DE19642985A1 - Vorrichtung zur Überwachung eines elektronischen Sicherungselementes in einer Abfragezone - Google Patents
Vorrichtung zur Überwachung eines elektronischen Sicherungselementes in einer AbfragezoneInfo
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- G08B13/2471—Antenna signal processing by receiver or emitter
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung
eines elektronischen Sicherungselementes in einer
Abfragezone, bestehend aus einer Sendeeinrichtung, die
zumindest ein periodisches Abfragesignal in die Abfragezone
aussendet, wobei das Abfragesignal das Sicherungselement
zur Aussendung eines Erkennungssignals anregt, einer
Empfangseinrichtung, die das Erkennungssignal empfängt, und
einer Rechen-/Regeleinheit, die die von der
Empfangseinrichtung empfangenen Signale auswertet und bei
Identifizierung des Sicherungselementes einen Alarm
auslöst.
Aus der DE 44 36 977.8 ist bereits eine Anlage zur
elektronischen Überwachung von Artikeln, die mit
Resonanzschwingkreisen gesichert sind, bekannt geworden. Um
einerseits die Empfindlichkeit gegenüber Störsignalen zu
erhöhen und andererseits eine hohe Nachweiswahrschein
lichkeit zu erreichen, werden sowohl die Amplituden der
empfangenen Signale als auch der Phasenunterschiede
zwischen dem Feld des Senders und den empfangenen Signalen
ausgewertet. Die Resonanzfrequenz der Sicherungselemente
variiert infolge von Fertigungstoleranzen. Um
sicherzustellen, daß alle Sicherungselemente innerhalb
vorgegebener Toleranzen detektiert werden, strahlt die
Sendevorrichtung zyklisch ein Abfragesignal mit einer auf
die Toleranzvorgaben bei der Fertigung der
Sicherungselemente abgestimmten Bandbreite in die
Abfragezone ab. Als Vergleichswerte kommen fest vorgegebene
Schwellenwerte bzw. zuvor abgespeicherte Kurvenverläufe zur
Anwendung. Hieraus resultiert der Nachteil dieser bekannt
gewordenen Vorrichtung: die tatsächlichen, die
Empfangssignale beeinflussenden Störquellen in der
Abfragezone bzw. in Nähe der Abfragezone werden nicht oder
nur unzureichend berücksichtigt.
Zur Detektierung von elektromagnetischen Sicherungs
elementen in einer Abfragezone wird in der EP 123 586 B
vorgeschlagen, zusätzlich zu zwei Abfragefelder mit den
Frequenzen F1 und F2 im kHz-Bereich ein Feld mit einer im
Hz-Bereich liegenden Frequenz F3 in die Abfragezone zu
senden. Die beiden Abfragefelder mit den Frequenzen F1 und
F2 regen ein in der Abfragezone befindliches
Sicherungselement zur Aussendung eines charakteristischen
Signals mit den Intermodulationsfrequenzen n.F1 ± m.F2 (n,
m = 0, 1, 2, . . .) an. Das niederfrequente Abfragefeld
bewirkt, daß das Sicherungselement im Takt dieses Feldes
von der Sättigung in eine Richtung zur Sättigung in die
andere Richtung getrieben wird. Das charakteristische
Signal tritt daher periodisch mit der Frequenz des
niederfrequenten Feldes auf.
Als alternative Lösung ist auch bekannt geworden, lediglich
ein im kHz-Bereich liegendes Abfragefeld zur Erregung des
Sicherungselementes zu verwenden, wobei das
Erkennungssignal des Sicherungselementes wiederum im Takte
eines niederfrequenten Feldes, das das weichmagnetische,
nicht-lineare Material zwischen den beiden Sättigungen hin-
und hertreibt, auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
vorzuschlagen, die das Erkennen von Artikeln, die mit
elektronisch detektierbaren Sicherungselementen
ausgestattet sind, innerhalb einer Abfragezone verbessert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rechen-/Regel
einrichtung das empfangene Signal bezüglich Amplitude
und Phase (I-Komponente und Q-Komponente) auswertet, daß
sie ein in dem empfangenen Signal auftretendes Störsignal
erkennt und näherungsweise ermittelt und daß sie das
empfangene Signal von dem Störsignal befreit.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß die
Rechen-/Regeleinrichtung das empfangene Signal r(s), wobei
s = 1, 2, 3 . . . n den jeweiligen Meßwert charakterisiert,
in die folgenden Teilsignale zerlegt: ein Basissignal b(s),
ein direktes Signal d*(s), das Antwortsignal des
Sicherungselementes t*(s) und ein Rauschsignal n(s).
