DE2628644A1

DE2628644A1 - Mit elektromagnetischem nahfeldbereich arbeitende detektorschranke fuer gegenstaende

Info

Publication number: DE2628644A1
Application number: DE19762628644
Authority: DE
Inventors: Eugene Benjamin Novikoff; Ronald Pruzick
Original assignee: Knogo Corp
Current assignee: Knogo Corp
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1977-02-24
Also published as: GB1516006A; SE407476B; US4016553A; DE2628644C3; SE7607320L; JPS526572A; DE2628644B2; JPS588478B2

Description

ElTOGO CORPORATION
Hicksville, N.T. / USA

MIT ELEKTROMAGNETISCHEM NAHFELDBEREICH ARBEITENDE DETEKTORSCKRANKE FÜR GEGENSTÜNDE

Die Erfindung betrifft elektronische Detektoreinrichtungen, mit denen die Bewegung von Gegenständen aufgespürt werden kann, und bezieht sich insbesondere auf die Steuerung der elektromagnetischen Felder und Wellen in der näheren Umgebung dieser Einrichtungen, so daß ihr Wirkungsbereich auf eine bestimmte Überwachungszone begrenzt werden kann.

Die Erfindung hat ein spezielles Anwendungs-

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gebiet bei der Diebstahlsüberwachung und wird im vorliegenden Fall auch im Zusammenhang damit beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf dieses Anwendungsgebiet allein beschränkt.

Elektronische Diebstahlüberwachungseinrichtungen, bei denen die Erfindung eingesetzt werden kann, sind aus der US-PS 3 500 373 bekannt. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen elektronischen Diebstahlüberwachungseinrichtungen und überhaupt anderen elektronischen Systemen eingesetzt werden, die elektromagnetische Felder und Wellen benutzen und bei denen gegenseitige Beeinflussung zwischen der Einrichtung und anderen elektronischen Einrichtungen zu Schwierigkeiten führt.

Es ist wichtig, daß die elektromagnetischen Felder und Wellen, die bei elektronischen Diebstahlüberwachungseinrichtungen eingesetzt werden, auf die unmittelbare ÜTähe des Überwachungsbereichs begrenzt werden, und folglich ist es auch wichtig, daß der unmittelbare Bereich, in dem die Überwachung stattfinden soll, von Feldern und Wellen anderer elektronischer Einrichtungen in der Umgebung isoliert wird. In der GB-PS 1 085 704 ist eine Einrichtung beschrieben, mit der bei einer elektronischen Diebstahlüberwachungseinrichtung die elektromagnetische Energie gesteuert wird. Es werden darin elektrostatische Schirme in der Nähe des Überwachungsbereichs erzeugt, um geschützte Gegenstände gegenüber den elektrostatischen Feldern zu isolieren. Derartige elektrostatische Schirme sind jedoch nicht geeignet, die abgegebene Energie der Antennen auf den unmittelbaren Bereich der Überwachungszone zu begrenzen.

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Es ist dem Stand der Technik an mehreren Stellen auch zu entnehmen, wie elektromagnetische Felder und die Verteilung von Wellenabstrahlung durch Antennenanordnungen gesteuert werden können. Solche Antennenanordnungen sind beispielsweise in den US-PS 1 555 345, 1 740 370, 1 725 915 und 1 863 741 beschrieben. Diese Druckschriften beschäftigen sich jedoch ausschließlich damit, wie die Feldabstrahlung auf einen entfernten Empfänger hin geleitet werden kann, nicht jedoch damit, wie der Wirkungsbereich des elektromagnetischen Feldes auf den unmittelbaren Überwachungsbereich beschränkt werden kann.

Die US-PS 2 597 518, 3 182 314 und die FR-PS 763 681 zeigen Antennenschleifen in gewickelter Form, die in elektronischen Aufspürsystemen für Gegenstände benutzt werden. Auch diesen Druckschriften ist kein Hinweis zu entnehmen, wie mit derartigen Antennengestaltungen der Wirkungsbereich begrenzt werden kann. Es wird aus der folgenden Darlegung noch deutlich, daß der Zweck der gewickelten Antennenschleifen dieser bekannten Ausführungen durch die Anordnung gemäß der Erfindung gerade ausgeschlossen wird.

