DE2836462C2

DE2836462C2 - Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung

Info

Publication number: DE2836462C2
Application number: DE19782836462
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 8000 München Zierhut
Original assignee: RICHARD HIRSCHMANN RADIOTECHNISCHES WERK 7300 ESSLINGEN DE; RICHARD HIRSCHMANN RADIOTECHNISCHES WERK 7300 ESSLINGEN
Current assignee: Richard Hirschmann & Co 7300 Esslingen De GmbH
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1978-08-21
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE2836462A1

Description

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z. B. zur Ausblendung räumlich begrenzter Störer, wie teil besteht, daß bei Bedarf die Empfangseinrichtung mit

Glühlampen oder bewegte Vorhänge, unterdrücken. ihren günstigen optischen Eigenschaften zugleich a|s

Nicht zuletzt erlaubt die Möglichkeit der nachträgli- Sendeeinrichtung einsetzbar ist y

chen EinsteUbarkeit der Keulen eine billige Herstellung Durch eine gemäß Anspruch 9 innerhalb des Rohres

der Empfangseinrichtung mit groben Toleranzen lind 5 angeordnete Blende ist mit geringem Aufwand und oh-

eine Abdeckung aller Anwendungsfälle mittels eines ne Änderung der -äußeren Abmessungen der erfin-

einzigen Gerätes, so daß insgesamt ein Minimalaufwand dungsgemäßen Empfangseinrichtung durch Beschnei-

hinsichtlich Herstellung, Lagerhaltung und Anwendung dung der Randzonen des Empfangskeulen-Diagramms

erreichtist eine beliebige Anpassung an den ün Einzelfall zu über-

Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen io wachenden Raumsektor ermöglicht

der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn- Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh-

zeichnet rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung

Eine erweiterte Einstellbarkeit der Empfangseinrich- näher erläutert.

tung hinsichtlich der Gestaltung des Empfangsbereichs- F i g. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung Diagrammes ist in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben. 15 zur Erläuterung des Prinzips der Empfangseinrichtung; Dadurch ist auf einfache Weise ein Verändern der Ein- Fig.2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten fallswinkel der Keulen, z. B. ein Auseinanderziehen in Ausführungsform der Empfangseinrichtung;
einer Richtung bei rechteckigem Rohrquerschnitt er- Fig.3 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten reichbar. In vielen Anwendungsfällen ist es erwünscht Ausführungsform der Empfangseinrichtung,
daß die Strahlung aus dem zu überwachenden Raum in 20 Gemäß der Darstellung in Fig. 1 sind eine Fokussier-Form von lattenzaunartig verlaufenden Strahlungskeu- Linse 1 für eine bestimmte elektromagnetische Strahlen zum Empfangswandler gelangt Dazu ist genäß An- lung und ein Empfangs-Wandler 2 für diese elektromaspruch 4 vorgesehen, daß die Fokussierlinse eine Zylin- gnetische Strahlung so angeordnet daß der Wandler 2 derlinse ist und der Empfangswandler eine zur Brennli- in der oder ungefähr an der von der Linsen-Hauptebene nie der Zylinderlinse parallele linienförmige Empfangs- 23 3 um die Brennweite / entfernten Brennebene 4 der fläche hat Durch das weitere kennzeichende Merkmal Linse liegt Im Hinblick auf Lage- bzw. Stellungsangadieses Anspruches, wonach die zu Brennlinien der Zylin- ben für den Wandler 2 ist hierbei jeweils dessen Empderlinse senkrechten Innenflächen des Vierkantrohres fangsfläche gemeint an der eine Umsetzung der elekreflexfrei sind, ist die Höhe des »Lattenzauns« begrenz- tromagnetischen Strahlung in eine Meßgröße wie beibar und damit eine einfache Möglichkeit zur Oberwa- 30 spielsweise eine Spannung oder eine Widerstandsänderung von Raumsektoren geringer Höhe oder zur Aus- rung erfolgt Bei dem gezeigten Prinzipschema liegt der blendung entsprechender Störer, z. B. eines Fensters, Wandler 2 auf der optischen Achse 5 der linse 1. Der geschaffen. Wandler 2 kann beispielsweise eine Photodiode, eine

Im Einzelfall kann es zweckmäßig sein, daß die Hö- Photodiode mit besonderer Infrarotempfindlichkeit ei-

henbegrenzung der Einstrahlung nur in Teilbereichen 35 ne Mikrowellenempfangsdiode oder dergleichen sein,

wirksam ist Dafür gibt der in Anspruch 5 beschriebene Dementsprechend muß die Linse 1 so ausgebildet sein,

