DE2211485A1

DE2211485A1 - Vehicle monitoring system

Info

Publication number: DE2211485A1
Application number: DE19722211485
Authority: DE
Inventors: Gerald Fred Lexington Mass Morrone John Joseph Rego Park Bell III William Wallace Sands Point N Y Ross, (V St A)
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1972-03-09
Publication date: 1972-09-21
Also published as: US3757290A; JPS5344636B1; GB1378689A; FR2128803A1

Description

Sperry Rand Corporation, New York, USA.Sperry Rand Corporation, New York, USA.

Fahrzeugüberwa chungs sys temVehicle monitoring system

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugüberwachungssystem, welches die Möglichkeit schafft, automatisch sehr schnell den Aufenthaltsort von Fahrzeugen einer bestimmten Fahrzeuggruppe . festzustellen und die Erfindung bezieht sich weiter auf Nachrichtenempfänger, die den Standort eines jeden Fahrzeuges zu identifizieren gestattet, wenn das Fahrzeug an einer vorgewählten Stelle auf seiner Route vorbeifährt, die mit einem elektronischen Instrumentarium ausgerüstet ist.The invention relates to a vehicle monitoring system, which creates the possibility of automatically and very quickly the location of vehicles in a certain vehicle group. and the invention further relates to message receivers that identify the location of each vehicle allowed when the vehicle passes a preselected point on its route, which is made with an electronic Instrument set is equipped.

Die Fahrer von bestimmten Fahrzeuggruppen innerhalb von Städten, z.B. die Fahrer von Notfahrzeugen wie Polizei und Feuerwehr, sollen ihrem Standpunkt nach an einer Zentralstelle überwachbar sein. Typische Gruppen von Fahrzeugen, die derartige Systeme benötigen, sind Polizei, Feuerwehr, Omnibus, Taxi, Lastwagen, Krankenwagen, gepanzerte Fahrzeuge, Massentransportmittel, Reparaturfahrzeuge und Sicherheitspatrouillen-Fahrzeuge. Bisher waren eine schnelle Überwachung der Standorte nicht möglich, was einen wirksamen Einsatz der Fahrzeuge erschwerte, was sich insbesondere nachteilig bei Überfallnotrufen, einer Straßenkontrolle, einer optimalen Fahrtroutenwahl und der Verbrechensabschreckung auswirkte. Bisher waren keine Systeme verfügbar, die die Überwachung des Standortes einer großen Zahl zusammengehöriger Fahrzeuge ermöglichte, von denen oft Tausende über große städtische Flächen verteilt kreuzten.The drivers of certain vehicle groups within cities, e.g. the drivers of emergency vehicles such as the police and fire brigade, should their position can be monitored at a central point. Typical groups of vehicles that require such systems are police, fire brigade, omnibuses, taxis, trucks, ambulances, armored vehicles, mass transport vehicles, repair vehicles and security patrol vehicles. Up to now, quick monitoring of the locations was not possible, which is an effective use the vehicles made difficult, which is particularly disadvantageous in ambush emergency calls, a road control, an optimal Route choice and crime deterrence. So far there were no systems available to monitor the location made possible a large number of related vehicles, of which thousands often cruised across large urban areas.

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Selbst das welt verbreitete Notrufsystem und die Funkwechselsprechsysterne, die bei Notfahrzeugen und auch bei Massentransportfahrzeugen vorhanden sind, erweisen sich als teuer und bezüglich der Standortfeststellung als zeitraubend. Wenn der Fahrer in regelmäßigen Abständen seinen Standort mitteilt, wird seine Aufmerksamkeit von der eigentlichen Aufgabe abgelenkt und ein solches Verfahren ist daher gerade in Notfällen unzweckmäßig. Gerade in Notfällen jedoch ist die Standortfeststellung am wichtigsten, um z.B. Polizeifahrzeuge oder andere Fahrzeuge so zu leiten, daß sie einen Bezirk einschließen oder um z.B. die Feuerwehr längs getrennter Routen sicher nach einem Hauptfeuerherd so zu leiten, daß Kollisionen zwischen Feuerwehrfahrzeugen nicht zu befürchten sind. Auch bei Wirtschaftsfahrzeugen ist eine wirksame Überwachung des Standortes erwünscht, um die Fahrzeuge möglichst ökonomisch einsetzen ,zu können und um eine maximale Kontrolle ausüben zu können.Even the world-wide emergency call system and the radio intercom systems, those in emergency vehicles and also in mass transport vehicles are available prove to be expensive and time-consuming to determine the location. When the driver is in communicates his location at regular intervals, his attention is diverted from the actual task and such a thing The procedure is therefore inexpedient, especially in emergencies. In emergencies, however, the determination of the location is the most important, e.g. to guide police vehicles or other vehicles in such a way that they enclose a district or e.g. around the fire brigade lengthways to guide separate routes safely to a main source of fire in such a way that collisions between fire engines are not to be feared are. Effective monitoring of the location is also desirable for commercial vehicles in order to keep the vehicles as economical as possible to be able to use and to exercise maximum control to be able to.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist das Fahrzeugüberwachungssystem, welches einer Zentralstelle das Vorhandensein bestimmter Fahrzeuge an vorbestimmten Stellen anzeigt, elektromagnetische Impulssender auf, die kontinuierlich elektromagnetische Impulse an den vorbestimmten Standorten aussenden, wobei jeder Impulssender durch eine andere Identifizierungsimpulswiederholfrequenz gekennzeichnet ist, wobei elektromagnetische Irapulsempfänger von den zusammenwirkenden Fahrzeugen getragen werden, welche die ImpulswMerholfrequenzen messen und über Sender diese Messungen der Zentralstelle übermitteln, wodurch die zusammenwirkenden Fahrzeuge an der Zentralstelle identifizierbar sind, wenn sie den elektromagnetischen Impulsen an den vorbestimmten Standorten ausgesetzt werden.According to a feature of the invention, the vehicle monitoring system, which indicates to a central office the presence of certain vehicles at predetermined locations, electromagnetic Pulse transmitters that continuously emit electromagnetic pulses at the predetermined locations, each pulse transmitter characterized by a different identification pulse repetition frequency, with electromagnetic pulse receivers of the interacting vehicles are carried, which measure the pulse recovery frequencies and these measurements via transmitters to the central office, whereby the cooperating vehicles can be identified at the central office when they exposed to the electromagnetic pulses at the predetermined locations.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Überwachungssystems anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung xBhxjttiaaa zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer typischen städtischen Kreuzung, an der vorbeifahrende Fahrzeuge überwacht werden sollen,An exemplary embodiment of the monitoring system according to the invention is described below with reference to the drawing. In the drawing xBhxjttiaaa show:
1 is a perspective view of a typical urban intersection at which passing vehicles are to be monitored.

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Pig. 2 einen Teilausschnitt eines Stadtplanes zur Erläuterung der Punktion des erfindungsgemäßen Systems,Pig. 2 a partial section of a city map for explanation the puncture of the system according to the invention,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Impulssenders,3 is a partially broken perspective view of an electromagnetic pulse transmitter;

Fig. 4 ein dem Sender nach Fig.3 äquivalentes Schaltbild,4 shows a circuit diagram equivalent to the transmitter according to FIG.

Fig. 5a, 5b, 6a,6b, Ja,Tb, 8a und 8b graphische Darstellungen,anhand derer die Arbeitsweise des Senders gemäß Fig.3 und besehrieben wird,Fig. 5a, 5b, 6a, 6b, Ja, Tb, 8a and 8b are graphic representations on the basis of which the operation of the transmitter according to Fig. 3 and is described,

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines elektromagnetischen Impulsempfängers des Systems,9 is a block diagram of an electromagnetic pulse receiver of the system,

Fig.10 eine Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer elektromagnetischen Impulsantenne, die in dem Empfänger nach Fig.9 benutzbar ist.10 is a sectional view of a modified embodiment an electromagnetic pulse antenna which can be used in the receiver according to FIG.

Fig. 1 veranschaulicht eine repräsentative Situation, bei welcher ein Polizeifahrzeug 6 an einer städtischen Kreuzung befindlich ist, bei der ein bestimmter Raum unter dem Einflußbereich einer kontinuierlichen Kette elektromagnetischer Impulsaussendungen liegt, die von einem Impulssender geliefert werden, welcher die Form einer Antenne 1 besitzt und z.B. an der Lampenhalterung 2 eines Lampenmastes J befestigt werden kann. Weitere Antennen 1 können an anderen Straßenkreuzungen angebracht sein, die von dem Fahrzeug 6 durchfahren werden. Falls erforderlich, können Richtsender entsprechend der Antenne 1 an Gebäuden aufgehängt werden oder sie können so verborgen werden, daß sie durch nicht-autorisierte Personen nicht entdeckt werden können. Jeder Sender sendet eine charakteristische Impulsfolgefrequenz aus, die für seinen Standort kennzeichnend ist.Fig. 1 illustrates a representative situation in which a police vehicle 6 is located at an urban intersection in which a certain space is under the influence of a continuous chain of electromagnetic pulse transmissions, which are supplied by a pulse transmitter, which the Has the form of an antenna 1 and can be attached to the lamp holder 2 of a lamp pole J, for example. Additional antennas 1 can be attached to other road intersections through which the vehicle 6 passes. If necessary, directional transmitters can be used corresponding to the antenna 1 can be hung on buildings or they can be hidden so that they are by unauthorized People cannot be discovered. Each transmitter sends out a characteristic pulse repetition frequency that is specific to its Location is characteristic.

