DE2904978A1

DE2904978A1 - Antennensystem fuer elektronische sicherungsanlagen

Info

Publication number: DE2904978A1
Application number: DE19792904978
Authority: DE
Inventors: George Jay Lichtblau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DK66779A; CA1138990A; US4243980A; SE439850B; JPS6037675Y2; IT7967350A0; DK156857B; FR2427697B1; SE7901420L; ES477673A1; GB2014796B; AU4400879A; GB2014796A; ZA79542B; FR2427697A1; IT1118373B; DK156857C; JPS59118084U; AU531513B2; DE2904978C2

Description

BESCHREIBUNG :

Die Erfindung betrifft ein Antennensystem für ein elektronisches Sicherheitssystem.

Zur Entdeckung der unerlaubten Entfernung von Gegenständen sind bereits elektronische Sicherheitssysteme bekannt, die einen Streifen-Resonanzkreis enthalten. Bei derartigen Systemen liefert ein Sender ein elektromagnetisches Feld in einer überwachten Zone, und ein Empfänger dient zur Detektion einer Streifen-Resonanzfrequenz, die durch die Anwesenheit eines Streifens in der tiberwachungszone verursacht wird und zur Abgabe einer Alarmanzeige, wenn ein Streifen vorhanden ist. Elektronische Sicherungssysteme sind in den US-Patentschriften 3 810 147, 3 863 244 und 3 967 161 beschrieben.

Bei elektronischen Sicherheitssystemen der beschriebenen Art werden im allgemeinen zwei gleiche Antennen mit einer einzelnen ebenen Schlaufe verwendet, die eine zum Aussenden und die andere zum Empfangen. Die Senderantennenschleife erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das sich weit über den unmittelbaren Bereich des Sicherheitssystems, der für den Betrieb des Systems erforderlich ist, hinaus erstreckt. Die Empfangsantenne ist ferner empfindlich gegenüber äußeren Störsignalen, die im Vergleich zu dem kleinen interessierenden Arbeitsbereich des Systems in großen Entfernungen liegen.

In der US-PS 4 016 553 ist ein Antennensystem beschrieben, bei dem die typischen Schwierigkeiten mit einer einfachen Antennenschleife in einem elektronischen Sicherheitssystem auf ein Minimum reduziert werden, und zv/ar durch Verwendung von zwei oder mehr gleichen parallelen Antennenschleifen,

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die mit entgegengesetzter Phase bzw. in Kompensationsschaltung angeschlossen sind. Das Antennensystem enthält eine Gruppe von wenigstens zwei parallelen elektrisch leitenden Schlaufen gleicher Größe, die mit entgegengesetzter Phase angeschlossen sind,· so daß der Strom jeweils mit entgegengesetzten Richtungen durch die entsprechenden Teile jeder Schlaufe fließt. Folglich sind die Schlaufen magnetisch so angeordnet, daß sich eine Kompensation ergibt. Die Länge und der Abstand zwischen den Schlaufen ist gering im Vergleich zur Wellenlänge der ausgesandten und empfangenen Signale; beschrieben ist ein Wert von einem Zehntel der Wellenlänge. Der Abstand zwischen den parallelen Schlaufen ist ein recht großer Bruchteil, z. B. ein Viertel der Breite des Austrittsdurchlasses, durch den ein zu detektierender Resonanzkreis in einer Sicherungsanlage hindurch muß. Eine getrennte Antennengruppe, die aus parallelen Schlaufen mit entgegengesetzter Phase gebildet ist, kann an den entsprechenden Sender und Empfänger des Systems angeschaltet werden, oder aber es wird eine einzelne Antennengruppe für Sender und Empfänger verwendet. Bei Abständen, die groß im Vergleich zu den Abmessungen •ier Sendeantenne sind, werden die erzeugten- elektromagnetischen Wellen wegen der gegenphasigen Schaltung ausgelöscht» In geringen Abständen zwischen der Empfangs- und der Sendeantenne werden die Signale in den nebeneinanderliegenden parallelen Antennenleitern nicht ausgelöscht, so daß sich ein detektierbares Nettosignal ergibt. Elektromagnetische Wellen, die auf der Empfangsantenne aus Abständen einfallen, die im Vergleich zu den Antennenab— messungen groß sind, liefern kein wahrnehmbares Antennensignal, sondern es werden die auf der Empfangsantenne einfallenden elektromagnetischen Wellen, die aus der Nähe der Antenne stammen, aufgenommen, um ein Empfangsantennensignal zu bilden.

