DE102013002227B4

DE102013002227B4 - Anordnung zur Signalübertragung und Anlage mit dieser Anordnung

Info

Publication number: DE102013002227B4
Application number: DE102013002227.4A
Authority: DE
Inventors: Josef Schmidt; Thomas Schäfer
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2013-02-11
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: WO2014121905A8; EP2954592B1; HUE046009T2; DK2954592T3; EP2954592A1; WO2014121905A1; PL2954592T3; DE102013002227A1

Abstract

Anordnung zur Signalübertragung,
dadurch gekennzeichnet, dass
die von einem Sender erzeugten Signale einem ersten Dämpfungsglied (2) zugeleitet werden, das eine erste Antenne speist, welche zumindest teilweise in einen Schlitzhohlleiter (1), also in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1), hineinragt,
wobei von einer weiteren, in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1) zumindest teilweise hineinragenden Antenne empfangene Signale einem weiteren Dämpfungsglied (4) zugeleitet werden, das einen Empfänger speist,
wobei die weitere Antenne von der ersten Antenne in Schlitzhohlleiterrichtung beabstandet und/oder getrennt angeordnet ist,
wobei das erste und das weitere Dämpfungsglied (2, 4) gleichartig aufgebaut sind,
wobei das erste Dämpfungsglied (2) wahlweise mit dem Sender oder einem weiteren Empfänger verbindbar ist,
das zweite Dämpfungsglied (4) wahlweise mit dem Empfänger oder einem weiteren Sender verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Signalübertragung und eine Anlage mit dieser Anordnung.
Es ist allgemein bekannt, dass Signale in Form von elektromagnetischen Wellen entlang eines Hohlraumes eines Hohlleiters, insbesondere Schlitzhohlleiters, übertragbar sind.
Aus der DE 40 03 955 C1 ist ein Schlitzhohlleiter-Richtkoppler bekannt.
Aus der DE 11 02 222 A ist eine Antennenanlage für Rundfunk- und Fernsehempfang bekannt.
Aus der DE 10 2004 008 571 A1 ist ein Tragschienenprofil mit integriertem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung bekannt.
Aus der US 2007/0 230 432 A1 ist ein tragbares Internet-Terminal bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage weiterzubilden, wobei die Signalübertragung sicher erfolgen soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung nach den in Anspruch 1 und bei der Anlage nach den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anordnung, insbesondere Anlage, zur Signalübertragung sind, dass die von einem Sender erzeugten Signale einem ersten Dämpfungsglied zugeleitet werden, das eine erste Antenne speist, welche zumindest teilweise in einen Schlitzhohlleiter, insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters, hineinragt,
wobei von einer weiteren, in den Schlitzhohlleiter, insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters, zumindest teilweise hineinragenden Antenne empfangene Signale einem weiteren Dämpfungsglied zugeleitet werden, das einen Empfänger speist,
insbesondere wobei die weitere Antenne von der ersten Antenne in Schlitzhohlleiterrichtung, insbesondere Schienenrichtung, beabstandet angeordnet ist, insbesondere getrennt angeordnet ist.
Von Vorteil ist dabei, dass keine Übersteuerung des Empfängers auftritt. Außerdem wird durch das dem Sender nachgeschaltete Dämpfungsglied das vom Sender erzeugte Signal derart stark abgedämpft, dass außerhalb des Schlitzhohlleiters angeordnete Empfänger, die mit einer Antenne ohne Zwischenordnung eines Dämpfungsglieds verbunden sind, trotzdem keine störende Signalstärke erreicht. Denn die vom Sender gesendeten und vom Dämpfungsglied abgedämpften Signale sind sehr schwach, wobei zusätzlich der Schlitz des Schlitzhohlleiters ebenfalls eine Abdämpfung erzeugt.
Weiterer Vorteil ist, dass die Signalübertragungsstrecke bidirektional nutzbar ist mit denselben Vorteilen. Somit ist die Abdämpfung auch bei der umgekehrt gerichteten Signalübertragung unverändert.