Jedes zugehörige Fahrzeug 6 ist mit einer geschützten Radarantenne 8 ausgestattet, die speziell zum Empfang der Impulsaussendungen jeder Antenne 1 bestimmt ist, wenn die Antenne von den SendungenEach associated vehicle 6 is equipped with a protected radar antenna 8, which is specially designed to receive the pulse transmissions of each antenna 1 when the antenna is off the broadcasts

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der Antenne 1 getroffen wird, an der das Fahrzeug vorbeifährt. Ein Impulswellenzug mit einer bestimmten Impulsfolgefrequenz identifiziert den Standort, an dem das Fahrzeug 6 im Augenblick des Empfanges vorbeifährt. Der Empfang der Impulswelle durch einen Radioempfänger, der mit der Antenne 8 gekoppelt ist, kann ein Aussenden der Identifizierungsinformation durch eine herkömmliche Nachrichtensendeantenne 7 nach einer Zentralstelle oder nach einem Hauptquartier bewirken, so daß die zentrale Befehlsstelle augenblicklich das Vorhandensein des Notfahrzeuges 6 nach dem Beispiel gemäß Fig.l an der Kreuzung zwischen 9.Straße und I-Straße erkennt.the antenna 1 is hit by which the vehicle is passing. Identifies a pulse wave train with a certain pulse repetition frequency the location at which the vehicle 6 is driving past at the moment of reception. The reception of the pulse wave by a radio receiver, which is coupled to the antenna 8 can transmit the identification information by a conventional communication antenna 7 to a central office or to a headquarters, so that the central command office instantly does the Detects the presence of the emergency vehicle 6 according to the example according to Fig.l at the intersection between 9th street and I-street.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, steht der Mast J, an dem die Antenne 1 gemäß Fig.l befestigt ist, an einer Ecke einer gewöhnlichen rechtwinkeligen Kreuzung von 9»Straße und I-Straße, und zwar ist die Antenne derart aufgehängt, daß die Impulsausstrahlung von der Antenne 1 allgemein eine Fläche Ja bedeckt, die aus Zweckmäßigkeitsgründen als kreisförmig angesehen wird. Die Fläche Ja kann auch anders als kreisförmig ausgebildet sein. Das Zentrum der so bestrahlten Fläche stimmt nicht notwendigerweise mit der Lage der Antenne 1 überein. Wenn die I-Straße mit einer allgemein regulären Anordnung überwachter Abschnitte ausgestattet werden soll, können andere Richtantennen 1 gemäß Fig.J und 4 an den Straßenlampenmasten 10 und 11 vorgesehen werden, um z.B. Flächen 10a und 11a mit einer Impulsstrahlung zu versehen. Daraus ist ersichtlich, daß die aufeinanderfolgenden Kreuzungen von I-Straße mit der 9., 10. und 11. Straße belegt sind und daß ein Fahrzeug, das sich längs der I-Straße bewegt, nacheinander in die Räume eintritt, die durch die Impulsenergie unterschiedlicher Impulsfolgefrequenzen bestimmt sind. Die Fläche wirksamer Bestrahlung,beispielsweise an der Kreuzung von 9.Straße und I-Straße, besitzt eine maximale Abmessung von etwa 60 m.As can be seen from Figure 2, the mast J, on which the antenna 1 is attached according to Fig.l, at a corner of an ordinary right-angled intersection of 9 »Street and I-Street, namely the Antenna suspended so that the impulse radiation from antenna 1 generally covers an area Ja, for reasons of convenience is considered to be circular. The area Yes can also be different than be circular. The center of the area irradiated in this way does not necessarily coincide with the position of the antenna 1. If the I-road is monitored with a generally regular arrangement Sections are to be equipped, other directional antennas 1 according to Fig.J and 4 can be provided on the street lamp posts 10 and 11 in order to provide, for example, surfaces 10a and 11a with a pulse radiation. From this it can be seen that the successive Intersections of I-street with 9th, 10th and 11th streets are occupied and that a vehicle moving along the I-street, one after the other enters the spaces that are determined by the pulse energy of different pulse repetition frequencies. The area more effective Irradiation, for example at the intersection of 9th Street and I-street, has a maximum dimension of about 60 m.

Eine solche bestrahlte Fläche reicht z.B. auch aus, um verschiedene benachbarte Kreuzungen von I-Straße, 10.Straße und Boulevard A von einer zentral angeordneten Antenne 1 am Lampenmast 10 zu bedecken.Such an irradiated area is also sufficient, for example, to cover various neighboring intersections of I-Strasse, 10th Street and Boulevard A by a centrally arranged antenna 1 on lamp mast 10.

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Wenn ein größerer Teil des Boulevards A überwacht werden soll, können in gleicher Weise nicht überlappende Bestrahlungsflächen 12a,13a an den Kreuzungen zwischen Boulevard A und J-Straße und Boulevard A und 11.Straße erzeugt werden. Ein Fahrzeug, das auf dem Boulevard A entlangfährt, trifft dann auf aufeinanderfolgende Impulsflächen 12a,10a und IJa, die jeweils unterschiedliche Impulsfolgefrequenzen besitzen.If a larger part of the boulevard A is to be monitored, non-overlapping irradiation areas can be used in the same way 12a, 13a at the intersections between Boulevard A and J Street and Boulevard A and 11th Street. A vehicle traveling along Boulevard A then meets successive ones Impulse areas 12a, 10a and IJa, each different Possess pulse repetition frequencies.

Die Antenne 1 gemäß Fig.l ist von einer Spezialbauart, die in Verbindung mit den Fig.3 und 4 beschrieben wird. Die Antenne 1 benutzt ein elektrisch geglättetes Sendesystem mit konstanter Impedanz zur Ausbreitung elektromagnetischer Wellen vom TEM-Typ. Das Übertragungsleitungssystem wird im Hinblick auf eine kooperative zyklische Energiespeicherung auf der Übertragungsleitung benutzt und ebenso mit zyklischer Freigabe durch die Ausbreitung längs der Übertragungsleitung entsprechend der sich erweiternden oder verjüngenden Richtantenne.The antenna 1 according to Fig.l is of a special type that is in connection with the Fig.3 and 4 is described. The antenna 1 is used an electrically smoothed constant impedance transmission system for propagating electromagnetic waves of the TEM type. The transmission line system is used with a view to cooperative cyclical energy storage on the transmission line and likewise with cyclical release through the propagation along the transmission line according to the widening or tapering ones Directional antenna.

Im folgenden wird auf Fig.4 der Zeichnung bezuggenommen. Hier wird ein Übertragungsleitungssystem zur Signalerzeugung durch zyklische Aufladung der Übertragungsleitung mit einer Geschwindigkeit benutzt, die durch die verteilte Kapazität C, und die Widerstände 5I und 51a bestimmt wird und es wird eine Signalstrahlung in den Raum durch Entladung der Leitung innerhalb einer Zeit bewirkt, die sehr viel kürzer ist als die zur Aufladung erforderliche Zeit. Die Entladung der Übertragungsleitung bewirkt das Auftreten einer Spannungswelle, die nach dem offenen Ende bzw. nach dem Strahlungsauslaß der Antenne läuft. Durch Differentiation wird ein schärfer. Impuls erzeugt, der in den Raum ausgestrahlt wird. Die Antenne hat eine weite augenblickliche Bandbreite, so daß sie sehr scharfe irapulsartige Signale mit geringer Verzerrung aussenden kann. Außerdem hat die Antenne 1 eine Energiesammeicharakteristik derart, daß die in einer vorbestimmten Richtung abgestrahlte Energie einen maximalen Wert erhält.In the following, reference is made to Figure 4 of the drawing. Here will uses a transmission line system to generate signals by cyclically charging the transmission line at a rate that by the distributed capacitance C, and resistors 5I and 51a is determined and there is a signal radiation in the room by discharge of the line causes within a time that very much is shorter than the time required to recharge. The discharge of the transmission line causes the occurrence of a voltage wave towards the open end or towards the radiation outlet of the antenna runs. Differentiation makes a sharper. Impulse that generates broadcast into the room. The antenna has a wide instantaneous Bandwidth so that they have very sharp pulse-like signals can emit with little distortion. In addition, the antenna 1 an energy collection characteristic such that the energy radiated in a predetermined direction becomes a maximum value.