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Das in der US-PS 4 016 553 beschriebene Antennensystem erzeugt also ein elektromagnetisches Feld in einem Abfragebereich, während verhindert wird, daß Felder hoher Intensität außerhalb des Abfragebereichs erzeugt werden. Auch bei diesem Antennensystem werden bestimmte elektromagnetische Felder erfaßt, die in dem Abfragebereich von einem Resonanzkreis ausgehen, während verhindert wird, daß Felder detektiert werden, die von außerhalb des Abfragebereichs stammen.

Bei dem vorstehend erwähnten Antennensystem treten im Betrieb verschiedene Nachteile auf. Die Kompensations-Antennenschleifen müssen um einen beträchtlichen Abstand im Verhältnis zum Abstand zwischen der Senderantennengruppe und der Empfangsantennengruppe voneinander getrennt werden. Die Kompensations-Antennenschlaufen müssen ferner sorgfältig ausgerichtet und für optimale Wirkung abgeglichen werden. Die Antennenschlaufen einer Antennengruppe werden gewöhnlich voneinander in einem Abstand angeordnet, der einem Viertel des Abstandes am Austrittsdurchlaß entspricht. Die Größe der Antennengruppe kann für.übliche große Durchlaßbreiten zu Platzschwierigkeiten führen. Für eine Durchlaßbreite von 183 cm (6 Fuß) muß z. B. die . Antennengruppe breit genug sein, um einen Schlaufenabstand von 46 cm (18 Zoll) aufzunehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antennensystem für'ein elektronisches Sicherheitssystem zu schaffen, das von den vorstehend dargelegten Mängeln frei ist.

Diese Aufgabe wird durch ein !.Antennensystem für ein elektronisches Sicherheitssystem bzw. Sicherungssystem gelöst, das gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch zwei im wesentlichen gleiche, ebene Mehrfachschlaufen-Antennen,

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von denen die eine an den Sender eines Sicherheitssystems ankoppelbar ist und als Sendeantenne dient und die andere an den Empfänger des Sicherheitssystems ankoppelbar ist und als Empfangsantenne dient, wobei jede Antenne zwei oder mehr Schlaufen aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen und von denen jede Schlaufe um 180 bezüglich der daran angrenzenden Schlaufe verdreht ist, und wobei jede Antenne eine effektive Gesamtschiaufenoberflache einer Phase aufweist, die gleich der effektiven Gesamtschiaufenoberflache der entgegengesetzten Phase ist.

Durch die Erfindung wird also ein Antennensystem für eine elektronische Sicherungsanlage geschaffen, das versehen ist mit zwei im wesentlichen gleichen, ebenen Mehrfachschlaufen-Antennen, von denen die eine an den Sender und die andere an den Empfänger des Sicherungssystems angeschlossen ist und mit denen ein elektromagnetisches Feld hoher Intensität in dem Abfrageber ein¹" J« s Systems erzeugt wird, während verhindert wird, daß Felder hoher Intensität in Abständen außerhalb des Abfragebereiches auftreten, die im Vergleich zu den Antennenabmessungen groß sind. Das erfindungsgemäße Antennensystem führt ferner eine Diskriminierung gegenüber StörSignalen durch, die von außerhalb des Abfragebereiches aus Entfernungen stammen, die verglichen mit den Antennenabmessungen groß sind. Jede ebene Antenne enthält zwei oder mehr Schlaufen, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei jede Schlaufe um 180° gegenüber jeder angrenzenden Schlaufe verdreht ist, um eine entgegengesetzte Phasenlage aufzuweisen. Die Sendeantenne und Empfangsantenne sind hinsichtlich Anzahl und Größe der zwei oder mehr Schlaufen gleich oder praktisch gleich und wirken so zusammen, daß die verdrehten Schlaufen der Empfangsantenne die angrenzenden Phasenbeziehungen der verdrehten Schlaufen der Sendeantenne umkehren bzw. dekodieren. Für jede Antenne ist die Gesamtschiaufenflache

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einer Phase gleich der Gesamtschlaufenflache der entgegengesetzten Phase, um eine optimale Leistungsfähigkeit zu erzielen.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird ferner gegenüber herkömmlichen Antennenschlaufen eine höhere Empfindlichkeit hinsichtlich der, Detektion von Resonanzstreifen erzielt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen Sicherheitssystems, bei dem die Erfindung zur Anwendung gelangt;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild bekannter Antennenschlaufen, die bei elektronischen Sicherheitssystemen verwendet werden;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfinclr.ngsgemäßen Antennensystems;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Antennen-Kopplungsverhältnisse bei der Ausführungsform nach Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antennensysteras; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Antennen-Leistungsfähigkeit in Abhängigkeit vom Abstand von der Antenne.

