DE2330580A1

DE2330580A1 - Einrichtung zum erleichtern und vereinfachen des abgleichens von resonatoren eines antwortgeraetes bei einem mikrowellen-eisenbahnfahrzeug-identifizierungssystem

Info

Publication number: DE2330580A1
Application number: DE2330580A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Hildebrandt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-15
Filing date: 1973-06-15
Publication date: 1975-01-02
Also published as: BE816267A; LU70312A1; FR2233214A1; CA1025981A; FR2233214B1; SE398474B; SE7407880L; NL7408003A; GB1464417A; US3959792A; DE2330580C3; HU171351B; DE2330580B2; CH577908A5; PL89963B1; IT1017649B; AT342659B; SU576078A3

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den Berlin und München Witteisbacherplatz 2

VPA 73/2723

Einrichtung zum Erleichtern und Vereinfachen des Abgleichens von Resonatoren eines Antwortgerätes bei einem Mikrowellen-Eisenbahnfahrzeug-Identifizierungssystem

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erleichtern und Vereinfachen des Abgleichens der an eine Hochfrequenzleitung angekoppelten Resonatoren eines Antwortgerätes für ein Mikrowellen-Übertragungssystem für Eisenbahnfahrzeugen bzw. Streckenpunkten zugeordnete Informationen mit mehreren Stellen, denen jeweils ein gesonderter Frequenzbereich mit zum Kennzeichnen eines alphanumerischen Zeichens vorgesehenen Frequenzplätzen innerhalb eines periodisch durchgestimmten Übertragungs-Frequenzbandes zugeordnet ist, das von einem Abfragegerät als Abfragesignal ausgesendet und durch die Resonatoren des Antwortgerätes frequenzselektiv moduliert wieder empfangen wird.

FUr ein derartiges übertragungssystem sind bereits Antwortgeräte entwickelt worden (DT-PS 1 290 611, DT-OS 2 047 153). In diesem System sind zum Kennzeichnen eines alphanumerischen Zeichens zwei von fünf Frequenzplätzen vorgesehen, die innerhalb eines für jede Stelle der Information gesonderten Frequenzbereiches des Übertragungs-Frequenzbandes liegen. Diese beiden Frequenzplätze werden jeweils durch in Resonatoren erzeugte Resonanzimpulse belegt. Das Antwortsignal eines Antwortgerätes enthält daher für jede Stelle der zu übertragenden Information zwei Resonanzimpulse, bei einer zwölfstelligen Information also beispielsweise 24 Resonanzimpulse. Bei der Zuteilung der Frequenzbereiche eines

VPA 9/620/3004 - 2 -

409881/0241

Übertragungs-Frequenzbandes können aufeinanderfolgenden Stellen einer Information jeweils auch im Ubertragungs-Frequenzband aufeinanderfolgende Frequenzbereiche zugeordnet sein.

Ein Antwortgerät besteht im wesentlichen aus einer Hornantenne, einem daran angekoppelten Hohlleiter als Hochfrequenzleitung und einer diesen am anderen Ende abschließenden Kurzschlußebene. Aus fertigungstechnischen Gründen kann ein solches Antwortgerät zweckmäßigerweise aus zwei Halbschalen hergestellt sein, denen an den ungeschnittenen Längsseiten des Hohlleiters mindestens ebenso viele angekoppelte Koaxialleitungsresonatoren angegossen sind, wie Stellen in der zu übertragenden Information vorhanden sind. Für die störungsfreie Funktion des gesamten Übertragungssystems ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Resonatoren eine geringe Dämpfung haben und schwingungstechnisch optimal an das elektromagnetische Feld im Hohlleiter angekoppelt sind. Geringe Dämpfung der Resonatoren kann im allgemeinen durch möglichst große Abmessungen des Resonator-Innenraums erreicht werden, d. h. dessen Durchmesser sollte möglichst groß gewählt sein. Aus Gründen der Miniaturisierung soll auch der Hohlleiter möglichst kurz sein, wodurch für die Wahl der Anordnung der Resonatoren am Hohlleiter sehr wenige Möglichkeiten offenbleiben. Der Abstand eines Resonators von der Kurzschlußebene des Hohlleiters wird im wesentlichen durch die Lage seiner Resonanzfrequenz innerhalb des Übertragungs-Frequenzbandes vorgegeben. Jeder Resonator sollte möglichst einen Abstand zur Kurzschlußebene haben, der einem Viertel oder einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge seiner Resonanzfrequenz entspricht. Bei einer derartig optimalen Ankopplung der Resonatoren an den Hohlleiter und beim Zuordnen aufeinanderfolgender Stellen der Information zu im Übertragungs-Frequenzband aufeinanderfolgenden Frequenzbereichen sind die den einzelnen Stellen der Information

