-
Einrichtung zur induktiven Kopplung von Sende- und Empfangseinrichtungen
in Fahrzeugen mit längs der Fahrstrecke verlegten Leitungen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zur induktiven Kopplung von Sende- und Empfangseinrichtungen
in Fahrzeugen mit langs der Fahrstrecke verlegten Leitungen, die in einzelne Markierabschnitte
unterteilt sind, unter Benutzung von an sich bekannten Ferritspulen, die so an den
Fahrzeugen angebracht sind, - daß sie sich über den verlegten Leitungen befinden
und so ausgerichtet sind, daß sie von den Magnetfeldern der-jeweils überfahrenen
Leitungen durchsetzt werden, wobei über die verlegten-Leitungen in einem Datenkanal
mit einer ersten Trägerfrequenz Daten von einer strekkenfesten Station empfangen
und in einem weiteren Datenkanal mit einer zweiten Trägerfrequenz Daten dorthin
übermittelt werden Es ist'bekannt,längs von Fahrstrecken Leitungen zu verlegen,
insbesondere Doppelleitungen, die in gewissen Abständen (etwa alle 20 m) gekreuzt
sind. Diese Leitungen sind in
einer streckenfesten Station an Sende-
und Empfangseinrichzungen angeschlossen. Die Fahrzeuge sind ebenfalls mit Sende-
und Empfangseinrichtungen ausgestattet; das Senden und Empfangen von Informationen
zur Zentrale geschieht mit Hilfe einer mit der längs der Strecke verlegten Doppelleitung
induktiv gekoppelten, am Fahrzeug angebrachten Spule. Eine solche Spule liefert,
wenn in der streckenfesten Sendeeinrichtung ein Dauersignal in ctie Doppelleitung
eingespeist wird, auf dem Fahrzeug eine EMK, die beim Uberfahren der Ereuzungsstellen
der Doppelleitung durch die Drehung des Feldes an den Kreuzungsstellen kurzzeitig
zu Null wird. Auf diese Weise- kann die Anzahl von ubertfirenen Kreuzungsstellen
festgestellt und daraus die Position des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Verschwinden
der ENK an den Kreuzungsstellen bedeutet Jedoch zugleich eine T.Tnterbrechung der
Möglichkeit einer Informationsüber;*8agurg zwischen dem Fahrzeug und der streckenfesten
Station. Eiie solche Informationsunterbrechung muß auf Jeden Fall vermieden werden.
-
Um diesem Mangel abzuhelfen, wird in der DPS 1 255 725 eine Einrichtung
zur induktiven Kopplung vorgeschlagen, bei der an den Fahrzeugen zwei induktiv mit
der Doppelleitung gekoppelte Spulen (Spule I und Spule II) in Fahrtrichtung hintereinander
angebracht sind, von denen nur die eine (Spule I) unmittelbar an die Sende- und
Empfangseinrichtungen im Fahrzeug angeschlossen ist, während die andere (Spule II)
lediglich mit dieser Spule (Spule I) gekoppelt und so abgestimmt ist, daß die in
ihr vom Strom der Doppelleitung induzierte EMK in ihr einen Strom treibt, der gegen
den Strom in der Doppelleitung um 2 in der Phase verschoben ist und bei der ins-2
besondere die induktive Kopplung zwischen den Spulen (I und II) dadurch bewirkt
ist, daß sie sich teilweise überdecken.
-
Es ist ferner, etwa aus der Offenlegungsschrift 1 530 397, bekannt,
zur induktiven Kopplung auch Ferritspulen zu benutzen, die so an den Fahrzeugen
angebracht sind, daß sie sich über den verlegten Leitungen befinden und so ausgerichtet
sind, daß sie von den Magnetfeldern der jeweils überfahrenen Leitungen durchsetzt
werden. Neben der Aufgabe der Positionierung besteht regelmäßig die weitere Aufgabe
des Datenaustausches zwischen den Fahrszeugen und einer streckenfesten Station;
dabei ist es erwünscht, in einem Datenkanal mit einer ersten Trägerfrequenz Daten
von der streckenfesten Station zu einem Fahrzeug zu übertragen und in umgekehrter
Richtung in einem weiteren Datenkanal mit einer zweiten Trägerfrequenz.
-
Messungen mit einer Antenne gemäß der DPS 1 255 725 haben ergeben,
daß bei der Benutzung solcher zwei Trägerfrequenzen Pegelinterschiede z den beiden
Kanälen von ca. 6 - 7 dB auftreten, wenn sich die Antenne über einer Leitung ohne
Kreuzstelle befindet, daß ferner der Kreuzstelleneinbruch relativ hoch ist und abhängig
vom Antennenabstand zu cum nienleiter.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur induktiven
Kopplung von Sende- und Empfangseinrichtnngen in Fahrzeugen mit längs der Fahrstrecke
verlegten Leitern anzugeben, die von diesen Mängeln frei ist.