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Das in Fig.. 1 gezeigte elektronische Sicherheits- bzw. Sicherungssystem enthält einen Sender 10, der an eine Antenne 12 angekoppelt ist, durch die ein elektromagnetisches Feld innerhalb eines vorbestimmten Bereichs erzeugt wird, der überwacht werden soll und der wiederholt über einen bestimmten Frequenzbereich dürchgestimmt wird. Eine Empfangsantenne 14 in dem überwachten Bereich empfängt die elektromagnetisch aus der Antenne 12 ausgekoppelte Energie und ist an eine HF-Vorstufe 16 angeschlossen, die ein HF-Bandfilter und einen HF-Verstärker enthält. Das Ausgangssignal der Vorstufe 16 wird einem Detektor 18 zugeführt und gelangt von da aus zu einem Video-Bandfilter 20, dessen Ausgangssignal nur das gewünschte Frequenzband durchläßt und Trägerfrequenzkomponenten sowie Hochfrequenzkomponenten aussiebt. Das Ausgangssignal des Filters 20 wird einem Video-Verstärker zugeführt und gelangt von dort zu einem Signalprozessor 24, dessen Ausgangssignal· an eine Alarmvorrichtung 26 oder eine andere Vorrichtung zur Auswertung dieses Ausgangs— signals angelegt wird, zur Anzeige der Entdeckung eines Resonanzstreifens 15 in dem überwachten Bereich. Das in B¹Xg. 1 gezeigte System ist Gegenstand der bereits genannten US-Patentschriften 3 810 147, 3 863 244 und 3 967 161; es ermittelt das Vorhandensein eines Streifens in einem überwachten Bereich und gibt entsprechend Alarm. Der Signalprozessor 24 enthält eine Storsignal-Unterdrückungsschaltung, die zwischen tatsächlich von Resonanzstreifen verursachten Signalen und Störsignalen unterscheidet, die fälschlicherweise als von einem Streifen verursacht ermittelt werden und daher einen Fehlalarm auslösen, entsprechend der Beschreibung in den genannten Druckschriften.

Die nach dem Stand der Technik verwendeten Einfachschlaufen-Antennen sind in Fig. 2 schematisch gezeigt. Die

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Sendeantenne 12 und die Empfangsantenne 14 sind jeweils aus einer einzelnen rechtwinkligen Schlaufe derselben Größe und Form gebildet. Die Senderantenne 12 ist an einen Sender 10 angeschlossen und wird von diesem erregt, während die Empfangsantenne 14 an einen Empfänger 30, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, angeschlossen ist. Die Antennen 12, 14 sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten eines Durchganges bzw. einer Nische angeordnet, wozwischen der Äbfragebereich liegt, durch den die bei unerlaubter Entfernung zu erfassenden Gegenstände hindurchmüssen. Es besteht eine relativ starke gegenseitige magnetische Kopplung M zwischen den Antennen 12 und 14. Wenn ein Streifen-Resonanzkreis 15 sich in dem Abfragebereich des Systems befindet, entsteht eine magnetische Kopplung M₁ von der Senderantenne 12 zu dem Streifenkreis 15 und eine magnetische Kopplung M„ von dem Streifenkreis 15 zur Empfangsantenne 14. Während das ausgesandte Feld über die Resonanzfrequenz des Streifenkreises 15 abgestimmt wird, verändert sich der in dem Resonanzkreis induzierte Strom in wohlbekannter Weise in Abhängigkeit von der Frequenz. Der Resonanzstreifen koppelt den darin induzierten Strom in die Empfangsantenne 14 ein, zusätzlich zu dem Signal, das aus der Sendeantenne 12 direkt in die Empfangsantenne eingekoppelt wird. Das ResonanzStreifensignal wird dann im Empfänger 30 detektiert und verarbeitet, um ein tatsächliches Streifensignal von Störsignalen zu unterscheiden und ein Ausgangssignal an eine Alarmvorrichtung oder sonstige Vorrichtung zur Ausnutzung des Ausgangssignals abzugeben, wodurch angezeigt wird, daß ein Resonanzstreifen in dem überwachten Bereich erfaßt wurde.

