DE2429518A1

DE2429518A1 - Alarmsystem zur erfassung eines eindringlings in einem ueberwachungsbereich

Info

Publication number: DE2429518A1
Application number: DE2429518A
Authority: DE
Inventors: Aaron A Galvin; L Dennis Shapiro
Original assignee: AEROSPACE RES
Current assignee: AEROSPACE RES
Priority date: 1973-06-21
Filing date: 1974-06-20
Publication date: 1975-01-23
Also published as: JPS5034199A; US3846778A; GB1448336A; FR2234620B3; FR2234620A1; AU6938774A; JPS5322040B2

Description

DR.-PHIL. G. NICKEL- DR.-ING. J. DORNER

8 MÖNCHEN 15 LANDWEHRSTR. 35 . POSTFACH 104

TEL. (08IIS 555719

München, den 19. Juni 1974 Anwaltaaktenz.: 11 - Pat. 18

Aerospaoe Re&earch, Inc., 130 Lincoln Street, Boston, Massachusetts 02135 ₉ Vereinigte Staaten von Amerika

Alarmsystem zur Erfassung eines Eindringlings in einem Überwaohungsbereioh.

Die Erfindung 'betrifft eim Alarmsystem zur Erfassung eines Eindringlings in einem iTberwaohungslie'reioliio

vor Bopploirtyfi sindl feekannt für ate Anzeige !beweglicher Sielot» j eist©- ismerto&llb) eimes Überwaohungstoereiolies und für di© Auslösung eimer Alarmamseigo fcsi vorhaiiöeneia Zielofejekt_o Es werdea ©mt"w©öejp Ultirasefeall- ©iar ele Signal® im <öQm liTbarwaototem B©irei®ia siasgesandt und die ■fesia Sigmals w©ipö®m amalyoiori;, ma <Sio v®m l?ewegliclien rsfl@Isti@]T"fe©iffl_p dlTiiiroIa ism DopplQirgffiofet verselhisfceiiiesi Signele s©ig©Ei_o Es wurd'Q ©in® Yislsalkl IsonpliSiGJrOQr₂ auf äem Doppler Freqiaensv©r@oSii©1braii:gsefisErS Giiaeo v©n eines Isewegliensn jeiit empfangen@m Sigmalü toeralaGmeiloi? WltsirasofeallsysteiBe ent wickelt _s Wq ve-rsomledensrtigQ Hi If ami "O^-Sq I zur TJirlilioh©r Siel©!} j ©Ms vom MeiasotaefifioIilSem oiei? aiaieron soheinungeia entiialteno Ein b©s©ii©l©rD wirfesaaes das eine Signalerksnnungsteofonilr verwsnostp die asymmetriscfeo Signal Spektren _Ώ die iuroii ein wirliliolies Zielotojekt verursacht

werden, von symmetrischen überlagerten Signalspektren unterscheidet, ist durch die US-Patentsohrift 3 665 4*3 bekannt.

Der Überwachungsbereich sogar der empfindlichsten Ultrasohallüberwaohungseinrichtungen ist beschränkt auf die Raumbegrenzungen oder eine andere Umgrenzung innerhalb deren sie arbeiten als Folge des Unvermögens der Schallwellen, durch Wände, Böden oder andere Umgrenzungen zu dringen. Der Arbeitsbereich eines Ultraschallsystems in einer relativ großen freien Fläche ist ferner duroh die Dämpfung der Schallwellen in Luft begrenzt. Obwohl der Arbeitsbereich durch die Verwendung zusätzlicher Ultrasohall-Sendeempfangsgeräte (Sender/Empfänger), die im überwachten Bereich verteilt sind, erweitert werden kann, schränken die erhöhten Kosten derartiger zusätzlicher Sendeempfänger und der verbindenden Verdrahtung die Anwendbarkeit solcher Systeme auf große oder unterteilte Bereiche eim®

