DE2311150A1

DE2311150A1 - Anordnung zur messung des abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden objekten

Info

Publication number: DE2311150A1
Application number: DE19732311150
Authority: DE
Inventors: Burkhart Dipl-Ing Dr Kuehl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-03-07
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1974-09-12
Also published as: US3904157A; CA1028022A; FR2220771B2; GB1461612A; FR2220771A2; NL7401439A; JPS49122364A

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung, München

Uttobrumi, 5. Harz 1973

BS 62 Hb/th 7506

Anordnung zur Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Objekten

Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 21 39 617.8-21

Das Hauptpatent ( Patentanmeldung P

21 39 617.8-21) betrifft eine Anordnung zur Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden spur-

A09837/0118

• gebundenen und mit Sende- sowie Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Objekten unter Übermittlung eines von einer Sendeeinrichtung des vorderen Objekts ausgesendeten elektrischen Signals definierter Größe an die eine definierte Empfindlichkeit aufweisende Cnpfangseinrichtung des nachfolgenden Objekts, wobei die Sende- und Empfangseinrichtungen über ein bedampftes Ilrdium mit definierten Dämpfungseigenschaften gekoppelt sind.

In Weiterbildung dieser Anordnung ist das bedampfte Medium eine (längs des Fahrweges der Objekte sich erstreckende) bedämpfte elektrische Leitung, und zwar aus zumindest zwei zueinander parallelen und über die gesamte Länge durch eine leitende Folie untereinander (leitend) verbundenen Leitern. Die Leitfähigkeit dieser (Quer-) Verbindung (der Leiter) ist ggf. wesentlich geringer als die Leitfähigkeit der Leiter. Es wird bei der Leitung eine starke Ohm'sche Querableitung erzielt, welche in Verbindung mit dem (induktiven und/oder Ohm'sehen) Längswiderstand der Leiter eine solch starke Dämpfung der Leitung ergibt, daß die Amplitude eines von einer Sendeeinrichtung in die Leitung eingekoppelten Signals (Hochfrequenzspannung) bereits auf einem kurzen Leitungsabschnitt (z.- B. von einem Meter Leitungsl'inge) meßbar nach einem Exponentialgesetz mit negativem Exponenten abnimmt. Die Amplitude des Signals an jedem beliebigen Ort der Leitung 1st also eLn Maß für den Abstand zwischen diesem Ort und der das Signal in die Leitung einkoppelnden Sendeeinrichtung. Somit ist es mittels dieser Leitung möglich, ein Objekt unabhängig von bestimmten Bezugspunkten seines Fahrweges kontinuierlich über seinen Abstand zu einem vorausbefindlichen Objekt zu

409837/0118

informieren, sofern dessen Sendeeinrichtung ständig ein Signal definierter -Amplitude aussendet bzw. in die Leitung einkoppelt und die Empfangseinrichtung jenes nachfolgenden (empfangenden) Objekts eine definierte Empfindlichkeit aufweist«

Bei der vorbeschriebenen Meßanordnung wird sich ein von der Sendeeinrichtung des vorausbefindlichen Objekts in die Leitung eingekoppeltes Signal in dieser sowohl in Richtung des nachfolgenden Objekts (nach hinten) als auch in entgegengesetzter Richtung (nach vorne) symmetrisch ausbreiten und damit unter Urn ständen ein an die Empfangseinrichtung des vorausbefindlichen Objekts (von einer Sendeeinrichtung eines weiteren, vor ihm befindlichen Objekts) übermitteltes Signal beeinflussen· Um dies zu verhindern, ist in- Weiterbildung der Anordnung bei jedem Objekt zwischen seiner Sende- und Empfangseinrichtung eine Kompensations-Sendeeinrichtung.mit der Leitung gekoppelt· Ein von dieser Kompensations-Sendeelnrichtung in die Leitung eingekoppeltes Signal soll bei entsprechender Amplitude und Phasenlage das von der (Mef)-) Sendeeinrichtung desselben Objekts in die Leitung eingekoppelte Signal am Ort der Kompensations-Sendeelnrichtung zumindest nahezu löschen, ohne die Ausbreitung dieses Signals (der Meß-Sendeeinrichtung) nach hinten übermäßig zu beeinflussen. Jedoch läßt sich nicht ausschließen, daß die Amplitude des aus beiden Signalen (der Meß- und der Kompensatlons-Sendeeinrichtung) resultierenden Signals, welches sich also vom Ort der (Meß-) Sendeeinrichtung ausgehend in der Leitung nach hinten ausbreitet, gegenüber der Amplitude des von der (Meß-) Sendeeinrichtung in die Leitung eingekoppelten

