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Schaltungsanordnung, in der die Tonfrequenzempfänger für die Steuerung von mindestens zwei mit gleicher Betriebsfrequenz arbeitenden Sendern benutzt werden, insbesondere für
Dispatcheranlagen auf Verkehrsstrecken
Falls gleichzeitig mehrere parallel modulierte unbewegliche Sender mit gleicher Betriebsfrequenz arbeiten, kommt es an Orten, wo sich am Eingang eines beweglichen Empfängers zwei annähernd gleich starke Hochfrequenzfelder zweier benachbarter unbeweglicher Sender überlagern, zu Interferenzschwebungen je nach dem augenblicklichen Unterschied der beiden Trägerfrequenzen. Zugleich entsteht auch eine Verzerrung der Modulation, insbesondere infolge der Einwirkung niederfrequenter Phasenverschiebungen in den Modulationswegen.
Diese Störerscheinungenkönnen in bestimmten Abschnitten der überwachten Verkehrsstrecke so stark sein, dass sie eine Fernverbindung völlig unmöglich machen.
Bisher hat man folgenderweise diesen Nachteil zu beseitigen versucht : a) Die unbeweglichen Sender arbeiten mit zwei verschiedenen Betriebsfrequenzen, der bewegliche Empfänger arbeitet im Frequenz-Mehrfachempfang und empfängt immer nur das stärkere Signal. Nach-
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VorrichtungenAnordnung der unbeweglichen Sender, die ständig verschiedene Betriebsfrequenzen verwenden. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht wiederum darin, dass man für einen und denselben Abschnitt der überwachten Verkehrsstrecke eine grössere Anzahl von Betriebsfrequenzen (manchmal bis zu sechs) braucht und die Vorrichtung ständig bedient werden muss.
Die Umschaltung kann natürlich auch selbsttätig auf mechanischem oder elektrischem Wege in Abhängigkeit von der augenblicklichen Stellung. des beweglichen Empfängers auf der Verkehrsstrecke erfolgen. c) Es wird nur eine Betriebsfrequenz für den ganzen überwachten Abschnitt der Verkehrsstrecke verwendet und durch Handbetätigung eine verstellbar angeordnete Richtfunkantenne des beweglichen Empfängers immer in die Richtung des stärkeren Hochfrequenzfeldes gestellt, wodurch Interferenzerscheinungen unterdrückt werden. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht wiederum in der Notwendigkeit einer Handbetätigung des Empfängers in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Stellung auf der überwachten Verkehrsstrecke.
Im Gebirgsgelände bei ungleichmässiger Wellenausbreitung kann dieses Verfahren Überhaupt nicht verwendet werden.
Alle oben angeführten Nachteile werden durch eine Vorrichtung. in der die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung verwendet wird, beseitigt. Diese Vorrichtung ermöglicht die Verwendung einer gemeinsamen Betriebsfrequenz für den ganzen überwachten Abschnitt der Verkehrsstrecke ohne Interferenz-oder Verzerrungserscheinungen. Die Vorrichtung arbeitet vollautomatisch, also ohne dass eine Handbedienung in den beweglichen oder unbeweglichen Funkstellen oder eine besondere Kommandoleitung erforderlich wäre. Die bewegliche Funkstelle benötigt auch keine besonderen Hilfsvorrichtungen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht mit Hilfe einer einzigen Betriebsfrequenz entlang des ganzen funkgesteuerten Abschnittes einer überwachten Eisenbahn- oder Autobahnstrecke eine ungestörte Duplexverbindung zwischen einem beweglichen Empfänger- und Sendegerät und mehreren unbeweglichen
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Empfänger-und Sendegeräten herzustellen, die entlang des besagten Abschnittes derart angeordnet sind, dass überall eine genügende Stärke des Hochfrequenzfeldes gesichert ist.
Die unbeweglichen Sender werden durch Signalempfänger parallel ferngesteuert und mit Hilfe eines Leiterpaares einer Vierdrahtleitung moduliert, deren anderes Leiterpaar zum Empfang des Gespräch dient.