Der Arbeitsbereich elektromagnetischer Bewegung s -übe rwaolunag s systeme ist nicht grundsätzlich auf di© Be§,remswngen ο Ines Saumes oder eines Gebildes beschränkt. Da elelrörosagiaetisofee Signale nicht durch die Luft gedämpft werdeE₉ ist der wirksame Bereisli elektromagnetischer Systeme steuerbar örarcEn ils Ausgangsleistung des Signalsenders uni durssii die EmpfiRÖlieMseit (flor Signalaaterscheidungseinriohtung in· dem SigEal-VerarfeeitmagesoEaal'oicE'ciSe Elektromagnetische Sy8te.ms_s aesoEierig s©1cEüq₅ qüg iia Mikr bereicfe arbeite^ sind durcfe relativ iioliG EoS^-Sem Qeh<Bmm.zeI De elektromagnetische Signale W&ncl® uwM awiairo öurchtiringen können, sini elektremagmetilsefeG W\3t oft unpraktisoii in Mahbereielien_f ä& öi© ©ciaEiiE= feestototp eiaJS @iia falsoher Alarm durch die Äsiseige ®ίκιβ2' Bewegiimg ßußeräslls öes ss schützenden Saumes ausgelöst wirö® Desiiaife iot ©s ^nnseUenEVuri_ΰ eine Kombination elektromagnetischer wßü ¥J."6rB.?i©feaIlIgGESor^j6üL £:? einigen Anlagen zu verwendea, woöei ¹SHq elefe1;roiBßgEii©"aisaiueE; Sensoren in den großen Bereichern und die UltrasehallsemsoreEi iia den Nahbereiohen der Anlage verwendet werden

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' ■'■.. J

Bekannte Mikrowellen- und Hadarsysteme verwenden vornehmlich EiBrlolatungeii sur Frequenzumsetzuaiig auf die NuI!frequenz, woran _?;

sich Mittel aur Verstärkung im Boppleribereioh, Signal-Verarbei- |

tungs- und AlanascSialtkreise anschließen. Der Bopplerbereich, =*

der im unteren Hortsrelish ©der unterhalb des Hörbereiches liegt, xfird von einem Plaeker=G®räias©la uses in! IuBt₅ das von der TJmsetzeinriohtung ausgeht uand sia SpefetrMm aufweist₉ das proportional ist öler reziprokem Freqnaema umu (äeshalln vielfaoh als i/f—Störung Tbeseiclinet wiri_a Dieses siasätsliöiie l/f-Rauschen begrenzt üie zulässige Veratärtoamg liiaisr üen Dotektormitteln.

Bis Erfindung !betrifft eiia Alariasystem aur Erfassung eines Eindringlings in ehern ÜberwacSiumgsliereioli ü@r sisigangs beschriebenen Art. - -

Der Erfindung liegt die AiafgiäTbe si!ägiri!mcle_s dieses Alarmsystem so

es gleiolkaeitig oder abwechselnd für einen sTbereiolia mmd/odsr sinen slektromagnetigslssreielk "^erwsiaoet xferden kann.

Bias© Aufgabe wird gemäß der JSrfimäTOag gelöst durch einen Sender" sum Aussenden sines slelrfcroiaagmefiseaen Signals mit einer ersten Frequenz in einen. ÜföeraaotanigslneireiQlip durch einen Sender zum " Ausseaden eines UltrasisMallsigmals mit einer zweiten Frequenz Im eimen ÜberwaoSiuiigsl»er®ioSa₉ x-rolei das elektromagnetische und ias Ultrasomallsigm©! !»ezüglioli. iSarer Frequenzen so zueinander Im Beziehung gesetzt simd_s daß si® annähernd gleiche Wellenlängen in Luft aufweisen, iurch einen Empfänger zur Aufnahme der vom dem tJberwaohungsbereieh reflektierten elektromagnetischen Signale und zur Abgabe eines ersten_s davon abgeleiteten elektrischen Signals, durch einen Empfänger zur Aufnahme der von dem Überwaöhungsbereioh reflektierten UItrasohal!signale und zur Abgabe eines zweiten, davon abgeleiteten elektrischen Signals, durch einen in Abhängigkeit von mindestens einem der beiden elektrischen Signale wirksamen Frequenzversohieber zur Bereitstellung elektrischer Signale mit gemeinsamer Frequenz, durch

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eine in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen mit gemeinsamer Frequenz wirksame gemeinsame, zur Abgabe eines Ausgangssignals bei Anwesenheit eines sich !bewegenden, wirksamen Zielobjektes dienende Signal-Yerarbeitimgseinriohtung, welche eine Schwellenwerteinrichtung zur Erzeugung eines Schwellenwertes enthält, der dem stabilen Zustand des Überwaohungsbereiches in Abwesenheit eines sich bewegenden, wirksamen Zielobjektes entspricht, und durch ein bei überschreiten dieses Schwellenwertes durch ein Ausgangssignal ausgelöstes Alarm-Anzeigegerät.