Mit der Erfindung werden die Schwierigkeiten der bekannten Einrichtungen beseitigt. Es ist mit ihr möglich, elektromagnetische Felder und Wellen von hoher Intensität im Überwachungsbereich eines elektronischen Aufspürsystems zu erzeugen, während gleichzeitig verhindert wird, daß starke Felder und Wellen außerhalb dieses Überwachungsbereichs auftreten. Es ist auch möglich mit der Erfindung, elektromagnetische Felder und Wellen festzustellen, die ihren Ursprung im Überwachungs-

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bereich der elektronischen Detektoreinrichtung haben, während gleichzeitig verhindert wird, daß Felder und Wellen festgestellt werden, die von einer magnetischen Störung stammen. Diese Störung wird durch den Empfänger festgestellt; und der Empfänger seinerseits erzeugt ein hörbares oder sichtbares Alarmsignal. Keine derartigen Störungen werden erzeugt oder festgestellt, wenn ein ungeschützter Gegenstand durch die Antennenschleifen hindurchgeht.

Bei größerer Entfernung von den Antennenschleifen, d.h. mehreren Wellenlängen der ausgesendeten oder empfangenen Energie, wird der Abstand zwischen den Schleifen vergleichsweise unbedeutend, und die einander entgegengerichteten elektromagnetischen Felder, die sie erzeugen, wenn sie an einen Sender angeschlossen sind, oder die entgegengerichteten elektrischen Signale, die sie erzeugen, wenn sie mit einem Empfänger verbunden sind, heben sich bei solchen Abständen gegenseitig auf. Somit überträgt die Antennenschleifenanordnung nicht mehr wirkungsvoll über große Entfernungen, noch spricht sie auf Signale an, die in größerem Abstand von ihnen erzeugt werden. Nahe den Antennenschleifen jedoch, d.h. im wesentlichen innerhalb des Abstands einer Wellenlänge, macht sich der Unterschied der Abstände eines bestimmten Punktes zu den verschiedenen Antennenschleifen wesentlich bemerkbar, so daß eine Schleife dann mehr Einwirkung hat oder stärker beeinflußt wird als eine andere in der Gruppe.

Gemäß der Erfindung wird eine Detektoreinrichtung geschaffen, die einen elektromagnetischen Sender enthält, der elektromagnetische Abtast- oder

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Abfragesignale aussendet von bestimmter Frequenz, sowie einen Empfänger für elektromagnetische Wellen, der abhängig von bestimmten Störungen der elektromagnetischen Welle Alarmsignale erzeugt, wobei Sender und Empfänger mit Antenneneinrichtungen verbunden sind, die an einem Ausgangsweg angeordnet sind, den geschützte Gegenstände zu nehmen haben, wenn sie einen zu schützenden Bereich verlassen. Die Gegenstands-Detektoreinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung eine Gruppe von wenigstens zwei parallelen, elektrisch leitfähigen Schleifen gleicher Größe aufweist. Die Schleifen sind in Phasenopposition angeschlossen, so daß die Ströme stets in entgegengesetzten Richtungen durch die einander entsprechenden Abschnitte jeder Schleife fließen. Magnetisch kompensieren diese Schleifen also einander. Der Abstand zwischen den Schleifen ist ein sehr kleiner Bruchteil, z.B. 1/10, der Wellenlänge des elektrischen Signals, das sie aussenden oder empfangen. Ihr Abstand ist aber ein beträchtlicher Bruchteil, z.B. 1/4, der Breite des Ausgangspfades. Die Breite des Ausgangspfades selbst, die beispielsweise durch eine Türöffnung gebildet wird, stellt die Überwachungszone dar und ist ebenfalls wesentlich kleiner als die Wellenlänge des bei der Einrichtung verwendeten elektrischen Signals. Eine solche Gruppe von sich kompensierenden Antennenschleifen kann an den Sender und an den Empfänger der Diebstahlüberwachungseinrichtung angeschlossen sein, oder es können gesonderte Paare derartiger Antennenschleifen für den Sender und für den Empfänger vorgesehen werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind drei ausgerichtete und parallele Antennenschleifen vorgesehen, deren äußere Schleifen in Phasenopposition

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zu den zwischen ihnen liegenden Schleifen angeschlossen sind, so daß sie ein symmetrisches, kompensiertes Antennensystem bilden.