Die Antenne 1 gemäß Fig. J5 und 4 weist einen spiegelbildlich symmetrischen Aufbau um eine Mittelebene rechtwinkelig zur Richtung desThe antenna 1 according to FIGS. J5 and 4 has a mirror-image symmetrical one Build up around a median plane at right angles to the direction of the

Dies ist eine Weiterentwicklung der Anordnung gemäßThis is a further development of the arrangement according to

der deutschen Patentanmeldung P 21 29 700.7. ·/·the German patent application P 21 29 700.7. · / ·

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Vektors des elektrischen Feldes auf, das in der Antenne 1 fortschreitet. Dasselbe gilt für die hiermit zusammenwirkende Übertragungsleitung 30, die aus einer paallelen Platte bzw. einem Streifenleiter 31 und 31a gleicher Bauart besteht. Die Leiter 3I und 31a sind im Abstand zueinander liegende Bandleiter aus einem für Hochfrequenzströme leitfähigen Material, das fast keine ohm¹sehen Verluste ergibt. Außerdem sind die Leiter 31 undVector of the electric field that propagates in the antenna 1. The same applies to the transmission line 30 cooperating with it, which consists of a parallel plate or a strip conductor 31 and 31a of the same type. The conductors 31a and 3I are spaced from one another lying strip conductor losses resulting from a conductive for high frequency currents material that almost no ohm ¹ see. In addition, the conductors 31 and

und angeordnet
31a so konstruiert^ daBsie wellen des TEM-Typs führen, wobei der Hauptteil des elektrischen Feldes zwischen den Leitern 31 und 31a liegt und das elektrische Feld im wesentlichen senkrecht zu den inneren Hauptoberflächen verläuft.and arranged
31a is constructed to carry TEM-type waves, with the major part of the electric field being between conductors 31 and 31a and the electric field being substantially perpendicular to the major inner surfaces.

Die TEM-Antenne 1 besitzt außerdem zwei sich verjüngende,flache, elektrisch leitfähige Platten 32 und 32a. Diese Platten 32 und 32a, welche beispielsweise dreieckige Gestalt haben können, sind längs der verjüngenden Ränder 33 unä 33^{a un(}3 längs des Vorderrandes 34 miteinander verbunden. In gleicher Weise ist die Platte 32a über die sich verjüngenden Ränder 35 und 35a und den Vorderrand 34a verbunden. Die Ränder 34 und 34a können gerade oder bogenförmig sein. Jede Platte 32 oder 32a ist am Scheitel etwas abgestumpft, wobei diese AbstümpSmg so gewählt ist, daß der Leiter ohne Überlappung an der Verbindung 36 glatt mit der Antenne 32 verbunden ist. In gleicher Weise ist der Leiter 31a glatt ohne Überlappung an der Verbindung 36a mit dem Antennenteil 32a verbunden. Die Verbindungen 36 und 36a werden durch herkömmliche Verfahren !^gestellt, die eine Impedanzdiskontinuität an den Verbindungen 36 und 36a so gering wie möglich halten.The TEM antenna 1 also has two tapered, flat, electrically conductive plates 32 and 32a. These plates 32 and 32a, which can have a triangular shape, for example, are connected to one another along the tapered edges 33 and 33a ^and 3 along the front edge 34. In the same way, the plate 32a is connected to one another via the tapered edges 35 and 35a and the front edge The edges 34 and 34a can be straight or arcuate, and each plate 32 or 32a is slightly truncated at the apex, this truncation being selected so that the conductor is smoothly connected to the antenna 32 without overlapping at the connection 36. In similarly, conductor 31a is smoothly connected to antenna portion 32a without overlapping at connection 36a, connections 36 and 36a are made by conventional methods which minimize impedance discontinuity at connections 36 and 36a.

Die sich verjüngenden Platten 32 und 32a der Antenne 1 sind aus einem für Hochfrequenzströme hochleitfähigem Material hergestellt. Das Innenvolumen der Antenne 1 kann mit einem luftgeschäumten elektrischen Material angefüllt sein, welches geringe Verluste beim Vorhandensein von Hochfrequenzfeldern ergibt. DasThe tapered plates 32 and 32a of the antenna 1 are made of a material that is highly conductive for high frequency currents. The internal volume of the antenna 1 can be filled with an air-foamed electrical material, which is small Losses in the presence of high frequency fields results. That

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Innere der Übertragungsleitung 30 kann in gleicher Weise mit dielektrischem Material angefüllt sein und dieses Material wirkt als Träger des Leiters 3I in fester Beziehung gegenüber dem Leiter JIa und in gleicher Weise wird durch das dielektrische Material der Teil 32 gegenüber dem Teil 32a festgelegt. Stattdessen können die leitfähigen Elemente der Übertragungsleitung JO und der Antenne 1 durch dielektrische Abstandsstücke im festen Abstand gehalten werden, die eingeschlossene Wände bilden und das Innere der leitfähigen Oberflächen der Antenne 1 gegen Niederschlag und Korrosion schützen. Z.B. können zwei dünne Vertikalwände,von denen eine beiInside of the transmission line 30 can be filled in the same way with dielectric material and this material acts as a carrier of the conductor 3I in fixed relation to the conductor JIa and in the same way the part 32 is defined by the dielectric material in relation to the part 32a. Instead, the conductive elements of the transmission line JO and the antenna 1 can be kept at a fixed distance by dielectric spacers which form enclosed walls and protect the interior of the conductive surfaces of the antenna 1 from precipitation and corrosion. For example, two thin vertical walls, one of which is at

38 dargestellt ist, und die aus einem Blattmaterial mit niedrigen dielektrischen Verlusten bestehen, zur Überspannung der Leiter 3I und 31a vorgesehen werden. Seitenwände zur Distanzierung der Platten 32 und 32a können die Form eines Dreiecks in Gestalt von Wänden38 is shown, and made of a sheet material with low dielectric losses exist, are provided to overvoltage the conductors 3I and 31a. Side walls for spacing the panels 32 and 32a can take the form of a triangle in the shape of walls

39 und 39a mit geringen dielektrischen Verlusten haben, die zusammen mit einer dünnen Vorderwand 40 aus Material mit geringen dielektrischen Verlusten der Antenne 1 eine mechanische Versteifung verleihen und das Innere der Antenne schützen. Zweckmäßigerweise sind die Platten 32 und 32a exponentiell verjüngt, wie dies in Fig.4 angedeutet ist. Stattdessen ist jedoch auch eine lineare Verjüngung möglich.39 and 39a with low dielectric loss that together with a thin front wall 40 made of material with low dielectric losses of the antenna 1 a mechanical stiffening and protect the inside of the antenna. Appropriately the plates 32 and 32a are tapered exponentially, as indicated in FIG. Instead, however, there is also a linear taper possible.

Die Konstruktion der Übertragungsleitung 30 und der Antenne 1 gemäß Fig. 3 ist zu bevorzugen und zwar teilweise wegen der TEM-Ausbreitung. Diese TEM-Ausbreitung ist zu bevorzugen, da diese Ausbreitung im wesentlichen ohne Zerstreuung arbeitet und daher die Verzerrung des sich ausbreitenden Signals gering bleibt. Der einfache ausgeglichene Übertragungsleitungsaufbau erlaubt die Konstruktion der Antenne mit minimalen Impedanzdiskontinuitäten. Äußerem ist es eine Eigenschaft der symmetrischen Übertragungsleitung der Antenne 1, daß die charakteristische Impedanz eine Funktion von b/h ist, wobei b die Breitenabmessung der Hauptoberflächen der Teile 32,32a und h der Abstand zwischen den Innenflächen der Teile 32,32a ist. Das Verhältnis b/h wird im Falle der Übertragungsleitung 30 z.B. konstant gehalten, weil sowohl b als auch h konstant sind.The construction of the transmission line 30 and the antenna 1 according to FIG Fig. 3 is preferable, in part because of TEM propagation. This TEM propagation is preferable because this propagation works essentially without the scattering and hence the distortion of the propagating signal remains low. The simple balanced transmission line structure allows the construction of the antenna with minimal impedance discontinuities. External it is a property of the symmetrical transmission line of antenna 1 that the characteristic impedance is a function of b / h, where b is the width dimension of the major surfaces of parts 32,32a and h is the distance between the inner surfaces of parts 32,32a. For example, the ratio b / h is kept constant in the case of the transmission line 30 because both b and h are constant.

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Gemäß der Erfindung ist die Antenne 1 der ÜbertragungsleitungAccording to the invention, the antenna 1 is the transmission line

30 dadurch angepaßt, daß der gleiche Wert des Verhältnisses b/h für beide Elemente benutzt wird. Mit anderen Worten wird das Verhältnis b/h längs der Ausbreitungsrichtung der Antenne 1 konstant gehalten und die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand) der Antenne 1 bleibt konstant über die Länge und kann leicht dem Wellenwiderstand der Leitung 30 angepaßt werden. Indem ein konstanter Wellenwiderstand längs des Aufbaus einschließlich Leitung JO und Antenne 1 benutzt wird, werden Reflexionen darin verhindert. Aus Gründen der einfacheren Erklärung sind in Pig.3 sich linear verjüngende Platten 32 und 32a angeordnet. Es ist jedoch klar, daß auch andere Ausführungen möglich sind, die einen konstanten Wellenwiderstand gemäß obiger Regel besitzen und es können solche Konfigurationen natürlich ebenfalls benutzt werden. 30 is adapted in that the same value of the ratio b / h is used for both elements. In other words, the ratio b / h is kept constant along the direction of propagation of the antenna 1 and the characteristic impedance (wave resistance) of the antenna 1 remains constant over the length and can easily be adapted to the wave resistance of the line 30. By using a constant wave impedance along the structure including line JO and antenna 1, reflections therein are prevented. For the sake of simplicity of explanation, linearly tapering plates 32 and 32a are arranged in Pig.3. It is clear, however, that other designs are also possible, which have a constant wave resistance according to the above rule, and such configurations can of course also be used.

