DE2528983C2

DE2528983C2 - Fernmeldesystem

Info

Publication number: DE2528983C2
Application number: DE2528983A
Authority: DE
Inventors: David James Reginald Leatherhead Surrey Martin
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1974-08-07
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1984-11-22
Also published as: DE2528983A1; GB1485156A; JPS5176007A; JPS58109359U; US3979674A; JPS5921565Y2; CA1042513A

Description

erstrecken sich nicht weiter als bis zur Hälfte der Länge einer zwei Verstärker verbindenden Übertragungsleitung. Wenn die feste Station ein Sender ist, wird der weitere Abschnitt einer Strahlungsenergie abgebenden Übertragungsleitung mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden, und wenn die feste Station ein Empfänger ist, wird die Leitung mit dem Eingang des Verstärkers verbunden. Der Verstärker kann ein Zweiweg- oder Einweg-Verstärker sein. Die Verstärker sind vorzugsweise Geräte, die hauptsächlich eine Verstärkungsfunktion ausüben, obgleich sie auch Filterkreise aufweisen können.

Wenn in einem System weitere Abschnitte von Übertragungsleitungen sich beidseits des Verstärkers in beide Richtungen erstrecken, können diese Stücke mit den freien Enden von benachbarten Stücken von Übertragungsleitungen durch eine Drossel verbunden sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung erläutert; es zeigt

F i g. l(a) ein erstes bekanntes Fernmeldesystem,

Fig. l(b) die Größe des längs der Übertragungsleitung übertragenen Signals,

F i g. l(c) ein Fernmeldesystem nach der Erfindung,

Fig. l(d) die Größe des längs der Übertragungsleitung nach F i g. l(c) übertragenen Signals,

F i g. 2(a) ein weiteres Fernmeldesystem,

F i g. 2(b) die Größe des längs der Übertragungsleitung nach F i g. 2(a) übertragenen Signals,

F i g. 2(c) das erfindungsgemäß ergänzte System nach Fig.2(a),

F i g. 2(d) die Größe des längs der Übertragungsleitung nach F i g. 2(c) übertragenen Signals,

F i g. 2(e) eine andere Ausführung des Systems nach F ig. 2(c).

F i g. 1 zeigt in typischer Weise ein übliches durchlässiges Speisesystem mit einer festen Station A, die einen Sender und einen Empfänger aufweist und mit einem strahlungsenergieabgebenden oder durchlässigen Übertragungskabel B verbunden ist, das in einem Bergwerk, einem Tunnel oder längs eines mit Radioverbindung zu versehenden Weges verlegt ist. Eine Verbindung zwischen einer benachbarten beweglichen oder von einer Person getragenen Radiostation D in der Nähe des Kabels B wird durch elektromagnetische Streufelder des durchlässigen Kabels B hergestellt. In Abständen, in typischer Weise von einem Kilometer, wird jeweils ein Zweiweg-Verstärker C in Reihe mit dem durchlässigen Kabel B geschaltet, um den Signalpegel wieder herzustellen und die in dem vorgeschalteten Kabelabschnitt aufgetretenen Verluste auszugleichen. Unter diesen Umständen hängt die Übertragung des Signals zwischen der festen Station A und der beweglichen oder von einer Person getragenen Station D von der Position der beweglichen Station D längs des Kabels Äab, und zwar in einer Weise, wie sie in vereinfachter Form in F i g. l(b) dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß der Verlust in jedem Kabelabschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern C 30 dB beträgt und daß jeder Verstärker so ausgelegt ist, daß er genau diesen Verlust wieder kompensiert. Dann ergibt sich eine Sägezahn-Wellenform der Signaländerung, wie sie mit der durchgezogenen Linie ^dargestellt ist.