Diese Vierdrahtleitung kann gegebenenfalls durch Richtfunklinien ersetzt werden. Ein konstanter Niederfrequenzpegel wird auf Fernverbindungsleitungen durch Kompressions-Verstär1 (cr aufrechterhalten. Die Vorrichtung ist für selektive Tonfrequenzwahl angeordnet, mittels welcher auf derselben Betriebsfrequenz
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass mittels Tonfrequenzimpulsen über die Sendeleitung und durch die Signalempfänger alle unbeweglichen Sender der überwachten Verkehrsstrecke eingeschaltet werden und eine gewisse bewegliche Funkstelle der Verkehrsstrecke gewählt wird. Gleichzeitig beim Einschalten des Senders dieser beweglichen Funkstelle und des Empfänger-Niederfrequenzausganges bleibt, in Abhängigkeit von der Grösse des Hochfrequenzfeldes dieses beweglichen Senders und der SteuerrelalsZeitkonstante der unbeweglichen Funkstelle, mittels eines Blocksignals Über die Empfangsleitung und durch die Signalempfänger nur ein Sender derjenigen unbeweglichen Funkstelle eingeschaltet, bei deren Empfängereingang die grösste Hochfrequenzspannung des vom Sender der beweglichen Funkstelle ausgestrahlen Hochfrequenzfeldes auftritt.
Alle übrigen unbeweglichen Sender werden selbsttätig ausgeschaltet, wodurch ein ungestörter Duplexverkehr möglich wird.
Gleichzeitig wird die jeweilige automatische Betätigung zum Ausschalten des Niederfrequenzausganges des unbeweglichen Empfängers an die gemeinsame Leitung zum Dispatcher erst beim überschreiten einer gewissen minimalen Intensität des Hochfrequenzfeldes am Eingang des unbeweglichen Empfängers ausgelöst, wodurch Geräusche und verzerrter Empfang vermieden werden. Dadurch wird auch ein eventueller Notruf einer nichtgewählten beweglichen Funkstelle ermöglicht. Die obenangeftihrte automatische Tätigkeit kann beim Dispatcher überwacht werden.
Gemäss der USA-Patentschrift Nr. 2, 589, 158 ist auch schon vorgeschlagen worden, die beim Verkehr zwischen beweglichen Funkstellen und zwei oder mehreren unbeweglichenFunkstellen (Sendern und Empfängern), die entlang einer Verkehrsstrecke verteilt und miteinander mit einem Vierdraht-Fernsprechkabel verbunden sind und mit gleicher Betriebsfrequenz bei einem Simplexverkehr arbeiten, auftretenden Interferenzen und Empfangsverschlechterungen, die durch den Empfang von mehreren unbeweglichen Funkstellen von einer beweglichen Funkstelle verursacht sind, auf folgende Art zu beseitigen :
Das automatische Blockierende unbeweglichen Sender erfolgt mittels einer (eventuell zweier) Hilfsfrequenz im hörbaren Bereich oder mittels einer Trägerfrequenz und zweier (oder eines) Tonfrequenzemp-
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diesem Fall nötig, ein Vierdraht-Fernspreehkabel zu benützen und der Funkverkehr zwischen den Flugzeugen erfolgt mittels eines unbeweglichen Empfängers, einer Tragleitung und eines weiteren (nicht blockierten) unbeweglichen Senders.
Wenn das von der beweglichen Funkstelle ausgestrahlte Hochfrequenzfeld von zwei odermehreren unbeweglichen Funkstellen empfangen wird, so sendet jede dieser unbeweglichen Funkstellen über die Drahtleitung ein Kcntrollsignal zu den beiden Nachbarstationen. Zum Aussenden der Antwort wird will-
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B.kunden werden dann alle übrigen unbeweglichen Funkstellen abgeschaltet. Innerhalb dieses Intervalls muss mit der Aussendung der Antwort begonnen werden.
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Anordnungeingeschaltet und deswegen kann der Empfang an den beweglichen Funkstellen stark durch Interferenzen sogar bis zur Unverständlichkeit gestörtwerden. Die Wahl (d. h. das Blockieren der unbeweglichen Sender) beginnt erst, nachdem die Sendung von einer beweglichen Funkstelle begonnen hat, selbstverständlich wenn diese Funkstelle den Anruf verstanden hat.
Unerwünschte Interferenzen entstehen z. B. bei der beweglichen Funkstelle (Flugzeug) durch die naheliegenden unbeweglichen Sender.
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Beim Empfang einer beweglichen Funkstelle wird bei der unbeweglichen Funkstelle der Niederfrequenzausgang in die Leitung in beiden Richtungen unterbrochen, und wenn gleichzeitig zwei bewegliche Sender zu arbeiten beginnen-trotzdem sie räumlich entfernt sind, so dass keine Interferenzen entstehen können-kann der Dispatcher nur die eine bewegliche Funkstelle hören. Dadurch ist jedoch die Möglichkeit des Notrufs, der zum sicheren Verkehr nötig ist, beschränkt.
Der Niederfrequssnzausgang der unbeweglichen Empfänger ist ständig an die Leitung angeschaltet, weswegen der Empfangsanruf von sehr schlechter Qualität sein kann, da bei ungenügender Stärke des empfangenen Hochfrequenzfeldes der Niederfrequenzausgang an die Leitung angeschlossen bleibt.