Das System zur Erregung der Antenne 1 gemäß Fig.3 hat kompatible Eigenschaften und ist augeglichen und vermeidet Symmetriefehler oder andere Übergangsfehler. Das System gemäß Fig.4 benutzt die ausgeglichene Doppelelementgestalt der Antenne 1 als Teil der Ladeleitung für den Erregungsgenerator. In Fig.4 wurden gewisse Freiheiten gelassen, um besser den Aufbau und die Arbeitsweise der Antenne 1 zu erklären. So ist beispielsweise ersichtlich, daß Fig. 4 schematisch die Bauteile 32 und 32a gemäß Fig.3 als Eindrahtübertragungsleitungen 42 und 42a darstellt, die die gleiche wirksame elektrische Eigenschaft wie die Teile 32 und 32a gemäß Fig.3 haben und ebenfalls die gleiche Strahlungscharakteristik. Als weiteres Beispiel sind die Verbindungen 36 und 36a in Fig.3 durch Verbindungen 46 und 46a in Fig.4 dargestellt. Die SymboleThe system for exciting the antenna 1 according to Figure 3 has compatible Properties and is balanced and avoids symmetry errors or other transition errors. The system according to Figure 4 uses the balanced double element shape of the antenna 1 as part of the charging line for the excitation generator. In Fig. 4 certain Freedom left to better explain the structure and mode of operation of the antenna 1. For example, it can be seen that Fig. 4 schematically the components 32 and 32a according to FIG. 3 as single-wire transmission lines 42 and 42a represents the same effective electrical property as the parts 32 and 32a according to Fig.3 and also have the same radiation pattern. as Another example are the connections 36 and 36a in FIG represented by connections 46 and 46a in Figure 4. The symbols

31 und 31a in Fig.3 sind in Fig.4 durch Symbole 41 und 4la repräsentiert und sie identifizieren die gegenüberliegenden Leiter der Übertragungsleitung 30· Gewisse Abmessungen in Fig.4 sind übertrieben dargestellt, z.B. der Abstand h zwischen den Leitern 41 und 4la der Leitung 30 und zwar lediglich aus Zweckmäßigkeitsgründen. 31 and 31a in FIG. 3 are represented in FIG. 4 by symbols 41 and 4la and they identify the opposite conductors of the transmission line 30. Certain dimensions are in Fig.4 shown exaggerated, e.g. the distance h between the conductors 41 and 4la of the line 30 and only for reasons of expediency.

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Am linken Ende der Leitung 30 sind die Leiter 4l und 4la durch eine Reihenschaltung verbunden, die aus einer Batterie 50 besteht, welche zwischen zwei Ladewiderstanden 51 und 51a liegt, welche jeweils ^eI nen Widerstandswert von R/2 Ohm besitzen. Am Ende der Leitung 30 benachbart zu den Verbindungen 46 und, 46a sind die Leiter 41 und 4la durch eine Reihenschaltung verbunden, die einen elektrisch betätigbaren Schalter 52 umfaßt, der die Gestalt eines Avalanche -Transistors besitzt. Es können Jedoch auch andere Transistorschalter benutzt werden. Der Transistorschalter 52 ist über die Widerstände 51 und 51a und über weitere Widerstände 56 und 56a mit der Batterie 50 verbunden. Außerdem liegt an der Batterie 50 ein astabiler Multi V-ibrator oder ein Impulsgenerator 54, der über einen Kondensator 53 mit der Baäs des Transistorschalters 52 verbunden ist, um den Leitfähigkeitszustand des Transistors des Schalters 52 zu steuern. Die Widerstände 56 und 56a besitzen jeweils einen Widerstandswert von r/2 Ohm, wobei r gleich dem Wellenwiderstand der Leitung 30 (und der Übertragungsleitungen 42 und 42a) ist. Der Transistorschalter 52 ist außerdem mit einem Widerstand 53a zwischen Basis und Erde ausgestattet.At the left end of the line 30, the conductors 4l and 4la are through a series circuit is connected, which consists of a battery 50, which is located between two charging resistors 51 and 51a, which each have a resistance value of R / 2 ohms. At the end of Line 30 adjacent to connections 46 and 46a are the conductors 41 and 4la connected by a series circuit which comprises an electrically operated switch 52 which has the shape of an avalanche -Transistor possesses. However, other transistor switches can also be used to be used. The transistor switch 52 is via the resistors 51 and 51a and via further resistors 56 and 56a connected to the battery 50. In addition, an astable multi-vibrator or a pulse generator 54, the through a capacitor 53 to the base of the transistor switch 52 is connected to control the conductivity state of the transistor of the switch 52. The resistors 56 and 56a each have has a resistance of r / 2 ohms, where r is equal to the characteristic impedance of line 30 (and transmission lines 42 and 42a) is. The transistor switch 52 is also provided with a resistor 53a between base and ground.

Der astabile Multivibrator bzw. der Impulsgenerator 54 erzeugt einen regulären bipolaren Wellenzug, wie er ingestalt der Welle 55 in Fig.4 dargestellt ist. Dieser Wellenzug hat eine vorbestiramte Impulsfolgefrequenz zur Betätigung des Transistorschalters 52. Im Betrieb zeigt sich,daß der Transistorschalter 52 zunächst durch die Stufe 54 während einer Zeit geöffnet gehalten wird, während der die gesamte Schaltung einschließlich der Leiter der Leitung 30 und der Leitung 42 und 42a auf eine Potentialdifferenz V geladen werden, die gleich dem Potential der Batterie 50 ist, als wenn ein Kondensator C, geladen würde. Im nächsten Zyklus der Welle 55 wird der Transistorschalter 52 in den Leitfähigkeitszustand geschaltet und es wird ein leitfähiger Kreis über die Widerstände 56 und 56a geschaffen. Die Wirkung besteht darin, daß eine zweite oder wirksame Quelle B in Reihe mit der ersten Quelle A (d.h. der Batterie,50) gelegt wird, die eine umgekehrte Polarität, d.h. der Polarität der ersten Quelle A entgegengesetzte Polarität,besitzt.The astable multivibrator or the pulse generator 54 generates a regular bipolar wave train, as it is in the form of wave 55 is shown in Fig.4. This wave train has a predetermined pulse repetition frequency for actuating the transistor switch 52. Im Operation shows that the transistor switch 52 is initially through the Stage 54 is kept open during a time during which the entire circuit including the conductors of line 30 and lines 42 and 42a are charged to a potential difference V, which is equal to the potential of the battery 50 as if a capacitor C 1 were charged. In the next cycle of the wave 55 is the Transistor switch 52 switched to the conductivity state and a conductive circuit is created across resistors 56 and 56a. The effect is that a second or effective source B is in series with the first source A (i.e. the battery, 50) which has an opposite polarity, i.e. opposite polarity to the polarity of the first source A.

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■¹⁰" 221H85■ ¹⁰ "221H85

Die Figuren 5a,6a,7a und 8a zeigen die positive Spannung V, geliefert durch die Quelle A bzw. die Batterie 50 ingestalt einer positiven Konstanten Spannung, die in aufeinanderfolgenden Intervallen im Arbeitszyklus auftritt. Die gleiche Gruppe von Figuren zeigt das Fortschreiten der negativen Welle infolge der zweiten wirksamen Quelle B in den gleichen aufeinanderfolgenden Intervallen. So zeigt z.B. Fig.5a die Situation in dem Augenblick, in dem der Schalter 52 in den Leitfähigkeitszustand geschaltet wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Welle infolge der wirksamen zweiten Quelle B noch nicht zu fließen begonnen hat.Figures 5a, 6a, 7a and 8a show the positive voltage V, supplied by source A and battery 50, respectively, in the form of one positive constant voltage that occurs at successive intervals in the duty cycle. The same group of figures shows the progression of the negative wave due to the second effective source B at the same successive intervals. For example, Fig. 5a shows the situation at the moment when the switch 52 is switched to the conductivity state. Here it must be taken into account that the wave has not yet started to flow due to the effective second source B.