Im Falle eines RF-Sicherungselemente überwachenden Systems
entspricht das Basissignal b(s) dem Signal, das von den
Analog-Digital-Wandlern (ADC) angezeigt wird, wenn die
Sendevorrichtung ausgeschaltet ist und keine externe
Rauschquellen vorhanden sind. Das Basissignal b(s)
entspricht daher dem von der Elektronik der Empfangs
vorrichtung herrührenden Signal.
Bei eingeschalteter Sendevorrichtung wird ein geringer
Anteil des gesendeten Signals direkt von der Empfangs
vorrichtung empfangen. Dieser Signalanteil entspricht dem
direkten Signal d(s). Das direkte Signal variiert sowohl in
Amplitude als auch in der Phase, wenn sich beispielsweise
eine Person in der Nähe der Empfangsvorrichtung aufhält.
Sobald ein Sicherungselement die Abfragezone passiert,
erzeugt es ein zu dem Sendesignal proportionales
Erkennungssignal. Dieses Signal ist folglich auch
proportional zu dem direkten Signal d(s).
Externe Rauschsignale, die von der Empfangsvorrichtung
empfangen werden, spiegeln sich in dem Signalanteil n(s).
Aufgrund des Zuvorgesagten hat es sich als besonders
vorteilhaft erwiesen, bei Vorrichtungen zur Überwachung von
Resonanzfrequenz(RF)-Sicherungselementen das direkte Signal
d*(s) gleich k.ejΘ.d(s) und das Antwortsignal des
Sicherungselementes t*(s) gleich k.ejΘ.d(s).t(s) zu setzen.
Hierbei kennzeichnet k die Amplitudenänderung und Θ die
Phasenänderung des direkten Signals d(s).
Im Falle einer Vorrichtung zur Überwachung von
elektromagnetischen (EM) Sicherungselementen ist gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vorgesehen, daß das direkte Signal d*(s) gleich
k.ejΘ.d(s) und das Antwortsignal des Sicherungselementes
t*(s) gleich t(s) gesetzt wird, wobei k wiederum die
Amplitudenänderung und Θ die Phasenänderung des direkten
Signals d(s) beschreibt.
Im folgenden wird auf das in der Beschreibungseinleitung
beschriebene Überwachungssystem mit den drei Frequenzen F1,
F2 und F3 Bezug genommen. Bei einem elektromagnetischen
Überwachungssystem erzeugt jedes nicht-lineare Material in
der Abfragezone elektromagnetische Signale mit der Frequenz
F1 + F2 oder deren Harmonischen, also auch Einkaufswagen
oder Metallverpackungen.
Um die Sende-/Empfangsvorrichtungen gegen derartige
Störeinflüsse nach außen zu schützen, sind auf der der
Abfragezone abgewandten Seite oftmals Metallplatten
vorgesehen. Wären die Störeinflüsse statisch, wäre es
ausreichend, von dem empfangenen Signal stets einen
konstanten Wert abzuziehen. Dies ist jedoch oftmals nicht
der Fall: die Störsignale ändern sich beispielsweise
infolge von Schwankungen der Energieversorgung -hierdurch
werden Amplitudenänderungen verursacht -, der in dem System
verwendeten Frequenzen F1, F2, F3 - diese bedingen
Phasenänderungen - oder einer mechanische Bewegung - diese
wirkt sich auf Amplitude und Phase aus. Da die Amplituden
dieser Störsignale bis zu 20mal größer sind als die
Erkennungssignale von Sicherungselementen, wirken sich
geringfügige Schwankungen bereits gravierend auf die
Detektionswahrscheinlichkeit von Sicherungselementen aus,
wenn ein einfacher Subtraktionsalgorithmus verwendet wird.