Mit der Erfindung ist ebenfalls Sorge getragen für eine automatische Kompensation bei Änderungen der magnetischen Umgebungsbedingungen, ohne daß die Empfindlichkeit der elektronischen Detektoreinrichtung damit merklich beeinflußt wird. Die automatische Kompensation wird erzielt durch die Anordnung der Antennenschleifen in Kompensationsanordnung, d.h. so, daß ein durch die verschiedenen Antennenschleifen fließender, gemeinsamer elektrischer Strom einander entgegengerichtete Magnetfelder erzeugt, und indem die Schleifen nahe beieinander angeordnet werden. Durch den nur geringen Abstand der Antennenschleifen werden diese durch Veränderungen der Umgebungsbedingungen praktisch gleich beeinflußt, und wegen ihrer gegenseitig kompensierenden Anordnung werden die in einer Schleife hervorgerufenen Änderungen durch die Änderungen in der oder den anderen Schleifen wieder aufgehoben. Da andererseits jedoch die Schleifen voneinander durch einen endlichen Abstand getrennt sind, ist eine der Schleifen näher an einem bestimmten Ort innerhalb der Prüfzone, so daß die Anwesenheit eines zu ermittelnden Gegenstands an diesem Ort eine Antenne mehr als die anderen beeinflußt oder von ihr beeinflußt wird.

Die Erfindung soll nun sowohl an Abfrageais auch an Empfangsantennen beschrieben werden. In der Zeichnung zeigen :

Figur 1: In perspektivischer Wiedergabe diagrammartig

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eine elektronische Diebstahlüberwachungseinrichtung in erfindungsgemäßer Ausführung;

Figur 2: einen Grundriß der Einrichtung nach Figur 1;

Figur 3: eine die Beziehung zwischen magnetischer

Feldstärke und Abstand von einem Leiter wiedergebende grafische Darstellung; und

Figur 4: ein zweites Ausü hrungsbeispiel in der Darstellung gemäß Figur 1.

Figur 1 zeigt ein Sende- oder Abfrageantennenbündel 10 und ein Empfangs- oder Detektorantennenbündel Diese Antennenbündel sind auf einander gegenüberliegenden Seiten einer durch eine Tür 14 vorgegebenen Durchgangsbahn angeordnet, durch die der Ausgangsweg für geschützte Gegenstände aus einem Raum begrenzt wird. Jedes Antennenbündel ist von einem im wesentlichen kreisförmigen Wirkungsbereich E₁ und E-g umgeben, und diese Bereiche überlappen einander in der Nähe der Tür 14, so daß damit ein Abfrage- oder Überwachungsbereich 15 gebildet wird. Die Größe der Wirkungsbereiche wird bestimmt durch die Ausgangsleistung des Abfrageantennenbündels 10, die Eigenschaften des elektrischen "Reflektors" oder "Ziels", das an dem geschützten Gegenstand angeheftet ist, und der Empfindlichkeit der Einrichtung, die mit dem Detektorantennenbündel 12 verbunden ist. Ganz allgemein wird die abgegebene Leistung und die Empfindlichkeit so eingestellt, daß, wenn geschützte Verkaufsartikel, die mit einem elektrischen Reflektor ausgestattet sind, durch die Überwachungszone 15 hindurch gebracht werden, sie auf die elektromagnetische Energie von dem Abfrageantennenbündel 10

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ansprechen und Veränderungen im elektromagnetischen Feld hervorrufen, die vom Detektorantennenbündel 12 erfaßt werden können. Dieser Energiepegel ist so eingestellt, daß der Überwachungsbereich wesentlich kleiner, z.B. weniger als 1/10, der Wellenlänge des im System verwendeten elektromagnetischen Signals ist. Daraus folgt, daß keine nennenswerte Energie abgestrahlt oder aufgefangen wird von den Antennenbündeln infolge des Vierfacheffektes bei größeren Entfernungen, d.h. mehreren Wellenlängen. Wie noch näher erläutert werden wird, wird durch die spezielle Antennenanordnung gemäß der Erfindung die elektromagnetische Peldwirkung im Bereich zwischen den erwähnten großen Entfernungen und der äußeren Umgrenzung des Überwachungsbereichs 15 wirksam aufgehoben.