In einer gewöhnlichen elektronischen Sicherungssystemanlage sind die Antennenschlaufen 12 und 14 recht groß, z. B. 30,5 cm breit und 152 cm hoch (1x5 Fuß), und die Sendeantenne 12 erzeugt relativ starke elektromagnetische Felder

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in Abständen, die im Vergleich zum Abstand zwischen den Antennen 12 und 14 groß sind, wobei dieser Abstand gewöhnlich 91,5 bis 183 cm (3 bis 6 Fuß) beträgt. Die Empfangsantenne 14 ist ferner empfindlich gegenüber magnetischen und elektromagnetischen Störungen aus Abständen, die groß im Vergleich zu den Abständen zwischen den Antennen sind. Diese schädlichen Eigenschaften der herkömmlichen Antennenschlaufen werden durch das nun beschriebene erfindungsgemäße Antennensystem eliminiert bzw. auf ein Minimum reduziert.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Die dort gezeigte Sendeantenne 32 liegt in einer einzelnen Ebene und ist verdreht, um eine symmetrische Gestalt von der Form einer "8" zu bilden, die aus einer oberen bzw. ersten Schlaufe 34 und einer unteren bzw. zweiten Schlaufe 36 gebildet ist. Die Antenne weist eine Höhe h und eine Breite w auf, wobei jede Schlaufe 34.. ZC aie Höhe h/2 aufweist. Die an den Empfänger 30 angekoppelte Empfangsantenne ist gleich der Sendeantenne 32 ausgebildet und besteht aus einer dritten- Schlaufe 40 und einer vierten Schlaufe 42„ Jede Antenne 32, 38 liegt jeweils in einer einzelnen Ebene und weist dieselbe Gestalt und dieselben Abmessungen wie die andere Antenne auf. Unter der Annahme, daß die Abmessungen der Antennen sehr klein gegenüber der Arbeitswellenlänge sind, entstehen geringe Energieverluste aufgrund von Strahlung, und der Strom in allen Zweigen der Acht-förmigen Anordnung ist derselbe. Bei der Sendeantenne 32 ist die obere Stromschlaufe (#1) die gleiche wie die untere Stromschlaufe (#2), jedoch entgegengesetzt in der Phase. Bei Abständen von der Sendeantenne, die groß im Vergleich zu den Abmessungen dieser Antenne sind, erscheint die Antenne also als zwei gleiche Stromschlaufen mit genau entgegengesetzter Phase. Bei derartigen großen Abständen löschen sich also die Stromschlaufen im Ergebnis gegenseitig aus.

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In großer Entfernung von der Empfangsantenne 38 erzeugte Signale werden praktisch gleich in die obere Schlaufe (#3) und die untere Schlaufe (#4) eingekoppelt. Da die obere Schlaufe und die untere Schlaufe dieser Antenne gegeneinander so verdreht sind, daß sie sich gegenseitig kompensieren (180 Phasenverschiebung), löschen die in gleicher Weise in beide Schlaufen eingekoppelten Signale einander aus. Die Empfangsantennenschlaufe weist also eine sehr geringe Empfindlichkeit gegenüber Signalen auf, die in großen Abständen von der Antenne erzeugt werden. Diese Eigenschaften der 8-förmigen Antenne sind wohlbekannt und in der Literatur beschrieben. Fig. 6 zeigt einen typischen Fall. Ein Punkt B stellt einen Punkt dar, der sich in großem Abstand von einer der Antennen befindet, z. B. die zehnfache Antennenhöhe. Folglich ist der Abstand d_ vom Punkt B zur unteren Schlaufe im wesentlichen gleich dem Abstand d. vom Punkt B zu der oberen Schlaufe. Die entgegengesetzt gleichen Signale, die von der oberen und unteren Schlaufe der Sendeantenne erzeugt werden, löschen einander also am Punkt B aus. Jegliches am Punkt B erzeugte Signal wird ferner in gleicher Weise in die obere und untere Schlaufe der Empfangsantenne eingekoppelt, so daß sie sich gegenseitig auslöschen.