Bei dem Eindringalarmsystem gemäß der Erfindung werden also elektromagnetische und üitraschailsignale gleichzeitig oder abwechseln! zur Anzeige beweglicher Zielobjekte verwendet. Durch Verwendung von Ultraschall- und elektromagnetischer Signale, die nahezu die gleiche Wellenlänge in Luft aufweisen, ermöglicht die Erfindung, daß beide Arten der smpfaz&genen Signale gleichzeitig in einem gemeinsamen Signal-Verarbeitungsschaltkreis verarbeitet werden können. Die Erfindung kombiniert in vorteilhafter Weise den relativ weiten Überwachungsbereich unä die Durohdringungsfähigkeiten elektromagnetischer Anzeigesysteme mit dem feegrenzten Überwachungsbereich von Ultraschall-Anzeigesystemen in einem einzigen System, wobei die Kosten ganz wesentlich unter denjenigen getrennter Ultraschall- und elektromagnetischer Systeme liegen, insbesondere, wenn aufwendige Veraribeitungssohaltkreise verwendet werden, die eine vergleichsweise niedrige Falschalarmrate besitzen.

Das Alarmsystem gemäß der Erfindung kann entweder mit Ultraschalloder mit elektromagnetischen Signalen allein betätigt werden, oder es können beide Signalarten gemeinsam angewendet werden, was von dem jeweiligen Anwendungsfali abhängt. Eine kombinierte Ultraschall- und elektromagnetische Signalanzeige kann beispielsweise dafür verwendet werden, um einen Beobachtungsposten in einem gegebenen offenen Überwaohungsbereich in Alarmbereitschaft zu setzen, um eine positive Bestätigung eines Eintritts eines Zielobjektes in einen abgegrenzten, geschützten Gebiet innerhalb eines größeren Bereiohes auszulösen.

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Im folgenden werden Ausführungstoeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 ein Blockschaltbild eines elektromagnetischen Ultrasohall-Alarmsystems,

Figur 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Speisefrequenz-Verstimmungseinriohtung,

Figur 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Speisefrequenz-Verstimmungseinriohtung und "

Figur h ein Blooksohaltbild eines gemeinsamen Signa L-Verarbeitungssohaltkreises.

Ein naoh der Erfindung aufgebautes und arbeitendes Eindringalarmsystem ist im Figur i dargestellt. Ein vornehmlich bei einer Frequenz im Bereich von 25 kHz arbeitender Oszillator 10 speist ©inen Ultrasohall-Senclewandler 12_S der ©inen vorbestimmten Ultrasohall-Überwaohungsbereieto mit Ultrasohallenergie bestrahlt. Ein Ultrasöiiall-Empfämgerwamdlsr· 14 nimmt von dem Ultrasohall-injerwaohungsbereioh zurüokgestreute ultrasohallenergie auf und löst ein Signal für ©insn Signal-Yerarbeitungssohaltkreis ±6 aus_p «3er außerdem eim Loksloszillatorsignal von dem Oszillatoir 10 aufnimmt₀ Eim zweiter Oszillator 18, der vornehmlioto. bei ©im©r Prequens voa 22 GHe arbeitet^ löst ein Signal für einem Kopp© 1-fr©Earner 20 aus₉ dlsr äer Eeiae nach zwei Ausgänge bedient ο Ein Ausgang 22 speist ®ime elelstromagnetisohe Sendean- " tenne 2t&_g die ©inem vorbestiaatem ^letetromagnetisoheisi Überwaohangsbereiofe mit ©Isktromagnetiöolaes· Eaergie bestrahlt. Der apöere Ausgang 26 d©o Koppe 1-Trejaagr& 30 löst ein Bezugssignal für eine Speisefrequenz-Verstimmunge-Eiz&riQhtung 28 aus, die aiioh eine Soawisigung - 29 r&n dem Ossillalof 10 empfängt« Eine elektromagnet isohe Smpfangaantsaße JO empfängt aus dem zweiten Überwaohungsbereion zurüokgestreiate ©lelctromagnetisohe Energie und löst ein Signal für einen Mischer 32 aus_f άβτ auch das Ausgangssignal