Das ganze System gemäss der USA-Patentschrift ist verhältnismässig kompliziert (insgesamt 15 StUck Relais werden benutzt) und deswegen wenig zuverlässig. Die Steuerleitung ist in jeder unbeweglichen Funkstelle durch viele Kontakte der Hilfsrelais und durch eine VierdrahtbrUcke unterbrochen, so dass die Gesamtdämpfung und die Möglichkeit von Störungen besonders gross ist.
Die Nachteile des bekannten Systems gemäss der USA-Patentschrift treten beim System gemäss der vorliegenden Erfindung aus folgenden Gründen nicht auf :
Für das Fernschalten der Sender und deren automatisches Blockieren wird dasselbe Vierdraht-Fernsprechkabel wie es beim Duplexverkehr nötig ist, verwendet.
Durch selektive Tonfrequenzwahl (alle unbeweglichen Senderwerden eingeschaltet) wird eine gewisse bewegliche Funkstelle (nach der Nummer) angerufen und mittels einer automatischen Einrichtung werden alle übrigen unbeweglichen Sender ausgeschaltet, so dass der Empfang an der beweglichen Funkstelle nicht mehr durch Interferenzen gestört wird und der Duplexverkehr ermöglicht wird. Die Wahl erfolgt nach dem stärksten Hochfrequenzfeld, das von der beweglichen Funkstelle herrührt (ebenfalls nach den Zeitkonstan- ten der betreffenden Relais) und beider Bewegung dieser Funkstelle wird immer ein Nachbarsender umgeschaltet und die übrigen werden blockiert, so dass keine Interferenzen entstehen.
Es ist ermöglicht, durch einen Notruf ausser den gewählten auch die übrigen beweglichen Funkstellen anzurufen.
Der Empfänger-Niederfrequenzausgang wird an die Leitung nur bei genügend grosser Feldstärke am Empfängereingang (die eingestellt werden kann) eingeschaltet, so dass Verzerrungen oder Geräusche vermieden werden.
Die Steuerleitung ist nicht unterbrochen und die Gesamtzahl der Relais ist klein (ungefähr 5 Stück), so dass die Verkehrszuverlässigkeit erhöht wird. Das richtige automatische Umschalten kann man beim Dispatcher überwachen, von wo auch alle unbeweglichen Sender kontrolliert und moduliert werden, und der Empfang der beweglichen Funkstellen angehört werden kann.
Für ein besseres Verständnis der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. In diesem Schaltschema sind drei unbewegliche Funkstellen "A","B","C", (für die bewegliche Funkstelle"B"sind die Relais für die Betriebsstellung"senden", für die unbewegliche Funkstelle "C" dagegen für die Betriebsstellung"Llockiert"dargestellt) eine Dispatcherstelle "D" und eine bewegliche Funkstelle"M"angedeutet.
Wie aus dem Schaltschema ersichtlich ist, enthalten die unbeweglichen Funkstellen"A","B","C" je einen Sender 11, der an einen Kompressions-Verstärker 12 und an eine Anodenspannungsquellp 13 angeschlossen ist, wobei im Sendeweg eine Bandsperre 14 angeordnet ist. Die Einschaltung des Senders erfolgt durch einen Signalempfänger 15. Einzelne unbewegliche Funkstellen A, B, C sind an die Sendeleitung über Eingangstransformatoren 16 angeschlossen.
Ferner sind in den unbeweglichen Funkstellen Empfänger 21 angeordnet, die über Kompressions - Yer- stärker 22 an die Dispatcheistelle"D"angeschlossen sind. Diese Empfänger 21 der unbeweglichen Funkstellen sind an einen Elektronenröhrenkreis 23 angeschlossen, welcher ein polarisiertes Relais P enthält, dessen Zweck weiter unten bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung erläutert werden wird. In den Anschlüssen der Dispatcherstelle sind Bandsperren 24 angeordnet, wobei in der D1spatcherstel1e ein Signalempfänger25 zur Empfangsanzeige und Überwachung der selbsttätigen Tätigkeit angeordnet ist und
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fänger 25 ist eine Kontrollampe 27 angeschlossen.
Ferner sind in den unbeweglichen Funkstellen "A", "B", "C" Signalempfänger 35 für selbsttätige Steuerung und Signalgeber 38 für den Blockierungston angeordnet. In der Dispatcherstelle"D"ist ein Fernsprechgerät 39 angeordnet.
Die bewegliche Funkstelle"M"ist mit einem Sender 11 und einem Empfänger 21 ausgestattet.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt : Eine selbsttätige Ausschaltung aller Sender, die ausser Tätigkeit gesetzt werden sollen, erfolgt durch
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wirdfangstätigkeit als auch deren selbsttätiges Umschalten. Der Blockierungshllfston ist im hörbaren Bereich (2 - 3 kHz) gewählt, so dass er auch beim Überwachen langer Verkehrsstrecken verstärkt werden kann und keine weitere Steuerungsleitung erforderlich ist.