Es ist daher von herausragender Bedeutung, daß Amplituden-
und Phasenänderungen des direkten Signals erfindungsgemäß
kompensiert werden können.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn
die Rechen-/Regeleinrichtung das direkte Signal d(s) aus
der Differenz der Langzeitmittel von empfangenen Signalen
r(s) und Basissignalen b(s) bestimmt. Hierdurch läßt sich
die Meßgenauigkeit der Vorrichtung erhöhen.
Eine vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sieht vor, daß die Rechen-/Regeleinrichtung
folgende Näherung macht: das direkte Signal d(s) wird in
der IQ-Ebene derart gedreht, daß seine Hauptkomponente mit
der Richtung der I-Komponente zusammenfällt, wobei rd(s)
das direkte Signal nach der Drehung (= gedrehtes direktes
Signal) beschreibt.
Insbesondere wird die Rotation durch Multiplikation von
d(s) mit der komplexen Zahl
simuliert, wobei Re_Energie die Energie des Realteils und
Im_Energie die Energie des Imaginärteils des direkten
Signals d(s) kennzeichnet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
die Rechen-/Regeleinrichtung von dem gedrehten direkten
Signal rd(s) einen eventuell vorhandenen Anteil des
Imaginärteils des gedrehten direkten Signals subtrahiert
und dadurch das verbesserte direkte Signal
ard(s) = rd(s) - Im(rd(s)).corr(Im(rd(s)),Re(rd(s)))
erhält, wobei
erhält, wobei
den Anteil des Imaginärteils des gedrehten direkten Signals
Im(rd(s)) in dem Realteil des gedrehten direkten Signals
Re(rd(s)) beschreibt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung korreliert die Rechen-/Regel
einrichtung das verbesserte direkte Signal ard(s) mit
dem empfangenen Signal r(s), wobei die Korrelationen
vorteilhafterweise folgendermaßen lauten:
rc = corr(Re(ard(s)),Re(r(s) - b(s))) - hier wird der Anteil des verbesserten direkten Signals ard(s) in der I-Komponente des empfangenen Signals r(s) bestimmt - und
ic = corr(Re(ard(s)),Im(r(s) - b(s))) - hier wird der Anteil des verbesserten Signals ard(s) in der Q-Komponente des empfangenen Signals r(s) ermittelt.
rc = corr(Re(ard(s)),Re(r(s) - b(s))) - hier wird der Anteil des verbesserten direkten Signals ard(s) in der I-Komponente des empfangenen Signals r(s) bestimmt - und
ic = corr(Re(ard(s)),Im(r(s) - b(s))) - hier wird der Anteil des verbesserten Signals ard(s) in der Q-Komponente des empfangenen Signals r(s) ermittelt.
Anschließend wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung das gedrehte direkte
Signal rd(s) mit der komplexen Zahl rc - j.ic
multipliziert, wodurch sich das endgültige direkte Signal
fd(s) zu
fd(s) = rd(s).(rc - j.ic) ergibt.
Die Rechen-/Regeleinrichtung subtrahiert dann den
errechneten (simulierten) Wert für fd(s) von dem
empfangenen Signal r(s).
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Fig. näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Überwachungs
zone für elektronisch gesicherte Artikel,
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Überwachungsvorrichtung für
Sicherungselemente mit Resonanzschwingkreisen,
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Überwachungsvorrichtung für
elektromagnetische Sicherungselemente und
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines bevorzugt zur Anwendung
kommenden Steuerprogramms für die Rechen-/Regeleinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Detektierung eines mit
einem Sicherungselement 2 versehenen Artikels 6 in einer
Abfragezone 3. Die Abfragezone 3 wird von zwei im
wesentlichen parallel aufgestellten Detektorgattern
gebildet, die die Sendevorrichtung 4 und die
Empfangsvorrichtung 5 enthalten. Selbstverständlich können
beide Vorrichtungen 4, 5 auch in einem Detektorgatter
untergebracht sein. Die Steuerung der Überwachungs
vorrichtung 1 sowie die Auswertung der Meßwerte erfolgt
mittels der Rechen-/Regeleinrichtung 7.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Überwachungs
vorrichtung 1 für Sicherungselemente 2 mit Resonanzschwing
kreisen dargestellt. Die Sendevorrichtung 4 sendet zyklisch
Abtastsignale einer vorgegebenen Bandbreite in die
Abfragezone 3 aus. Die Bandbreite ist so bemessen, daß
sichergestellt ist, daß alle zur Artikelsicherung
eingesetzten Resonanzschwingkreise trotz fertigungs
bedingter Toleranzen in ihrer Resonanzfrequenz detektiert
werden.