Aufbau der erfindungsgemäßen Raumüberwachungs- daß sie für die in Frage kommende Strahlung die er-

Empfangseinrichtung eine besonders einfache Lösung wünschte Fokussierwirkung hat Zugleich damit kann

an. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Ausblen- die Linse 1 als Filter dienen, das unerwünschte Strah-

dung unnötiger bzw. störender Rand-Empfangskeulen 40 lung abhält Die Linse 1 und der Wandler 2 sind von

durch Begrenzung des Raumsektors, aus dem Strahlung einer,". Rohr 6 umfaßt, dessen Mittelachse mit der opti-

empfangen wird, besteht gemäß Anspruch 6 darin, daß sehen Achse 5 der Linse 1 zusammenfällt Dabei ent-

das Rohr einstellbar über die Hauptebene der Linse spricht der Querschnitt des Rohrs 6 dem Eailaßquer-

hinaus verlängert ist Dabei kann durch eine trichterför- schnitt der Linse 1. Die Linse 1 sitzt somit nahezu rand-

mige Erweiterung dieser Verlängerung mit entspre- 45 los an dem einen Ende des Rohrs, während an dem

chender Neigung auf einfache und wirksame Weise ver- anderen Ende des Rohrs der Wandler 2 in einer Fassung

mieden werden, daß Nutzkeulen beschnitten werden 7 untergebracht ist und über diese sowie über eine

und unerwünschte Strahlung durch Reflexion an den Rückwand 8 im Rohr 6 angebracht ist Das Rohr 6 ist an

Innenwänden der Verlängerung zum Empfangswandler seiner Innenseite verspiegelt während die Rückwand 8

gelangt 50 an ihrer der Linse 1 zugewandten Seite reflexfrei be-

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der schichtet ist.

Erfindung nach Anspruch 7 ist auf einfache Weise die Die Funktionsweise der Einrichtung nach F i g. 1 ist

einem gewünschten Empfangskeulen-Diagramm exakt folgend*¹.: Direkteinstrahlung, nämlich Einstrahlung in

entsprechende Justierung des Empfangswandlers be- Richtung der optischen Achse mit dem Einstrahlwinkel

stimmbar. Dazu wird zunächst die Strahlereinheit 55 Λο in Form einer H?vptkeule K₀ wird von der Linse 1

(Strahler mit Fassung) in die nun als Sendeeinrichtung direkt auf den Wandler 2 projiziert Ferner werden von

wirkende Empfangseinrichtung eingesetzt und derart der Linse 1 auch Einstrahlungen unter Winkeln ac\, «2, ca

eingestellt daß sich auf einem Schirm, auf dem die von usw. als Nebenkeulen Ki, Ki, A3 usw. auf dem Wandler 2

den Strahlungskeulen getroffenen Bereiche aufleuchten, fokussiert wobei die Strahlen von der verspiegeiten In-

das Soll-Diagramm ergibt und anschließend die Strah- 60 nenseite des Rohrs 6 einmal, zweimal, dreimal usw. re-

lereinheit durch die Empfangswandlereinheit ersetzt. flektiert werden. Diese Nebenkeulen sind entsprechend

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin- der Querschnittsform des Rohrs 6 um die optische Achdung besteht ferner darin, daß gemäß Anspruch 8 nahe se 5 herum verteilt, d. h. beispielsweise bei einem zylinneben dem Wandler ein Strahler angeordnet ist, dessen drischen Rohr 6 als Konustrichter mit wachsend steioptische Achse zur optischen Achse des Wandlers im 65 gendem spitzen Winkei gegeben. Der jeweilige Einfallwesentlichen parallel liegt. Dadurch kann die Einstel- winkel a„ einer Nebenkeule K_n mit n-facher Reflexion lung der Empfangseinrichi jng jederzeit ohne großen bis zum Erreichen des Wandlers 2 ergibt sich bei der Aufwand überprüft werden, wobei der zusätzliche Vor- gezeigten Darstellung durch die Bedingung tg«„ — na/f,

wobei a der Achsabstand der Innenseite des Rohrs 6 ist.