Ein Sender 16 gibt über einen Wandler 18 an das Abfrageantennenbündel 10 seine Sendeenergie ab. Der Sender 16 ist mit einem Iszillator ausgestattet, der elektrische Schwingungen erzeugt und das Abfrageantennenbündel so speist, daß elektromagnetische Abfragewellensignale von bestimmter Frequenz im Überwachungsbereich erzeugt werden. Bei der in der US-PS 3 500 beschriebenen Ausführungsform erzeugt der Sender 16 elektrische Schwingungen, die in Stufen von 500 Hz zwischen 1,95 und 2,05 MHa variieren. Das Abfrageantennenbündel 10 besteht aus vier länggestreckten elektrischen Leitern 20, 22, 24 und 26, die zueinander parallel verlaufen und aufrecht stehen. Die Leiter haben zueinander einen Abstand und bilden im Grundriß ein Quadrat. Die beiden Leiter 20 und 22 sind an ihren oberen Enden miteinander verbunden und stellen so eine erste, vertikal stehende, langgestreckte Schleife 10a

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dar, die parallel zu einer Begrenzungskante des Weges verläuft· Die anderen beiden Leiter 24 und 26 sind ebenfalls miteinander an ihren oberen Enden verbunden und bilden eine zweite vertikale, langgestreckte Schleife 10b parallel zur ersten Schleife und in bezug zum Durchgangsweg hinter dieser. Der Abstand zwischen den langgestreckten Leitern 20 und 22 der ersten Schleife 10a und den Leitern 24 und 26 der zweiten Schleife 10b ist jeweils gleich und entspricht auch dem Abstand der beiden Schleifen. Die unteren Enden der Leiter 22 und 26 haben eine Verbindung miteinander, so daß die beiden Schleifen 10a und 10b hintereinandergeschaltet sind jedoch in Phasenopposition. Ein Strom, der also im Uhrzeigersinn durch die erste Schleife 10a fließt, erzeugt einen im Gegenuhrzeigersinn fließenden Strom in der zweiten Schleife 10b. Diese Schleifenanordnung ist hier mit "Kompensationsanordnung" bezeichnet.

Die unteren Enden der Leiter 20 und 24 sind an die eine Wicklung des Übertragers 18 angeschlossen, während der Sender 16 an der anderen Wicklung des Übertragers 18 liegt.

Der Aufbau des Antennendetektorbündels 12 ist dem soeben beschriebenen des Abfragebündels 10 gleich. Die langgestreckten Leiter sind darin mit 28, 30, 32 und 34bezeichnet, wobei die unteren Enden der Leiter 34 und 30 miteinander verbunden sind und die unteren Enden der Leiter 28 und 32 an der einen Wicklung des Übertragers 36 liegen, an dessen andere Wicklung ein Empfänger 38 angeschlossen ist. Der beispielsweise aus der US-PS 3 500 373 bekannte Empfänger 38 spricht auf elektrische Signale an, die das Detektorantennenbündel 12 aufnimmt, wenn Störungen der elektromagnetischen Wellen auftreten,

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wie dies etwa geschieht, wenn ein Reflektor in den Überwachungsbereich 15 eingebracht ist. Dieser Reflektor kann beispielsweise ein elektrischer Resonanzkreis sein, der in einem Plastikplättchen oder dergl. untergebracht ist und der scharf auf elektromagnetische Wellen von bestimmten Prequenzen abgestimmt ist, die innerhalb des Sender-Sweep-Bereiches liegen, d.h. zwischen 1,95 und 2,05 MHz. Durch diese Resonanz werden Störungen des elektromagnetischen Peldes hervorgerufen, die durch das Detektorantennenbündel 12 in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden, welche dann vom Empfänger festgestellt werden. Eine Alarmeinrichtung 40, die mit dem Empfänger verbunden ist, erzeugt dann ein hörbares oder sichtbares Signal, wenn sie aufgrund der Peststellungen des Empfängers von diesem angeregt wird·

Die Antennenbündel 10 und 12 können von Gehäusen 42 umgeben sein, die strichpunktiert angedeutet sind und die aus einem dekorativen dielektrischen Material wie etwa Holz oder Plastik bestehen können.