Die Empfangsvorrichtung 5 empfängt ein Signal r(s), das
neben dem Erkennungssignal t*(s) auch einen Signalanteil
d(s) enthält, der direkt von der Sendevorrichtung 4
herrührt, sowie Signale von externen Geräuschen n(s). Die
empfangenen Signale r(s) werden in dem Verstärker 10
verstärkt und in dem Demodulator 11 demoduliert. Die
Analog-Digital-Wandler 12 liefern nachfolgend Meßwerte für
die I-Komponente, die die Amplitude eines empfangenen
Signals r(s) widerspiegelt, und die Q-Komponente, die
Phaseninformation des empfangenen Signals r(s) beinhaltet,
an die Rechen-/Regeleinrichtung 7.
Fig. 3 zeigt ein analoges Blockdiagramm einer Überwachungs
vorrichtung 1 für elektromagnetische Sicherungselemente 2.
Die beiden Sendeantennen der Sendevorrichtung 4 senden
Signale der Frequenzen F1, F2 und F3 in die Abfragezone 3.
Durch die Abfragesignale wird das elektromagnetische
Sicherungselement 2, das im wesentlichen aus einem Metall
mit nicht-linearen magnetischen Eigenschaften besteht, zur
Aussendung von Erkennungssignalen t*(s) angeregt, die von
der Empfangsvorrichtung 5 empfangen werden. Neben den
Erkennungssignalen t*(s) und den direkten Signalen d(s)
enthalten die Empfangssignale r(s)auch Signale n(s), die
von externen Geräuschquellen herrühren. Wie im Falle der
Überwachung von Sicherungselementen 2 mit Resonanzschwing
kreisen werden auch hier der Rechen-/Regeleinrichtung 7 die
I- und die Q-Komponente der empfangenen Signale r(s) zwecks
erfindungsgemäßer Auswertung zur Verfügung gestellt.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms, das
besonders gut für die erfindungsgemäße Auswertung der
Empfangssignale r(s) geeignet ist. Die Programmpunkte 14
bis 18 umfassen ein sogenanntes Initialisierungsprogramm,
welches dem eigentlichen Steuerprogramm vorgeschaltet ist.
Dieses Initialisierungsprogramm wird vorzugsweise in einem
festen zeitlichen Abstand durchlaufen, um sicherzustellen,
daß der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 stets möglichst
aktuelle Ausgangswerte zur Verfügung stehen. Nach dem Start
des Programms bei 14, wird unter dem Programmpunkt 15 die
Empfangsvorrichtung aktiviert. Die empfangenen Signale r(s)
werden über m Zyklen gemittelt, wobei die Dauer eines
Zyklus' jeweils der Dauer eines periodischen Abfragesignals
entspricht. Der gemittelte Wert wird als Basissignal b(s)
gespeichert. Dieses Basissignal entspricht, wie an
vorhergehender Stelle bereits definiert, dem Signalanteil
der Empfangsvorrichtung 5 bei ausgeschalteter
Sendevorrichtung 4.
Nachfolgend wird entsprechend dem Programmpunkt 17 die
Sendevorrichtung 4 eingeschaltet. Bei Punkt 18 wird von dem
über mehrere Zyklen gemittelten, empfangenen Signal das
entsprechend gemittelte Basissignal b(s) subtrahiert. Das
Ergebnis dieser Berechnung ist das direkte Signal d(s).