In der F i g. 1 ist die Empfangskeule K₀ idealisiert als Bündel paralleler Strahlen dargestellt. Aufgrund einer normalerweise sphärischen Aberration bzw. eines Öffnungsfehlers der Linse 1, der endlichen Größe der Emp- s fangsfläche des Wandlers 2 und auch einer eventuellen Empfindlichkeit des Wandlers 2 in räumlicher Tiefe senkrecht zur Empfangsfläche ist jedoch in der Praxis die Keule AT₀ eine kegelförmige Empfangskeule mit zu Gen Rändern hin abnehmender Empfindlichkeit. Gleichermaßen sind die Nebenkeulen keine Kegeltrichter mit Parallelwänden, sondern solche, bei denen der Kegelspitzenwinkel für den Außenrand flacher als für den Innenrand ist Diese Kegelform kann durch eine axiale Verschiebung des Wandlers 2 entlang der Längsachse is des Rohrs 6 bzw. in diesem Fall der optischen Achse 5 der Linse 1 beeinflußt werden. Durch eine Radialverschiebung des Wandlers 2 gegenüber der Rohrmittelachse kann die Hauptkeule Kq verschwenkt werden, während zugleich die Nebenkeulen mit steigender Reflexionsanzahl jeweils abwechselnd zur Hauptkeule hin und von der Hauptkeule weg verschwenkt werden. Falls es erwünscht ist, die Empfangseinrichtung wahlweise entweder hauptsächlich mit der Hauptkeule Ko allein oder mit der Hauptkeule sowie nahezu gleich empfindli- 2s chen Nebenkeulen zu betreiben, kann die Linse 1 verschwenkt werden, so daß die Nebenkeulen ganz oder teilweise unterdrückt werden können. Je nach dem gewählten Schwenkpunkt für die Linse 1 bleibt dabei der Wandler 2 in der Brennebene der Linse, so daß die Hauptkeule unverändert bleibt, oder aber erfolgt eine Verschiebung aus der Brennebene heraus, so daß die Keule zu einem größeren Kegel erweitert wird.

Falls Nebenkeulen an bestimmten Bereichen unerwünscht sind, können sie entweder durch eine vorge- setzte Trichterabschirmung mit gewünschter Kontur ausgeblendet werden oder dadurch unterdrückt werden, daß das Rohr 6 an bestimmten Sektoren oder Bereichen der Innenseite nicht verspiegelt wird. In letzterem Fall ist jedoch zu beachten, daß durch Entfall einer Spiegelschicht nicht nur Keulensektoren aus einem bestimmten Radialwinkelbereich unterdrückt werden, sondern zugleich auch die Keulen aus dem Gegen-Radialwinkelbereich beeinflußt werden.

Zur Einstellung und Überprüfung der jeweiligen Ein-Strahlkeulen ist es zweckdienlich, eine der Wandler-Fassung 7 genau gleiche Fassung mit einem Strahler für die in Frage stehende elektromagnetische Strahlung so zu bestücken, daß seine Strahlfläche in Größe und Lage möglichst genau r-rit der Empfangsfläche des Wandlers 2 übereinstimmt Setzt man nun diese Fassung mit dem Strahler an die Stelle der Fassung 7 mit dem Wandler 2 ein, wobei das Einhalten einer genauen Obereinstimmung der Einstellage zu beachten ist, so kann unter Einschalten des Strahlers die Empfangseinrichtung zu einer Sendeeinrichtung umgestellt werden und deren Strahl-Richtdiagramm aufgenommen oder Überprüft werden, das dem Empfangs-Richtdiagramm bei eingesetztem Wandler 2 entspricht

Für die Einfallwinkel der Nebenkeulen ist das Verhältnis a/7 des Achsabstands a. der Innenseite des Rohrs 6 zur Brennweite /der Linse 1 von Bedeutung. Ist dieses Verhältnis zu klein und somit das Rohr Im Verhältnis zur Brennweite zu eng, so ergibt sich eine enge Aufeinanderfolge von Einfallwinkeln und damit eine nahezu gleichmäßige Empfindlichkeit für die verschiedenen Einfallrichtungen. Wenn dagegen das Verhältnis zu Kroß ist d. h. das Rohr zu weit ist Hegt schon die erste Nebenkeule K\ mit einer einfachen Strahlreflexion weit von der Hauptkeule ab, was einen großen unüberwachten Winkelraum zwischen diesen beiden Keulen ergeben kann. In der Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Empfangseinrichtung gezeigt, bei dem ein zylindrisches Rohr 6 so gewählt ist, daß sein Achsabstand a ungefähr ein Drittel der Brennweite /der Linse 1 ist. Im Vergleich zu dem Schema nach F i g. 1, bei dem das Verhältnis a/f 1 :4 ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 die erste Nebenkeule K\ weiter von der Hauptkeule Kq abgedrückt.