9/620/3004 - 3 -

409881/0241

jeweils zugeordneten Resonatoren am Hohlleiter derart ungeordnet, daß sich beim Abgleichen der Resonatoren durch die verwirrende Anordnung sehr leicht Fehler einstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Erleichtern und Vereinfachen des Abgleichens von Resonatoren in einem eingangs beschriebenen Übertragungssystem anzugeben, ohne daß die hohe Lesesicherheit dieses Systems gefährdet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die aufeinanderfolgenden Frequenzbereiche des Übertragungs-Frequenzbandes in einer anders gewählten Reihenfolge als der Dezimalfolge der zu übertragenden Information den aufeinanderfolgenden Stellen zugeordnet sind, daß die Resonatoren ungeachtet ihrer Stellenzuordnung schwingungstechnisch optimal an das elektromagnetische Feld der Hochfrequenzleitung angekoppelt sind und daß im Empfangszweig des Abfragegerätes ein Stellenordner vorgesehen ist, der den von den Resonatoren erzeugten Signalen die für sie vorgesehenen Stellen entsprechend der anders gewählten Reihenfolge richtig zuordnet.

Für den Stellenordner kann einem Teilmerkmal der Erfindung gemäß eine der Stellenzahl der Information entsprechende Zahl von nacheinander angeordneten Stellenspeichern vorgesehen sein, die jeder einzeln über ihm zugeordnete Übertragungsmittel an entsprechend der anders gewählten Reihenfolge richtig geordnete Stellenspeicher angeschlossen sind.

Besonders vorteilhaft kann einerseits einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung gemäß an die Ausgänge der ersten nacheinander angeordneten Stellenspeicher je eine Torschaltung angeschlossen sein, die während eines Setzimpulses an ihrem Setzeingang über ihren Ausgang die betreffende Stelleninformation des ersten Stellenspeichers an einen entsprechend

40988 1/0241 VPA 9/620/3004 - 4 -

der anders gewählten Reihenfolge jeweils richtig zugeordneten zweiten Stellenspeicher überträgt.

Andererseits kann auch nach einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung jedem Stellenspeicher eine Eingabe- und eine Ausgabeschaltung zugeordnet sein, die untereinander entsprechend der anders gewählten Reihenfolge richtig zugeordnet verbunden und durch gesonderte Taktimpulse steuerbar sind.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele ist die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm des Übertragungs-Frequenzbandes über der Zeit während einer Durchstimmperiode und die Aufteilung des Frequenzbandes in eine der Zahl der Stellen einer Information entsprechende Zahl von Frequenzbereichen,

Fig. 2 die schematische Zuordnung der aufeinanderfolgenden Frequenzbereiche zu den einzelnen Stellen einer zwölfstelligen Information entsprechend einer anders gewählten Reihenfolge bei einem dargestellten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 schematisch die Anordnung von Resonatoren bei einem Antwortgerät mit paarweise in einer Reihe nebeneinander angeordneten Resonatoren,

Fig. 4 für ein beispielsweise ausgeführtes Antwortgerät eine Halbschale, die für jede Stelle der Information einen Resonator trägt,

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild des beispielsweise beschriebenen Mikrowellen-Übertragungssystems und die Anordnung des erfindungsgemäßen Stellenordners in diesem System,

Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild für einen Stellenordner mit parallel erfolgender Zuordnung und

Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild für einen Stellenordner mit seriell erfolgender Zuorcnung. 409881/0241

VPA 9/620/3004 - 5 -

In Fig. 1 ist der zeitliche Verlauf der Abfragesignalfrequenz f während einer Durchstimmperiode des Mikrowellensenders dargestellt. Zunächst steigt während des Rücklaufs des nicht dargestellten Durchstimmgenerators die Frequenz f steil an. Kurz nach Beginn der Durchstimmperiode zur Zeit tT überstreicht die Abfragesignalfrequenz f die Resonanzfrequenz fT eines zum Temperaturvergleich vorgesehenen Sonderresonators RT. Dieser Resonator gibt den in Fig. 2 dargestellten Impuls T ab. Zur Zeit to beginnt der für die Übertragung der Information vorgesehene Teil der Durchstimmperiode. Zwischen den Zeiten to und ti, ti und t2, t3 und t4 usw. bis t11 und t12 werden die Frequenzbereiche fb1 bis fb12 überstrichen. Innerhalb der Grenzen dieser Frequenzbereiche liegen jeweils zwei durch abgestimmte Resonatoren im Antwortgerät belegte Resonanzfrequenzen, die beispielsweise in einem (2 aus 5)-Code ein alphanumerisches Zeichen einer Stelle der Information darstellen. Die von den Resonatoren erzeugten Resonanzimpulse sind beispielweise in den Frequenzbereichen fb1 bis fb12 der Fig. 2 dargestellt.

Wenn auf schwingungstechnisch günstige Anordnung der Resonatoren verzichtet werden könnte, wären sinnvollerweise den nacheinander überstrichenen Frequenzbereichen fb1 bis fb12 die zeitlich nacheinander übertragenen Stellen S1 bis S12 der Information zugeordnet. Erfindungsgemäß wird jedoch auf die schwingungstechnisch optimale Ankopplung der Resonatoren an das elektromagnetische Feld des Hohlleiters Rücksicht genommen und die aufeinanderfolgenden Frequenzbereiche in einer anders gewählten Reihenfolge als der Dezimalfolge der zu übertragenden Informationen den aufeinanderfolgenden Stellen zugeordnet. Dieser anders gewählten Reihenfolge entspricht die beispielsweise in Fig. 2 schematisch dargestellte Zuordnung der aufeinanderfolgend Überstrichenen Frequenzbereiche zu den einzelnen Stellen der zu übertragenden Information. Beispielsweise ist also dem Frequenzbereich fb1 die zwölfte Stelle S12, dem Frequenzbereich fb2 die elfte Stelle S11 der Information usw. bis dem Frequenzbereich fb12 die zehnte Stelle S10 der zu

409881/0241
VPA 9/620/3004 - 6 -

- 6 übertragenden Information zugeordnet.

Für zwei in Fig. 3 und 4 beispielsweise dargestellte Ausführungsformen der Antwortgeräte ist die Anordnung der Resonatoren mit ihren jeweiligen Zuordnungen zu den Stellen der Information angegeben. Darin ist beispielsweise der dritte Frequenzplatz im ersten Frequenzbereich fb1 durch die Resonanzfrequenz des Resonators R3O1, der dritte Frequenzplatz im fünften Frequenzbereich fb5 durch die Resonanzfrequenz des Resonators R3O5 und der vierte Frequenzplatz im zwölften Frequenzbereich fbil2 durch die Resonanzfrequenz des Resonators R412 belegt. Jeweils zwei übereinander angeordnete Resonatoren in Fig. 3 sind für die jeweils unter ihnen angegebene Stelle der Information vorgesehen, also R3O1 und R401 für S12, R202 und R402 für S11 usw.

In Fig. 4 ist nur eine Halbschale eines Ausführungsbeispiels für ein anderes Antwortgerät dargestellt. Hierin befindet sich jeweils nur ein Resonator jedes Paares an einer Halbschale. Darin entsprechen die mit den Bezugszeichen R3O1, R202, R203, R104, RT₁ R3O5 usw. bezeichneten Resonatoren den in der unteren Reihe in Fig. 3 angeordneten Resonatoren und sind den jeweils entsprechenden Stellen der Information zugeordnet.