Dieser Initialisierungsphase schließt sich das eigentliche
Steuer-und Überwachungsprogramm zwecks Detektierung sich
innerhalb der Überwachungszone befindlicher
Sicherungselemente an. Bei Programmpunkt 19 werden die
während eines Zyklus empfangenen Signale aufgezeichnet.
Bezogen auf die in der Einleitung beschriebenen, zum Stand
der Technik gehörenden Überwachungssysteme läßt sich ein
Zyklus folgendermaßen definieren: Im Falle des RF-Systems
entspricht er der Zeitdauer, während der die Aussendung
eines Frequenzbereiches vorgegebener Bandbreite erfolgt. Im
Falle des EM-Systems wird der Zyklus durch die
Niederfrequenz F3 bestimmt. Anschließend wird bei 20 das
Basissignal b(s) von dem empfangenen Signal r(s)
subtrahiert. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist das
korrigierte empfangene Signal r'(s).
Unter Punkt 21 wird das laufende Mittel des direkten
Signals d(s) aktualisiert. Die Aktualisierung erfolgt nach
folgender Berechnung:
d(s) ← (d(s)*.x + r'(s))/(x + 1) mit x = const.
Dies ist die formelmäßige Darstellung eines über einen
längeren Zeitraum laufenden, einen Mittelwert bildenden
Filters. x ist die Zeitkonstante des Filters.
Unter Programmpunkt 22 erfolgt eine Drehung des direkten
Signals d(s), die so ausgelegt ist, daß das Maximum des
direkten Signals d(s) in Richtung der I-Komponente zu
liegen kommt. Vorzugsweise erfolgt die Rotation dadurch,
daß das direkte Signal d(s)* mit der komplexen Zahl
multipliziert wird. Hierbei charakterisiert Re_Energie die
Energie des Realteils von d(s) und Im_Energie die Energie
des Imaginärteils von d(s). (Re_Energie2 + Im_Energie2)
entspricht der Gesamtenergie. Das gedrehte direkte Signal
rd(s) ist das Ergebnis dieser Rotation.
Es ist durchaus möglich, daß nach der Drehung eine
Korrelation zwischen dem Realteil Re(rd(s)) und dem
Imaginärteil Im(rd(s)) des gedrehten direkten Signals rd(s)
vorhanden ist. Dieser verbleibende Anteil wird unter
Programmpunkt 23 von dem gedrehten direkten Signal rd(s)
subtrahiert. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist das
verbesserte gedrehte direkte Signal
ard(s) ← rd(s) - Im(rd(s)).corr(Im(rd(s)),Re(rd(s)))
wobei
wobei
den Anteil des Imaginärteils des gedrehten direkten Signals
Im(rd(s)) in dem Realteil des gedrehten direkten Signals
Re(rd(s)) beschreibt. Allgemein mit den Größen a und b
ausgedrückt gilt:
corr(a,b) = (Σa . b)/(Σa2).
Anschließend wird bei 24 das verbesserte gedrehte direkte
Signal ard(s) mit dem empfangenen Signal r'(s) korreliert.
Insbesondere werden die I-Komponente und die Q-Komponente
des empfangenen Signals r'(s) = r(s) - b(s) mit der I-Komponente
des verbesserten gedrehten direkten Signals
ard(s) korreliert.
Hierbei ist
rc = corr(Re(ard(s)),Re(r'(s)))
der Anteil von ard(s), der in der I-Komponente des empfangenen Signals r(s)-b(s) enthalten ist, und
der Anteil von ard(s), der in der I-Komponente des empfangenen Signals r(s)-b(s) enthalten ist, und
ic = corr(Re(ard(s)),Im(r'(s)))
der Anteil des verbesserten Signals ard(s), der in der Q-Kom ponente des empfangenen Signals r(s) - b(s) enthalten ist.
der Anteil des verbesserten Signals ard(s), der in der Q-Kom ponente des empfangenen Signals r(s) - b(s) enthalten ist.