In der F i g. 3 ist als Ausführungsbeispiel eine Empfangseinrichtung gezeigt, die ein Empfangsrichtdiagramm mit Einstrahlkeulen in Form eines Lattenzauns hat. Dazu ist die Linse 1 durch eine Zylinderlinse Γ ersetzt, die einfallende Strahlen nur in Horizontalrichtung in der Zeichnung konvergiert. Die Einfallwinkel der Einstrahlkeulen, die zu dem Wandler 2 hin gerichtet werden, entsprechen in der waagerechten Ebene den in Zusammenhang mit Fig. 1 genannten Bedingungen. Der Achsabstand des in diesem Fall rechteckigen Rohrs 6 ist dabei der Abstand der Seitenflächen des Rohrs von der Rohrmittelachse. Die Höhe der Empfangskeulen kann einmal durch die Gestaltung der zur Konvergierebene der Zylinderlinse 1' parallelen oberen und unteren Innenseite des Rohrs 6 und zum zweiten durch die Gestaltung des Wandlers 2 in der in diesem Fall senkrechten Trennlinie der Zylinderlinse 1' beeinflußt werden. Zur Erzielung eines sehr »niedrigen« Keulenbündels wird weiterhin ein Wandler 2 mit nahezu punktförmiger Empfangsfläche verwendet, während die obere und die untere Innenseite des Rohrs 6 ohne Spiegelschicht und möglichst reflexfrei gestaltet werden. Durch Verspiegelung einer dieser Innenseiten ergibt sich ein von der Mittelachse weg nach oben oder unten erweitertes Keulenbündel. Anstelle des Wandlers 2 mit nahezu punktförmiger Empfangsfläche kann auch ein Wandler 2' mit linienförmiger Empfangsfläche bzw. einer Empfangsfläche in Form eines schmalen Streifens eingesetzt werden, wodurch die Keulenhöhe etwas gesteigert wird. Die größte Keulenhöhe wird durch Verspiegelung sowohl der oberen als auch der unteren Innenseite des rechteckförmigen Rohrs 6 erzielt. Für die Formung der Keulen gilt auch bei diesem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 das im Zusammenhang mit F i g. 1 Gesagte.

Hierzu! Blatt Zeichnungen

Claims

■:.,.. Die Erfindung betrifft eine Raumüberwachungs- Patentansprüche: Empfangseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

1. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung mit Bei einer solchen, aus der DE-PS 26 53 110 bekannten einer Fokussierlinse und einem in öder nahe einer 5 Empfangseinrichtung gelangt die Strahlung aus Rich-Brennebene hinter der Fokussierlinse angeordneten tung der optischen Achse (Hauptkeule), sowie aus sym-Empfangswandler, insbesondere für elektromagneti- metrisch zur optischen Achse verlaufenden Empfangssche Strahlung, sowie einem die Fokussierlinse und bereichen (Nebenkeulen) durch Reflexion(cn) an der den Empfangswandler umgebenden auf der Innen- Rohrinnenwand zum Empfangswaridler, wobei iSe Ansehe verspiegelten Rohr, dessen Querschnitt unge- io zahl der letzteren und damit deren Einfallswinkel und fähr dem der Iinsenhauptebene entspricht, da- Abmessungen sich durch die Anzahl der Reflexionen durch, gekennzeichnet, daß die optische und somit der Länge der reflektierenden Innenwand Achse (5) der Fokussierlinse (1) gegenüber der Mit- bestimmen. "
telachse des Rohres (6) verschwenkbar und/oder der Mit dieser Empfangseinrichtung ist eine Anpassung Empfangswandler (2) radial und/oder axial zu dieser is an die räumlichen Gegebenheiten des jeweiligen Einverstellbar ist. satzortes durch entsprechende Ausbildung des Strah-

2. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung lungsdiagrammes nur in sehr beschränktem Umfange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS das möglich, da die die größte Empfindlichkeit aufweisende Verhältnis des Achsabstandes (a) der Innenflächen Hauptkeule in ihrer Lage nicht verstellbar und nur eine des Rohres (ä^zur Brennweite (f) der Fokussierlinse 20 symmetrische Verteilung der Empfangsbereiche er-(i) veränderbar ist reichbar ist.

3. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung Außerdem ist für die im Einzelfall benötigten unternach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, schiedlichen Längen der reflektierenden Prismenflädaß die Innenfläche des Rohres (6) zwischen dem chen eine Vielzahl von Geräten erforderlich, wodurch Empfangswandler (2) und der Fokussierlinse (1) ent- 25 insbesondere die Kosten für Herstellung und Lagerhallang der Mittelachse des Rohres (6) unterschiedli- tung oftmals untragbar hoch sind. Überdies ist durch die chen Achsabstand (a)hat fehlende Einstellbarkrjt eine nachträgliche Anpassung

4. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung an geänderte räumliche Verhältnisse ausgeschlossen, so nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- daß ζ. B. bei Umbau oder Einrichtungsveränderungen zeichnet, daß die Fokussierlinse (1) eine Zylinderlin- 30 neue Empfangseinrichtungen vorzusehen sind.

se (I') ist, daß der Empfangswandler (2') eine zu Schließlich ist bei dem bekannten Einbruchdetektor

Brennlinien (4') der Zylinderlinse (Γ) parallele linien- die häufig erwünschte Unterdrückung eines oder tneh-

förmige Empfangsfläche hat urrü daß die zu Brennli- rerer Empfangsbereiche zur Ausblendung räumlich be-

nien (4') der Zylinderlinse (Γ) senkrechten Innenflä- gr «ter Störstrahler lediglich mittels zusätzlicher, den

chen des einen rechteckigen Querschnitt aufwei- 35 Aufwand erhöhender Blenden möglich und auch dies

senden Rohrs (6) reflexfrei sind. nur symmetrisch zur optischen Achse.

5. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung nach dem zeichnet, daß die Innenfläche des Rohres (6) in axia- Oberbegriff des Anspruches 1 zu setzen, bei der eine ler Richtung verlaufende reflexfreie Bereiche auf- 40 einfache und kostengünstige Einstellung von Anzahl, weist Einfallswinkel und Abmessung aller Empfangsbereiche

6. , Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung innerhalb eines großen Raumsektors eine weitgehend nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- beliebige räumliche Verteilung dieser Empfangsbereizeichnet, daß das Rohr (6), vorzugsweise unter trich- ehe ermöglicht

terförmiger Erweiterung, über die Hauptebene (3) 45 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in

der Fokussierlinse (1) hinaus, verlängert ist Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale

7. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung gelöst

nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- Die durch die Länge der reflektierenden Rohrinnen-

zeichnet, daß der Empfangswandler (2) in einer Fas- wand vorgegebene Höchstzahl von Empfangsbereichen

sung (7) sitzt, die durch eine Fassung mit einem so ist durch axiales Verschieben des Empfangswandlers in

Strahler für die zu empfangende Strahlung ersetzbar Richtung zur Optik beliebig verkleinerbar. Ein Ver-

ist, dessen Abstrahlfläche in Größe und Lage im we- schwenken der optischen Achse zur Mittelachse des

sentlichen der Empfangsfläche des Empfangswand- Rohres ergibt einen symmetrischen Schrägverlauf aller

lers (2) entspricht Empfangsbereiche und die radiale Verstellung des Emp-

8. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung 55 fangswandlers eine asymmetrische Verteilung (Schienach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- len) mit Häufungen in bestimmten Richtungen und einer zeichnet, daß nahe neben dem Empfangswandler (2) geringeren Anzahl von Keulen aus anderen Raumzoein Strahler angeordnet ist, dessen optische Achse nen.

zu derjenigen des Empfangswandlers (2) im wesent- Durch entsprechende Kombination dieser drei Ein-

lichen parallel liegt 60 Stellkriterien sind jederzeit — auch nach der Montage

9. Raumüberwachungs-Empfangseinrichtung der Empfangseinrichtung — nahezu beliebige Empnach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- fangsbereich-Diagramme zur Anpassung an alle möglizeichnet, daß im Rohr (6) eine Blende angeordnet ist, chen räumlichen Verhältnisse erzielbar. Beispielsweise die vorzugsweise in Richtung der Mittelachse des kann eine auf einen nachträglich angebrachten Störer Rohres (6) verschiebbar ist und eine einstellbare Off- 65 (z. B. Heizkörper, reflektierender Zinnteller usw.) genung aufweist. richtete Keule in eine andere Richtung gebracht werden, darüber hinaus lassen sich ohne zusätzliche Einrich-

tungen einzelne Empfangsbereiche auch asymmetrisch