Aufbau und Anordnung des Abfrageantennenbündels 10 und des Detektorantennenbündels 12 sind derart, daß ihr Peldeinfluß auf den Überwachungsbereich 15 begrenzt ist; außerdem sind sie gegenüber elektromagnetischen Einwirkungen von außerhalb dieses Bereichs wirksam abgeschlossen. Die Darstellung der Figur 2 zeigt, daß ein für die elektromagnetische Strahlung empfindliches Gerät wie etwa ein Rundfunkempfänger 44 oder ein entferntes Reflektor- oder Tastelement 46, das sich außerhalb des Überwachungsbereichs befindet, von den elektromagnetischen Wellen und Peldern des Abfrageantennenbündels 10 nicht beeinflußt werden. Außer-

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dem können entfernte Quellen für elektromagnetische Wellen und dergl. wie etwa elektrische Motoren 48, die sich außerhalb des Abfrage- "bzw. Überwachungsbereiches befinden, das Detektorantennenbtindel 12 nicht beeinflussen. Auch sind alle elektromagnetischen Veränderungen der Umgebung automatisch mit dieser Antennenanordnung kompensiert. Andererseits wird ein in der Nähe befindliches Ansprech- oder Reflektorelement 50 im Abfragebereich 15 wirkungsvoll durch die elektromagnetische Energie angesprochen und erzeugt Störungen des elektromagnetischen Feldes, die dann vom Detektorantennenbündel 12 erfaßt werden.

Die Art und Weise, wie das Abfrageantennenbündel wirkt, so daß der Einflußbereich auf den Abtastbereich 15 begrenzt wird, soll nun anhand der Figuren 2 und 3 erläutert werden. Wie die Figur 2 zeigt, werden durch den Stromfluß in den verschiedenen Leitern 20, 22, 24 und 26 diese kreisförmig umgebende Hagnetfelder erzeugt, die mit den Pfeilen H₂₀, H₂₂, H₂^ und H₂^ angedeutet sind. Wegen der Verbindungen, die die Leiter miteinander haben, ist die Richtung der Magnetfelder H₂Q und H₂g im Uhrzeigersinn, während die Richtung der Felder H₂₂ und Ep* gegen den Uhrzeigersinn gerichtet ist. Mit anderen Worten, die Felder H₂₀ und H₂g befinden sich um 180° außer Phase mit den Feldern H₂₂ und H₂..

Nun zeigt die Kurve 52 der Figur 3, daß die Stärke des Magnetfeldes infolge eines Stromflusses durch die Leiter in umgekehrtem Verhältnis zum Abstand von den Leitern abnimmt. Zwei Leiter, z.B. die Leiter 24 und 26, die voneinander einen Abstand <ad haben, erzeugen eine große Differenz M (Figur 3) der magnetischen

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Feldstärke an ihnen nahe benachbarten Stellen, d.h. innerhalb des Überwaehungsbereiehes 15, während sie in einem größeren Abstand, d.h. außerhalb des Überwachungsbereiches 15, nur einen kleinen Unterschied m in der Magnetfeldintensität hervorrufen. So erhalten entfernt gelegene Einrichtungen wie ein Radioempfänger 44-oder auch ein entferntes Reflektor- oder Antwortelement 46 magnetische Felder von nahezu gleicher Intensität von allen Leitern 20, 22, 24 und 26. Wegen des relativ großen Abstandes von den Leitern zu entfernten Einrichtungen sind die Magnetfeldvektoren von allen Leitern praktisch an diesem Platz gleichgerichtet, Wegen der bereits erwähnten Phasenbeziehung haben dann zwei der vier Magnetfeldvektoren die eine Richtung, während die beiden anderen entgegengesetzte Richtung haben, und da alle Magnetfeldvektoren praktisch gleiche Betragsgröße haben, heben sie sich gegenseitig auf und rufen an der entfernt gelegenen Einrichtung keine Wirkung hervor.

Im näheren Bereich befindliche Einrichtungen dagegen, wie das nahe Reflexions- oder Antwortelement 50 im Überwachungsbereich 15 empfinden eine wesentlich größere Differenz der Magnetfeldintensität von den verschiedenen Leitern 20, 22, 24 und 26. Außerdem bewirkt der räumliche Abstand der Leiter untereinander, daß im Prüfbereich die Magnetfeldvektoren unterschiedliche Winkel haben, so daß gut erkennbare Magnetfeldbedingungen erzeugt werden, auch wenn zwei der Leiter mit 180° Phasenversetzung gegenüber den beiden anderen erregt sind. Auch kann aus der Figur ersehen werden, daß an weiter entfernt gelegenen Punkten, z.B. das Mehrfache der Wellenlänge bei den

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verwendeten Frequenzen, der Intensitätspegel so niedrig ist, daß Vierpol-Abstrahlung unbedeutend ist.