Bei 25 wird das gedrehte direkte Signal rd(s) mit den unter
Punkt 24 berechneten Koeffizienten multipliziert. Das
endgültige direkte Signal fd(s) ergibt sich dann zu
fd(s) ← rd(s).(rc-j.ic).
Das Erkennungssignal des Sicherungselementes 2 wird unter
Programmpunkt 26 nach folgender Formel berechnet:
t(s) ← r'(s) - fd(s).
Falls es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 um
ein Überwachungssystem für Resonanzfrequenz-
Sicherungelemente handelt, wird bei Programmpunkt 27 das
Erkennungssignal t(s) des Sicherungselementes auf das
endgültige direkte Signal fd(s) normiert;
t (s) ← t(s)/fd(s).
Nunmehr wird bei Punkt 28 geprüft, ob es sich bei dem
Signal t*(s) um ein Erkennungssignal eines
Sicherungselementes 2 handelt. Falls diese Überprüfung
ergibt, daß es sich um das Erkennungssignal t*(s) eines
Sicherungselementes 2 handelt, wird bei 29 ein Alarm
ausgelöst. Nach der bei Punkt 29 erfolgten Überprüfung
kehrt das Programm auf den Punkt 19 zurück und startet den
nächsten Überwachungszyklus.
1
erfindungsgemäße Vorrichtung
2
Sicherungselement
3
Abfragezone
4
Sendevorrichtung
5
Empfangsvorrichtung
6
Artikel
7
Rechen-/Steuereinheit
8
Sägezahngenerator
9
spannungsgesteuerter Oszillator (VCO)
10
Verstärker
11
Demodulator
13
Frequenzerzeuger
s Anzahl der Messungen
b(s) Basissignal
r(s) empfangenes Signal
d(s) direktes Signal
d*(s) direktes Signal
n(s) Rauschsignal
t(s) Signal erzeugt durch Sicherungselement
t*(s) Signal erzeugt durch Sicherungselement
rd(s) gedrehtes direktes Signal
ard(s) korrigiertes gedrehtes direktes Signal
fd(s) endgültiges direktes Signal
k Amplitudenänderung
Θ Phasenänderung
j imaginäre Zahl (j = √-1
s Anzahl der Messungen
b(s) Basissignal
r(s) empfangenes Signal
d(s) direktes Signal
d*(s) direktes Signal
n(s) Rauschsignal
t(s) Signal erzeugt durch Sicherungselement
t*(s) Signal erzeugt durch Sicherungselement
rd(s) gedrehtes direktes Signal
ard(s) korrigiertes gedrehtes direktes Signal
fd(s) endgültiges direktes Signal
k Amplitudenänderung
Θ Phasenänderung
j imaginäre Zahl (j = √-1
)
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Überwachung eines elektronischen
Sicherungselementes in einer Abfragezone, bestehend aus
einer Sendeeinrichtung, die zumindest ein periodisches
Abfragesignal in die Abfragezone aussendet, wobei das
Abfragesignal das Sicherungselement zur Aussendung eines
Erkennungssignals anregt, einer Empfangseinrichtung, die
das Erkennungssignal empfängt, und einer Rechen-/Regel
einheit, die die von der Empfangseinrichtung
empfangenen Signale auswertet und bei Identifizierung des
Sicherungselementes einen Alarm auslöst,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) das empfangene Signal
bezüglich Amplitude und Phase (I-Komponente und Q-Kom
ponente) auswertet, daß sie ein in dem empfangenen
Signal auftretendes Störsignal (fd(s)) erkennt und
näherungsweise ermittelt und daß sie das empfangene Signal
(r(s)) von dem Störsignal (fd(s)) befreit.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) das empfangene Signal
r(s), wobei S = 1, 2, 3 . . . N ist, in die folgenden
Teilsignale zerlegt: ein Basissignal b(s), ein direktes
Signal d*(s), das Antwortsignal des Sicherungselementes
t*(s) und ein Rauschsignal n(s).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle einer Vorrichtung zur Überwachung von
Resonanzfrequenz (RF)-Sicherungselementen das direkte Signal
d*(s) gleich k.ejΘ.d(s) und das Antwortsignal des
Sicherungselementes t*(s) gleich k.ejΘ.d(s).t(s) gesetzt
wird, wobei k die Amplitudenänderung und Θ die
Phasenänderung des direkten Signals d(s) beschreibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle einer Vorrichtung zur Überwachung von