In Fig.6a hat bereits eine negative Welle mit der Spannung -V/2 aus der zweiten Quelle B nach der Öffnung der Antenne 1 zu fließen begonnen. Nach Erreichen der .Enden 44 und 44a der Leitungen 42 und 42a gemäß Fig.4 und nach Reflexion ergibt sich die Situation gemäß Fig.7a. Es ist ersichtlich, daß beim Erreichen der jeweiligen Enden 44,44a der Leitungen 42,42a durch die Welle -V/2 eine Reflexion eintritt und die Welle nach den Verbindungen 46,46a zurückläuft. Der Gesamtbeitrag der zweiten Quelle B beginnend mit dem Augenblick der Umkehr beträgt nunmehr -V Volt. Es ist ersichtlich, daß das Gesamtpotential Infolge der wirklichen und der effektiven Quelle A bzw. B zwischen den Leitungen 42 und 42a an der durch die Enden 44,44a definierten Öffnung der Antenne im Augenblick der Umkehr augenblicklich von +V Volt auf Null abfällt. Dieser Zeitpunkt ist von primärem Interesse für die Arbeitsweise der Antenne 1. Die Welle infolge der wirksamen Quelle B wandert weiter nach den Verbindungen 46,46a zurück, bis die Leitungen 42,42a, die als Teile der Ladeleitung für das System gedient haben, wesentlichen vollständig entladen sind, wenn der Wert von r der Wellenwiderstand der Leitung 42,42a ist. Dann setzt der Ladezyklus wieder ein, wenn die Stufe 54 den Schalter 52 öffnet und der Zyklus beginnt von neuem.In Fig.6a there is already a negative wave with the voltage -V / 2 from the second source B after the opening of the antenna 1 to flow began. After reaching the .Ends 44 and 44a of the lines 42 and 42a according to FIG. 4 and after reflection, the situation according to FIG Fig.7a. It can be seen that upon reaching the respective ends 44,44a of the lines 42,42a through the wave -V / 2 a reflection occurs and the wave runs back to the connections 46,46a. Of the The total contribution of the second source B starting with the moment of reversal is now -V volts. It can be seen that that Total potential due to real and effective sources A and B, respectively, between lines 42 and 42a at the through the ends 44,44a defined opening of the antenna at the moment of reversal drops instantly from + V volts to zero. That time is of primary interest for the operation of the antenna 1. The wave due to the effective source B travels on to the connections 46, 46a back until the lines 42, 42a, which served as parts of the charging line for the system, are essentially complete are discharged when the value of r is the characteristic impedance of line 42, 42a. Then the charging cycle starts again when the Step 54 opens switch 52 and the cycle begins again.

Es ist ersichtlich, daß die Gesamtpotentialdifferenz, die über der durch die Enden 44 und 44a der Antenne definierten Öffnung für gleiche aufeinanderfolgende Zeitaugenblicke auftritt, wie aus Fig.It can be seen that the total potential difference that is above the opening defined by the ends 44 and 44a of the antenna occurs for equal successive instants in time, as shown in Fig.

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5b,6b,7b,8b ersichtlich, veranschaulicht werden kann. Es ergibt sich, daß das Ibtential an der Antennenöffnung infolge der wirklichen Quelle (oder A) progressiv durch die Wanderung der Welle infolge der zweiten wirksamen Quelle B aufgezehrt wird, welch letztere nach der Antennenöffnung in Lauf gesetzt wird, wenn der Schalter 52 im Leitfähigkeitszustand befindlich ist und dann wird sie an der Öffnung reflektiert, wo eine Strahlung auftaucht, die schließlich eine beträchtliche Entladung der Leitungen 42 und 42a bewirkt und die Welle, die zurückgekehrt ist, wird in den Widerstän den 56 und 56a absorbiert.5b, 6b, 7b, 8b can be seen. It results that the Ibtential at the antenna opening is due to the real Source (or A) is progressively consumed by the migration of the wave as a result of the second effective source B, which latter after the antenna opening is started when the switch 52 is in the conductivity state and then will it reflects at the opening where radiation emerges which ultimately discharges a substantial amount of leads 42 and 42a caused and the wave that has returned is absorbed in the resistors 56 and 56a.

Wie erwähnt, ist es der Augenblick der'Reflexion der Welle der wirksamen Quelle B im Abstand L längs der Leitungen 42 und 42a (die Öffnung der Antenne l),die von primärem Interesse ist. Wegen der endlichen charakteristischen Impedanz r des Senderantennensystems kehrt der Vorderrand der -V/2 Welle, der in die Öffnung der Antenne eintritt, die in ihrer Wirkung einen offenen Kreis darstellt, in der Strömungsriehtung um, während die vorhergehende Polarität aufrechterhalten wird. In diesem Augenblick muß eine Strahlung eines Impulssignales in den Raum erfolgen, das proportional QY ist. Nachdem der Schalter 52 wieder zurückgestellt ist, und die Leitungen 42 und 42a wieder geladen werden, kann keine weitere Strahlung erlangt werden. Wie oben erwähnt, endet die reflektierte Wellenfront schließlich in den Widerständen 56,56a, wenn der Widerstand r der Summe der Widerstände 56 und 56a gleich der charakteristischen Impedanz (Wellenwiderstand) des Übertragungssystems gemacht wird und die Potentialdifferenz über der gesamten Leitung fällt im wesentlichen auf Null ab und dann beginnt eine Wiederladung auf etwa rv/R Volt, wobei die Ladung zmk 2rC, see. erfordert.As mentioned, it is the moment of the 'reflection of the wave of the effective source B at distance L along lines 42 and 42a (the opening of the antenna 1) which is of primary interest. Because of the finite characteristic impedance r of the transmitter antenna system reverses the leading edge of the -V / 2 wave entering the opening of the antenna, which in its effect forms an open circle in the direction of flow while maintaining the previous polarity. At this moment one must Radiation of a pulse signal into the room take place that is proportional QY is. After the switch 52 has been reset, and lines 42 and 42a are recharged, no further radiation can be obtained. As mentioned above, that ends reflected wavefront finally in the resistors 56,56a, if the resistance r is equal to the sum of the resistors 56 and 56a the characteristic impedance of the transmission system is made and the potential difference across the entire line drops to essentially zero and then begins a recharge to about rv / R volts, where the charge is zmk 2rC, lake. requires.

Es stehen auch andere Wege zur Verfügung, um eine zyklische Energiespeicherung in dem Übertragungssystem gemäß Fig.5 und 4 zu erzeugenThere are also other ways of cyclic energy storage to be generated in the transmission system according to FIGS

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und um eine Ausbreitung längs der Übertragungsleitung nach einer Antennenstrahlöffnung zu bewirken. So könnten beispielsweise durch Quecksilber benetzte Reed-Schalter jener Bauart Anwendung finden, wie sie in der US-Patentschrift 3 564 277 beschrieben sind. Es könnten auch Schalter der Bauart gemäß US-Patentschrift 3 569 877 benutzt werden. Der Transistorschalter 52 kann in dem Sendeantennensystem deiart eingebaut sein, daß er Teil einer SeJteterregerschaltung ist. Die Allrichtungs-Zweikeulen-Antenne 8, die die Impulsaussendungen der Antenne 1 empfangen soll, 1st innerhalb einer zylindrischen Haube 63 auf dem Dach 6a eines Fahrzeuges 6 untergebracht. Ein anderer Antennentyp ist in Fig.10 dargestellt. Dieser Antennentyp ist dann geeignet, wenn die Impulsfolgefrequenz sich der Resonanzfrequenz der Antenne nähert. Die Rundsichtantenne 8 gemäß Fig.9 ergibt jedoch eine maximale Ansprechamplitude ohne die Ansprechzeit des empfangenen Signals wesentlich zu erhöhen. Die Antenne 8 gemäß Fig.9 weist einen Leitkonus 61 auf, dessen Scheitel nach unten gerichtet ist und der so getragen wird, daß er sich von der inneren Oberfläche des flachen Haubenteils 63a der dielektrischen Haube 63 nach unten erstreckt. Der Scheitel des Konus 6l ist mit einem Innenleiter £2 eines kurzen Koaxialkabels gekoppelt, der mit einem konzentrischen äußeren Leiter 62a zusammenwirkt. Die Leiter 6l und 62a bilden eine koaxiale Übertragungsleitung, die durch ein Loch im Dach 6a des Fahrzeuges 6 hindurchgeführt ist. Auf diese Welse bildet das Dach 6a eine Erdungsebene für die Antenne 8 in herkömmlicher Weise, wodurch die Energiesammeiwirkung der Antenne 8 erhöht wird. Ein Filter 65 wird zur Ausschaltung unerwünschter Signale mit relativ niedriger Frequenz benutzt. Die empfangenen Impulswellenzüge gelangen nach einem Detektorkreis mit einer Diode 69, die an Erde angeschlossen ist,und über zwei Reihenwiderstände 67 und 68 nach einer nicht-dargesteilten Spannungsquelle. Die Diode 69 ist vorzugsweise eine Tunneldiode oder eine andere Hochgeschwindigkeitsdiode, die als Impulsdetektor wirkt. Eine geeignete Diode hat eine negative Widerstandsstrom-Spannungscharakteristik, d.h. bei geeigneter Vorspannung spricht die Diode auf den Empfang von Impulsemissionen der Antenne 1 in der Weise an, daß eine abrupte Umschaltung in den Instabil!tätsbereioh erfolgt, wodurch die Diode gut leitfähig wird.and propagation along the transmission line after a To effect antenna beam opening. For example, through Mercury-wetted reed switches of the type used as described in U.S. Patent 3,564,277. Switches of the type disclosed in US Pat. No. 3,569,877 could also be used to be used. The transistor switch 52 can be incorporated in the transmitting antenna system in such a way that it is part of a sequential exciter circuit is. The omnidirectional two-lobe antenna 8, which transmits the impulses the antenna 1 is to receive, is housed within a cylindrical hood 63 on the roof 6 a of a vehicle 6. Another type of antenna is shown in Fig. 10. This type of antenna is suitable when the pulse repetition frequency approaches the resonance frequency of the antenna. The panoramic antenna 8 according to However, Fig. 9 gives a maximum response amplitude without the response time of the received signal to increase significantly. The antenna 8 according to FIG. 9 has a guide cone 61, the apex thereof is directed downwards and which is supported so that it extends from the inner surface of the flat hood portion 63a of the dielectric Hood 63 extends downward. The apex of the cone 6l is coupled to an inner conductor £ 2 of a short coaxial cable, the cooperates with a concentric outer conductor 62a. The conductors 6l and 62a form a coaxial transmission line, the is passed through a hole in the roof 6a of the vehicle 6. In this way, the roof 6a forms a ground plane for the antenna 8 in a conventional manner, reducing the energy collecting effect of the antenna 8 is increased. A filter 65 is used to eliminate unwanted, relatively low frequency signals. The received Pulse wave trains go to a detector circuit with a diode 69, which is connected to earth, and through two series resistors 67 and 68 according to a voltage source not shown. The diode 69 is preferably a tunnel diode or one other high speed diode that acts as a pulse detector. A suitable diode has a negative resistance current-voltage characteristic, i.e. with a suitable bias the diode responds to the reception of impulse emissions from antenna 1 in such a way that that an abrupt switchover into the instability area takes place, which makes the diode highly conductive.