Damit nun die zeitlich nacheinander im Abfragegerät eintreffenden Resonanzimpulse für die entsprechend der in der unteren Diagrammlinie in Fig. 2 dargestellten gewählten Reihenfolge geordneten Stellen der Information in die richtige Reihenfolge gebracht werden können, ist im Abfragegerät ein in Fig. 5 als Blockbaustein schematisch dargestellter Stellenordner 152 vorgesehen. In Fig. 5 ist das schematisch dargestellte Antwortgerät 13 mit seiner Antenne 131 auf die nicht dargestellten Sende- und Empfangsantennen des Abfragegerätes 14 gerichtet. Das Abfragegerät 14 ist an eine digitale Verarbeitungseinrichtung 15 angeschlossen, die eine Temperaturkompensations-Einriohtung 151 , den Stellenordner 152 und weitere Piiif einrichtungen 153 enthält.

409881/0241
VPA 9/620/3004 - 7 -

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den Stellenordner ist in Fig. 6 beispielsweise dargestellt. In diesem Beispiel werden während eines Zwischentaktes alle entsprechend der gewählten Reihenfolge geordneten Stellen der übertragenen Information parallel in die gewünschte Information mit richtig geordneten Stellen umgesetzt. Für das dargestellte Beispiel ist angenommen, daß die übertragene Information zwölf Stellen besitzt. Sie wird nacheinander über die Leitung 161 unter Zuhilfenahme eines Schiebetaktes auf der Leitung 162 in zu einem Block 16 zusammengefaßte Stellenspeicher 1601 bis 1612 eingespeichert. Zum Schluß befinden sich die zuerst übertragene Stelleninformation im Stellenspeicher 1601 und die zuletzt übertragene Stelleninformation im Stellenspeicher 1612.

Durch einen Zwischentakt auf der Leitung 171 für zwölf zu einem Gatterblock 17 zusammengefaßte Torschaltungen 1701 bis 1712 werden die Informationen aus den Stellenspeichern 1601 bis 1612 an eine Matrix 18 übertragen, die beispielsweise aus einem Kreuzschienenverteiler bestehen kann, an diese Matrix sind die in einem zweiten Speicherblock 19 zusammengefaßten Stellenspeicher 1901 bis 1912 angeschlossen. In diese Stellenspeicher werden die Stelleninformationen durch den Verlauf der Verbindungen der Matrix 18 entsprechend geordnet während des Zwischentaktes auf der Leitung 171 eingespeichert. Die im zweiten Speicherblock 19 nun entsprechend geordnete Information wird mit den folgenden Schiebetaktimpulsen auf der Leitung 192 über die Leitung an die weiteren Prüfeinrichtungen 153 abgegeben.

Sollte eich für die Anordnung der Resonatoren im Antwortgerät aus irgendwelchen Gründen eine andere Reihenfolge empfehlen, so könnte der Stellenordner durch einfaches Auswechseln der Matrix 18 ohne weiteres an die Neuordnung angepaßt werden.

In Fig. 7 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für einen Stellenordner gemäß Fig. 5 dargestellt, bei dem die entsprechend

409881/0241

VPA 9/620/3004 - 8 -

der gewählten Reihenfolge geordnete Information während eines oder mehrerer Zwischentakte seriell geordnet wird. Dafür sind an die Leitung 201 in Reihe geschaltete Stellenspeicher 2001 bis 2012 vorgesehen, von denen jeder mit einer der Eingabeschaltungen 2101 bis 2112 und mit einer der Ausgabeschaltungen 2201 bis 2212 verbunden ist. Entsprechend der Zuordnung in Fig. 2 sind die Ausgabeschaltung 2201 mit der Eingabeschaltung 2112, die Ausgebeschaltung 2202 mit der Eingabeschaltung 2111, die Ausgabeschaltung 2203 mit der Eingabeschaltung 2109 usw. verbunden. Auch in diesem Beispiel kann die Verbindung der Eingabeschaltungen mit den entsprechenden Ausgabeschaltungen durch eine auswechselbare Matrix hergestellt werden.

