DE1541582C3 - System zum selbsttätigen drahtlosen Übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfrage- und Antwortgeräten, insbesondere der Nummern von Eisenbahnfahrzeugen nach ortsfesten Abfragegeräten - Google Patents

Description

zur Ausbreitungsrichtung gestreift gezeichnet. Störend ist das an sich ungewollte unvermeidbare Reflektieren von Strahlung durch andere Teile, z. B. 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 die Empfangsantenne 5 ins Antwortgerät 2 gelangende Abfragesignal, auch Nutzsignal 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 Dauer, die in einer dem Abfragegerät 3, 4 zugeordneten Auswerteschaltung 4 zum 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 Hauptpatent 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 StörsignaJe mit dem Abfragesignal stark unterschiedliche Differenzfrequenzen, die wegen der relativ niedrigen Wobbeifrequenz bei den zu berücksichtigenden Entfernungen des Abfragerätes vom Antwortgerät bzw. von den die Störsignale reflektierenden Teilen im Niederfrequenzbereich liegen. Daibei 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 andererseits durch die dem räumlichen Höchstabstand der Reflexionsebene für Störstrahlung im Nahbereich entsprechenden 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 Hochpaß-Tiefpaß-Kombination bzw. ein Bandpaßfilter anwendbar, dessen obere und untere Grenzfrequenz entsprechend gewählt sind.

In Anlehnung an die Fig. 3 und 10 des Hauptpatentes wird im folgenden die Wirkungsweise von

ao Antwortgeräten nach F i g. 2 und 3 näher erläutert. Das Ersatzschaltbild der F i g. 2 zeigt im wesentlichen ein Antwortgerät nach F i g. 3 des Hauptpatentes.

Über die Antenne 5 gelangt das Abfragesignal in

as einem 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 Verzögerungsglied 25, das im Ersatzschaltbild aus mehreren in Kette geschalteten Tiefpässen besteht und das Antwortsignal für eine immer gleich lange Zeit verzögert. Die Antenne 8 strahlt das Antwortsignal wieder aus.

Das Ersatzschaltbild der F i g. 3 zeigt im wesentlichen ein Antwortgerät nach Fig. 10 des Hauptpatentes. Über die Antenne 9 und das Verzögerungsglied 25 gelangt das Abfragesignal verzögert in den Hochfrequenzleitungsabschnitt 10 mit einem aus Resonatoren 11 bestehenden Verschlüsselungsnetz 12, in dem die Information darstellende Frequenzen ausgewählt und am Kurzschluß K kurzgeschlossen bzw. an den Resonatoren 11 bevorzugt reflektiert werden.

Die reflektierten Frequenzen durchlaufen wiederum 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 F i g. 4 und 5 ,sind zwei praktische Ausführungsbeispiele für Antwortgeräte nach den F i g. 2 und 3 dargestellt. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um die entsprechenden Beispiele in den F i g. 7 und 11 des Hauptpatentes. Das elektrisch durch eine Kette von Tiefpässen dargestellte Verzögerungsglied 25 wird bei Hohlleitern praktisch am zweckmäßigsten durch kapazitive Querstege realisiert. F i g. 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 der F i g. 7 ist eine Auswerteschaltung darge-

stellt, die im Grundaufbau der nach Fig. 11 des Hauptpatentes entspricht. Lediglich an Stelle des Phasendetektors des Hauptpatentes 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 F i g. 2 und 3 . dargestellten Tiefpässen andere Verzögerungsglieder oder ein Verzögerungskabel zu verwenden. Desgleichen sind auch andere praktische Ausführungsformen der Verzögerungsglieder nach den F i g. 2 und 3 denkbar, als sie in den F i g. 4 bis 6 dargestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 den jeweils die vor allem als auf Resonanz abge- Patentansprüche: stimmte Stichleitungen ausgebildeten Filter für die auszuwählenden Frequenzen angekoppelt sind. Fer-

1. System zum selbsttätigen drahtlosen Über- ner ist der einzelne Hochfrequenzleitungsabschnitt tragen von mehrstelligen Informationen zwischen 5 mit wenigstens einer vorzugsweise als Richtantenne gegeneinander beweglichen Abfrage- und Ant- ausgebildeten Antenne versehen, die am jeweiligen wortgeräten, insbesondere der Nummern von Antwortgerät so angeordnet ist, daß das Hauptmaxi-Eisenbahnfahrzeugen nach ortsfesten Abfragege- mum ihres Strahlungsdiagramms beim Vorbeibeweräten, bei dem jedes Abfragegerät in einem vor- gen des Antwortgerätes am Abfragegerät dessen gegebenen Frequenzband ein periodisch seine io ebenfalls als Richtantenne ausgebildete Sende- und Frequenz veränderndes Abfragesignal aussendet, Empfangsantenne überstreicht.

aus dem das jeweils vorbeibewegte Antwortgerät Durch störende Reflexionen, vor allem an der Wa-

die der Information zugeordneten Frequenzen genwand eines Fahrzeugs, können Nutzsignale vorge-

durch Filter auswählt und für jede Stelle der In- täuscht werden, die das Auswerteergebnis des Abfra-

formation eine vorgegebene Anzahl von Ant- 15 gegerätes stark verfälschen.

