DD288738A7 - Anordnung zur selbsttaetigen ausfallueberwachung von dopplerradargeraeten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung dient zum Erkennen und Signalisieren von stoerungsbedingten oder provozierten Ausfaellen bei Dopplerradargeraeten. Ziel ist, den Dopplereffekt auch fuer die UEberpruefung des Geraetes auszunutzen und damit das gesamte Sende-Empfangssystem einer automatischen und periodischen Kontrolle zu unterziehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit wenig Aufwand verbundene Anordnung zu schaffen, bei der eine Bewegung bewuszt gesteuert und ausgewertet wird. Erreicht wird dies durch eine als Hochfrequenzwechselstromkreis wirkende Schleife, die im Wirkungsbereich, vorzugsweise in der Naehe der Antenne, des Sende- und Empfangsstrahlungsganges angeordnet ist und deren Impedanzwert elektrisch steuerbar ist, vgl. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Ausfallüberwachung von Dopplerradargeräten, wobei störungsbedingte und durch Fremdeingriffe hervorgerufene Ausfälle erkannt und signalisiert werden sollen. Dopplerradargeräte gelangen z. B. als Bewegungsmelder bei der Radarsicherung oder einer anderen Objektsicherung zum Einsatz. Das zu sichernde Gebiet wird dabei z. B. mit einer von einer Trichter- oder Hornstrahlerantenne abgestrahlten Strahlung überstrichen.

Wird in dem Strahlungsfeld durch Gegenstände oder Personen eine Bewegung hervorgerufen, so wird der auf den Gegenstand auftreffende Energieanteil mit einer entsprechenden Phasenänderung reflektiert und empfangen. Die Differenz zwischen der Frequenz des ausgesendeten Hochfrequenzsignals und der Frequenz des reflektierten Signals wird als Dopplerfrequenz und das entsprechende Signal als Dopplersignal bezeichnet. Das Dopplersignal wird im Empfangsteil ausgewertet, gleichgerichtet und zur Alarmgabe verwendet.

Charakteristik bekannter technischer Lösungen

Beim Einsatz von Dopplerradargeräten als Bowegungsmelder, z. B. auch im Straßenverkehr, ist es erwünscht, zufällige oder auch absichtlich herbeigeführte Störungen schnell zu erkennen, damit die eigentliche Funktion der Geräte nicht zu lange unterbleibt.

Hierzu werden entsprechende Überwachungsschaltungen eingesetzt.

In einer Ausfall-Überwachungsschaltung wird ein Hochfrequenzdetektor beschrieben, der am Rande des von einem Djpplerradargerät zu erfassenden Gebietes die Senderstrahlung überwacht, zugleich aber sich im Erfassungsgebiet bewegende Objekte registriert, vgl. DE-OS 2346298, GO8B/13.,..

Mit der Ausfallüberwachung der Senderstrahlung wi, d allein nur ein zufälliger oder provozierter Senderausfall erkannt. Die außerdem vorgenommene Registrierung sich bewegender Objekte erfaßt ferner nicht das gesamte zu überwachende Gebiet.

Ebop-o ist der Empfangsteil des Dopplerradargeiätes nicht in die Überwachung mit einbezogen. Der Aufwand für die Ausfallüberwachung entspricht darüber hinaus dem Aufwand für ein Dopplerradargerät.

Eine andere bekannte Schaltungsanordnung zur Ausfallüberwachung nimmt mittels einer Licht emittierenden Diode die Beeinflussung eines sogenannten „Thermopile" vor, worauf eine anschließende Schaltung so anspricht, als hatte ein Eindringvorgang stattgefunden, vgl. DE-OS 2556864, GO8B/29.00.

Die periodische Selbstüberprüfung der Betriebsfähigkeit beschränkt sich daher nur auf eine Überwachung eines passiven Eindringdetektors und ist aufgrund ihrer Eigenart für eine Ausfallüberwachung von Dopplerradargeräten nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Dopplereffekt selbst zur automatischen Ausfallüberwachung des gesamten Dopplerradargerätes auszunutzen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen biw. selbsttätigen Ausfallüberwachung von nicht beaufsichtigten Dopplerradargeräten zu schaffen, bei der eine Bewegung bewußt gesteuert und ausgewertet wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Wirkungsbereich, vorzugsweise in der Nähe der Antenne des Sende-Empfangsf irahlenganges der hochfrequenten Strahlung, eine als Hochfrequenzwechselstromkreis wirkende Schleife fest angeordnet ist, deren Impedanzwert elektrisch steuerbar ist.