Erfindungsgemäß sind das erste und das weitere Dämpfungsglied gleichartig aufgebaut. Von Vorteil ist dabei, dass zur Herstellung nur eine einzige Sorte von Dämpfungsgliedern notwendig ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und/oder das weitere Dämpfungsglied als elektrisches Dämpfungsglied ausgeführt,
wobei das erste oder das weitere Dämpfungsglied auf einem entlang einer Schiene schienengeführten Fahrzeug der Anordnung angeordnet ist,
wobei der Schlitzhohlleiter entlang der Schiene verlegt ist, insbesondere parallel zur Schiene,
insbesondere an der Schiene befestigt ist oder einstückig, also einteilig, mit der Schiene ausgeführt ist, insbesondere als Stranggussteil. Von Vorteil ist dabei, dass die Signalübertragung von einem stationär angeordneten Sender zu einem auf dem Fahrzeug angeordneten Empfänger ermöglicht ist oder von einem auf dem Fahrzeug angeordneten Sender zu einem stationär angeordneten Empfänger. Alternativ ist auch die Übertragung zwischen zwei Schienenfahrzeugen ausführbar, wobei auch hier die Störung anderer Empfänger vernachlässigbar ist.
Beispielsweise ist das Schienenfahrzeug als Einschienenhängebahn-Fahrzeug ausführbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Dämpfungsglied einen elektrischen Vierpol auf,
wobei der elektrische Vierpol eine π- oder T-Schaltung von Impedanzen aufweist,
insbesondere wobei die jeweilige Impedanz aus einer Parallelschaltung einer Induktivität und einer Kapazität mit einem Ohmschen Widerstand besteht,
insbesondere wobei der Vierpol eingangsseitig und ausgangsseitig impedanzangepasst, also wellenangepasst, ist an das jeweils angeschlossene Koaxialkabel, insbesondere auf 50 Ohm angepasst ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung des Vierpols ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die aus dem Schlitzhohlleiter austretende Strahlung infolge des Dämpfungsglieds derart gering, dass die Empfindlichkeitsschwelle weiterer in der Anlage angeordneter Empfänger nicht überschritten wird. Von Vorteil ist dabei, dass keine Störung anderer Empfänger ermöglicht ist. Auch ist die von Störstrahlern in den Schlitzhohlleiter eingestrahlte Strahlung nicht störend, da diese Strahlung von dem weiteren Dämpfungsglied abgedämpft wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sender über ein Koaxialkabel mit dem ersten Dämpfungsglied verbunden und das erste Dämpfungsglied mit der ersten Antenne über ein weiteres Koaxialkabel,
wobei die weitere Antenne über ein Koaxialkabel mit dem zweiten Dämpfungsglied verbunden ist, das wiederum über ein Koaxialkabel mit dem Empfänger verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass einfache Verbindungsmittel angewendet werden.
Erfindungsgemäß ist das erste Dämpfungsglied wahlweise mit dem Sender oder einem weiteren Empfänger verbindbar,
wobei das zweite Dämpfungsglied wahlweise mit dem Empfänger oder einem weiteren Sender verbindbar ist,
insbesondere wobei zur Auswahl jeweils ein Umschalter, insbesondere steuerbarer elektronischer Umschalter, eingesetzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Signalübertragung bidirektional ausführbar ist. Dies bedeutet, dass statt des Senders ein Empfänger mit dem entsprechenden Koaxialkabel zum entsprechenden ersten Dämpfungsglied verbunden wird und statt des Empfängers am anderen Ende des Signalübertragungskanals ein Sender über das entsprechende Koaxialkabel mit dem weiteren Dämpfungsglied verbunden wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schlitzhohlleiter einen Schlitz auf, der sich parallel zur Schiene erstreckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Signalübertragung zum Schienenfahrzeug ermöglicht ist. Beispielsweise ist das Schienenfahrzeug als Einschienenhängebahn-Fahrzeug ausführbar.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert.
