<Desc/Clms Page number 1>
System zum selbsttätigen drahtlosen Übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfrage-und Antwortgeräten
Das Stammpatent Nr. 269944 bezieht sich auf ein System zum selbsttätigen drahtlosen Übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfrage- und Antwortgeräten, insbesondere der Nummern von Eisenbahnfahrzeugen nach ortsfesten Abfragegeräten, bei dem jedes Abfragegerät in einem vorgegebenen Frequenzband ein periodisch seine Frequenz veränderndes Abfragesignal aussendet, aus dem das jeweils vorbeibewegte Antwortgerät die der Information zugeordneten Frequenzen durch Filter auswählt und für jede Stelle der Information eine vorgegebene Anzahl von Anwortfrequenzen zum Abfragegerät zurücksendet.
Gemäss dem Stammpatent haben die Abfragesignale der Abfragegeräte in an sich bekannter Weise im Mikrowellenbereich gelegene Frequenzen, und die Antwortgeräte sind mit einem Hochfrequenzleitungsabschnitt versehen, an den jeweils die als auf Resonanz abgestimmte Stichleitungen ausgebildeten Filter für die auszuwählenden Frequenzen angekoppelt sind. Ferner ist der Hochfrequenzleitungsabschnitt mit wenigstens einer vorzugsweise als Richtantenne ausgebildeten Antenne versehen, die am jeweiligen Antwortgerät so angeordnet ist, dass das Hauptmaximum ihres Strahlungsdiagramms beim Vorbeibewegen des Antwortgerätes am Abfragegerät dessen ebenfalls als Richtantenne ausgebildete Sende-und Empfangsantenne überstreicht.
Durch störende Reflexionen, vor allem an der Wagenwand eines Fahrzeugs können Nutzsignale vorgetäuscht werden, die das Auswerteergebnis des Abfragegerätes stark verfälschen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Systemen nach dem Stammpatent die schädliche Wirkung solcher Reflexionen auszuschalten und dadurch das störungsfreie übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfrage- und Antwortgeräten zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Antwortgerät zwischen Empfangsund Sendeantenne ein Verzögerungsglied vorgesehen ist, und dass die hiedurch verursachte Verzögerung des Antwortsignals im Abfragegerät als Kriterium zum Unterscheiden des Nutzsignals von auf Reflexionen beruhenden Störsignalen dient. Vorteilhaft ist es, wenn zum Auswerten des Kriteriums ein Frequenzfilter vorgesehen ist, das zumindest eine untere Grenzfrequenz hat, die der dem elektrischen Mindestabstand des Antwortgerätes entsprechenden Frequenzdifferenz zwischen augenblicklichem Abfrage--und augenblicklichem Antwortsignal entsprechend gewählt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. l ist ein erfindungsgemässes am Fahrzeug befindliches Antwortgerät, das gerade von einem Abfragegerät abgefragt wird, gezeigt, die Fig. 2 und 3 zeigen je ein elektrisches Ersatzschaltbild von zwei möglichen Ausführungsformen des Antwortgerätes, die Fig. 4 und 5 zeigen vorteilhafte konstruktive Ausführungsformen derartiger Antwortgeräte, Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Antwortgerät nach
<Desc/Clms Page number 2>
Fig. 5 und in Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Abfragegerätes mit Schaltmitteln dargestellt, die das Unterscheiden des Nutzsignals von auf Reflexionen beruhenden Störsignalen ermöglichen.
In den Zeichnungen sind für dem Stammpatent entsprechende Einrichtungen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Das Antwortger t --2-- in Fig. 1 ist am Fahrzeug--l--befestigt und besteht aus Antennen --5 und 8--, aus einem aus Resonatoren bestehenden Verschlüsselungsnetz--12--zum Auswählen der Frequenzen und aus einem erfindungsgemäss eingefügten Verzögerungsglied --25-- zum Verzögern des Antwortsignals um eine vorgegebene Zeitspanne. Ein ortsfestes Abfragegerät--3, 4-- sendet über eine Antenne --13-- ein periodisch seine Frequenz veränderndes Abfragesignal aus, das
EMI2.1
im Nahbereich durch Fahrzeugteile oder das Gehäuse des Antwortgerätes und im Fernbereich durch grössere ortsfeste Teile der Umgebung, insbesondere Gebäude.
