger E 1 entweder direkt oder gegebenenfalls Über einen Kondensator C l angeschlossen ist.
Wenn die Sprechstelle 2 feststehend angeordnet ist, wird der Sender S 2 geerdet ; wenn sie jedoch als tragbares Gerät ausgebildet ist, dann muss der Sender S 2 auch eine kapazitive Kopplung gegen Erde aufweisen, die durch den Körper der das Gerät tragenden Person hergestellt wird und die durch den strichliert angedeuteten Kondensator C 2 symbolisiert ist. An Stelle der Antenne A kann gegebenenfalls die Leiterschleife L 2 selbst als Sendeantenne des Senders S 2 dienen. In diesem Fall entfällt die Antenne A und es besteht die strichliert angedeutete Verbindung zwischen dem Sender S 2 und der Leiterschleife L 2. Die Antenne A kann als Drahtgeflecht ausgebildet sein, das sich im Traggurt des tragbaren Gerätes befindet.
Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber solchen Gegensprechanlagen, deren Sprechstellen in beiden Verkehrsrichtungen freie elektromagnetische Wellen abstrahlen, besteht darin, dass die Störung der Umgebung durch nutzlos abgestrahlte Energie ein Minimum wird, denn einerseits ist die induktive Übertragung zwischen dem Sender S 1 und dem Empfänger E 2, wie schon erwähnt, an und für sich mit einer geringen Abstrahlung verbunden und anderseits stellt die ausgelegte Leiterschleife L l eine vorzügliche Empfangsantenne dar, so dass die abgestrahlte Energie des Senders S 2 sehr gering sein kann, wodurch also mit einer ausserordentlich geringen Reichweite dieser Sender das Auslangen gefunden wird.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein A usftihrungsbeispiel einer erfidnungsgemässen Gegensprechanlage, wie sie beispielsweise in Krankenhäusern einzurichten ist. Es handelt sich hiebei um den Verkehr zwischen zwei zentralen Sprechstellen 1 mit zwei Sendern S 1 und S l'und zwei zentralen Empfängern El und El'einerseits und mehreren tragbaren Geräten, von denen zwei (2, 3) dargestellt sind, anderseits. Die Leiterschleife L 1 der zentralen Sender ist beispielsweise um das Gebäude herumgeführt, innerhalb dessen der Sprechverkehr zu Stande kommen soll. Die Personen, die ständig mit-der Zentrale in Verbindung stehen sollen, beispielsweise die Ärzte des Krankenhauses, tragen je eines dieser tragbaren Geräte bei sich. Der Ruf der Zentrale ist in der Regel auch dann hörbar, wenn die Geräte in der Tasche getragen werden.
Die tragbaren Geräte können nun entweder mit einem Mikrophon ausgestattet sein oder aber, wenn Tastenzeichen als Rückantwort genügen, mit einem durch Tastendruck einschaltbaren Oszillator, der eine Schwingung mit konstanter Amplitude aussendet. Das Vorhandensein zweier Sender bzw. zweier Empfänger in der Zentrale ermöglicht einen Ruf bzw. einen Empfang der Rückantworten von zwei getrennten Stellen aus.
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Message system with two or more participants in wireless communication with one another
In wireless communication between two or more subscriber stations, the electrical energy to be transmitted is usually sent or received in the form of electromagnetic waves. A relatively large transmission energy is required here because it is radiated in all directions by the transmitter and the part of the transmission energy absorbed by the receivers is only very small. As a result, however, the transmission energy is also effective in a larger area than the participants of a message system occupy, which, however, gives rise to undesired interference and is therefore also subject to legal restrictions.
Less undesirable radiation can be achieved if the transmitter generates a carrier-frequency electrical field that originates from a metallic charge carrier (conductor) and that differs from an electromagnetic wave field in that its range is less than half the wavelength of the given one Carrier frequency corresponding electromagnetic field. As a result, there is practically no emission of free electromagnetic waves; this type of wireless connection is therefore referred to as "capacitive coupling".
It is also known for wireless transmission of calls over short distances, e.g. B. to use transmitter and receiver devices in closed rooms, between which the useful oscillation modulated onto a carrier oscillation is inductively transmitted using closed conductor loops, in such a way that the conductor loop of the transmitter acts as the primary winding and the conductor loop of the receiver acts as the secondary winding of an ironless transformer. The circuit of the transmitter is dimensioned in such a way that a relatively strong current flows in its conductor loop, which generates a carrier-frequency magnetic field which induces a sufficiently high voltage in one or more receiving devices.
