DE2914485A1

DE2914485A1 - Inductive aerial for transmitter-receiver - with single coupling coil and tuned filter in each channel to permit simultaneous operation

Info

Publication number: DE2914485A1
Application number: DE19792914485
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Auksutat
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-04-07
Filing date: 1979-04-07
Publication date: 1980-10-09

Abstract

The transmitting and receiving circuits are connected (3, 4) to the aerial (7) by two filter circuits (5, 6). There is a series filter (5) in each channel, connected to the input-output terminals (3, 4). The channels are commoned after filtering and connected to a parallel filter network (6a, 6b). The aerial circuit comprises an ohmic resistance (8) in series with a single coupling coil (9). This combination is in series with a capacitative reactance (12) and an inductive reactance (11), the latter shunted by a variable capacitor (10). The circuit gives a compact construction as only one aerial coil is used. The circuit can be tuned to the transmitting (f1) and receiving (f2) frequencies thus enabling simultaneous transmission and reception.

Description

Induktive Antenne für zwei ÜbertragungskanäleInductive antenna for two transmission channels

Die Erfindung bezieht sich auf eine induktive Koppelartenne für gleichzeitiges Senden und Empfangen hochfrequenter Signale.The invention relates to an inductive coupling type antenna for simultaneous Sending and receiving high frequency signals.

Derartige induktive Antennen weraen für spurgebundene Fahrzeuge benötigt, die über einen innenleiter mit einer Zentrale Informationen austauschen sollen.Such inductive antennas are required for track-bound vehicles, who should exchange information with a central office via an internal manager.

Es ist bekannt, eine Sende- und eine Empfangseinrichtung, vergl. die Figur 1, dort mit S und E bezeichnet, über Filter (FS, FE) an je eine magnetische Koppelspule KS, KE anzuschließen. Dabei muß, um eine Rückwirkungsfreiheit zu erreichen, ein räumlicher Abstand zwischen den Spulen eingehalten werden, der erfahrungsgemäß ca. 20 cm beträgt (Distanz d in Fig. 1)o Nachteilig bei dieser Sende-/Empfangseinrichtung ist, daß zwei Koppelspulen in bestimmtem Abstand benötigt werden, und daher ein konzentrierter Aufbau der Antenne nicht möglich ist. Aus Platzgründen an den Fahrzeugen ist ein konzentrierter Aufbau aber häufig erwünscht.It is known, a transmitting and a receiving device, see. The Figure 1, there labeled S and E, via filters (FS, FE) to one magnetic each Coupling coil KS, KE to be connected. In order to achieve freedom from retroactive effects, a spatial distance between the coils must be maintained, which experience has shown is approx. 20 cm (distance d in Fig. 1) o A disadvantage of this transceiver is that two coupling coils are required at a certain distance, and therefore one concentrated structure of the antenna is not possible. For reasons of space on the vehicles however, a concentrated structure is often desirable.

Es ist bereits eine induktive Koppelantenne für gleichzeitiges Senden und Empfangen hochfrequenter Signale bekanntgeworden, bei der eine Sende-/Empfangseinrichtung über zwei Kanalfilter und gemeinsame Filterquerkreise mit einem Netzwerk verbunden ist, das aus einer Reihenschaltung eines Ohmscher Widerstandes, einer Koppelspule, einem abstimmbaren kapazitiven Widerstand und einem abstimmbaren induktiven Widerstand besteht, wobei den beiden zuletzt genannten Widerstanden ein kapazitiver Widerstand parallel gescaltet ist (DT-OS 27 24 794); diese Koppelantenne ermöglicht den gewünschten konzentrierten Aufbau.It is already an inductive coupling antenna for simultaneous transmission and receiving high-frequency signals has become known in the case of a transmitting / receiving device connected to a network via two channel filters and common filter cross circuits is made up of a series circuit of an ohmic resistor, a coupling coil, a tunable capacitive resistor and a tunable inductive resistor consists, the last two resistors mentioned being a capacitive resistor is switched in parallel (DT-OS 27 24 794); this coupling antenna enables the desired concentrated construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine anders augebaute induktive Koppelantenne anzugeben, die ebenfalls von den genannten Nachteilen frei ist.The invention is based on the object of a differently constructed inductive Specify coupling antenna, which is also free from the disadvantages mentioned.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Sende-/Empfangseinrichtung über zwei Kanalfilter und gemeinsame Filterquerkreise mit einem Netzwerk verbunden ist, das aus einer Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes, einer Koppelspule, einem kapazitiven Widerstand und einem induktiven Widerstand besteht, wobei dem induktiven Widerstand ein kapazitiver Widerstand parallel geschaltet ist.According to the invention, this object is achieved in that a transmitting / receiving device connected to a network via two channel filters and common filter cross circuits is, that from a series circuit of an ohmic resistor, a coupling coil, a capacitive resistor and an inductive resistor consists, with the inductive resistor connected in parallel with a capacitive resistor is.