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der Speisef requenz-Vers fcifsmungseinrichtung 28 empfängt. Der Ausgang des Mischers 32 ist zusaameii mit dem Signal des Empfänger-Übertragers 14 als Eingangssignal 56 für den Signai-Verarbeitungsschaltkreis 16 vorgesehen. Der Signal-Verarbeitungssohaltkreis l6 löst ein Ausgangs signal aus, das ein Alai'm-Anzeigegerät 34 bei einer Zielobjekterfassung betätigt. Das vorstehend beschriebene System stellt deshalb ein Eindringalarmsystem unter Verwendung von Ultraschall- und elektromagnetischen Signalen und einem gemeinsamen Signal-Verarbeitungsschaltkreis 16 dar«,

Der elektromagnetische Überwachungsbereich kann vornehmlich beträchtlich größer als der Ultraschall-Überwachungsbereich sein aufgrund der Dämpfung von Ultraschall-Signalen in Luft und der Unfähigkeit von Ultraschall-Signalen, Wände oder andere Unterteilungen zu durchdringen. In Abhängigkeit von der Lage der Ultrasohall- und der elektromagnet!sehen Sende- und Empfängerübertrager 12, 14 bzw. 24, 30 kann sich der elektromagnetische Überwachungsbereioh mit dem Ultraschail-iJlberwachuiigsfoereieti überschneiden, oder aber es kann der elektromagnetische Überwaohungsbereich von dem Ultraschall—Üfeerwaoßungstier©ic&. vollständig getrennt sein. Die Abmessungen sowotii des elektromagnetischen als aucfc des Ultrasohall-ÜberwaohungsDereiches können s© vorbestimmt und eingestellt sein, daß sie Übe rwaehungserfGreS ernte en der Benutzer genügen, und die Bereisiie können eineia oäer mehrere unterteilt e Unterbereiche *iEifasseE!_s wie getrennte EänEe oder innere und äußere Bereiche. Dariiberliinaus kasua das Ülerwaohungssystem gemäß der Erfindung nacfe jeder öer drei folges&äsE. Arten betrieben Werdens ültraschall-tioertragiaHg ©eier elektromagnetische Übertragung getrennt und Ultras ο las 11- nna¹ elektromagsitisohe Übertragung gemeinsam. Zudem kaum ein einziges Sigiiai-Yerarbeitungsgerät verweniet werdem_s um. die Ausgangssignale mehrerer Ultraschall- und elektromagnetisolier Untersystem® im. sefer großen Anlagen zu verarbeiten. Die Arbeitsweise des Systeme kam: duroh geeignete Steuereinrichtungen.,, wie νου Haue» odeif emtGaia™ tisoh betätigbare Schalter, ausgewählt werden«, In Figur i sir normalerweise geschlossene Schalter 55 and 57 ale Beispiel ύα,ν-

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gestellt5 die zwischen dem Signal-Verarbeitungsschaltkreis 16 ηηύ dem Empfängerübertrager lh bzw, dem Mischer 32 angeordnet sind_o Bei Verwendung einer derartigen Schalteranordnung kann der Schalter 55 offen sein,, wenn nur eine elektromagnetische Übertragung vorgesehen istj der Schalter 57 kann offen sein, wenn nur eine Ultraschall-Ütoertragung vorgesehen ist; für eine kombinierte ultraschall- und elektromagnetische Übertragung können beide Schalter geschlossen sein. Die Schalter können auch an anderen Stellen des Schaltkreises angeordnet sein, um die gewünschten Veränderungen in der Betriebsart vornehmen zu können.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis einer besonderen Eigenschaft der elektromagnetischen und Schallwellen-Aus-Tbreitung in Luft aus, nämlich von der Tatsache, daß diese Wellen die gleiche Wellenläng© haben könnenj, auch wenn sie bezüglich ihrer Frequenzen weit voneinander getrennt sind. Die Beziehung -zwischen Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit ist allgemein durch die Formel X = ψ bestimmt, wobei Λ die Wellenlänge, v die Geschwindigkeit und f die Frequenz bezeichnet. Die Geschwindigkeit einer elektromagnetischen Schwingung in Luft ist annähernd 3_PQ χ iO ©m/sek, während die Geschwindigkeit einer .Schallwelle in Luft annähernd 3,4 χ iO cm/sek beträgt. Deshalb ist fias Verhältnis der Ausbreitungsgesohwindigkeiten von elek- , tromagnetisehen und SehallSchwingungen in Luft annähernd 0,872 χ 10 „ Wenn daher eine elektromagnetische Schwingung eine um den Faktor von etwas weniger als iO größere Frequenz als oine Schallschwingung besitzt _s sind die Wellenlängen beider Schwingungen annähernd gleich.