In geringen Abständen von der Antenne, beispielsweise in einem Abstand, der gleich der Höhe der Antenne ist, sind die Auslöschungseffekte wenig wirksam. In Fig. 6 liegt z. B. der Punkt A nahe an der Antenne. Der Abstand d₁ vom Punkt A bis zur unteren Schlaufe ist also offensichtlich wesentlich kleiner als der Abstand d„ von diesem Punkt bis zur oberen Schlaufe. Das Signal aus der unteren Schlaufe ist also am Punkt A wesentlich stärker als das Signal aus der oberen Schlaufe. Es ergibt sich also ein Netto-Empfangssignal am Punkt A. Dasselbe gilt umgekehrt, d. h.

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jegliches am Punkt A erzeugte Signal ist stärker in der unteren Schlaufe als in der oberen Schlaufe. Es entsteht also ein Netto-Signal vom Punkte A ausgehend in der Gesamtantenne.

Die Empfangsantenne 38 ist in einer einzelnen Ebene angeordnet f die parallel zu derjenigen Ebene ist, in der die Sendeantenne 32 liegt, und zwar ungefähr nach dieser ausgerichtet. Die Gestalt der Antenne 38 in Form einer "8" bewirkt eine Phasenumkehr der gegenüberliegenden Schlaufen der Sendeantenne 32 und führt zu einem Netto-Signal im Empfänger 30. Die Kopplungsverhältnisse der Antennen 32 und 38 sind in Fig. 4 gezeigt. Die Sendeschlaufe 34 koppelt positiv in die Empfangsschlaufe 40 ein, während die Sendeschlaufe 36 positiv in die Empfangsschlaufe 42 eingekoppelt wird. Da die in Schlaufe 40 induzierte Spannung wegen der entgegengesetzten Stromrichtung in den Schlaufen 34 und 36 entgegengesetzt der in Schlaufe 42 induzierten Spannung ist, und da die Schlaufe 42 räumlich um 180 gegenüber Schlaufe 40 verdreht ist, besteht die Netto-Auswirkung darin, daß die in dan Schlaufen 40 und 42 aas den Schlaufen 34 und 36 induzierten Spannungen direkt in Serie addiert werden. Durch die Verdrehung der Empfangsantenne wird also die Verdrehung der Sendeantenne ausgeglichen. Zusätzlich zu der direkten Kopplung zwischen den jeweiligen Schlaufen der Sendeantenne und den entsprechenden Schlaufen der Empfangsantenne koppelt die Schlaufe 34 negativ in Schlaufe 42 ein, während Schlaufe 36 negativ in Schlaufe 40 einkoppelt. Diese über Kreuz gekoppelten Spannungen in der Empfangsantenne werden ebenfalls zueinander addiert, und die Summe der über Kreuz gekoppelten Spannungen wird subtrahiert von der Summe der direkt eingekoppelten Spannungen. Die Netto-Spannung V am Empfänger kann durch folgende Gleichung wiedergegeben werden:

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^Vr ^β <^V13 ^{+ V}24> - <^V14 ^{+ V}23⁾

Darin sind V₁- die von der ersten Schlaufe (34) in die dritte Schlaufe (40) induzierte Spannung, V^. die von der zweiten Schlaufe (36) in die vierte Schlaufe (42) induzierte Spannung, V₁₄ die von der ersten Schlaufe in die vierte Schlaufe induzierte Spannung und V₂-, die von der zweiten in die dritte Schlaufe induzierte Spannung. Da der direkte Abstand zwischen Schlaufen, also d,. _ und d_?., stets kleiner ist als der Abstand zwischen den über Kreuz gekoppelten Schlaufen, also d.. . und d» , besteht stets eine magnetische Kopplung aus der Sendeantenne in die Empfangsantenne. Wegen der Auslöschungseffekte derüber Kreuz einkoppelnden Komponenten zwischen der Sende- und der Empfangsantenne sollte in der Antenne von der Gestalt einer "Ziffer Acht" ein stärkerer Strom als in einer Antenne mit einer einzelnen Windung fließen, um dieselbe Gesamtspannung in der Empfangsantenne zu erhalten.