Erfindungsgemäß wird ein Abschnitt Feines weiteren durchlässigen Kabels mit dem durchlässigen Hauptkabel an einer von der festen Station aus gesehen unmittelbar auf den Verstärker folgenden Stelle verbunden und neben und hinter dem Verstärker in .Richtung auf die feste Station über eine Strecke zurückgeführt, die vorteilhaft gleich der Hälfte des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern sein kann. Solch ein freiendendes Kabel kann unmittelbar neben dem Hauptkabel und parallel dazu angeordnet sein oder es kann in einigem Abstand davon wie auf der anderen Seite eines Tunnels angeordnet sein. Der Zweck dieses freiendenden Kabels besteht darin, dab gesendete Signal zu ergänzen und einen höheren Pegel des Übertragungssignals zwischen der festen und der beweglichen Station in solchen Bereichen zu erzeugen, in denen, wie in Fig. l(b) angegeben, die Übertragung am schwächsten ist. Im Ergebnis wird das Sägezahnmuster des übertragenen Signals in die in Fig. l(d) mit G bezeichnete Form umgewandelt, wobei man sieht, daß die gesamte Änderung des Signals von 3OdB auf 15 dB verringert worden ist Der Minimalwert des übertragenen Signals ist auf diese Weise um 15 dB erhöht worden, ohne daß demgegenüber gleichzeitig der Maximalpegel erhöht wurde. Es war nicht notwendig, die Zahl der Verstärker zu vergrößern oder ihre Verstärkung oder ihre Leistungsausgangsdaten zu vergrößern. Das Ausgangssignal jedes Verstärkers wird gleichmäßig oder in jedem anderen den entsprechenden Bedingungen angepaßten Verhältnis zwischen dem Hauptkabel und dem Kabel mit dem freien Ende geteilt Da die Kosten eines Verstärkers relativ hoch sind im Vergleich mit den Kosten eines Kabels, wird eine beträchtliche Kostenersparnis erzielt gegenüber der Alternative, bei der zur Erzielung des gleichen Ergebnisses mehr Verstärker verwendet werden.

Die Erfindung kann ferner vorteilhaft in Verbindung mit dem in der DE-OS 23 22 921 beschriebenen System verwendet werden, das Einweg-Verstärker verwendet. Dieses System ist in Fig. 2(a) dargestellt, wobei ein fester Sender H und ein fester Empfänger / mit den gegenüberliegenden Enden eines durchlässigen Koaxialkabels B verbunden sind, das in einem Tunnel, einem Bergwerk oder längs eines Weges, entlang dem eine Verbindung mit beweglichen Stationen, wie z. B. der Station D gewünscht wird, verlegt ist. Das durchlässige Kabel ist in diesem Fall in Abständen durch Einfügung von Einweg-Verstärkern K unterbrochen. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel, bei dem der Verlust in jedem Kabelabschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern 30 dB und die Verstärkung jedes Verstärkers ebenfalls 30 dB beträgt, wird das Signal, wenn es von dem festen Sender //gesendet und von der bewegliehen Station D empfangen wird, entsprechend der Position der Station D in die durch die durchgezogene Linie fin F i g. 2 dargestellten Form verändert. Das von der beweglichen Station gesendete und von dem festen Empfänger aufgenommene Signal verändert sich entsprechend der Position der beweglichen Station in der in Fig. 2(b) gezeigten gestrichelten Linie L In beiden Fällen ändert sich das empfangene Signal in einem Bereich von 30 dB, wie in dem entsprechenden Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Zweiweg-Verstärkern.

Erfindungsgemäß werden in diesem Fall zwei Kabel N, M mit freien E,nden an jeden Verstärker angeschlossen, wie in F i g. 2(d) dargestellt, wobei das eine Kabel M dicht neben dem Ausgang eines Verstärkers K angeschlossen und in Richtung auf den Sender H parallel zum mit dem Verstärkereingang verbundenen durchlässigen Hauptkabel zurückgeführt ist, während das andere Kabel N dicht neben dem Eingang des Verstärkers an

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das Hauptkabel angeschlossen ist und in Richtung auf den Empfänger / parallel zum mit dem Verstärkerausgang verbundenen durchlässigen Hauptkabel weitergeführt ist. Wie vorher, sollte jedes freiendende Kabel vorzugsweise sich über die Hälfte des Abstandes zwisehen zwei Verstärkern erstrecken. '

In diesem Fall wird auch die Abschwächung des zwischen festen und beweglichen Stationen übertragenen Signals aufgrund der sich ändernden Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker haibiert, so daß eine Abschwächung von früher 3OdB

durch die Anordnung der freiendenden Kabel auf 15 dB y;

verringert wird, wie das in F i g. 2(d) dargestellt ist. T

Im Hinblick auf die Ausführung nach F i g. 2(c) wird |_;)

bemerkt, daß zur vollständigen Ausnutzung der erfin- 15 Ü

uurigsgeiiiäßen Wirkung an den Enden des Systems, d. h. ψ;

am festen Sender H und am festen Empfänger / die gf

Kabelabschnitte halbiert werden müssen, so daß die Ge- ^j

samtzahl der Verstärker im System in diesem Fall um 1 f>

erhöht wird.