Di© Dopplerfrequenzverschiebung (Δί) von Schwingungen, die von einem sich bewegenden Zielobjekt reflektiert werden, ist in erster Annäherung durch den Ausdruck ^f = 2 jfi- gegeben, wobei ν die radiale Zielobjektgeschwindigkeit in Bezug auf den Sendewandler 12 darstellt. Deshalb ist die Dopplerversohiebung in einer von einem sich bewegenden Zielobjekt reflektierten Schwingung für Ultraschall- und elektromagnetische Schwingungen, die

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nahezu die gleichen Wellenlängen in Luft aulweisen, annähernd identisch. Es ist daher einleuchtend, daß elektromagnetische und Ultraschall-Schwingungen gleichzeitig für Anzeigezwecke verwendet werden können und die resultierende Dopplerinformation durch eine gemeinsame Signal-Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden kann, wenn Schwingungen mit dem erforderliohen Frequenzverhältnis verwendet werden.

Um eine gemeinsame Signal-Verarbeitungseinrichtung, wie in Figur i dargestellt, verwenden zu können, ist es erforderlich, Eingänge vorzusehen, die im wesentlichen die gleiche Frequenz in Bezug auf den Signal-Verarbeitungsschaltkreis 16 aufweisen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das elektrische Signal aus der Empfangsantenne 30 in dem Misoher 32 durch ein Verstimmungssignal, das durch Speisefrequenz-Verstimmungseinriohtung 28 bereitgestellt wird, in eine Frequenz umgewandelt, die gleioh ist dem elektrischen Signal aus dem Ultraschall-Empfangswandler 14, d. h. in eine Frequenz, die gleioh ist der Ultraschallsendefrequenz mit einer ausreichenden Bandbreite, um den erwarteten vollständigen Bereioh der positiven und negativen Dopplerfrequenzen aufzunehmen. Andererseits kann das elektrische Signal aus dem Ultraschall-Empfangswandler 14 naoh oben in eine Frequenz frequenzverschoben werden, die kennzeichnend ist für die elektromagnetische Frequenz. Nach einer weiteren Ausführungsform können die elektrischen Signale sowohl des Ultraschall-Empfangswandlers 14 als auch der elektromagnetischen Empfangsantenne 30 in der Frequenz zu einer gemeinsamen dazwischen liegenden Frequenz verschoben werden, bevor sie in den Signal-Verarbeitungsschaltkreis 16 eingeleitet werden.

Eine kennzeichnende Ausführungsform einer Speisefrequenz-Verstimmungseinrichtung 28 ist in Figur 2 dargestellt. Die kontinuierliche Wellenoszillatorschwingung 26, vornehmlich im Mikrowellenbereich, wird von dem Koppel-Trenner 20 (siehe Figur l) durch einen Hybridkreis 36 den Mischern 38 und 40 zugeführt, die auch entsprechende Signale aus einem Naoheilungsnetzwerk 42 und einem

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Voxreilungsnetzwerk 44 empfangen. Die Netzwerke 42 und 44 werden von einer Bezugssohwingung 29 aus dem Oszillator 10 gespeist und versorgen die Misoher 38 und 40 mit einer um 90° phasenversohobenen Einspeisung. Die Ausgangssignale der Mischer 38 und 40 werden durch eine Summierschaltung 48 miteinander kombiniert. Die summierte Ausgangsgröße der Misoher 38, 40 stellt ein frequenzverschobenes Ultraschall- oder Mikrowellensignal dar, das als Lokaloszillatorsignal verwendet werden kann.