Für eine Unterscheidung des Ein- und Ausschaltens der unbeweglichen Sender und der niederfrequenten Ausgänge der unbeweglichen Empfänger wird ein Elektronenröhre nkreis mit Brtickenschaltung eines polarisierten Relais P im Anodenkreis verwendet. Beim Erreichen einer bestimmten, vorher gewählten Stärke des Gleichstromes des Steuergitter des Empfängerbegrenzers, die einer bestimmten Intensität des Hochfrequenzfeldes am Eingang des Empfängers entspricht, spricht das polarisierte Relais P an und dessen Kontakt p schliesst einen Gleichstromkreis für ein weiteres Relais A.
Das Relais A spricht erst nach einer gewissen Verzögerung an und seine Kontakte a1 und a2 verbinden den niederfrequenten Ausgang des Empfängers mit der Fernleitung, wobei gleichzeitig über Kontakte as und V2 der Stromkreis eines weiteren Relais B geschlossen wird.
Die RelaisA in benachbarten unbeweglichen Funkstellensind auf verschiedene Ansprechzeiten einge-
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mit bei grossen aber nur kurz andauernden Änderungen der Hochfrequenzfelder kein kurzzeitiges Umschalten erfolgt. Durch Ansprechen des Relais B werden Kontakte b1 und b-von dem Eingang des Signalempfän- gers 35 an den Ausgang des Signalgebers 38 umgeschaltet, wodurch ein Blockierungston in die Emplängerleitung ausgesandt wird. Durch Einwirkung dieses Tons werden über die Signalempfänger 35 sofort alle andern unbeweglichen Sender durch Umschalten eines Kontaktes v1 ausser Tätigkeit gesetzt und gleichzeitig werden die Stromkreise der Relais B unterbrochen.
Daher erfolgt auch bei einer hinreichend grossen Intensität des Hochfrequenzfeldes kein Ansprechen der Relais B, obwohl das Relais A schon angesprochen hat und dadurch den niederfrequenten Ausgang des Empfängers an die Fernleitung angeschlossen sowie den Blockierungskreis durch Einschalten das Kontaktes a in Bereitschaftszustand gesetzt hat.
Hat z. B. das Relais B der unbeweglichen Funkstelle"B"angesprochen und wird dadurch der Blockierungston in die Empfangsleitung ausgesandt, dann dauert dieser Zustand so lange an, bis die Intensität des Hochfrequenzfeldes am Eingang des unbeweglichen Empfängers"B"bei der Bewegung der beweglichen
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stimmte Minimalgrenze sinkt. Wenn dies geschehen ist, fällt das polarisierte Relais P in die Funkstelle "B"ab, das Relais A ebenfalls und auch das Relais B wird umgeschaltet. Sobald der Blockierungston aus der Empfängerleitung verschwindet, wird im Empfänger der unbeweglichen Funkstelle"C"der Kontakt v. eingeschaltet und über den Kontakt v2 wird auch das Relais B umgeschaltet, weil vorher das Relais A schon angesprochen hat und sich im Bereitschaftszustand befindet.
Der Blockierungston, der nunmehr wiederum in der Empfangsleitung erscheint, schaltet sofort alle übrigen Sender aus. Dieser Vorgang wiederholt sich in gleicherweise bei einerweiterbewegung der beweglichen Funkstelle"M". Zum Erreichen einer erforderlichen Betriebssicherheit und eines eindeutigen Umschaltens der benachbaren unbeweglichen Sender muss eine hinreichende ortliche Überlagerung der Hochfrequenzfelder beiden benachbarten unbeweglichen Empfängern gewährleistet sein.
In den Niederfrequenzausgang der unbeweglichen Empfänger sind Band- sperren 24 eingeschaltet, die ein zufälliges Beeinflussen der Signalempfänger 35 durch die Stimme aus dem beweglichen Sender verhindern.
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einem besonderen versiegelten Tastknopf ausgestattet zu sein, der im Notfall die Blockierung des beweglichen Senders aufzuheben gestattet), dann werden bei den nächstliegenden unbeweglichen Empfängern ihre Niederfrequenzeingänge an die Empfangsleitung angeschlossen und der Dispatcher hört den Anruf aus dem Lautsprecher. Das selbsttätige Aus- und Einschalten der unbeweglichen Sender wird dadurch nicht beeinflusst, es kann immer nur ein unbeweglicher Sender in Tätigkeit bleiben, wogegen alle übrigen Sender blockiert bleiben.