Bei der in Fig. 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsspannung ist eine Sendeantenne vorgesehen, die an einen Sender 10 angekuppelt ist und drei allgemein rechtwinklige verdrehte Schlaufen 52, 54 und 56 aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen; ferner ist eine im wesentlichen gleiche Empfangsantenne vorgesehen, die an den Empfänger angekoppelt ist und drei verdrehte Schlaufen 58, 60 und aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Jede Antenne weist eine Breite w und eine Gesamthöhe h auf, wobei die mittleren Schlaufen 54 und 60 die Höhe h/2 aufweisen, also den doppelten Wert der äußeren Schlaufen 52, 56 bzw. 58, 62. Die äußeren Schlaufen 52, 56 haben also die halbe Oberfläche der mittleren Schlaufe 54. In gleicher Weise haben die äußeren Schlaufen 58, 62 die halbe Oberfläche der mittleren Schlaufe 60. Bei jeder Antenne sind die Schlaufen jeweils gegenüber der daran angrenzenden Schlaufe

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verdreht bzw. in der Phase entgegengesetzt. Die äußeren
Schlaufen sind in Phase miteinanc
der mittleren Schlaufe verdreht.

Schlaufen sind in Phase miteinander und um 180 gegenüber

Die Netto-Spannung V am Empfänger kann bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform durch folgende Gleichung angegeben werden:

^Vr = (^V14^+V25^+V36^+V16^+V34⁾ " (^V15^+V24^+V26^+V35⁾

Darin entspricht die Bezeichnung der Spannungen den zuvor genannten Bezeichnungen. V₁₄ ist also die von der ersten
in die vierte Schlaufe induzierte Spannung usw. . Wie bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist stets eine
magnetische Netto-Kopplung von der Sendeantenne zur Empfangsantenne vorhanden. Bei Abständen,die im Vergleich
zu den Antennenabmessungen groß sind, löschen die von den Schlaufen 1 und 3 (52 und 56) erzeugten Wirkungen diejenigen der Schlaufe 2 (54) aus, und folglich fällt das von
der Sendeantenne erzeugte elektromagnetische Feld mit dem Abstand stark ab. Die Auswirkungen äußerer Störungen in
der Empfangsantenne sind ferner vernachlässigbar, wenn sie in Abständen erzeugt werden, die groß gegenüber den Antennenabmessungen sind, da die von den Schlaufen 4 und 6
(58 und 62) verursachten Wirkungen diejenigen der Schlaufe 5 (60) auslöschen.

Für eine optimale externe Auslöschung sollte die algebraische Summe der Gesamtflächen aller in der Phase entgegengesetzter Antennenschlaufen gleich Null sein. Die Gesamtfläche aller Schlaufen mit einer Phase muß also gleich der Gesamtfläche der Schlaufen mit entgegengesetzter Phase
sein. In einigen Fällen brauchen die Sendeantenne und die Empfangsantenne nicht völlig gleich sein, sondern nur angenähert. Z. B„ geraten bei Anwesenheit eines Streifen-

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Resonanzkreises die Antennen außer Gleichgewicht, und manchmal ist es erwünscht, eine Antenne bezüglich der anderen leicht zu verstimmen, so daß das Detektionsband des Streifen-Resonanzkreises eingestellt werden kann.

Die Erfindung bietet gegenüber den in Fig. 2 gezeigten Antennen mit einer einfachen Schlaufe einen weiteren Vorteil. Es wird nämlich in der Empfangsantenne beim Vorhandensein eines Streifen-Resonanzkreises ein stärkeres Signal erzeugt. Das in der Empfangsantenne induzierte Signal ist im wesentlichen das Ergebnis des von der Sendeantenne direkt in die Empfangsantenne eingekoppelten Signals, zusätzlich zu dem Signal, das aus der Sendeantenne über den magnetisch angekoppelten Streifen-Resonanzkreis in die Empfangsantenne eingekoppelt wird. Das Verhältnis des über den Resonanzkreis eingekoppelten Signals zu dem direkt aus der Sendeantenne in die Empfangsantenne eingekoppelten Signal ist abhängig von der Geometrie des Antennensystems und seiner Ankopplung an.den Streifen-Resonanzkreis .

Die Oberfläche des Streifen-Resonanzkreises ist klein im Vergleich zu derjenigen aller Antennenschlaufen; in einer gewöhnlichen Detektionsstellung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne ist der Streifen-Resonanzkreis vorzugsweise an eine Schlaufe der Mehrfachschlaufen-Empfangs antenne angekoppelt. In der Praxis ist es unwahrscheinlich, daß der Streifen-Resonanzkreis in einer solchen Stellung ist, daß er gleichförmig in alle Schlaufen der Empfangsantenne einkoppelt, und folglich koppelt er stärker in eine der Antennenschlaufen ein.