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Auf diese Weise wird ein Stromimpuls etwas größerer Amplitude und beträchtlich längerer Dauer durch die Tunneldiode 69 erlangt und sie wird dem Eingang eines monostabilen Multivibrators 70 zugeführt. Die längere Dauer und der höhere Energiepegel ist erforderlich, um betriebssicher den Multivibrator 70 zu triggern. Der Ausgangsimpuls des Multivibrators 70 ist ein rechteckiger Impuls von 100 Hano-sec Dauer beispielsweise und dieser wird einem UND-Gatter 72 zugeführt. Der 100 nano-sec Impuls wird außerdem über eine Leitung 71 der Verbindung 66 zwischen den ■Vorspannsteuerwiderständen 67 und 6Q zugeführt. An der Verbindung 66 hat der Vorlaufrand des 100 nano-sec Impulses die Wirkung einer Rückstellung der Diode 69 und es wird dadurch ihre leitfähigkeit beendet. Auf. diese Weise wird die Tunneldiode 69 in ihren ursprünglichen Zustand mit niedriger Leitfähigkeit zurückgestellt und zum Empfang des nächstfolgenden Impulses von der Antenne 1 vorbereitet, der den Triggerwert der Diode 69 überschreitet. Wenn demgemäß die Antenne 1 Impulse mit einer Impulsfolgefrequenz in der Nähe von 5 kHz erzeugt, dann stellt der Ausgang des Multivibrators 50 eine Impulsfolge von 100 nano-sec Impulsen dar, die eine Impulsfolgefrequenz von 5 kHz besitzen.In this way, a current pulse of somewhat greater amplitude and considerably longer duration is obtained through the tunnel diode 69 and it is fed to the input of a monostable multivibrator 70. The longer duration and the higher energy level are required in order to trigger the multivibrator 70 in an operationally reliable manner. The output pulse of the multivibrator 70 is a rectangular pulse of 100 Hano-sec duration, for example, and this is fed to an AND gate 72. The 100 nano-sec pulse is also fed via a line 71 to the connection 66 between the bias control resistors 67 and 6Q. At the connection 66 , the leading edge of the 100 nano-sec pulse has the effect of resetting the diode 69 and its conductivity is thereby terminated. On. In this way, the tunnel diode 69 is returned to its original state with low conductivity and prepared to receive the next pulse from the antenna 1 which exceeds the trigger value of the diode 69. Accordingly, when the antenna 1 generates pulses with a pulse repetition frequency in the vicinity of 5 kHz, the output of the multivibrator 50 represents a pulse train of 100 nano-sec pulses which have a pulse repetition frequency of 5 kHz.

Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 70 wird, wie erwähnt, dem UND-Gatter 72 zugeführt, dem außerdem ein Steuersignal von einer Abfrageinrichtung 78 zugeführt wird. Die Abfrageeinrichtung 78 kann regulär durch einen geeigneten digitalen Zeitgeber oder einen anderen Zeitgeber in Intervallen von 5 see betätigt werden, und zwar entweder willkürlich durch den Fahrer des Fahrzeuges oder durch ein Befehlssignal, das z.B. vom Hauptquartier über einen Sender 75 empfangen wurde. Die Abfrageeinrichtung kann irgendein herkömmlicher Impulsgenerator sein, der geeignet 1st, einen Abfrageimpuls geeigneter Länge für eine ordnungsgemäße Steuerung des herkömmlichen UND-Gatters 72 zu liefern. Die Dauer der Abfrageimpulse kann z.B. auf 500 msec festgelegt sein. So laufen getrennte Impulszüge nach einem Zähler 73 und durch das UND-Gatter 72, wenn sich das Fahrzeug 6 entlang einer bestimmten festgelegten Route bewegt. Die in jeder Impulsfolge enthaltenen Impulse werden durchThe output of the monostable multivibrator 70 is, as mentioned, fed to the AND gate 72, which also has a control signal from an interrogation device 78 is supplied. The interrogator 78 can be regularly by a suitable digital timer or another timer can be operated at intervals of 5 seconds, either arbitrarily by the driver of the vehicle or by a command signal that was received, for example, from headquarters via a transmitter 75. The interrogator can be any be a conventional pulse generator capable of generating an interrogation pulse of suitable length for proper control of the conventional AND gate 72 to provide. The duration of the query pulses can be set to 500 msec, for example. Separate ones run like this Pulse trains after a counter 73 and through the AND gate 72 if the vehicle 6 moves along a certain fixed route. The pulses contained in each pulse train are through

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die Zählstufe 73 während eines Standardzeitintervalls gezählt. Die Zählstufe 73 ist dabei von herkömmlicher Bauart unu es werden die ankommenden Impulse gezählt und diese Zählung wird am Ende des vorbestimmten Zeitintervalls oder zu anderen Zeiten einem Codiergerät 74 zugeführt.the counting stage 73 is counted during a standard time interval. the Counting stage 73 is of conventional design and there will be the incoming pulses are counted and this count is sent to a coding device at the end of the predetermined time interval or at other times 74 supplied.

Ein die Impulszählung innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls repräsentiertes Signal, welches den jeweiligen Standort des Fahrzeuges 6 erkennen läßt, kann direkt dem Hauptquartier über eine herkömmliche Funkfcnachrichtenverbindung übermittelt werden, die sonst auch schon im Fahrzeug vorhanden ist und zwar beispielsweise über den Sendeempfänger 75 und die Rundsichtantenne 7.A signal representing the pulse count within the predetermined time interval and indicating the current location of the vehicle 6 can be transmitted directly to headquarters via a conventional radio communication link, which would otherwise be possible is also already present in the vehicle, for example via the transceiver 75 and the panoramic antenna 7.

Bei einem bevorzugten System kann die Impulszählung im Zähler 73 automatisch aus dem Zähler 75 in den herkömmlichen Codierteil 74 ' übertragen werden. Der Codierteil 74 vermindert die Bürde der Aussendung ducoh den Empfänger 45 durch Umkehr der' Impulszählung in eine verschlüsselte Darstellung, die leichter auszusenden ist. Infolgedessen kann die Codierstufe 74 in herkömmlicher Weise so ausgebildet sein, daß auch eine Übertragung des impuls-codierten Signales automatisch nach dem Hauptquartier erfolgt, wodurch das betreffende Fahrzeug identifiziert wird, wenn dieses seinen Standort mitteilt.In a preferred system, the pulse count in counter 73 automatically from the counter 75 into the conventional coding part 74 ' be transmitted. The coding part 74 reduces the burden of the transmission ducoh the receiver 45 by reversing the 'pulse count in an encrypted representation that is easier to broadcast. As a result, the coding stage 74 can conventionally do so be designed that a transmission of the pulse-coded signal takes place automatically to the headquarters, whereby the relevant vehicle is identified when it reports its location.

Der Empfänger gemäß Fig.9 ist ein Breitbandempfänger mit Ausnahme des Vorhandenseins des Hochpaßfilters 65, das z.B. eine Durchlaßfrequenz von 1 GHz besitzt. Mit Ausnahme hiervon spricht der Empfänger auf jedes Signal an, das beispielsweise einen 80 Millivoltpegel überschreitet, der durch die Charakteristiken der jeweiligen Tunneldiode 69 bestimmt wird. Die Amplitude des empfangenen Impulses an der Empfangsantenne 8 liegt daher unter den üblichen Atbeitsbedlngungen bei etwa 200 Millivolt, d.h. bei einem Wert, der um einige Größenordnungen höher liegt, als die in einer städtischen Umgebung vorhandenen Signale, die von den üblichen Strahlungsquellen herrühren und solche Störsignale besitzen im allgemeinen einen PegelThe receiver according to FIG. 9 is a broadband receiver with the exception the presence of the high-pass filter 65, which has, for example, a pass frequency of 1 GHz. With the exception of this, the recipient speaks responds to any signal that exceeds, for example, an 80 millivolt level determined by the characteristics of the respective Tunnel diode 69 is determined. The amplitude of the received pulse at the receiving antenna 8 is therefore under the usual Atbeitsbedlngungen at around 200 millivolts, i.e. at a value that is several orders of magnitude higher than that in an urban environment existing signals that originate from the usual radiation sources and such spurious signals generally have a level

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in der Höhe von yuV. Obgleich der Empfänger gemäß Pig. 9 im wesentlichen sämtliche Signale im Durchlaßband des Filters 65 empfängt, ist der Empfänger im wesentlichen unempfindlich gegen Störstrahlungen einschließlich elektrischer Störsignale, die beispielsweise von Kraftfahrzeugen herrühren.in the amount of yuV. Although, according to Pig. 9 essentially receives all signals in the passband of filter 65, the receiver is essentially insensitive to interference radiation including electrical interference signals, for example from Motor vehicles.