The advantage of this inductive transmission is that no electromagnetic waves have to be emitted from the conductor loop, so that, in accordance with the regulations, interference in nearby communication devices such as. B. radio receivers are avoided. Inductive transmission is used, for example, in interpreting systems in which several transmitters with mutually different carrier frequencies, each of which is provided for one language, are connected to a conductor loop laid out in the space provided for the transmission; The portable receivers are equipped with small conductor loops that are just large enough for the voltage induced in them by the transmitter's magnetic field to guarantee good reception.
The principle of inductive coupling is best suited for transmission from one or more stationary transmitters to several portable devices. Traffic in the opposite direction, namely from the portable devices to one or more common receiving stations, cannot be achieved with the aid of inductive coupling, since the portable devices are too weak to generate sufficiently strong inductive currents.
The invention relates to a communication system with two or more wirelessly connected subscriber stations, inductive or capacitive coupling or electrical waves serving as types of connection between the transmitters and receivers of these subscriber stations. The message system according to the invention has the advantage that the fields used for the wireless connection can be limited to the space occupied by the subscriber stations, so that interference outside
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this space can be avoided.
The invention is characterized in that the or the
Transmitters of one or more subscriber stations and the receiver (s) of other subscriber stations are inductively coupled to one another by means of assigned closed conductor loops and that the transmitter or transmitters of the latter subscriber stations and the receiver (s) of the first-mentioned subscriber stations are capacitively coupled or are connected by means of electromagnetic waves , with at least one of the assigned conductor loops serving as a conductor or antenna.
Embodiments of the invention are shown in the drawing. Fig. L serves to explain the
The concept of the invention on the basis of the schematic structure of two speech stations and in FIG. 2 the basic structure of an intercom system with several speech stations is shown schematically.
Fig. 1 shows two call stations 1 and 2, the transmitters of which are denoted by S 1 and S 2 and the receivers by EI and E 2, respectively. The wireless connection in the direction from the station 1 to the station 2, i.e. from the transmitter S 1 to the receiver E 2, is made by inductive coupling of the conductor loop L 1 of the transmitter S 1 and the conductor loop L 2 of the receiver E 2 2 to the receiver E l takes place through capacitive coupling, d. H. by a carrier-frequency electric field that emanates from the conductor of the transmitter S 2, designated as antenna A, and is received by the conductor loop L l, which acts as a receiving antenna and to which the receiver E 1 is connected either directly or optionally via a capacitor C l.
If the station 2 is fixed, the transmitter S 2 is grounded; However, if it is designed as a portable device, the transmitter S 2 must also have a capacitive coupling to earth, which is established by the body of the person wearing the device and which is symbolized by the capacitor C 2 indicated by dashed lines. Instead of the antenna A, the conductor loop L 2 itself can serve as a transmitting antenna of the transmitter S 2. In this case, the antenna A is omitted and there is the dashed connection between the transmitter S 2 and the conductor loop L 2. The antenna A can be designed as a wire mesh that is located in the carrying strap of the portable device.
The advantage of this arrangement compared to such intercom systems, whose intercoms emit free electromagnetic waves in both directions of traffic, is that the disturbance of the environment by uselessly radiated energy is a minimum, because on the one hand there is inductive transmission between the transmitter S 1 and the receiver E 2 As already mentioned, associated in and of itself with a low level of radiation and on the other hand the designed conductor loop L l represents an excellent receiving antenna, so that the radiated energy of the transmitter S 2 can be very low, which means that these transmitters have an extremely short range that suffices is found.
FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of an intercom system according to the invention, such as is to be set up in hospitals, for example. This concerns the traffic between two central speech stations 1 with two transmitters S 1 and S 1 'and two central receivers E1 and E1 on the one hand and several portable devices, two of which (2, 3) are shown on the other. The conductor loop L 1 of the central transmitter is, for example, led around the building within which the speech communication is to take place. The people who are to be in constant contact with the headquarters, for example the doctors at the hospital, each carry one of these portable devices with them. The call of the control center can usually be heard even when the devices are carried in the pocket.
The portable devices can now either be equipped with a microphone or, if key signals are sufficient as a response, with an oscillator which can be switched on by pressing a key and which emits an oscillation with constant amplitude. The presence of two transmitters or two receivers in the control center enables a call or receipt of replies from two separate locations.
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