Wenn das von dem Streifen-Resonanzkreis erzeugte Signal konstant bleibt, während das direkte Signal abgeschwächt ist, ergibt sich eine Vergrößerung des Verhältnisses des

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vom Streifen verursachten Signals gegenüber dem Direktsignal, wodurch sich eine Steigerung der Detektionsempfindlichkeit ergibt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist für jeden gegebenen Sender-Strompegel das direkt aus der Sendeantenne in dem Empfangsantenne eingekoppelte Netto-Signal kleiner als bei Einfachschlaufenantennen, und zwar aufgrund der Kompensationseffekte der über Kreuz gekoppelten Schlaufen. Das in die Empfangsantenne über den Streifen-Resonanzkreis eingekoppelte Signal wird jedoch nicht in demselben Verhältnis abgeschwächt wie die Kreuzkopplungseffekte der Sende- und Empfangsantenne. Als Netto-Ergebnis wird das von dem Streifen-Resonanzkreis verursachte Signal gegenüber dem direkt zwischen Sendeantenne und Empfangsantenne eingekoppelten Signal verstärkt, im Vergleich zu den Verhältnissen bei den Einfachschlaufenantennen nach dem Stand der Technik«.

Durch die Erfindung werden also die vom Sender erzeugten äußeren Felder abgeschwächt, die im Empfänger entstehenden Störsignale von äußeren Quellen werden gedämpft, und es ist eine höhere Detektxonsempfindlichkeit für den Streifen-Resonanzkreis gegeben.

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Claims

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORfe (PATENTANWALTVON 1927-1975)

T -1 -I Q Ο DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM.

^ ' ''^ DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM.

WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.

George Jay Lichtblau Ridgefield, Connecticut V. St. A.

Antennensystem für elektronische Sicherungsanlagen

PATENTANSPRÜCHE :

■_N1 J Antennensystem für ein elektronisches Sicherheitssystem, gekennzeichnet durch:

zxvei im wesentlichen gleiche, ebene Mehrfachschlaufen-Antennen (32, 38), von denen die eine (32) an den Sender (10) eines Sicherheitssystems ankoppelbar ist und als Sendeantenne dient und die andere (38) an den Empfänger (30) des Sicherheitssystems ankoppelbar ist und als Empfangsantenne dient,

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wobei jede Antenne (32, 38) zwei oder mehr Schlaufen (34, 36; 40, 42) aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen und von denen jede Schlaufe um 180 bezüglich der daran angrenzenden Schlaufe veidreht ist,

und wobei jede Antenne eine effektive Gesamtschlaufenoberflache einer Phase aufweist, die gleich der effektiven Gesamtschlaufenoberflache der entgegengesetzten Phase ist.
2. Antennensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Gestalt der Sendeantenne (32) und der Empfangsantenne (38) im wesentlichen gleich sind.
3. Antennensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeantenne (32) und die Empfangsantenne (38) im Abstand voneinander und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und die Schlaufen der einen Antenne im wesentlichen nach den entsprechenden Schlaufen der anderen Antenne ausgerichtet sind.
4. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1O) ein wiederholt durchgestimmtes Frequenzband erzeugt, daß ein Resonanzstreifen (15) mit einer Resonanzfrequenz innerhalb des durchgestimmten Bandes und ein Empfänger (30) zur Detektion jeglicher Resonanzfrequenz des Streifens (15), die durch das durchgestimmte Band erzeugt wird, zur Erzeugung einer Alarmanzeige dafür vorgesehen sind, daß die Sendeantenne drei verdrehte Schlaufen (52, 54, 56) aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei jede Schlaufe gegenüber der daran angrenzenden Schlaufe in der Phase entgegengesetzt ist und daß die Empfangsantenne im wesentlichen gleich der Sendeantenne ausgebildet ist und drei verdrehte Schlaufen (58, 60, 62) aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei jede Schlaufe gegenüber

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der daran angrenzenden Schlaufe eine entgegengesetzte Phase aufweist.
5. Antennensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet _f daß jede Antenne eine Mittelschlaufe (54, 60) aufweist, deren Oberfläche doppelt so groß wie diejenige aller anderen Schlaufen ist.
6. Antennensystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen der Antennen im wesentlichen rechteckförmig sind.
7. Antennensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen (32, 38) im Abstand voneinander, parallel zueinander und zueinander ausgerichtet angeordnet sind.
8. Antennensystem nach einem der Ans-nr-^che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennen (32, 38) jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegende Schlaufen aufweisen, die nacheinander längs einer Antennenachse angeordnet sind.

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