Die vorstehende Diskussion zeigt, daß die Richtantenne 1 gemäß Fig. 3 und 4 eine reguläre Folge von Impulsen extrem kurzer Dauer mit hoher Amplitude aussenden kann. Im typischen Falle habaidie Impulse eine Dauer von 200 pico-sec und eine Impulsfolgefrequenz in der Größenordnung von 10 kHz. Wenn die Spannung der Batterie 5 gemäß Fig.4 500 Volt hat und die Impedanz 50.0hm beträgt, dann ist die obere Grenze der Durchschnittsleistung, die in den Raum ausgestrahlt wird, kleiner als 1 Mikrowatt.Das Spektrum des übertragenen Signals wird über eine extrem große Bandbreite verteilt und zwar im typischen Fall über 100 MHz bis 10 GHz. Demgemäß wird die in irgendeinem typischen schmalen Nachrichtenband eingestrahlte Leistung weit unter dem thermischen Störpegel eines typischen Empfängers liegen, der in diesem Band arbeitet. Der ausgesandte Impuls kann daher nicht ein übliches Funknachrichtensystem stören. Tatsächlich ist die Arbeitsweise der Antenne 1 derart, daß nach den derzeitigen Bestimmungen in den USA keine Funklizenz erforderlich ist.The above discussion shows that the directional antenna 1 according to FIG. 3 and 4 have a regular sequence of pulses of extremely short duration can emit high amplitude. Typically, the impulses are habaid a duration of 200 pico-sec and a pulse repetition rate in the Of the order of 10 kHz. If the voltage of the battery 5 is 500 volts according to FIG. 4 and the impedance is 50.0hm, then that is Upper limit of the average power emitted into the room, less than 1 microwatt. The spectrum of the transmitted signal is distributed over an extremely large bandwidth, typically over 100 MHz to 10 GHz. Accordingly, in any typical narrow message band radiated power is far below the thermal interference level of a typical receiver, who works in this band. The transmitted pulse can therefore not interfere with a conventional radio communication system. Indeed it is the operation of the antenna 1 in such a way that no radio license is required under the current regulations in the USA.

Die konische Antenne 8, die im Empfängersystem nach Fig.9 benutzt wird, nutzt das maximale empfangene Signal in optimaler Weise aus und hat eine minimale Ansprechzeit im Vergleich mit herkömmlichen Rundsichtantennensystemen. Es können auch andere RundSichtantennen benutzt werden, wenn die Ansprechzeit oder die Amplitudenbegrenzungen nicht schwerwiegend sind. Insbesondere dann, wenn sich die Irapulsfolgefrequenz 100 MHz nähert, kann eine mit einem dünnen Filmkopf belastete Antenne gemäß Fig.10 benutzt werden. Eine derartige Antenne ist im einzelnen in der US-Patentschrift j5 587 107 beschrieben. Die Antenne¹^ die ein zeitbegrenztes Impulsansprechen aufweist¹? können keine Störungen mit aufeinanderfolgenden Eingangsimpulsen verursachen. The conical antenna 8, which is used in the receiver system according to FIG. 9, makes optimal use of the maximum received signal and has a minimum response time in comparison with conventional omnidirectional antenna systems. Other omnidirectional antennas can be used if the response time or amplitude limitations are not severe. In particular, when the IRA pulse repetition rate approaches 100 MHz, an antenna loaded with a thin film head as shown in FIG. 10 can be used. Such an antenna is described in detail in US Pat. No. 5,587,107. The antenna ¹ ^ which has a time-limited impulse response ¹ ? cannot cause interference with successive input pulses.

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Gemäß Fig.10 ist die Antenne 8 auf einer geerdeten Platte montiert, die das Dach 6a des Fahrzeuges 6 charakterisiert. Die Antenne 8 ist mit einem Empfangssystern über den Koaxialleiter 62,62a wie in Fig.9 verbunden. In Fig.10 ist ein dünner leitfähiger Film oder eine Schicht 90 aus einer dünnen Chrompiattierung über dem Dach und parallel zu diesem angeordnet. Der Widerstandsfilm der Schicht 90 wird auf eine Glasscheibe oder eine dielektrische Trägerscheibe 91 aufgebracht. Die überzogene Scheibe 91 besteht aus dielektrischem Material und kann in der Praxis von dem flachen Abschnitt 65a der Haube 63 gebildet werden, die die Antenne 8, wie in Fig.9 angedeutet, voll umschließt. Bei anderen Anordnungen können der Widerstandsfilm oder die Schicht 90 und die Scheibe 91 einfach von einer Schicht aus luftgeschäumtem dielektrischem Material herkömmlicher Art getragen werden, wobei die Scheibe 91 die Schutzfunktion der Haube übernimmt. According to Fig. 10, the antenna 8 is mounted on a grounded plate, which characterizes the roof 6a of the vehicle 6. The antenna 8 is with a receiving system via the coaxial conductor 62,62a as in Fig. 9 tied together. In Fig.10 is a thin conductive film or a Layer 90 of a thin chrome plating over the roof and arranged parallel to this. The resistive film of layer 90 is applied to a sheet of glass or a dielectric carrier sheet 91 applied. The coated disk 91 is made of dielectric material and can in practice be formed from the flat portion 65a of FIG Hood 63 are formed, which the antenna 8, as indicated in Figure 9, fully encloses. In other arrangements, the resistive film or layer 90 and disc 91 may simply be from one layer made of air-foamed dielectric material of a conventional type, the disc 91 taking over the protective function of the hood.

Ein Abschnitt 93 des Innenleiters 62 steht durch die dielektrische Schicht 92 hindurch und ist mit dem Widerstandsfilm 90 in der Mitte desselben verbunden. Der Widerstandsfilm 90 hat vorzugsweise einen Radius, der etwa gleich der Länge des Abschnitts 93 des Leiters 62 innerhalb der dielektrischen Schicht 92 ist. Im typischen Falle hat der Widerstandsfilm 90 einen Radius, der mehr als 200 mal so groß ist wie der Durchmesser des Innenleiterabschnitts 92.A portion 93 of the inner conductor 62 protrudes through the dielectric Layer 92 passes through and is bonded to resistive film 90 in the center thereof. The resistance film 90 preferably has one Radius approximately equal to the length of section 93 of conductor 62 is within dielectric layer 92. Typically, the resistive film 90 has a radius that is more than 200 times that is as large as the diameter of the inner conductor section 92.

Die Arbeitsweise der Antenne 8 gemäß Fig.10 ist in der US-Patentschrift 3 587 107 beschrieben. Unter der Annahme, daß eine ebenpolarisierte Impulswelle mit ihrem elektrischen Faktor parallel zu dem Innenleiterabschnitt 93 verläuft, dann wird sie veranlaßt, auf die Antenne von links entsprechend dem Pfeil 94 aufzutreffen. Wenn die ankommende Impulswelle die Antenne 8 erreicht, wird eine Spannung zwischen dem Dach 6a und dem Widerstandsfilm 90 erzeugt. Wenn die ankommende Impulswelle zunächst den Abschnitt 93 des Innenleiters erreicht, werden Impulsströme in jedem Elementarsegment des Abschnitts 93 erzeugt, die nach unten nach dem Eingang der Leiter 62 und 62a abfließen. Die induzierten Ströme fließen auch nach oben nach dem Widerstandsfilm 90, wo sie absorbiert werden. Der ausnutz-The operation of the antenna 8 according to FIG. 10 is described in the US patent 3,587,107. Assuming that a plane polarized Pulse wave with its electrical factor runs parallel to the inner conductor section 93, then it is caused to hit the antenna from the left according to arrow 94. if When the incoming pulse wave reaches the antenna 8, a voltage is generated between the roof 6a and the resistive film 90. if When the incoming pulse wave first reaches section 93 of the inner conductor, pulse currents are generated in each elementary segment of the Section 93 generated, which flow down to the entrance of the conductors 62 and 62a. The induced currents also flow upwards after the resistive film 90 where they are absorbed. The exploiting

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bare nach unten fließende Strom läuft ohne Reflexion nach der Koaxialleitung, die von den Leitern 62 und 62a gebildet wird und er wird von der Diode 69 abgenommen. Weil der nach oben fließende Strom durch den Widerstandsfilm 90 absorbiert wird, kann er nicht nach unten reflektiert werden und in der Koaxialleitung 62,62a erscheinen. Auf diese Weise wird die sonst auftretende Verzerrung vermindert.bare downward flowing current runs without reflection after the Coaxial line formed by conductors 62 and 62a and taken from diode 69. Because the one flowing upwards Current is absorbed by the resistive film 90, it cannot be reflected downward and in the coaxial line 62,62a appear. In this way, the distortion that would otherwise occur is reduced.