Eine andere Anordnung einer Speisefrequenz-Verstimmungseinriohtung 28 ist in Figur 3 dargestellt. Eine ultrasohallfrequente kontinuierliche Wellenschwingung 29 des Oszillators 10 (siehe Figur l) speist einen Rampengenerator 50, der ein periodisches Ultraschall-Rampensignal erzeugt, das bei jedem positiven Nulldurchgang des kontinuierlichen Welleneingangssignals beginnt. Das Rampensignal wird einem 360 Mikrowellen-Phasenmodulator 52 zusammen mit einem Mikrowellensignal 26, das von dem Koppel-Trenner 20 (siehe Figur l) ausgeht, zugeführt. Der Phasenmodulator 52 führt eine zusätzliche Mikrowellensohwingungsperiode für jede Ultraschallperiode ein, wodurch ein Mikrowellensignal für den Misoher 32 erzeugt wird, das um die Ultraschallfrequenz positiv verstimmt ist. Es kann auoh eine negative Verstimmungsfrequenz durch Verschiebung zu einer größeren Phase erzeugt werden, wobei ehe Mikrowellensohwingungsperiode für jede Ultraschallperiode entfernt wird. Die Phasenmodulation kann durch Verwendung beliebiger, bekannter elektronisch gesteuerter Phasenschieber erzeugt werden. Ein bekanntes Verfahren ist in dem Aufsatz "360° Varactor Linear Phase Modulator", in den IEEE Transactions on Microwave Theory Techniques, Vol. MTT-17, No. 3, März 1969, beschrieben. Die in Figur 3 dargestellte Einrichtung benötigt nioht mehr ein Paar sorgfältig abgeglichener, teuerer Mikrowellenmischer, wie die in Figur 2 dargestellte Speisefrequenz-Verstimmungseinriohtung und ist deshalb dieser vorzuziehen.

Der gemeinsame Signal-Verarbeitungssohaltkreis l6 ist vornehmlich wie in Figur 4 dargestellt, ausgeführt. Der Sohaltkreis selbst ist in der oben erwähnten US-Patentschrift 3 665 443 be-

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schrieben. Ein oberer und ein unterer Seitenbandaufspalter 54 empfängt eine kombinierte Eingangsgröße 56 von dem Ultraschall-Empfangs wand ler 14 und dem Mischer 32 nach einer Ultraschall-Frequenzverstärkung in einem Verstärker 55 und eine Bezugsschwingung 58 von dem Oszillator 10. Die Verwendung einer Ultrasohall-Frequenzverstärkung vor der durch den Seitenbandaufspalter vorgenommenen Basisband-Abwärtsverschiebung vermeidet den überwiegenden Teil des Flaekerrausohens, das von dem Mikrowellenmischer 32 eingeführt wird. Der Seitenbandaufspalter 54 versorgt zwei Ausgänge; der eine Ausgang 60 stellt Energie bereit, wenn das zurückkommende Signal Frequenzkomponenten enthält, die über der Trägerfrequenz liegen, während der andere Ausgang 62 Energie bereitstellt, wenn des zurückkommende Signal unter der Trägerfrequenz liegt. Der Seitenbandauf spalter 5²I stellt im wesentlichen zwei bezüglich des Basisbandes nach unten übersetzte Ausgangssignale zur Verfügung, die typisch für das obere und das untere Seitenband der elektrischen Signale von dem Empfangswandler 14 und dem Mischer 32 sind. Der Ausgang 60 ist mit einem Filter 64 gekoppelt, der seinerseits mit einem Detektor 66 verbunden ist. Der Ausgang 62 ist mit einem Filter 68 gekoppelt, der mit einem Detektor 70 verbunden.ist. Der Detektor 66 gibt eine positive vollwellengleichgeriohtete Ausgangsspannung ab, die dem Eingangssignal des Filters 64 entspricht, während der Detektor 70 eine negative, vollwellengleichgerichtete Ausgangsspannung abgibt, die dem Eingangssignal des Filters 68 entspricht. Die positiven und negativen Ausgangssignale der Detektoren 66 und 70 werden einer Summiersohaltung 72 zugeführt, deren Ausgang mit einem Integrator 74 gekoppelt ist. Der Integrator 74 speist eine Schwellenwertschaltung 76, die ein geeignetes Alarm-Anzeigegerät auslöst.

Der eine oder der andere der Detektoren 66 und 70 gibt bei der Anwesenheit eines sich bewegenden Zielobjektes ein Ausgangssignal ab. Der Detektor 66 gibt bei Anwesenheit eines Zielobjektes mit einer Bewegungskomponente auf den Sender zu ein positives,

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gleichgerichtetes Ausgangssignal ah, während der Detektor 70 bei Anwesenheit eines Zielobjektes mit einer Bewegungskomponente von dem Sender weg ein negatives, gleichgerichtetes Ausgangssignal liefert. Aulgrund eines durch Störerscheinungen im wesentlichen ausgeglichenen Wellenspektrums im Gegensatz zu einem durch ein bewegliches Zielobjekt verursachtes unausgeglichenes Wellenspektrum erzeugen beim Vorhandensein von Störerscheinungen beide Detektoren 66 und 70 Ausgangssignale, wobei sich derartige Signale bei der Kombination in der Summierschaltung 72 und dem Integrator lh gegenseitig aufheben.