409837/0118

Signals reduziert ist, die Folge ist eine Vermirxieming tier Reichweite der (Meß-) Sendeeinrichtung. Dies gilt: jedenfalls in den Fällen, in denen der (durch die Länge des Objekts bedingte) geringe Abstand der (Mefl—) 5« deeinrichtung zur Kompensations-Sendeeinrichtung und! eine schwach gedämpfte Leitung mit entsprechend schwa— eher Phasendrehung pro Meter Leitungslänge einen wesentlich von Null Grad verschiedenen Phasenwinkel zw/ischen dem Signal der Sendeeinrichtung und dem Signal der Kompensations-Sendeeinrichtung am Ort der Sendeeinrf.cn— tung zur Folge haben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, aufzuzeigen, wie bei einer Anordnung der eingangs genannten Art - bei welcher das Medium als elektrische Leitung ausgebildet: ist - bei jedem Objekt im wesentlichen ohne Verminderung der Reichweite seiner Sendeeinrichtung die Ausbreitung ihres Signals In Richtung der Empfangseinrichtung desselben Objekts wenigstens weitgehend unterdrückt werden kann·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäO dadurch gelöst, da» je Objekt zwischen der Kopplung der Sendeeinrichtung Bit der Leitung und der Kopplung der Empfangseinrichtung alt der Leitung ein komplexer Widerstand mit der Leitung gekoppelt ist·

Der komplexe Widerstand kann ein Netzwerk aus passiven Bauelementen (Kapazität, Induktivität, Ohm'scher Widerstand) sein oder z. B. auch ein sog. Gyrator (aus aktiven Bauelementen bestehend)· Die Kopplung des komplexen Widerstandes mit. der Leitung kann auf Induktivem odesr auch auf kapazitivem Wege geschehen, vorzugsweise in der für die Sende- und Empfangseinrichtungen der Objekte

409837/0118

bereits vorgeschlagenen Weise.

Der erfindungsgemäßen Anordung liegt der Gedanke zugrunde, daß es sich bei der eingangs beschriebenen Leitung um eine elektrisch unendlich lange Leitung handelt. Bei der Leitung ist also die Eingangsimpedanz gleich dem Wellenwiderstand. Der jeweilige Leitungsabschnitt zwischen Sendeeinrichtung und komplexem Widerstand stellt dagegen (wegen diesen) eine elektrisch kurze Leitung dar, die ihren Abschlußwiderstand in den Eingangswiderstand transformiert. Wird der Betrag des Eingangswiderstandes dieser elektrisch kurzen Leitung klein gemacht (im Grenzfall zu Null), was durch entsprechende Wahl ihrer Länge (bzw. des Abstandes zwischen der Kopplung der Sendeeinrichtung und der Kopplung des komplexen Widerstandes mit der Leitung) und durch entsprechende Dimensionierung des komplexen Widerstandes geschieht, dann wird das in Richtung Empfangseinrichtung (nach vorn) in der Leitung sich ausbreitende Signal der Sendeeinrichtung (desselben Objekts) in der Amplitude zumindest wesentlich kleiner sein als - ausgehend vom Ort der Sendeeinrichtung - das in der Leitung nach hinten (in Richtung der Empfangseinrichtung eines nachfolgenden Objekts) sich ausbreitende Signal. Im Grenzfall kann die Amplitude des nach vorn sich ausbreitenden Signals sogar Null sein.