-
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die eine
Eingangsleitung zur Empfangs-/Sendeeinrichtung eines Fahrzeuges über einen Kondensator
auf eine erste Ferritspule bestimmter Induktivität, diese auf eine gleichsinnig
gewickelte in Fahrtrichtung versetzt angebrachte Ferritspule bestimmter Induktivität
und diese über einen
Kondensator und Widerstand auf die andere Eingangsleitung
zur Empfangs-/Sendeejnrichtung geführt ist, wobei die letztgenannte Eingangsleitung
über eine Parallelschaltung eines gondensators mit einer Induktivität außerdem noch
mit der Verbindungsleitung beider Ferritspulen verbunden ist, und daß die genannten
Induktivitäten, Kapazitäten der Kondensatoren und der Widerstand so bemessen sind,
daß ein Bandpaß für die beiden Träger-Frequenzen der Datenkanäle entsteht.
-
Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung in
dem nachstehend beschriebenen Aus fuhrungsbei spie 1 naher beschrieben.
-
Es zeigt die Figur 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung, Figur
2 die entsprechende elektrische Schaltung und die Figuren 3a, 3b, 3c den Verlauf
des Empfangspegels an der Antenne.
-
In der Figur 1 sind mit 1 und 2 zwei Ferritspulen dargestellt; die
Spule 1 habe eine Induktivität L1 und die Spule 2 eine Induktivität L2. Das Empfangs-/Sende-Gerät
auf dem Fahrzeug sei mit E angedeutet, es habe die Eingangsklemmen 3 und 4.
-
Die beiden Ferritspulen sind in Fahrtrichtung hintereinander am Fahrzeug
befestigt. Sie befinden sich über einer Außenseite einer mit Kreuzstellen versehenen,
längs der Strecke verlegten Doppelleitung, und zwar so, daß sie von den Magnetfeldern
der Jeweils an dieser Außenseite liegenden Leitungsteile durchsetzt werden. Die
eine Eingangsklemme 3 des Empfangs-/Sende-Gerätes E ist über einen Kondensator Cl
mit der Ferritspule 1 verbunden, diese direkt mit der gleichsinnig gewickelten Spule
2; diese ist mit ihrem anderen Ende
über einen Kondensator C 2 und
Widerstand R an die andere Eingangsklemme 4 des Empfangs-/Sendegeräts E angeschlossen.
-
Außerdem ist diese Eingangsklemme 4 über eine Parallelschaltung eines
Kondensators C 3 mit einer Induktivität L 3 noch mit der Verbindungsleitung beider
Ferritspulen verbunden.
-
Die Figur 2 zeigt das elektrische Schaltungsbild der bisher beschriebenen
Einrichtung. Die genannten induktivitäten, Eapazitäten der Kondensatoren und der
Widerstand werden so bemessen, daß ein Bandpaß für die beiden Trägerfrequenzen f1
und 9 der Datenkanäle entsteht, wobei der eine Datenkanal zur tibertragung von Daten
vom Fahrzeug zur streckenfesten Station, der andere Datenkanal zur Übertragung von
Daten in umgekehrterRichtung dient.
-
In der Figur 3a sind mit 5 und 6 die beiden Leiter der verlegten Doppelleitung
bezeichnet, die in bestimmten Abständen Kreuzstellen (x) wie die dargestellte besitzt.
Die magnetische Feldstärke B über den Leitungsteilen an einer Außenseite ist darüber
dargestellt. Es seien jetzt fünf verschiedene Positionen der Antenne, bestehend
aus den beiden FerritspuleA betrachtet. Die Antenne bewege sich in Pf ellrichtung.
Dann entstehen nacheinander fünf verschiedene Situationen hinsichtlich der Feldeinwirkung
auf die beiden Spulen: (1) das Feld wirkt auf beide Spulen gleichsinnig; (2) die
in Fahrtrichtung vorn liegende Spule empfängt kein Feld; (3) die empfangenen Felder
wirken gegensinnig; (4) die in Fahrtrichtung hinten liegende Spule empfängt kein
Feld; (5) das Feld wirkt auf beide Spulen wieder gleichsinnig.
-
Der Verlauf der Empfangspegel an den Klemmen 3 und 4 des Empfangs-/Sendegeräts
E in den fünf verschiedenen Fällen für verschiedene Freqzlenzen f1 und f2 ist in
Fig. 3c dargestellt. Die ßba«hnitte a bezeichnen die maximale Pegelabsenkung an
der Kreuzstelle (x).
-
Man erkennt, daß außerhalb der Kreuzstelle kein Pegelunterschied in
beiden Kanälen besteht, Der Kreuzstelleneinbruch ist relativ klein; außerdem unabhängig
vom Abstand der Antenne zum Linienleiter.
-
Schließlich besteht noch ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der
erfindungsgemäßen Antennen gegenüber der eingangs beschriebenen Rahmenantenne: Die
Rahmenantenne muß, wenn sie das Magnetfeld eines leiters erfassen will, möglichst
senkrecht stehend über diesem Leiter angeordnet sein. Das bedingt, daß bei vorgeschriebenem
Mindestabstand Linienleitor - unterer Teil der Antenne, die Wirksamkeit des Magnetfeldes
bei der Rahmenantenne geringer ist als bei Anbringung der erfindungstemäRen Antenne
in Höhe des unteren Rahmenteils der Rahmenantenne. Es wird also bei der erfindungsgemäßen
Antenne eine kleinere Vbertragungsdampfung als bei der Rahmenantenne erreicht.