Die Steuerung kann in der Weise geschehen, daß der in seinem Impedanzwert elektrisch steuerbare Teil des Hochfrequenzwechselstromkreises in einen niederfrequenten Wechselstromkreis mit einbozogen ist. Durch die abwechselnde

Folge positiver und negativer Halbwelten der niederfrequenten Wechselspannung wird der in soinem Impedanzwort steuerbare Teil des Hochfrequenzwechselstromkreises vom nlederohmlgen Zustand in einen hochohmlgen Zustand geschaltet odor umgekehrt. Damit verbunden ist eine stetige Veränderung des wirksamen Verhaltens der Schleifo auf die Sende-Empfangsstrahlung im Takte der niederfrequenten Wechselspannung. Zur Bildung des Hochfrequenzwechsolstromkrelses erweist es sich als besonders vorteilhaft, eine Diode in die Antonnonwandung so einzusetzen, daß sie über einen Durchführungskondensator mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist, deren Wechselspannung die Diode periodisch einmal in den Durchlaßzustand und einmal in don Sperrzustand versetzt.

Die Zustandsänderungen verursachen Phasonändorungon der an den montierten Teilen der Schleife reflektierten Strahlung, was zu einem Dopplersignal führt, das im Dopplerradargerät mit einer an sich bekonnten Ausworteschaltung ausgewertet und zur Überprüfung des gesamten Dopplerradargerätes benutzt wird, da dieses künstlich hervorgerufene Dopplorsignal genauso wirkt, als habe im zu überwachenden Gebiet eine Objektbewegung stattgefunden. Dio gemäß Erfindung hervorgerufene Erzeugung eines Dopplersignals zur Ausfallüberwachung des gesamten Dopplerradargerätes wird in der Auswertoschaltung als solche erkannt und führt nicht zu einem Alarm. Da die Ausfallüberwachungszeit relativ kurz gehalten worden kann, ist die dadurch eingeschränkte eigentliche Funktion des Dopplerradargerätes unbedeutend.

Ausführungsbeispiel Anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Hierin zeigen

Fig. 1: eine prinzipielle Ausführungsmöglichkeit eines Hochfrequenzwechselstromkreises und Fig. 2: ein Blockschaltbild eines Dopplerradargerätes mit Üborwachungs- und Auswerteschaltung.

Die in Fig. 1 dargestellte prinzipielle Ausführung eines Hochfrequenzwechselstromkreises ist in eine an sich bekannte Hornantenne 1 aus metallischem Material integriert. Er besteht aus einer Diode 2, die z.B. mit ihrer Katode im Punkt P mit der Metallflache der Antenne 1 verbunden ist und einem Durchführungskondensator 3, der wechselstrommäßig mit dem Punkt P über die Metallfläche der Antenne 1 verbunden ist. Eine leitende Verbindung S und die Diode 2 liegen sowohl im Bereich der Sendestrahlung als auch im Bereich der Empfangsstrahlung. An zwei Klemmen E1; E2 ist eine Wechselspannungsquelle 4 angeschlossen. Bei einer positiven Halbwelle, also im Falle der Durchlässigkeit der Diode 2 in der einen Richtung, entsteht ein Stromkreis über:

Klemme E 2, Punkt P, Diode 2, Klemme E1. Bei einer negativen Halbwelle ist die Diode 2 gesperrt. Diese Impedanzsteuerung des Hochfrequenzstromkreises wirkt wie eine Objektbewegung im Strahlungsfeld, was, wie bereits

geschildert, das Dopplersignal hervorruft.

Die Schleife stellt daher ein kleines feststehendes Hindernis im Strahlungsfeld dar, dessen Reflexionsfaktor relativ klein und

betragsmäßig nahezu konstant ist, während die Phase der Reflexion infolge des sich ändernden Impedanzwertes des

Hochfrequenzkreises sich ebenfalls ändert. Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Dopplerradargerätes unter Einbeziehung der Erfindung. Der dabei in Betracht zu

ziehende Hochfrequenzwechselstromkreis ist mit H1 bezeichnet und innerhalb der Antenne 1 angeordnet. Eine modifizierte