Die Art und Weise, wie das Detektorantennenbündel 12 das Diebstahlaufspürsystem gegenüber elektromagnetischen Feldstörungen, die von entfernten Quellen außerhalb des Prüfbereichs 15 stammen, isoliert, beispielsweise einem Elektromotor 48, wird nun erläutert. Wie im Fall des Abfrageantennenbündels 10 sind die leiter 28, 30, 32 und 34 des Detektorantennenbündels 12 so miteinander verbunden, daß der durch die Leiter 28 und 34 fließende Strom in Gegenrichtung fließt zu dem Strom durch die Leiter 30 und 32. Wie bereits anhand der Kurvencharakteristik 52 der Figur 3 gezeigt, haben Störmagnetfelder von entfernt gelegenen Stellen außerhalb des Abfragebereichs 15 für jeden Leiter die gleiche Intensität. Wegen des verhältnismäßig großen Abstandes zwischen der Störquelle und den Leitern verlaufen die Magnetfeldvektoren an den verschiedenen Leitern auch praktisch parallel zueinander. So werden in den Leitern elektrische Ströme von praktisch gleicher Größe, Richtung und Phase erzeugt. Da aber die Leiter in Reihe geschaltet sind, heben sich die in zwei Leitern erzeugten Ströme mit denen in den beiden anderen Leitern erzeugten Ströme praktisch auf. Das nahegelegene Reflexions- oder Antwortelement 50 im Überwachungsbereich 15 dagegen erzeugt magnetische Wirkungen, die sich an den vier Leitern 28, 30, 32 und 34 sowohl hinsichtlich Phase als auch Intensität unterscheiden, so daß sich die in den Leitern dadurch ergebenden Signale nicht untereinander aufheben und damit ein Signal feststellbar ist.

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Es sei daran erinnert, daß die beiden Schleifen jedes Antennenbündels sich, in Kompensationsschaltung befinden. Auf diese Weise erzeugen irgendwelche Änderungen in den Umgebungsbedingungen jeweils praktisch denselben jedoch entgegengesetzten Effekt in jeder Schleife, so daß das äußere Ergebnis am Antennenbündel selbst bei Änderungen im Umgebungsbereich 0 bleibt.

Andererseits ermöglicht der Abstand zwischen den Schleifen, daß sie unterschiedlichen Einfluß nehmen auf die im Überwachungsbereich befindlichen Reflexionsoder Antwortelemente bzw. sie unterschiedlich von diesen beeinflußt werden. Obgleich die Gegenkopplung der beiden Schleifen in jedem Antennenbündel auf die Empfindlichkeit des Systems beim Durchgang der Antwortelemente durch den Überwachungsbereich einen verschlechternden Einfluß zu haben scheint, hat es sich bei einem mit Frequenzen im Bereich von 1,95 bis 2,05 MHz arbeitenden System, dessen Abfrage- und Detektorantennenbündel aus einem Paar parallel verlaufender, langgestreckter Schleifen von 150 cm Höhe und 20 cm Breite bei 20 cm Abstand der Schleifen besteht, wobei die Bündel zu beiden Seiten eines Durchgangs von 75 cm Breite angeordnet sind, gezeigt, daß die Rauschstörungen um 50 gb abgenommen haben mit einem entsprechenden Anwachsen des Signal/Rauschverhältnisses. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Abstand zwischen den Schleifen jedes Antennenbündels etwa 1/4 der Breite des Durchgangsweges oder des Abstands zwischen den Antennenbündeln zu wählen. Um von den Antennen jegliche Vierpol-Abstrahlung zu vermeiden und damit der Pegel der elektrischen Energie niedrig genug sein kann, damit das System weder derartige Strahlung erzeugt noch auf sie anspricht, sollte die Gesamtlänge der Reihenverbindung

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der Antennenschleifen weniger als 1/10 der Wellenlänge bei der verwendeten Frequenz sein.