Dabei kann die Sende-/Empfangseinrichtung wahlweise durch zwei Sendeeinrichtungen oder zwei Empfangseinrichtungen ersetzt werden. Die Antenne gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung im nachstehend beschriebenen Ausführungsbespiel näher beschrieben.The transmitting / receiving device can optionally use two transmitting devices or two receiving devices are replaced. The antenna according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing in the exemplary embodiment described below described.

Es zeigt die Fig. 2 eine Antenne gemäß der Erfindung; die Fig. 3 den Reaktanzverlauf des Antennennetzwerkes und die Fig. 4 den Verlauf des Blindleitwertes der gemeinsamen Filter-Querkreise. In der Fig. 2 sin mit 5 die beiden Kanalfilter für den Sender (Klemme 3, Frequenz f1) und für den Empfänger (Klemme 4, Frequenz f2 - f1) angegeben, die vor den gemeinsamen in Reihe gegen O-Potential geschalteten Filter-Querkreisen 6 zusammengeschaltet sind. An die Filter-Querkreise (Klemme 2) ist die eigentliche Antenne 7 angeschlossen. Sie besteht aus den folgenden in Reihe geschalteten Elementen: einem Ohmschen Widerstand 8, einer Koppelspule (Ferrit) 9, einem kapazitiven Widerstand 12 und einem abstimmbaren induktiven Widerstand 11, wobei dem induktiven Widerstand (11) ein abstimmbarer kapazitiver Widerstand 10 parallel geschaltet ist. Zwischen der Spule 9 und dem Widerstand 8 liegt der Bezugspunkt 1, auf den später eingegangen wird. Der Widerstand 8 liegt an O-Potential.2 shows an antenna according to the invention; Fig. 3 den Reactance curve of the antenna network and FIG. 4 the curve of the susceptance of the common filter cross-circles. In FIG. 2, 5 is the two channel filters for the transmitter (terminal 3, frequency f1) and for the receiver (terminal 4, frequency f2 - f1) specified, which are connected in series against 0 potential before the common Filter cross circuits 6 are interconnected. To the filter cross circuits (terminal 2) the actual antenna 7 is connected. It consists of the following in series switched elements: an ohmic resistor 8, a coupling coil (ferrite) 9, a capacitive resistor 12 and a tunable inductive resistor 11, the inductive resistor (11) being a tunable capacitive resistor 10 is connected in parallel. Between the coil 9 and the resistor 8th is the reference point 1, which will be discussed later. Resistance 8 is on at O potential.

Die Sendfrequenz f1 beträgt rtwa 55 KHz, die Empfangsfre quenz f2 etwa 95 KHz.The transmission frequency f1 is approximately 55 KHz, the reception frequency f2 about 95 KHz.

Die Anpassung und Auslegung der einzelnen Filterelemente wird nach den Gesetzen der Wagner-Filterketten bestimmt.The adaptation and design of the individual filter elements is carried out according to determined by the laws of Wagner filter chains.

Dazu sei auf die Fig. 3 verwiesen: dort stellt XS (f) der Blindwiderstand des erforderlichen Reihenkreises für das Sendesignal mit f1 dar; XE (f) stellt den Blindwiderstand des erforderlichen Reihenkreises für das Empfangssignal mit f2 dar (T, Tangenten von XS, XE für f = f1 resp. f .Reference is made to FIG. 3: there, XS (f) represents the reactance the required series circuit for the transmit signal with f1; XE (f) represents the Reaction of the required series circuit for the received signal with f2 (T, tangents of XS, XE for f = f1 and f.

f2; im angedeuteten Schaltungsbild ist 9a die Koppelspule) Der Verlauf des Blindwiderstandes X1-2 zwischen dem Bezugspunkt 1 und der Klemme 2 in der Fig. 2 muß an zwei Steilen (bei f1 und f2) den Verlauf der Reihenkreise approximiren.f2; in the indicated circuit diagram, 9a is the coupling coil) The course of reactance X1-2 between reference point 1 and terminal 2 in Fig. 2 must approximate the course of the series circles at two points (at f1 and f2).

Für die Auslegung der vier Elemente 9, 10, 1., 12 für X1-2 gelten die vier Beziehungen: B1-2 (f1) = 0 B1-2 (f2) = 0 Dabei ist mit LS als Serieninduktivität des Wagner-Grundgliedes und B die Bandbreite des HF-Kanals.The four relationships apply to the design of the four elements 9, 10, 1., 12 for X1-2: B1-2 (f1) = 0 B1-2 (f2) = 0 It is with LS as the series inductance of the Wagner basic element and B the bandwidth of the HF channel.