Anordnung vor der Antenne 1, aber noch im Sende-Empfangsstrahlengang, würde die gleiche Wirkung erzielen. Die Steuerung des Impedanzwertos des Hochfrequenzwechselstromkreises übernimmt die Wechselspannungsquelle 4, z. B. ein Sinusgenerator, die von einer Taktschaltung 5 gesteuert wird. An die Antenne 1 schließt sich eine Mikrowellen-Sende- und Empfangsschaltung 6 an. Aus der mit einer Phasenänderung eintreffenden reflektierten Strahlung wird in jedem Falle ein Dopplersignal in der Sendo- und Empfangsschaltung 6 gebildet und in einem Verstärker 7 verstärkt. Eine Auswerteschaltung, bestehend aus einer ODER-Schaltung 8, einer UND-Schaltung 9 und einer Unterscheidungsschaltung 10 unterdrückt bei der systemeigenen Überwachung, das heißt, im Falle des künstlich

hervorgerufenen Dopplersignals, einen Alarm in einer Signalschaltung 11. Wird ein Dopplersignal durch ein im zu erfassenden

Gebiet sich bewegendes Objekt ausgelöst, so wird die Signalschaltung 11 wirksam. Im ersteren Fall liegt ein Taktimpuls sowohl an der ODER-Schaltung 8 als auch an der UND-Schaltung 9. Ein künstlich

hervorgerufenes Dopplersignal liegt ebenfalls an den beiden logischen Schaltungen 8; 9. Ihre Ausgangssignale werden in der

Unterscheidungsschaltung 10 entsprechend ausgewertet und führen zu keiner Signalgabe. Ein durch ein sich im zu erfassenden Gebiet bewegendes Objekt hervorgerufenes Dopplersignal liegt an der ODER-Schaltung 8

und an der UND-Schaltung 9. Das allein vorliegende Ausgangssignal der ODER-Schaltung 8 wird In der

Unterscheidungsschaltung 10 als Alarmfall gewertet und die Signalschaitung 11 gibt Alarm. Die Ausnutzung des Dopplereffektes zur automatischen Ausfallüberwachung ist prinzipiell auch in anderer Weise realisierbar. Wichtig ist die

gesteuerte Erzeugung einer Bewegung im Sende-Empfangsstrahlengang, z.B. durch eingebrachte elektromagnetisch oderelektrostatisch in Bewegung versetzte Konstruktionselemente, um den gleichen Effekt hervorzurufen.

Dabei können diese Elemente sowohl in der Antenne als auch vor der Antenne angeordnet sein, wobei der Raum vor der Antenne

sich bis zur Erfassungsgrenze des jeweiligen Gebietes erstrecken kann. Als Konstruktionselemente eignen sich Membranen,

Zungen- oder Flügelräder, deren Bewegung von der Wechselspannungsquelle 4 gesteuert werden. Geschieht die Aufstellung solcher ein Dopplersignal hervorrufender Anordnungen an der Grenze des zu erfassenden Gebietes,

so hat das den Vorteil, daß neben der eigentlichen Ausfallüberwachung auch eine zusätzliche Überwachung des

Dopplerradarvorfeldes bezüglich Hindernisfreiheit ermöglicht wird. Ist außerdem noch in der Antenne 1 der Hochfrequenzstromkreis H1 wirksam, so kann durch getrennte Ansteuerung der die Dopplersignale hervorrufenden Anordnungen und entsprechende Auswertung der jeweilige Beobachtungsfall getrennt

ausgewertet werden.

Claims (2)

1. Anordnung zur selbsttätigen Ausfallüberwachung von Dopplerradargeräten, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wirkungsbereich, vorzugsweise in der Nähe der Antenne (1), des Sende-Empfangsstrahlenganges der hochfrequenten Strahlung, eine als Hochfrequenzwechselstromkreis wirkende Schleife (R 1) angeordnet ist, deren impedanzwert elektrisch steuerbar ist.

2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in seinem Impedanzwert steuerbare Tejl des Hochfrequenzwechselstromkreises in einen niederfrequenten Wechselstromkreis mit einbezogen ist, wobei die abwechselnde Folge positiver und negativer Halbwellen der niederfrequenten Wechselspannung den in seinem Impedanzwert steuerbaren Teil abwechselnd vom niederohmigen in den hochohmigen Zustand schaltet oder umgekehrt, so daß das wirksame Verhalten der Schleife auf die Sende-Empfangsstrahlung im Takte der niederfrequenten Wechselspannung stetig verändert wird.