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung schematisch skizziert.
Dabei ist ein Fahrzeug 6 entlang eines in einer Anlage langgestreckt verlegten Schlitzhohlleiters 1 bewegbar.
Vorzugsweise ist hierzu das Fahrzeug ein auf einer Schiene bewegbares Fahrzeug 6, wobei der Schlitzhohlleiter 1 parallel zur Schiene verlegt ist, insbesondere an der Schiene befestigt ist.
Zur Signalübertragung wird eine Frequenz zwischen 1 GHz und 10 GHz verwendet.
Das Fahrzeug 6 weist eine mit einem Sender und/oder Empfänger verbindbare Kommunikationsschnittstelle auf, an die das Ausgangssignal eines Dämpfungsgliedes 4 mittels eines Koaxialkabels 5 heranführbar ist oder das vom Sender erzeugte Signal über das Koaxialkabel 5 an das Dämpfungsglied 4 heranführbar ist.
Das Dämpfungsglied ist, insbesondere an seiner anderen Seite, mit einer Antenne verbunden, die in den Schlitzhohlleiter 1 zumindest teilweise hineinragt. Somit sind Signale ein- oder auskoppelbar.
Der Fahrwagen 6 ist zusammen mit der an ihm befestigten Antenne entlang des Schlitzes des Schlitzhohlleiters 1 bewegbar.
Ebenso ist eine weitere Antenne stationär am Schlitzhohlleiter angeordnet, welcher mittels eines Koaxialleiters ein Signal von einem weiteren Dämpfungsglied 2 zuführbar ist oder ein von der Antenne empfangenes Signal an dieses weitere Dämpfungsglied 2 heranführbar ist.
Diesem weiteren Dämpfungsglied 2 wird auf der anderen Seite, insbesondere Eingangsseite, ein Signal mittels eines Koaxialkabels 3 zugeführt von einem Sender oder von diesem weiteren Dämpfungsglied 2 abgeführt an einen Empfänger.
Somit ist eine Signalübertragung von dem stationär angeordneten Sender über das Dämpfungsglied 2 und den Schlitzhohlleiter 1 an das Fahrzeug 6 ermöglicht, wobei das von dessen Antenne empfangene Signal durch das Dämpfungsglied 4 geleitet wird, bevor es zum Empfänger gelangt.
Umgekehrt ist auch eine Signalübertragung vom Sender des Fahrzeugs aus über das Dämpfungsglied 4 und den Schlitzhohlleiter 1 an den stationär angeordneten Empfänger ermöglicht, wobei das von der stationär angeordneten Antenne empfangene Signal durch das Dämpfungsglied 4 geleitet wird, bevor es zum Empfänger gelangt.
Durch den Schlitz des Schlitzhohlleiters 1 treten auch Strahlungsanteile 7 aus und gelangen zu weiteren in der Anlage angeordneten Empfängern, wobei allerdings wegen der Dämpfungsglieder (2, 4) die auftretenden Signalstärken derart gering sind, dass keine Störung auftritt. Entsprechend treten auch Strahlungsanteile von weiteren in der Anlage angeordneten Sendern in den Schlitz des Schlitzhohlleiters 1 ein, wobei wegen der Dämpfungsglieder (2, 4) diese eintretende Störstrahlung derart stark abgedämpft wird, dass sie keinen wesentlichen Pegel erreicht. Dabei ist eine Abdämpfung auf –90 dBm oder weniger vorteilhaft
Die Dämpfungsglieder (2, 4) verhindern auch ein Übersteuern des jeweiligen Empfängers, wenn beispielsweise die Antenne des Fahrzeugs sehr nahe zur stationär angeordnete Antenne ist.
Das Dämpfungsglied (2, 4) ist jeweils als elektrisches Dämpfungsglied ausgeführt, wobei es als elektrischer Vierpol ausgeführt ist, der eine π- oder T-Schaltung von Impedanzen, insbesondere Ohmsche Widerstände mit gegebenenfalls jeweils parallel geschaltetem Kondensator und/oder parallel geschalteter Induktivität, aufweist und beidseitig, also eingangsseitig und ausgangsseitig, an die Wellenimpedanz des Koaxialleiters (3, 5) angepasst ist. Diese liegt vorzugsweise bei 50 Ohm.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist eine Kommunikation zwischen zwei gleichartigen Fahrzeugen 6 ausgeführt, wobei jedes der Fahrzeuge 6 ein Dämpfungsglied 4 aufweist. Wiederum ist die austretende Strahlung auf ein geringes Maß abgedämpft, die eintretende Störstrahlung ebenfalls abgedämpft und ein Übersteuern verhindert.
Bezugszeichenliste