elektromagnetischen (EM) Sicherungselementen das direkte
Signal d*(s) gleich k.ejΘ.d(s) und das Antwortsignal des
Sicherungselementes t*(s) gleich t(s) gesetzt wird, wobei k
die Amplitudenänderung und Θ die Phasenänderung des
direkten Signals d*(s)beschreibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) das direkte Signal
d(s) aus der Differenz der Langzeitmittel von empfangenen
Signalen r(s) und Basissignalen b(s) bestimmt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) folgende Näherung
macht: das direkte Signal d(s) wird in der IQ-Ebene derart
gedreht, daß seine Hauptkomponente mit der Richtung der I-Kom
ponente zusammenfällt, wobei rd(s) das direkte Signal
nach der Drehung (= gedrehtes direktes Signal) beschreibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rotation durch Multiplikation von d(s) mit der
komplexen Zahl
erfolgt, wobei Re_Energie die Energie des Realteils und Im-Energie die Energie des Imaginärteils des direkten Signals d*(s) kennzeichnet.
erfolgt, wobei Re_Energie die Energie des Realteils und Im-Energie die Energie des Imaginärteils des direkten Signals d*(s) kennzeichnet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) von dem gedrehten
direkten Signal rd(s) einen eventuell vorhandenen Anteil
des Imaginärteils des gedrehten direkten Signals
subtrahiert und dadurch das verbesserte direkte Signal
ard(s) = rd(s) - Im(rd(s)).corr(Im(rd(s)),Re(rd(s)))
erhält, wobei
den Anteil des Imaginärteils des gedrehten direkten Signals Im(rd(s)) in dem Realteil des gedrehten direkten Signals Re(rd(s)) angibt.
ard(s) = rd(s) - Im(rd(s)).corr(Im(rd(s)),Re(rd(s)))
erhält, wobei
den Anteil des Imaginärteils des gedrehten direkten Signals Im(rd(s)) in dem Realteil des gedrehten direkten Signals Re(rd(s)) angibt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) das verbesserte
direkte Signal ard(s) mit dem empfangenen Signal r(s)
korreliert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Korrelationen folgendermaßen lauten:
rc = corr(Re(ard(s)),Re(r(s) - b(s))), wodurch der Anteil des verbesserten direkten Signals ard(s) in der I-Kom ponente des empfangenen Signals r(s) bestimmbar wird, und
ic = corr(Re(ard(s)),Im(r(s) - b(s))), wodurch der Anteil des verbesserten Signals ard(s) in der Q-Komponente des empfangenen Signals r(s) bestimmbar wird.
rc = corr(Re(ard(s)),Re(r(s) - b(s))), wodurch der Anteil des verbesserten direkten Signals ard(s) in der I-Kom ponente des empfangenen Signals r(s) bestimmbar wird, und
ic = corr(Re(ard(s)),Im(r(s) - b(s))), wodurch der Anteil des verbesserten Signals ard(s) in der Q-Komponente des empfangenen Signals r(s) bestimmbar wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gedrehte direkte Signal rd(s) mit der komplexen
Zahl rc - j.ic multipliziert wird, wodurch sich das
endgültige direkte Signal fd(s) zu
fd(s) = rd(s).(rc - j.ic)
ergibt.
fd(s) = rd(s).(rc - j.ic)
ergibt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rechen-/Regeleinrichtung (7) den errechneten Wert
für fd(s) von dem empfangenen Signal r(s) subtrahiert.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19642985A DE19642985A1 (de) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Vorrichtung zur Überwachung eines elektronischen Sicherungselementes in einer Abfragezone |
US08/940,025 US6064296A (en) | 1996-10-18 | 1997-09-29 | Apparatus for the surveillance of an electronic security element in an interrogation zone |
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Owner name: METO INTERNATIONAL GMBH, 69434 HIRSCHHORN, DE |
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