Diese sogenannten Störreflexionen, die ebenfalls von der Empfangsantenne--14--des Abfragegerätes--3, 4-- wieder aufgenommen werden, sind in Fig. 1 für den Nahbereich längs zur Ausbreitungsrichtung gestreift dargestellt. Das über
EMI2.2
genannt, besteht aus einem beispielsweise im Frequenzbereich zwischen 4 GHz und 6 GHz mit relativ niedriger Frequenz gewobbelten Signal, aus dem im Verschlüsselungsnetz--12--die der darzustellenden Information zugeordneten Frequenzen ausgewählt werden. Die der Information entsprechenden Frequenzen werden über das Verzögerungsglied --25-- und die Sendeantenne --8-- des Antwortgerätes --2-- zur Empfangsantenne --14-- des Abfragegerätes --3,4-zurückgesendet.
Die Verzögerung des Nutzsignals im Verzögerungsglied --25-- hat eine vorgegebene
EMI2.3
Auswerten der über die Antenne--14--empfangenen Signale ebenfalls berücksichtigt wird. Die entstehenden Störreflexionen kommen zwar ebenfalls über die Antenne--14--in die Auswerteschaltung-4--, bleiben dort jedoch unberücksichtigt, da zu dieser Zeit ein Signal erwartet wird, das um die Zeit der Verzögerungsdauer des Verzögerungsgliedes vorher ausgesendet worden war. Die Auswertung der Nutzsignale in der Auswerteschaltung --4-- erfolgt wie im Stammpatent beschrieben.
Es wird also durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung die Reflexionsebene für die Nutzsignale durch das Verzögerungsglied gewissermassen nach grösseren Entfernungen hin von der Reflexionsebene für Störsignale wegverlegt, die im Nahbereich mit Fahrzeugteilen, insbesondere der Wagenwand, zusammenfällt.
Wegen der unterschiedlichen Laufzeiten der Nutzsignale im Vergleich zu den Störsignalen entstehen beim Mischen der Nutzsignale und der Störsignale mit dem Abfragesignal stark unterschiedliche Differenzfrequenzen, die wegen der relativ niedrigen Wobbelfrequenz bei den zu berücksichtigenden Entfernungen des Abfragegerätes vom Antwortgerät bzw. von den die Störsignale reflektierenden Teilen im Niederfrequenzbereich liegen. Dabei entstehen durch störende Nahreflexionen im unteren Teil und durch störende Fernreflexionen im oberen Teil dieses Bereiches liegende Frequenzen. Bei einer derartigen Bemessung des erfindungsgemäss vorgesehenen Verzögerungsgliedes, dass die Reflexionsebene für die Nutzsignale zwischen die Reflexionsebenen für Nah- und Fernstörstrahlung verlegt ist, entstehen durch die Nutzsignale im mittleren Teil des Niederfrequenzbereiches liegende Frequenzen.
Diese durch Nutzsignale entstehenden Frequenzen können von den insbesondere durch störende Nahreflexion entstehenden Frequenzen bereits durch ein einfaches Hochpassfilter getrennt werden, dessen Durchlassbereich entsprechend gewählt ist. Die Grenzfrequenz dieses Bereiches ist vorgegeben einerseits durch die dem elektrischen Mindestabstand des Antwortgerätes vom Abfragegerät entsprechende Frequenzdifferenz zwischen augenblicklichem Abfrage-und augenblicklichem Antwortsignal und anderseits durch die dem räumlichen Höchstabstand der Reflexionsebene für Störstrahlung im Nahbereich entsprechende Differenzfrequenz zwischen augenblicklichem Abfrage-und augenblicklichem Störsignal.
Die Wirkung von störenden Fernreflexionen kann durch ein Tiefpassfilter ausgeschaltet werden, dessen Grenzfrequenz durch die dem elektrischen Höchstabstand des Antwortgerätes vom Abfragegerät entsprechende Frequenzdifferenz zwischen augenblicklichem Abfrage- und augenblicklichem Antwortsignal vorgegeben ist.
Um sowohl störende Nah-als auch Fernreflexionen unwirksam zu machen, ist mit Vorteil eine
<Desc/Clms Page number 3>
Hochpass Tiefpass-Kombination bzw. ein Bandpassfilter anwendbar, dessen obere und untere Grenzfrequenz entsprechend gewählt sind.