Es versteht sich, daß die Vorteile der Erfindung mit Antennenschleifen verschiedener Breite und mit verschiedenem Abstand erzielt werden können. So wird durch Vergrößern der Breite der Antennenschleife und ihrer Abstände der wirksame Arbeitsbereich des Antennenbündels vergrößert. Andererseits wird damit die wirksame Isolation und Begrenzung, die mit diesem Antennensystem erzielbar ist, vermindert bzw. verschlechtert, und das Abstimmen der Schleifen wird schwieriger. Bei dem beschriebenen Ausführungsbe.ispiel sind die Schleifen in den Antennenbündeln in Reihe geschaltet; die Vorteile der Erfindung, lassen sich jedoch auch mit parallel geschalteten Schleifen erzielen, solange die Kompensationsbeziehung erhalten bleibt wie auch der Abstand der Schleifen. Um die Kompensationsbeziehung oder die Phasenopposition zu erhalten, sollte die Gesamtlänge des Reihenschaltungspfades durch jede Schleife oder durch beide Schleifen kleiner als 1/10 der Wellenlänge bei der verwendeten Frequenz sein.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann ein einziges Antennenbündel vorhanden sein wobei dann Sender und Empfänger über einen gemeinsamen Anschluß mit diesem Antennenbündel verbunden wird, wie es in der US-PS 3 500 373 beschrieben ist.

Figur 4 zeigt ein abgewandeltes Ausftihrungsbeispiel der Erfindung, bei dem drei Antennenschleifen 60, 62 und 64 parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind und das Sendeantennenbündel 66 auf der einen Seite des Durchtrittsweges 68 darstellen, während drei

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gleiche parallele Antennenschleifen 70, 72 und 74 das Empfangsantennenbündel 76 auf der gegenüberliegenden Seite des Durchtrittsweges bilden. Die Schleifen jedes Antennenbündels sind langgestreckt und in vertikaler Richtung angeordnet und haben zueinander jeweils gleichen Abstand. Wie bei dem erstbeschriebenen Beispiel ist der Abstand zwischen den Schleifen jedes Antennenbündels ein Bruchteil, z.B. 1/4 des Abstands zwischen den beiden Bündeln selbst.

Die beiden Enden der Schleifen 60, 62 und 64 des Sendeantennenbündels 66 sind parallel an einen Sender 78 angeschlossen; die in der Mitte gelegene Schleife 62 ist jedoch mit dem Sender so verbunden, daß die durch diese Schleife fließenden Ströme in Phasenopposition zu den Strömen sind, die durch die außenliegenden Schleifen 60 und 64 fließen. Damit sind diese Schleifen also in Gegenkompensation geschaltet. Eine gleiche Anordnung haben die Schleifen 70, 72 und 74 des Empfangsantennenbündels 76, die an einen Empfänger 80 angeschlossen sind.

Damit in jedem der Antennenbündel ein genauer Ausgleich vorhanden ist, sollte die Anzahl der Amperewindungen in der einen Phasenrichtung gleich der Anzahl der Amperewindungen der Schleifen in der entgegengesetzten Phasenrichtung sein. Das heißt, die gesamte Zahl der Windungen der außenliegenden Schleifen 60 und 64 der Antennen im Sendeantennenbündel 66 sollte gleich der Zahl der Windungen der mittleren Schleife sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel soll die gesamte länge der in Reihe geschalteten Windungen erheblich weniger, z.B. weniger als 1/10, einer Wellenlänge bei

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der verwendeten Frequenz des Senders oder Empfängers sein, so daß die Gegenkompensation der Antennenschleigewahrt bleibt.

Bei Verwendung von drei Antennenschleifen statt zwei in jedem Antennenbündel kann das wirksame PeId des Systems schärfer bestimmt werden. Tatsächlich läßt sich die Feldbegrenzung durch eine größere Zahl von Antennenschleifen in jedem Antennenbündel steigern, jedoch ist bei Zunahme über die Zahl von drei Schleifen hinaus die Verbesserung der Feldbegrenzung mit jeder zusätzlichen Schleife immer geringer. Die Verwendung von drei Schleifen in jedem Antennenbündel ermöglicht auch, eine Symmetriebedingung aufrecht zu erhalten, wodurch das Zentrum der Kompensation stets in der Ebene der mittleren Schleife bleibt.