Deshalb wird beim Vorhandensein von Störersoheinungen entweder im Ultraschall- oder im elektromagnetischen Überwachungsbereioh ein Nullsignal von dem Integrator lh abgegeben und es wird keine Alarmsituation wahrgenommen. Wenn jedoch ein sich bewegendes Zielobjekt angezeigt wird, gibt der Integrator lh ein positives oder ein negatives Ausgangssignal für die Schwellenwertschaltung 76 ab, die ein Alarm-Anzeigegerät 3h beim Vorhandensein eines Eingangssignals, das eimen vorbestimmten Schwellenwert übersohreitet, mit Energie versorgt.

Es können auch andere Signalverarbeitungsgeräte zum Verarbeiten der Dopplersignale verwendet werden. Beispiele für andere für die Erfindung gebräuchliche und geeignete Signal-Verarbeitungsschaltkreise sind in der mehrfach erwähnten US-Patentschrift 3 665 443 beschrieben.

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Claims

Patentansprüche

1/ Alarmsystem zur Erfassung eines Eindringlings in einem Überwachungsbereioh, gekennzeichnet durch einen Sender (24) zum Aussenden eines elektromagnetischen Signals mit einer ersten Frequenz in einen Überwachungsbereioh, durch einen Sender (12) zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einer zweiten Frequenz in einen Überwachungsbereich, wobei das elektromagnetische und das Ultraschallsignal bezüglich ihrer Frequenzen so zueinander in Beziehung gesetzt sind, daß sie annähernd gleiche Wellenlängen in Luft aufweisen, durch einen Empfänger (30) zur Aufnahme der von dem Ü^erwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Signale und zur Abgabe eines ersten, davon abgeleiteten elektrischen Signals, durch einen Empfänger (14) zur Aufnahme der von dem Überwachungsbereich reflektierten Ultraschallsignale und zur Abgabe eines zweiten, davon abgeleiteten elektrischen Signals, durch einen in Abhängigkeit von mindestens einem der beiden elektrischen Signale wirksamen Frequenzverschieber (10, 18, 20, 28, 32) zur Bereitstellung elektrischer Signale mit gemeinsamer Frequenz, durch eine in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen mit gemeinsamer Frequenz wirksame, zur Abgabe eines Ausgangssignals bei Anwesenheit eines sioh bewegenden, wirksamen Zielobjektes dienende Signal-Verarbeitungseinrichtung (16), welohe eine Sohwellenwerteinrichtung (76) zur Erzeugung eines Schwellenwertes enthält, der dem stabilen Zustand des iJberwachungsbereiches in Abwesenheit eines sich bewegenden, wirksamen Zielobjektes entspricht und durch ein bei Überschreiten dieses Schwellenwertes durch ein Ausgangssignal ausgelöstes Alarm-Anzeigegerät (34).

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2. Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzversohieber (lO, 18, 20, 28, 32) eine erste Signalerzeugungseinrichtung (18) zur Abgabe eines ersten Signals mit der ersten Frequenz und eine zweite Signalerzeugungseinrichtung (lO) zur Abgabe eines zweiten Signals mit der zweiten Frequenz aufweist, wobei eines der beiden Signale eine Frequenz besitzt, die gleich ist der gemeinsamen Frequenz und das andere der beiden Signale eine Frequenz aulweist, die verschieden von der gemeinsamen Frequenz ist, daß eine Speisefrequenz-Verstimmungseinrichtung (28) in Abhängigkeit von dem gemeinsamen Frequenzsignal und dem anderen Signal wirksam ist, um ein Verstimmungssignal, das dem anderen Signal und der Verstimmung um die gemeinsame Frequenz entspricht, abzugeben, und daß ein Mischer (32) in Abhängigkeit von dem Verstimmungssignal und von mindestens einem der beiden elektrischen Signale wirksam ist, um dem ersten und dem zweiten elektrischen Signal entsprechende gemeinsame elektrische Frequenzssignale auszulösen.
3. Alarmsystem nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenz innerhalb des Mikrowellenbereiches liegt.
k. Alarmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Frequenz gleich der zweiten Frequenz ist.
5. Alarmsystem zur Erfassung eines Eindringlings in einem Überwachungsbereich, gekennzeichnet duroh einen Sender {2k) zum Aussenden eines elektromagnetischen Signals mit einer ersten Frequenz in einen Überwachungsbereich, durch einen Sender (12) zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einer zweiten Frequenz in einen uberwachungsbereich, wobei das elektromagnetische und das Ultraschallsignal bezüglich ihrer Frequenzen so zueinander in Beziehung gesetzt sind, daß sie annähernd gleihe Wellenlängen in Luft aufweisen, durch einen Empfänger (30) zur Aufnahme der von dem Uberwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Signale und zur Abgabe eines ersten, davon abgeleiteten und eine Dopplerinformation bei Anwesenheit eines sich im Überwachungsbereich be—