Aus den vier Gleichungen lassen sich die genannten vier Elemente bestimmen.The four elements mentioned can be determined from the four equations.

Die Abstimmung auf f1 und f2 erfolgt durch ein iteratives Abgleichverfahren.The coordination on f1 and f2 takes place through an iterative comparison process.

Der Verlauf des Blindleitwertes B2-0 zwischen der Klemme 2 und O-Potential (Netzwerk 6) für die zwei zwischen diesen Stellen in Reihe geschalteten Filterquerkreise 6a und 6t, wobei der eine auf f1, der andere auf f2 abgestimmt ist, muß an zwei Stellen (bei f1 und f2) den Verlauf der einzelnen Parallelkreise approximieren. Es sei dazu auf die Fig. 4 verwiesen: dort stellt BS (f) den Bildleitwert des erforderlichen Parallelkreises für das Sendesignal mit f1 dar; BE (f) stellt den Blindleitwert des erforderlichen Parallel kreises für das Empfangssignal mit f2 dar. Für die Auslegung der vier Elemente für B2-0 gelten die vier Bedingungen: B2-0 (f1) = 0 B2-0 (f2) = 0 Dabei ist mit Cp als Parallelkapazität des Wagner-Grundgliedes und B die Bandbreite des HF-Kanals.The course of the susceptibility value B2-0 between terminal 2 and 0 potential (network 6) for the two filter cross circuits 6a and 6t connected in series between these points, one being matched to f1 and the other to f2, must be at two points (at f1 and f2) approximate the course of the individual parallel circles. Reference is made to FIG. 4: there, BS (f) represents the image conductance of the required parallel circuit for the transmission signal with f1; BE (f) represents the susceptibility of the required parallel circuit for the received signal with f2. The four conditions for the design of the four elements for B2-0 apply: B2-0 (f1) = 0 B2-0 (f2) = 0 Here, Cp is the parallel capacitance of the Wagner basic element and B is the bandwidth of the HF channel.

Aus den vier Gleichungen lassen sich die vier Elemente bestimmen.The four elements can be determined from the four equations.

Jeder Kreis wird für sich unabhängig abgestimmt.Each circle is voted independently for itself.

Das Netzwerk 6 kann auch ungeändert nach der Auslegung der Wagner-Grundglider aufgebaut werden, wenn zwischen f1 und f2 ein ausreichender Frequenzabstand vorliegt.The network 6 can also be unchanged according to the design of the Wagner basic glider can be built up if there is a sufficient frequency spacing between f1 and f2.

Die Netzwerke zwischen den Klemmen 3 und 2 und den Klemmen 4 und 2 sind jeweils Teile der entsprechenden Wagner-Grundglieder. Darüber hinaus ergeben sich zusätzliche Forderungen: das Netzwerk zwischen 2 und 4 muß ausreichend hochohmig sein bei f1, das Netzwerk zwischen 2 und 3 muß ausreichend hochohmig sein bei f2. Gegebenenfalls sind durch zusätzliches Parallelschalten von Kapazitäten und Induktivitäten Sperrkreis-Resonanzen zu erzeugen.The networks between terminals 3 and 2 and terminals 4 and 2 are each part of the corresponding Wagner basic links. In addition, surrender Additional requirements: the network between 2 and 4 must have a sufficiently high resistance be at f1, the network between 2 and 3 must have a sufficiently high resistance be at f2. If necessary, additional capacities are connected in parallel and inductors to create trap circuit resonances.

Die Koppelantenne gemäß der Erfindung hat nicht nur den Vorteil, daß sie mit nur einer Koppelspule auskommt und daher ein konzentrierter Aufbau der Antenne erreicht wird, sondern es ist auch ein gleichzeitiges Senden und Empfangen bei örtlich kleinen koppelnden Elementen mit der Koppelspule möglich, da sich Sendespule und Empfangsspule am selben Ort befinden.The coupling antenna according to the invention not only has the advantage that it gets by with only one coupling coil and therefore a concentrated structure of the antenna is achieved, but it is also a simultaneous sending and receiving at local small coupling elements with the coupling coil possible, since the transmitter coil and Receiving coil are in the same place.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Inductive coupling antenna for simultaneous Transmitting and receiving high-frequency signals, characterized in that a transmitting / receiving device (Terminals 3, 4) via two duct filters (5) and common filter cross circuits (6) a network is connected, which consists of a friction circuit of an ohmic resistance (8), a coupling coil (9), a capacitive resistor (12) and an inductive one Resistance (11) consists, the inductive resistance being a capacitive resistance (10) is connected in parallel.

2. Inductive coupling antenna according to claim 1, characterized in that that instead of a transmitting / receiving device optionally two transmitting devices or two receiving devices can be connected.