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Claims

Patentansprüche

1.) Detektorschranke für Gegenstände an einem Beförderungsweg, den die Gegenstände "beim Verlassen eines geschützten Bereiches nehmen müssen, mit einem Sender für elektromagnetische Wellen eines Abfragesignals einer bestimmten Frequenz und einem Empfänger, der auf bestimmte Störungen der elektromagnetischen Wellen mit Alarmsignalen anspricht, wobei Sender und Empfänger an Antenneneinrichtungen nahe dem Beförderungsweg angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet , daß jede Antenneneinrichtung (10, 12) wenigstens zwei parallel verlaufende, in Gegenkompensation geschaltete Schleifen (10a, 10b; 12a, 12b) aufweist, deren Länge und zwischen ihnen befindlicher Abstand wesentlich kleiner als die Wellenlänge des Abfragesignals und der bestimmten Störungen der elektromagnetischen Wellen ist, und daß die parallel geschalteten Schleifen in zueinander parallelen Ebenen mit geringem Abstand angeordnet sind.

2. Detektorschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (16) und der Empfänger (38) an je eine Antenneneinrichtung (10; 12) angeschlossen sind.

3. Detektorschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Schleifen (10a, 10b; 12a, 12b) etwa 1/4 der Breite des Beförderungsdurchtrittsweges ist.

4. Detektorschranke nach einem der Ansprüche

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1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenschleifen (10a, 10b; 12a, 12b) praktisch gleiche Abmessungen haben.

5. Antennenschranke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifen (10a, 10b; 12a, 12b) eines Antennenbündels einen Abstand voneinander haben, der gleich ihrer Weite ist.

6. Detektorschranke nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifen (10a, 10b; 12a, 12b) in vertikaler Richtung langgestreckt sind.

7· Detektorschranke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schleife aus einem Paar gerader langgestreckter Leiter (20, 22; 24, 26j 28, 30; 32, 34) besteht, die einen gegenüber ihrer Länge erheblich geringeren Abstand voneinander haben.

8. Detektorschranke nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schleifen (10a, 10b; 12 a, 12b) einen Abstand voneinander haben, der gleich dem Abstand der langgestreckten Leiter einer jeden Schleife ist.

9. Detektorschranke nach einem der Ansprüche

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Leiter jeder Schleife an einem Ende miteinander verbunden sind, während das andere Ende der beiden aneinandergrenzenden Leiter verschiedener Schleifen miteinander verbunden ist.

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10. Detektorschranke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Enden der beiden übrigen Leiter an eine Wicklung eines Übertragers angeschlossen sind, während ein Oszillator mit seinem Ausgang an der anderen Wicklung des Übertragers liegt.

11. Detektorschranke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Leiter jeder Schleife einen Abstand von 1/7 ihrer Länge voneinander haben.

12. Detektorschranke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Leiter einen Abstand von etwa 20 cm voneinander haben und daß der Sender (16) eine Frequenz von etwa 2 MHz erzeugt.

13. Detektorschranke nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Beförderungsweg eine Breite von 75 cm hat.

14. Detektorschranke nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Leiter sich vertikal bis zu einer Höhe von etwa 150 cm erstrecken.

15. Detektorschranke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den langgestreckten Leitern weniger als 1/10 der Signalwellenlange der vom Oszillator erzeugten Signalfrequenz ist.

16. Detektorschranke nach Anspruch 7, d a -

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durch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Leiter vertikal verlaufen.

17. Detektorschranke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Antenneneinrichtungen (10, 12) auf gegenüberliegenden Seiten des Beförderungsweges angeordnet sind.

18. Detektorschranke nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtungen (10, 12) zueinander !.parallel verlaufen .

19. Detektorschranke nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich die langgestreckten Leiter der Antenneneinrichtungen in vertikaler Richtung erstrecken.

20. Detektorsehranke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Ebenen der Antennenschleifen (10a, 10b; 12a, 12b) parallel zum Beförderungsweg angeordnet sind.

21. Detektorschranke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß jede Antenneneinrichtung (66, 76) drei zueinander ausgerichtete Antennenschleifen (60, 62, 64; 70, 72, 74) enthält, deren beide außenliegende Schleifen (60, 64; 70, 74) in phasenmäßiger Gegenkompensation zur dritten Schleife (62, 72) geschaltet sind.

22. Detektorschranke nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß Breite der Schleifen und Zwischenraum zwischen benachbarten Schleifen etwa einem Viertel der Beförderungswegbreite entsprechen. 709808/0312

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