1: Schlitzhohlleiter
2: Dämpfungsglied, elektrisch
3: Koaxialkabel
4: Dämpfungsglied, elektrisch
5: Koaxialkabel
6: Fahrzeug
7: austretende Strahlungsanteile oder eintretende Strahlungsanteile

Claims

Anordnung zur Signalübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Sender erzeugten Signale einem ersten Dämpfungsglied (2) zugeleitet werden, das eine erste Antenne speist, welche zumindest teilweise in einen Schlitzhohlleiter (1), also in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1), hineinragt, wobei von einer weiteren, in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1) zumindest teilweise hineinragenden Antenne empfangene Signale einem weiteren Dämpfungsglied (4) zugeleitet werden, das einen Empfänger speist, wobei die weitere Antenne von der ersten Antenne in Schlitzhohlleiterrichtung beabstandet und/oder getrennt angeordnet ist, wobei das erste und das weitere Dämpfungsglied (2, 4) gleichartig aufgebaut sind, wobei das erste Dämpfungsglied (2) wahlweise mit dem Sender oder einem weiteren Empfänger verbindbar ist, das zweite Dämpfungsglied (4) wahlweise mit dem Empfänger oder einem weiteren Sender verbindbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswahl jeweils ein steuerbarer elektronischer Umschalter eingesetzt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das weitere Dämpfungsglied (2, 4) als elektrisches Dämpfungsglied (2, 4) ausgeführt sind, wobei das erste oder das weitere Dämpfungsglied (2, 4) auf einem entlang einer Schiene schienengeführten Fahrzeug (6) der Anordnung angeordnet ist, wobei der Schlitzhohlleiter (1) entlang der Schiene verlegt ist parallel zur Schiene,
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzhohlleiter (1) an der Schiene befestigt ist oder einstöckig, also einteilig, mit der Schiene ausgeführt ist als Stranggussteil.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitzhohlleiter (1) einen Schlitz aufweist, der sich parallel zur Schiene erstreckt.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (2, 4) einen elektrischen Vierpol aufweist, wobei der elektrische Vierpol eine π- oder T-Schaltung von Impedanzen aufweist, wobei die jeweilige Impedanz aus einer Parallelschaltung einer Induktivität und einer Kapazität in Kombination mit Ohmschen Widerständen besteht, wobei der Vierpol eingangsseitig und ausgangsseitig impedanzangepasst, und wellenangepasst, ist an das jeweils angeschlossene Koaxialkabel (3, 5).
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vierpol auf 50 Ohm angepasst ist.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Schlitzhohlleiter (1) austretende Strahlung infolge des Dämpfungsglieds (2 bzw. 4) derart gering ist, dass die Empfindlichkeitsschwelle weiterer in der Anordnung angeordneter Empfänger nicht überschritten wird.
Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender über ein Koaxialkabel (3) mit dem ersten Dämpfungsglied (2) verbunden ist und das erste Dämpfungsglied (2) mit der ersten Antenne über ein weiteres Koaxialkabel, wobei die weitere Antenne über ein Koaxialkabel mit dem zweiten Dämpfungsglied (4) verbunden ist, das wiederum über ein Koaxialkabel (5) mit dem Empfänger verbunden ist.
Anlage mit einer Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage als Einschienenhängebahn ausgeführt ist.