Es sei bemerkt daß die Änderungen eines Signals, das ;..'

von einer festen zu einer beweglichen oder von einer :;

beweglichen zu einer festen Station übertragen wird, '

und die erfindungsgemäß verringert werden, hauptsächlich solche sind, die unmittelbar durch Änderungen der 25 ;': Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker erzeugt werden und daß weitere Veränderungen, die darüber hinaus aus Stehwelleneffekten oder Mehrwegeausbreitung in der Nähe der beweglichen Station resultieren, ausgeschlossen sind.

Bei einer modifizierten Ausführungsform der Erfin- '

dung können die freien Enden der Kabel M, N, die sich bei der Ausführung nach F i g. 2(c) nebeneinander befinden, miteinander durch Hochfrequenz-Drosseln P verbunden sein, um einer, zweiten nicht unterbrochenen Pfad für Gleich- oder Niederfrequenz-Ströme über die Länge des Systems zu bilden, das Anschlußklemmen R, S aufweist, wie das in F i g. 2(e) dargestellt ist Auf diese Weise steht bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2(e) ein zusätzlicher Gleichstrom- oder Niederfrequenz-Strom-Anschluß zu oder vom festen Sender H bis S und entsprechend ein Anschluß zu oder vom festen Empfänger / bei R zur Verfügung. Einer oder beide dieser Anschlüsse können zum Einspeisen von Gleichstromenergie zu den Verstärkern oder zum Steuern des Senders 45 v_: oder Empfängers vom entfernten Ende des Systems ver- φ wendet werden. Üblicherweise ist nur ein solch zusätzli- : eher Anschluß in einem Verstärkersystem verfügbar,

wie bei der Ausführung nach F i g. 2(a) in Form des '■;.

strahlungsenergieabgebenden Hauptkoaxialkabels 50

selbst ;

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Fernmeldesystem mit einer festen Station, die mit einer Strahlungsenergie abgebenden oder aufnehmenden durch wenigstens einen Verstärker in Abschnitte unterteilte Übertragungsleitung verbunden ist, wobei eine im Strahlungsenergiebereich der Übertragungsleitung sich befindende, bewegliche Station Signale von der Übertragungsleitung aufnimmt oder an sie abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (F) einer weiteren Strahlungsenergie abgebenden oder aufnehmenden Übertragungsleitung mit einem Abschnitt (B) der Übertragungsleitung an einer dem Verstärker (C) benachbarten Stelle auf dessen einer Seite verbunden ist und sich parallel oder im wesentlichen parallel zu jenem Abschnitt der Übertragungsleitung erstreckt, der sich auf der anderen Seite des Verstärkers (C) befindet

2. Fernmeldesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Verstärkern in Abständen entlang der Übertragungsleitung (B) angeordnet sind und an jeden Verstärker (C) jeweils ein Abschnitt (F) der weiteren Übertragungsleitung angeschlossen ist

3. Fernmeldesystem nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (F) oder die Abschnitte (F)der weiteren Übertragungsleitung, die mit dem oder mit jedem Verstärker (Qverbunden sind, sich nicht weiter als bis zur Hälfte der Länge eines Abschnittes (B) der Übertragungsleitung erstrecken, der zwei Verstärker (C)oder einen Verstärker (Qund die feste Station^verbindet.

4. Fernmeldesystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Station (A) ein Sender ist und daß der Abschnitt (F) der weiteren Übertragungsleitung mit dem Ausgang des Verstärkers (C) verbunden ist.

5. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Station (A) ein Empfänger ist und daß der Abschnitt (F) der weiteren Übertragungsleitung mit dem Eingang des Verstärkers (C) verbunden ist.

6. Fernmeldesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (C) Zweiweg-Verstärker sind.

7. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (K) Einweg-Verstärker sind, an die Abschnitte (M, N) der weiteren Übertragungsleitung auf jeder Seite der Verstärker (K) angeschlossen sind.

8. Fernmeldesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten freien Enden der Abschnitte (M, N) der weiteren Übertragungsleitung übereineDrosselff^miteinanderverbundensind.

9. Fernmeldesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (K) Filterschaltkreise enthalten.

10. Fernmeldesystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Abschnitte (M, N) der weiteren Übertragungsleitung am Ende des Systems zusätzliche Anschlußklemmen (R, S) für die Energiezufuhr zu den Verstärkern (K) aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernmeldesystem mit einer festen Station, die mit einer Strahlungsenergie abgebenden oder aufnehmenden, durch wenigstens einen Verstärker in Abschnitte unterteilte Übertragungsleitungen verbunden ist, wobei eine im Strahlungsenergiebereich der Übertragungsleitung sich befindende bewegliche Station Signale von der Übertragungsleitung aufnimmt oder an sie abgibt
Es ist bekannt, eine Fernmeldeverbindung zwischen einer festen und einer beweglichen Station dadurch herzustellen, daß in einem Tunnel, einem Bergwerk oder längs eines sich geradlinig erstreckenden Weges ein strahlungsenergieabgebendes oder durchlässiges Übertragungskabel verlegt wird, das praktisch die Form eines koaxialen Kabels mit einem perforierten oder unvollständigen äußeren Leiter annehmen kann, wobei das Kabel mit der festen Station anstelle einer normalen Antenne verbunden wird und als solche längs des Weges dient Eine Fernmeldeverbindung zwischen der festen und der beweglichen Station ergibt sich dann über die Streufelder rund um das Kabel. Die Reichweite eines solchen Systems in Abhängigkeit von der Länge des durchlässigen Kabels, das zweckmäßig mit einer festen Stelle verbunden sein kann, ist durch die innere Längsdämpfung im Kabel begrenzt, die zu einer fortschreitenden Abschwächung des Signals zwischen der festen und der beweglichen Station führt, wenn die Länge der Übertragungsleitung zwischen diesen ansteigt, obgleich das Streufeld im Hinblick auf die Strahlungsenergie in-

nerhalb des Kabels an jedem Punkt der Übertragungsleitung konstant ist.

Ferner ist es bekannt, daß diese fortschreitende Abschwächung des Signals innerhalb der Übertragungsleitung dadurch kompensiert werden kann, daß periodisch Verstärker in Reihe mit dem durchlässigen Kabel geschaltet werden. Zum Beispiel kann, wenn die Dämpfung des Kabels bei der verwendeten Frequenz 30 dB/ km beträgt, ein Verstärker mit einer Verstärkung von 30 dB nach jeweils einem Kilometer Kabellänge in dieses eingesetzt werden. Wenn eine Zweiweg-Verbindung gewünscht wird, können diese Verstärker Zweiweg-Verstärker sein; andererseits läßt sich eine Zweiweg-Verbindung durch Verwendung einer Reihe oder Kette von einfachen Einweg-Verstärkern erreichen, wenn die feste Station in ihre Bauteile Sender und Empfänger aufgeteilt ist und mit den entgegengesetzten Enden eines durchlässigen Kabelsystems verbunden ist, wie es in der DE-OS 23 22 921 beschrieben ist.
Ein Nachteil solcher Systeme besteht darin, daß die Stärke des zwischen den festen und beweglichen Stationen übertragenen Signals sich entsprechend der Stellung der beweglichen Station im Hinblick auf den nächsten Verstärker ändert. Beim oben gegebenen Beispiel ändert sich z. B. das übertragene Signal um 30 dB, entsprechend der Dämpfung eines Kabelabschnittes zwischen benachbarten Verstärkern. Gewöhnlich kann eine solche Änderung nur durch Verringerung des Abstandes der Verstärker und durch entsprechende Verringerung ihrer Verstärkung vermindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Signaländerung ohne Änderung des Verstärkerabstandes zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einem Fernmeldesystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merkmale seines kennzeichnenden Teiles gelöst.

Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Verstärkern in Abständen entlang der Übertragungsleitung vorgesehen und die weiteren Abschnitte der Übertragungsleitung, die mit dem oder den Verstärkern verbunden sind,