In Anlehnung an die Fig. 3 und 10 des Stammpatentes wird im folgenden die Wirkungsweise von Antwortgeräten nach den Fig. 2 und 3 näher erläutert. Das Ersatzschaltbild der Fig. 2 zeigt im wesentlichen ein Antwortgerät nach Fig. 3 des Stammpatentes.
Über die Antenne --5-- gelangt das Abfragesignal in einen Hochfrequenzleitungsabschnitt -6- mit einem aus Resonatoren--7-bestehenden Verschlüsselungsnetz-12--, in dem die Information darstellende Frequenzen ausgewählt und kurzgeschlossen bzw. bevorzugt weitergeleitet werden. Die weitergeleiteten Frequenzen durchlaufen anschliessend als Antwortsignal ein
EMI3.1
das Antwortsignal wieder aus.
Das Ersatzschaltbild der Fig. 3 zeigt im wesentlichen ein Antwortgerät nach Fig. 10 des Stammpatentes. Über die Antenne - - 9-- und das Verzögerungsglied --25-- gelangt das Abfragesignal verzögert in den Hochfrequenzleitungsabschnitt--10-mit einem aus Resonatoren
EMI3.2
bestehenden Verschlüsselungsnetz-12--,reflektiert werden. Die reflektierten Frequenzen durchlaufen wieder als Antwortsignal das Verzögerungsglied-25-. Das Antwortsignal hat in diesem Falle eine der zweifachen Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes entsprechende Verzögerung gegenüber an Fahrzeug-oder sonstigen Teilen entstehenden Störreflexionen.
Diese Verzögerungszeit ist fest vorgegeben und wird auch in der Auswerteschaltung-4-des Abfragegerätes--3, 4- zum Auswerten des über die Antenne--9-ausgesendeten und über die Antenne --14-- des Abfragegerätes empfangenen Antwortsignals berücksichtigt.
In den Fig. 4 und 5 sind zwei praktische Ausführungsbeispiele für Antwortgeräte nach den Fig. 2 und 3 dargestellt. Hiebei handelt es sich im wesentlichen um die entsprechenden Beispiele in den Fig. 7
EMI3.3
Querstege realisiert. Fig. 6 zeigt einen in Fig. 5 angedeuteten Querschnitt durch den Hohlleiter an dem Ort eines Quersteges. An diesen Querstegen treten die erforderlichen Verzögerungen auf.
In Fig. 7 ist eine Auswerteschaltung dargestellt, die im Grundaufbau der nach Fig. 11 des Stammpatentes entspricht. Lediglich an Stelle des Phasendetektors des Stammpatentes tritt eine übliche Mischstufe --230-- und an Stelle des impulsformenden Netzwerkes oder zusätzlich dazu ein HochpassfIlter - -240---, das wie vorstehend erläutert bemessen ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Es ist auch möglich, an Stelle der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Tiefpässe andere Verzögerungsglieder oder ein Verzögerungskabel zu verwenden. Desgleichen sind auch andere praktische Ausführungsformen der Verzögerungsglieder nach den Fig. 2 und 3 denkbar, als sie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. System zum selbsttätigen drahtlosen Übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfrage-und Antwortgeräten, insbesondere der Nummern von Eisenbahnfahrzeugen nach ortsfesten Abfragegeräten, bei dem jedes Abfragegerät in einem vorgegebenen Frequenzband ein periodisch seine Frequenz veränderndes Abfragesignal aussendet, aus dem das jeweils vorbeibewegte Antwortgerät die der Information zugeordneten Frequenzen durch Filter auswählt und für jede Stelle der Information eine vorgegebene Anzahl von Antwortfrequenzen zum Abfragegerät zurücksendet, wobei die Abfragegeräte im Mikrowellenbereich liegende Abfragesignale senden und die Antwortgeräte mit einem Hochfrequenzleitungsabschnitt, an den als Stichleitungen ausgebildete,
auf Resonanz für die auszuwählenden Frequenzen abgestimmte Filter angekoppelt sind, und mindestens einer Richtantenne für die Abfrage und Antwortsignale versehen sind, nach Patent Nr. 269944,
EMI3.4
Sendeantenne (5 und 8) ein Verzögerungsglied (25) vorgesehen ist, und dass die hiedurch verursachte Verzögerung des Antwortsignals im Abfragegerät (3, 4) als Kriterium zum Unterscheiden des Nutzsignals von auf Reflexionen beruhenden Störsignalen dient (Fig. l bis 5).