Demgemäß ist die einpolige Empfangsantenne 8 gemäß Pig.IO mit dem einpoligen Leiterabschnitt 93 solcher Länge ausgestattet, daß die an der oberen Spitze induzierte Spannung in der Nähe des Dachs 6a in einer Zeit nach der Basis wandert, die gleich der Dauer des empfangenen Impulses ist. Der einpolige Abschnitt 93 erstreckt sich zwischen Dach 6a und dem dünnen Widerstandsfilm 90, wobei der letztere einen Oberflächenwiderstand hat, der etwa gleich der Impedanz des freien Raumes ist. Der Widerstandsfilm 90 hat außerdem einen Radius, der gleich der Länge des Innenleiterabschnitts 95 ist, so daß der Abschnitt 93 im wesentlichen reflexionsfrei endet und eine Verzerrung der empfangenen elektromagnetischen Impulse vermieden wird.Accordingly, the single-pole receiving antenna 8 according to Pig.IO is with the single-pole conductor section 93 equipped with such a length that the voltage induced at the upper tip in the vicinity of the roof 6a migrates to the base in a time equal to the duration of the received pulse. The unipolar portion 93 extends between the roof 6a and the thin resistive film 90, the latter having a surface resistance approximately equal to the impedance of free space is. The resistance film 90 also has a radius which is equal to the length of the inner conductor section 95, see above that the section 93 ends essentially without reflection and one Distortion of the received electromagnetic pulses is avoided.

Somit schafft die Erfindung ein Fahrzeugüberwaehungssystem, welches einen sehr niedrigen Gesamtenergiepegel besitzt, wobei codierte ausgesandte Impulse einen Spektralgehalt haben, der über ein sehr breites Band verteilt ist, so daß er nicht merklich zu dem Hintergrundstörpegel beiträgt, wobei der Energiepegel soweit unter den Pegeln der übrigen Punk- und Radiosysteme liegt, daß keine Stxö'rung zu befürchten ist. Die Sender des Systems sind so ausgebildet, daß sie von den Fahrzeugen getragene Impulsempfänger erregen, um die betreffenden Fahrzeuge zu identifizieren und gleichzeitig ihren Standort längs vorgewählter Stellen anzugeben, die längs der Routen verteilt sind, welche von den Fahrzeugen durchlaufen werden. Die verschlüsselten Identifizierungsdaten und Ortsdaten werden automatisch einer Zentralstelle zugeführt, wo sie behandelt und gespeichertThe invention thus provides a vehicle monitoring system which has a very low total energy level, encoded emitted pulses having a spectral content that exceeds a very wide band so that it does not contribute appreciably to the background noise level, the energy level being so far below the Levels of the other point and radio systems means that there is no interference is to be feared. The transmitters of the system are designed to excite pulse receivers carried by the vehicles to the identify vehicles concerned and at the same time indicate their location along preselected locations along the routes are distributed, which are traversed by the vehicles. The encrypted identification data and location data are automatically fed to a central office, where they are treated and stored

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werden können, um hieraus Instruktionen abzuleiten, die den Fahrer eines einzelnen Fahrzeugs durch herkömmliche Funkverbindungen mitgeteilt werden können. Die Impulssende- und Impulsempfängerelemente sind im Aufbau sehr einfach und billig zu installieren, zu warten und zu bedienen und das System kann einfach In Verbindung mit der üblichen Empfänger-Senderausrüstung kombiniert werden, die In bestimmten Gattungen von Fahrzeugen bereits vorhanden sind. Die Erfindung weist eine große Vielfalt auf und kann beispielsweise in Verbindung mit manuellen Überwachungsanordnungen und manuellen Karten am Hauptquartier zusammen mit einer Nachrichtenmitteilung benutzt werden, die aussagt,, an welchen Orten nur wenige der Fahrzeuge vorhanden sind. Andererseits ist die Erfindung geeignet, am Hauptquartier mit komplexen Datenverarbeitungsanlagen benutzt zu werden, um diese Funktion oder andere Funktionen einer Fahrzeugflotte, die aus zahlreichen Fahrzeugen bestävb, durchführen zu können. Die zentrale Verarbeitunijsanlage mit Darstellmitteln kann etwa so aufgebaut sein, wie dies bei Verkehrssteuersystemen bereits bekannt ist.can be used to derive instructions for the driver of a single vehicle communicated by conventional radio links can be. The pulse transmitting and receiving elements are very simple and inexpensive to install and maintain in construction and to operate and the system can be easily combined in connection with the usual receiver-transmitter equipment that is specified in certain Categories of vehicles already exist. The invention has a wide variety and can for example be used in conjunction used with manual surveillance arrangements and manual maps at headquarters along with a news bulletin that says, in which places only a few of the vehicles are available are. On the other hand, the invention is suitable to be used at the headquarters with complex data processing systems to to be able to perform this function or other functions of a vehicle fleet, which consists of numerous vehicles. The central one Processing unit with display means can be structured as follows: as is already known in traffic control systems.

Auf diese Weise wird ein Impulsfunknachrichtensystem geschaffen, welches mit geringer Leistung arbeitet und Verschlüsselungsimpulssender und Impulsempfänger aufweist, um das Vorhandensein von Fahrzeugen an vorgewählten Stellen längs des Fahrweges zu signalisieren. Die codierte Identität und der Standort eines Fahrzeugs der Flotte wird vom Fahrzeug einem zentralen Hauptquartier zugeführt, von wo aus Instruktionen den einzelnen Fahrzeugführern über Funkverbindungen gegeben werden können.In this way, a low power pulse radio communication system and scrambling pulse transmitters are provided and pulse receivers to signal the presence of vehicles at preselected locations along the route. The coded identity and the location of a vehicle in the fleet are sent from the vehicle to a central headquarters, from where can be given from instructions to the individual vehicle drivers via radio links.

Claims

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Claims

Claims;

Vehicle monitoring system, which informs a central office of the location of each individual vehicle in a cooperating vehicle fleet,
characterized in that the system has electromagnetic pulse transmitters (1) which continuously emit electromagnetic pulses at predetermined locations, each pulse transmitter (1) being characterized by a different identification pulse repetition frequency, and that electromagnetic 'pulse receivers (8,69,70,71 ) are carried by the cooperating vehicles (6) to provide measurements of the pulse repetition frequencies, and that a transmitter (7) is mounted on the vehicles (6) to transmit representations of the measurements to the central station in order to do this to cooperating vehicles (6) to be able to identify when they are hit by the electromagnetic impulses «,

2. System according to claim 1,

gekennzei characterized chnet ₉ that each electromagnetic Impulsempjänger (8.69 ^ 70,71) having an electromagnetic pulse receive antenna (8), a diode (69) for the signals received by the antenna (8) electromagnetic pulses directly convert in increased current pulses, and that a converter stage (70, 71) is provided which converts the amplified current pulses directly into output pulse signals, the duration of which is considerably longer than the duration of the current pulses.

3. System according to claim 2,

characterized in that the electromagnetic pulse receiver (8,69,70.71) a Stage (73) to count the number of output signal K pulses during a predetermined time interval.

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4. System according to claim 3,

characterized in that the transmitter has a converter (74) for encrypting the Number of output signals that have been counted in a predetermined time interval, one omnidirectional transmitter (7) and one Stage (75) for modulating the omnidirectional transmitter with the encrypted Has count.

5. Message receivers for use in connection with the system according to claims 1 to 4 for the reception of radio transmissions at predetermined locations which have a predetermined pulse repetition frequency which localizes the respective location, thereby identifying it, that an antenna (8) carried by the vehicle receives the pulse transmissions, that a diode connected to the antenna (8) receives the collected impulse transmissions directly into amplified current impulses converts that a stage (70,71) is connected to the diode (69) to generate corresponding output pulse signals, their Duration is considerably greater than the duration of the amplified current pulses and that a counting stage (75) the number of output pulse signals measures occurring during the predetermined time interval to identify the location of the vehicle (6).

6. Receiver according to claim 5,

characterized in that the antenna (8) is an omnidirectional antenna in azimuth.

7. Receiver according to claims 5 or 6, characterized in that that the diode (69) consists of a bistable semiconductor diode (69) to which a circuit (67,68) is assigned to the bistable semiconductor diode (69), while ^ ie is conductive,

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bias, and that a coupling arrangement (62,62a, 85) is provided is to feed the pulses collected by the antenna (8) to the bistable semiconductor diode (69) to a pulse current line to effect the same.

8. Recipient according to claims 5 to 7 *
characterized,

that the stage (70,71) for generating corresponding output pulse signals with respect to the diode (69) are fed back to obtain cancellation of the current flow in the diode (69) after an amplified current pulse has started in each case.

9. Receiver according to claim 8,

characterized,

that the stage for counting the output pulse signals during a predetermined period of time comprises the following parts: a gate (72) having an input, an output and a conductivity control stage, means for coupling the output pulse signals to the gate input, an interrogation control device (78) connected to the conductivity control stage is coupled to _a to cause the gate (72) to switch to the conductivity state for a predetermined period of time, and a pulse counter (73) which is connected to the gate output so that the output pulse signals are counted which the gate (72) during the run through a predetermined period of time.

10. Recipient according to claims 8 and 9 *
characterized,

that a stage (74) is connected to the counter (73) to one to provide an encrypted representation of the pulse count, that a modulatable transmitter (75) is provided and that means are vague are to feed the encrypted data to the transmitter (75) for the purpose of modulation.

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