DE2840092C2 - Einrichtung zur pegeleinbruchfreien drahtlosen Übertragung von modulierten HF-Signalen von einem Fahrzeug nach einer ortsfesten Station - Google Patents

Description

der zweite Sendekanal aus einem aus einem RC-Glied bestehenden Hochpaß (5) mit angeschlossenem Trenn verstärker (13), einer nachfolgenden Verstärkerstufe (6), einem nachfolgenden Bandpaß (7) und einer diesem nachgeschalteten zweiten Sendeantenne (8) besteht,

daß die Grenzfrequenzen des Hochpasses und des Tiefpasses so gewählt werden, daß bej der zu übertragenden Frequenz die Phasen der Übertragungsfunktionen des Hochpasses und des Tiefpasses +φ und — φ (ζ. B. ΙφΙ = 45°) betragen, und daß die Grundphasen der Übertragungsfunktionen von Verstärkerstufe und Bandpaß jedes Sendekanals gleich (z. B. (po = 245°) gewählt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden einzigen Anspruchs.

Es ist bekannt, längs einer Strecke einen Linienleiter zu verlegen, der in einer ortsfesten Station mit Sende- und Empfangseinrichtungen für eine HF-Datenübertragung verbunden ist. Die auf der Strecke verkehrenden Fahrzeuge besitzen ebenfalls Empfangs- und Sendeeinrichtungen, die mittels einer Antenne mit dem Linienleiter induktiv gekoppelt sind. Es ist ferner bekannt, den verlegten Linienleiter in bestimmten Abständen zu kreuzen. Das Überfahren der Kreuzstellen wird gezählt und dient dadurch der relativen Positionsfeststellung der Fahrzeuge.

Das Einfügen von Kreuzstellen in den Linienleiter hat zur Folge, daß die Empfangsspannung des Linienleiters für die Datenübertragung beim Überfahren der Kreuzstellen nahezu auf Null absinkt. Um dieser Schwierigkeit abzuhelfen, kann man zwei Antennen am Fahrzeug, in Fahrtrichtung hintereinander, anordnen; damit befindet sich wenigstens eine Antenne stets über dem Linienleiter. Da jedoch an jeder Kreuzstelle Hin- und Rücklei-(LT des l.inienlcitcrs wechseln, sind die Phasen der induzierten Spannungen in den Linicnlcitcr infolge einer Antenne vor und nach der Kreuzstelle um 180° phasenverschoben. Daraus ergibt sich, daß, wenn von den zwei Anlennen eine Antenne sich vor einer Kreuzstelle, die andere dahinter befindet, bei gleichem Sendesignal die in der ortsfesten Station empfangenen Signale gleich Null sind, d. h. man hat beim Überfahren der Kreuzstelle doch wieder einen Pegeleinbruch.

Es ist aus der DE-PS 12 55 725 bekannt, zwei Rahmenantennen an einem Fahrzeug in Fahrtrichtung hintereinander anzubringen, die miteinander induktiv gekoppelt sind, und von denen eine mit einer Sende-/Empfangseinrichtung verbunden ist Durch die induktive Kopplung wird eine Phasenverschiebung von ca. 90° el zwischen den in den beiden Antennen empfangenen

to resp. von den beiden Antennen ausgesendeten Signalen erreicht Somit wird der Datenaustausch mit längs der Fahrstrecke verlegten Linienleitern auch an Kreuzungsstellen derselben nicht unterbrochen.
Eine ähnliche Einrichtung ist aus der DE-OS 22 36 538 bekanntgeworden, bei der statt der Rahmenantennen Ferritantennen (Spulen mit Ferritkernen) benutzt werden, die galvanisch gekoppelt sind. Hier wird eine Phasenverschiebung von ca. 90° el dadurch erreicht daß jeder Ferritantenne ein ÄC-Glied vorgeschaltet wird und diese so gewählt werden, daß der aus ihnen und der induktivität der jeweiligen Ferritantenne bestehende Schwingkreis einmal auf die Frequenz f+Jf, andermal auf die Frequenz f— Af, f - Trägerfrequenz, abgestimmt wird. Bei dieser Einrichtung können jedoch erhebliche Schwierigkeiten auftreten: Kommt es in einer Zuleitung der beiden Antennenkreise zum Kurzschluß, so wird bei einem Widerstand mit kleinem Wert die Absttahlung der anderen Antenne erheblich verschlechtert Bei einem Leitungsbruch in der Zuleitung zu einem Antennenkreis sind die in der DE-OS 22 36 538 — vergleiche den Patentanspruch — geforderten Maßgaben für die Bausteine der beiden Antennenkreise für die Anpassung an die Sende-/Empfangseinrichtung und für die erforderliche Bandbreite für den Datenkanal nicht mehr erfüllt, das heißt, daß es zur Fehlanpassung kommt und die benötigte Übertragungsbandbreite nicht mehr gewährleistet ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vermeidung von Schwierigkeiten, die durch Kurzschlüsse bzw. Unterbrechungen in den Zuleitungen zu den Antennenkreisen entstehen können, eine pegeleinbruchfreie HF-Übertragung von einem Fahrzeug zu einer ortsfesten Station zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird im nachstehend dargestellten Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die

F i g. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung, die

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung für die Phasendrehung und die

F i g. 3 die Empfangsspannung in der ortsfesten Station beim Überfahren einer Kreuzstelle durch ein Fahr-

zeug.