Die Kopplung des komplexen Widerstandes mit der Leitung wird man vorzugsweise in der N'ihe derjenigen der Sendeeinrichtung vorsehen, so daß bei der Dimensionierung des komplexen Widerstandes die Dämpfung des jeweiligen Leitungsabschnittes zwischen beiden KoppeIste1-

409837/0118

— ο —

. len praktisch nicht von Einfluß ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt symbolisch einen Abschnitt einer Leitung 47 in Verbindung mit einer Sendeeinrichtung 5, einer Kompensations-Sendeeinrichtung "7 und einer Erpfangseinrichtung 6, wobei zwischen den betreffenden (induktiven) Kopplungen 48 (etwa durch Spulen mit ferromagnetischem Kern).der Sendeeinrichtung und der Kompensations-Scndeeinrichtung noch eine (gleichartige) Kopplung zwischen der Leitung und einem komplexen Widerstand 49 vorgesehen ist. Dieser kann ein Netzwerk aus passiven oder aktiven elektrischen Bauelementen sein; seine Funktion wird später näher erläutert. Die Sendeeinrichtung 5. die Kompensations-Sendeeinrichtung 17, die Empfangseinrichtung 6 und der komplexe Widerstand 49 sind einem einzigen nicht dargestellten Fahrzeug zugeordnet. Bei der Leitung 47 handelt es sich um eine bedämpfte Leitung der eingangs beschriebenen Art, in welche die Sendeeinrichtung 5 ggf. ständig ein elektrisches Signal in Form eines hochfrequenten Wechselstromes einkoppelt, das beispielsweise zur Abstandsicherung von einem dem (sendenden) Fahrzeug unmittelbar nachfolgenden Fahrzeug mittels einer (in gleicher Weise) mit der Leitung 47 gekoppelten Empfangseinrichtung empfangen wird (vgl. Patentanmeldung P 21 39 617.8-21). Bei der Leitung 47 stellen der Leitungsabschnitt von der Sendeeinrichtung 5 bis zum komplexen Widerstand 49 und der Leitungsabschnitt vom komplexen Widerstand bis zur Kompensations-Sendeeinrichtung 17 jeweils eine elektrisch kurze Leitung dar. Dage-

409837/0118

gen stellt der Leitungsabschnitt von der Kompensations-Sendeeinrichtung "Ί bis zur Empfangseinrichtung 6 ebenso wie beispielsweise der Leitungsabschnitt von der Empfangseinrichtung 6 bis zur nicht dargestellten Sendeeinrichtung eines vorausbefindlichen Fahrzeugs eine elektrisch lange Leitung dar·

Die Ausbreitung des Signals der Sendeeinrichtung 5 erfolgt in der Leitung 47 naturgemäß symmetrisch nach beiden Richtungen, also nicht nur in Richtung eines nachfolgenden Fahrzeugs (nach hinten), sondern auch in Richtung eines vorausbefindlichen Fahrzeugs (nach vorne) und somit in Richtung der Empfangseinrichtung 6· Ohne zusätzliche Maßnahmen zur Unterdrückung der Ausbreitung des Signals der Sendeeinrichtung 5 nach vorne würde also dieses Signal ein (von 4er Sendeeinrichtung eines vorausbefindlichen Fahrzeugs) an die Empfangseinrichtung übermitteltes Signal beeinflussen. Um dies auszusChilenen, sind (bei jedem Fahrzeug) zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung 5 bzw« 6 die Kompensations-Sendeeinrichtung sowie zwischen letzterer und der Sendeeinrichtung 5 der komplexe Widerstand 49 mit der Leitung 47 gekoppelt«.wobei von der Kompensations-Sendeeinrichtung 17 ggf. ständig ein Signal ausgesendet wird, dessen Amplitude derjenigen des Signals der Sendeeinrichtung 5 am Ort der Koapensations-Sendeeinrichtung entspricht und dessen Phasenlage gegenüber derjenigen dieses (letztgenannten) Signals um :βθ° verschoben ist. Somit wird das Signal der Kompensations-Sendeeinrichtung 17 das an ihrem Ort vorhandene Signal der Sendeeinrichtung 5 löschen.