Wortfrequenzen zum Abfragegerät zurücksendet, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Sy-

wobei nach Patent 1 279 785 die Abfragegeräte stemen nach dem Hauptpatent die schädliche Wir-

im Mikrowellenbereich liegende Abfragesignale kung solcher Reflexionen auszuschalten und dadurch

senden und die Antwortgeräte mit einem Hoch- das störungsfreie Überträgen von mehrstelligen In-

frequenzleitungsabschnitt, an den als Stichleitun- 20 formationen zwischen gegeneinander beweglichen

gen ausgebildete, aus Resonanz für die auszu- Abfrage- und Antwortgeräten zu ermöglichen,

wählenden Frequenzen abgestimmte Filter ange- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

koppelt sind, und mindestens einer Richtantenne löst, daß im Antwortgerät zwischen Empfangs- und

für die Abfrage- und Antwortsignale versehen Sendeantenne ein Verzögerungsglied vorgesehen ist,

sind, dadurch gekennzeichnet, daß im 25 und daß die hierdurch verursachte Verzögerung des

Antwortgerät (2) zwischen Empfangs- und Sen- Antwortsignals im Abfragegerät als Kriterium zum

deantenne (5 und 8) ein Verzögerungsglied (25) Unterscheiden des Nutzsignals von auf Reflexionen

vorgesehen ist, und daß die hierdurch verursachte beruhenden Störsignalen dient.

Verzögerung des Antwortsignals im Abfragegerät Vorteilhaft ist es, wenn zum Auswerten des Krite-

(3, 4) als Kriterium zum Unterscheiden des Nutz- 30 riums ein Frequenzfilter vorgesehen ist, das zumin-

signals von auf Reflexionen beruhenden Störsi- dest eine untere Grenzfrequenz hat, die der dem

gnalen dient. ■ elektrischen Mindestabstand des Antwortgerätes vom

2. System nach Anspruch 1, für aus Hohllei- Abfragegerät entsprechenden Frequenzdifferenz zwitern und Leitungsresonatoren bestehende Ant- sehen augenblicklichem Abfrage- und augenblickliwortgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß in den 35 chem Antwortsignal entsprechend gewählt ist.

vom Antwortsignal durchlaufenen Teilen des Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachHohlleiters (6 bzw. 10) mindestens ein kapaziti- stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert,
ver Quersteg (Fig. 6) angeordnet ist, der die er- In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes, am Fahrzeug forderliche Verzögerung des Antwortsignals her- befindliches Antwortgerät, das gerade von einem Abvorruft. 40 fragegerät abgefragt wird, gezeigt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Fig. 2 und 3 zeigen je ein elektrisches Ersatzgekennzeichnet, daß zur Auswertung des Kriteri- schaltbild von zwei möglichen Ausführungsformen ums ein Frequenzfilter (240) vorgesehen ist, das des Antwortgerätes.

zumindest eine untere Grenzfrequenz hat, die der Fig. 4 und 5 zeigen vorteilhafte konstruktive Aus-

dem elektrischen Mindestabstand des Antwortge- 45 führungsformen derartiger Antwortgeräte und

rätes (2) vom Abfragegerät (3, 4) entsprechenden Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Antwortgerät

Frequenzdifferenz zwischen augenblicklichem nach F i g. 5.

Abfrage- und augenblicklichem Antwortsignal . In F i g. 7 ist ein Blockschaltbild eines Abfragegeentsprechend gewählt ist. rates mit Schaltmitteln dargestellt, die das Unter-50 scheiden des Nutzsignals von auf Reflexionen beruhenden Störsignalen ermöglichen.

Das Hauptpatent 1279 785 bezieht sich auf ein In der Zeichnung sind für dem Hauptpatent entSystem zum selbsttätigen drahtlosen Übertragen von sprechende Einrichtungen die gleichen Bezugszeimehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander chen verwendet.

beweglichen Abfrage-und Antwortgeräten, insbeson- 55 Das Antwortgerät2 in Fig. 1 ist am Fahrzeug 1

dere der Nummern von Eisenbahnfahrzeugen nach befestigt und besteht aus Antennen 5 und 8, aus

ortsfesten Abfragegeräten, bei dem jedes Abfragege- einem aus Resonatoren bestehenden Verschlüsse-

rät in einem vorgegebenen Frequenzband ein perio- lungsnetz 12 zum Auswählen der Frequenzen und

disch seine Frequenz veränderndes Abfragesignal aus einem erfindungsgemäß eingefügten Verzöge-

aussendet, aus dem das jeweils vorbeibewegte Ant- 60 rungsglied 25 zum Verzögern des Antwortsignals um

wortgerät die der Information zugeordneten Fre- eine vorgegebene Zeitspanne.

quenzen durch Filter auswählt und für jede Stelle der Ein ortsfestes Abfragegerät 3, 4 sendet über eine

Information eine vorgegebene Anzahl von Antwort- Antenne 13 ein periodisch seine Frequenz ver-

frequenzen zum Abfragegerät zurücksendet. änderndes Abfragesignal aus, das auf die Empfangs-

Gemäß dem Hauptpatent haben die Abfragesi- 65 antenne 5 des Antwortgerätes 2 trifft. In F i g. 1 sind

gnale der Abfragegeräte im Mikrowellenbereich gele- dieses Signal sowie das von der Antenne 8 des Ant-

gene Frequenzen, und die Antwortgeräte sind mit wortgerätes 2 gesendete und von der Antenne 14 des

einem Hochfrequenzleitungsabschnitt versehen, an Abfragegerätes 3, 4 empfangene Antwortsignal quer