In der F i g. 1 wird der Klemme 9 das auf dem Fahrzeug erzeugte modulierte HF-Signal zugeführt. Die nachgeschaltete Einrichtung befindet sich ebenfalls auf dem Fahrzeug. Die im unteren Teil der F i g. 1 dargestellte Linienleiterverlegung 10 mit Kreuzstelle 11 und

• Empfänger 12 ist ortsfest. Das der Klemme 9 zugeführtc Signal wird danach über zwei parallele Sendekanäle auf je eine der beiden l'ahr/.eugantennen 4 bzw. 8 geführt, und zwar in folgender Weise:

Einerseits wird das Sendcsignal einem Tiefpaß I zugeführt, dem eine Verstärkerstufe 2 mit nachfolgendem Bandpaß 3 nachgcschaltcl ist. Der Ausgang des Bandpasses 3 führt auf die erste Fahrzeugantenne 4. Ande-

rerseits wird das Sendesignal einem Hochpaß 5 mit nachfolgender Verstärkerstufe 6 zugeführt. Der Ausgang dieser Stufe führt auf einen Bandpaß 7, dem die /weite Antenne 8 nachgcschultct ist

Die Grundfrequenzen des Hochpasses und des Tiefpasses werden so gewählt, daß bei der zu fibertragenden Frequenz die Phasen der Übertragungsfunktionen des Hochpasses und des Tiefpasses +φ und — φ(ζ. B. ΙφΙ = 45°) betragen. Ferner werden die Grundphasen der Übertragungsfunktionen von der Verstärkerstufe und des Bandpasses jedes Sendekanals gleich (ζ. Β. φα = 245°) gewählt

Die F i g. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit der die gewünschten Phasendrehungen realisiert werden können.

Zunächst wird zwecks Einstellung der Grundphase φ§ das Sendesignal direkt der Eingangsklemme E zugeführt Über den Trennverstärker 13 gelangt es zu einem phasendrehenden Netzwerk, bestehend aus iem Widerstand 14 und dem Kondensator 15 mit nachfolgendem Ausgang A. In der dargestellten Weise wirkt das Netzwerk als Tiefpaß; werden Widerstand und Kondensator vertauscht, so hat das Netzwerk Hochpaßcharakter. Mit Hilfe dieses Netzwerkes kann in dem betreffenden Sendekanal die Grundphase der Übertragungsfunktion der betreffenden Verstärkerstufe und des Bandpasses geeignet eingestellt werden.

Soll nun die Schaltung als Tiefpaß wirken, so wird jetzt das Eingangssignal an die Klemme Ei angelegt, und die Klemme A 1 mit der Klemme E verbunden. Zwischen E1 und A 1 liegt der veränderliche Widerstand 16, zwischen A 1 und Masse liegt ebenfalls der Kondensator 17. Die Klemme M (über Widerstand 18 an Masse) dient zur Anpassung der Phasendrehschaltung an die vorangegangene Funktionsgruppe.

Soll die Schaltung als Hochpaß wirken, so wird das Eingangssignal der Klemme E2 zugeführt, und die Klemme A 2 mit der Klemme E verbunden. In diesem Fall liegt ein Kondensator 19 zwischen E2 und A 2 und ein veränderlicher Widerstand 20 zwischen A 2 und Masse.

Durch die getroffenen Maßnahmen werden die von den beiden Antennen induzierten Spannungen in den Linienleiler 10 gegeneinander um 2 φ, ζ. Β. 90° bzw. 180° — 2 φ phasenverschoben. Je nachdem, wo sich die Antennen 8 und 4 hinsichtlich einer Kreuzstelle befinden, ergeben sich verschiedene Kombinationen der induzierten Spannungen.

Diese sind in der F i g. 3 dargestellt: Hier ist mit U\ die induzierte Spannung in der Leiterschleife infolge der Kopplung mit der ersten Antenne — das koppelnde Magnetfeld ist mit H\ angedeutet — bezeichnet, mit U2 die induzierte Spannung in der Leiterschleife infolge der Kopplung mit der zweiten Antenne — das koppelnde Magnetfeld ist mit Hi angedeutet.

Beim Überfahren der Kreuzstelle treten die mit I)-V) bezeichneten Fälle ein. Mit U_ges ist die resultierende Spannung bezeichnet, die ami Leiterabschluß auftritt. Man erkennt, daß durch die getroffenen Maßnahmen erreicht wird, daß kein Pegeleinbruch vorkommt Die induzierte Spannung am Leiterabschluß erreicht ihr Minimum, wenn eine der beiden Antennen sich über der Kreuzistelle befindet. Diese induzierte Spannung ist dann gleich der Spannung infolge einer der beiden Antennen (d. h. U\ resp. i/2).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur pegeleinbruchfreien drahtlosen Übertragung von modulierten HF-Signalen von einem Fahrzeug nach einer ortsfesten Station, wobei das Fahrzeug eine Sendeeinrichtung mit nachgeschalteten, in Fahrtrichtung hintereinander am Fahrzeug angeordneten Sendeantennen besitzt, die mit einem längs der Strecke verlegten, in bestimmten Abständen gekreuzten Linienleiter induktiv gekoppelt sind, wobei die von den Sendeantennen abgestrahlten HF-Signale eine Phasenverschiebung ungleich 180° aufweisen, und wobei das zu übertragende HF-Signal über zwei parallele Sendekanäle geführt wird, dadurch gekennzeichnet,
   daß der erste Sendekanal aus einem aus einem RC-Glied bestehendem Tiefpaß (1) mit angeschlossenem Trennverstärker (13), einer nachfolgenden Verstärkerstufe (2), einem nachfolgenden Bandpaß (3) und einer diesem nachgeschalteten ersten Sendeantenne