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wegenden Zielobjektes enthaltenden elektrischen Signals, durch einen Empfänger (14) zur Aufnahme der von dem Überwachungsbereich reflektierten Ultraschallsignale und zur Abgabe eines zweiten, davon abgeleiteten und eine Dopplerinformation bei Anwesenheit eines sich im Überwachungsbereich bewegenden Zielobjektes enthaltenden elektrischen Signals und durch einen in Abhängigkeit von mindestens einem der beiden elektrischen Signale wirksamen Frequenzverschieber (iO, 18, 20, 28, 32) zur Abgabe elektrischer Signale mit einer gemeinsamen, die Dopplerinformation enthaltenden Frequenz, wobei das gemeinsame Frequenzsignal eine Verarbeitung durch einen gemeinsamen Signal-Verarbeitungsschaltkreis (l6), der die Abgabe einer Ausgangsgröße für die Anzeige der Anwesenheit eines Zielobjektes ermöglicht, erfährt.
6. Alarmsystem zur Erfassung eines Eindringlings in einem Überwachungsbereich, gekennzeichnet durch einen Sender (2^) zum Aussenden eines elektromagnetischen Signals mit einer ersten Frequenz in einen ersten Überwachungsbereich, durch einen Sender (12) zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einer zweiten Frequenz in einen zweiten Überwachungsbereich, wobei das elektromagnetische und das Ultraschallsignal bezüglich ihrer Frequenzen so zueinander in Beziehung gesetzt sind, daß sie annähernd gleiche Wellenlängen in Luft aufweisen, durch einen Empfänger (30) zur Aufnahme der von dem ersten Überwachungsbereich reflektierten elektromagnetischen Signale und zur Abgabe eines ersten, davon abgeleiteten elektrischen Signals, durch einen Empfänger (ik) zur Aufnahme der von Jeia zweiten Überwaehuiigsbereich reflektierten Ultraschallsigiiale und zur Abgabe eines zweiten, davon abgeleiteten elektrischen Signals, durch einen in Abhängigkeit von mindestens einem der beiden elektrischen Signale wirksamen Frequenzverschieber (LO, 15, 20, 28, 32) zur Auslösung elektrischer Signale mit gemeinsamer Frequenz, durch eine in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen mit gemeinsamer Frequenz wirksame, gemeinsame Signal-Verarbeitungseinrichtung (i6) zur ,uislösung eines Ausgans;ssignals bei Anwesenheit eines sich bewegenden, wirksamen Zielobjektes, mit einer Sohwelleawerteinrichtung (7ό)

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zur Erzeugung eines Schwellenwertes, der dem stabilen Zustand des ersten und des zweiten Überwachungsbereiches in Abwesenheit eines sich bewegenden, wirksamen Zielobjektes entspricht und durch ein bei Überschreiten dieses Schwellenwertes durch ein Ausgangssignal ausgelöstes Alarm-Anzeigegerät (3*0.
7. Alarmsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Überwachungsbereich aneinander angrenzen.
8. Alarmsystem naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sioh der erste Überwachungsbereich über den zweiten Überwaohungsbereich hinaus erstreckt.
9. Alarmsystem naoh Anspruoh 6, daduroh gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Überwachungsbereich voneinander getrennt sind.
10. Alarmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisefrequenz-Verstimmungseinrichtung (28) ein Voreilungs- und ein Nacheilungsnetzwerk (42, 44), Mischer (38, 40) und eine Summierschaltung (48) enthält.
11. Alarmsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speise!requenz-Verstimmungseinriohtung (28) einen Rampengenerator (50) und einen Mikrowellen-Phasenmodulator (52) enthält.

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