ⁿer komplexe VJiderstand 49 bewirkt eine Reflektionsstelle

409837/0118

im Leitungsabschnitt Sendeeinrichtung 5 bis Kompensations-Sendeeinrichtung 17 und hat (bei entsprechender Dimensionierung) zur Folge, daß das in Richtung der Kompensatlons-Sendeeinrichtung (also nach vorne) in der Leitung sich ausbreitende Signal der Sendeeinrichtung 5 in der Amplitude wesentlich kleiner ist als das vom Ort der Sendeeinrichtung aus in der Leitung nach hinten sich ausbreitende Signal. Die Kompensations-Sendeeinrichtung 17 muß also nur ein in der Amplitude kleines Signal zum Auslöschenliefern. Des weiteren bewirkt die durch den komplexen Widerstand 49 in der Leitung <7 verursachte Reflektionssteile eine größere Phasendrehung bei den im genannten Leitungsabschnitt sich ausbreitenden Signalen. Die Folge der vorgenannten Effekte ist, daß das aus dem Signal der Kompensations-Sendeeinrichtung ^Al und aus dem Signal der Sendeeinrichtung 5 resultierende, (vom Ort derselben aus) in der Leitung nach hinten sich ausbreitende Signal nach Amplitude und Phasenlage im wesentlichen dem Signal entspricht, welches die Sendeeinrichtung 5 in die Leitung 47 einkoppelt.

Es sei noch bemerkt, daß unter Umständen durch den komplexen Widerstand 49 auf die Kompensations-Sendeeinrichtung auch ganz verzichtet werden kann.

- Patentansprüche -

409837/0118

Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 5. März 1973

Gesellschaft mit BS 62 Hb/th

beschränkter Haftung, 7506 München

Patentansprüche

-¹. !Anordnung zur Messung des Abstandes zwischen zwei aufein- ^—^ anderfolgenden spurgebundenen und mit Sende- sowie Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Objekten unter Übermittlung eines von einer Sendeeinrichtung des vorderen Objekts ausgesendeten elektrischen Signals definierter Größe an die eine definierte Empfindlichkeit aufweisende Empfangseinrichtung des nachfolgenden Objekts, wobei die Sende- und Empfangseinrichtungen über ein bedampftes Medium - in Form einer elektrischen Leitung - mit definierten Dämpfungseigenschaften gekoppelt sind, gemäß Patent .............·..................(Patentanmeldung P 21 39 617.8-21), dadurch gekennzeichnet, daß je Objekt zwischen der Kopplung (48) der Sendeeinrichtung (5) mit der Leitung (47) und der Kopplung (48) der Empfangseinrichtung (6) mit der Leitung ein komplexer Widerstand (49) mit der Leitung gekoppelt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei je Objekt zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung eine Kompensations-Sendeeinrichtung mit der Leitung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Kopplung (48) des komplexen VJiderStandes (49) mit der Leitung (47) zwischen der -jenigen der Sendeeinrichtung (5) und derjenigen der Kotnpensations-Sendeeinrichtung (17) vorgesehen ist.

- 10 -

409837/0118
3. Anordnung noch den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kopplung (48) des komplexen Widerstandes (49) mit der Leitung (47) in der Nehe derjenigen der (Meß-) Sendeeinrichtung (5) vorgesehen ist.

409837/0118