Sobald eine entsprechend der gewählten Reihenfolge geordnete Information in die Stellenspeicher 2001 bis 2012 eingespeichert ist, veranlaßt eine Taktversorgungseinrichtung 23 durch gleichzeitige Impulse auf beispielsweise unterschiedlichen Leitungen an die Ausgabeschaltungen 2201 bis 2212 und an die Eingabeschaltungen 2101 bis 2112 das geordnete Übertragen der Speicherinhalte der Stellenspeicher 2001 bis 2012 über ihre angeschlossenen Ausgabeschaltungen 2201 bis 2212 und Eingabeschaltungen 2101 bis 2112 in die Stellenspeicher 2001 bis 2012. Beim Eintreffen der Information aus der folgenden Abfrageperiode wird die geordnete Information aus der vorangegangenen Abfrageperiode über die Leitung 202 an die Prüfeinrichtungen 153 (Fig. 5) abgegeben.

4 Patentansprüche
7 Figuren

VPA 9/620/3004 409881/0241 -9-

Claims

- 9 Patentansprüche :

1.\Einrichtung zum Erleichtern und Vereinfachen des Abgleichens der an eine Hochfrequenzleitung angekoppelten Resonatoren eines Antwortgerätes für ein Mikrowellen-Übertragungssystem für Eisenbahnfahrzeugen bzw. Streckenpunkten zugeordnete Informationen mit mehreren Stellen, denen jeweils ein gesonderter Frequenzbereich mit zum Kennzeichnen eines alphanumerischen Zeichens vorgesehenen Frequenzplätzen innerhalb eines periodisch durchgestimmten Übertragungs-Frequenzbandes zugeordnet ist, das von einem Abfragegerät als Abfragesignal ausgesendet und durch die Resonatoren des Antwortgerätes frequenzselektiv moduliert wieder empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Frequenzbereiche (fb1 bis fb12) des Übertragungs-Frequenzbandes in einer anders gewählten Reihenfolge (S12, S11, S9, S6 usw.) als der Dezimalfolge (S1, S2, S3 usw.) der zu übertragenden Information den aufeinanderfolgenden Stellen zugeordnet sind, daß die Resonatoren (R301, R202, R203 usw.) ungeachtet ihrer Stellenzuordnung schwingungstechnisch optimal an das elektromagnetische Feld der Hochfrequenzleitung angekoppelt sind und im Empfangszweig (15) des Abfragegerätes (14, 15) ein Stellenordner (152) vorgesehen ist, der den von den Resonatoren erzeugten Signalen die für sie vorgesehenen Stellen richtig zuordnen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Stellenordner (152) eine der Stellenzahl der Information entsprechende Zahl von nacheinander angeordneten Stellenspeichern (1601 bis 1612, Fig. 6; 2001 bis 2012, Fig. 7) vorgesehen ist, die jeder einzeln über ihm zugeordnete Übertragungsmittel (1701 bis 1712 und 18, Fig. 6; 2101 bis 2112 und 2201 bis 2212, Fig. 7) an richtig geordnete Stellenspeicher (1901 bis 1912, Fig. 6; 2001 bis 2012, Fig. 7) angeschlossen sind.

VPA 9/620/3004 409881/0241 -10-

- ίο -

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß an die Ausgänge der ersten nacheinander angeordneten Stellenspeicher (1601 bis 1612) je eine Torschaltung (1701 bis 1712) angeschlossen ist, die während eines Setzimpulses an ihrem Setzeingang (171) über ihren Ausgang die betreffende Stelleninformation des ersten Stellenspeichers an einen in der Stelle jeweils richtig zugeordneten zweiten Stellenspeiqher (1901 bis 1912) überträgt (Fig. 6).

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stellenspeicher (2001 bis 2012) eine Eingabeschaltung (2101 bis 2112) und eine Ausgabeschaltung (2201 bis 2212) zugeordnet sind, die untereinander entsprechend der richtigen Stellenzuordnung verbunden und durch gesonderte Taktimpulse steuerbar sind.

409881/0241
VPA 9/620/3004