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Funkmeldesystem
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Die Erfindung betrifft ein Funkmeldesystem nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 10 Derartige Funkmeldesysteme umfassen eine Vielzahl von beweglichen
Teilnehmern und ebenso eine Mehrzahl von ortsfesten Stationen. Die ortsfesten Stationen
sind dabei ihrem Wesen nach Empfangs stationen für von den beweglichen Teilnehmern
auf dem Funkweg ausgesandte Nachrichten oder Meldungen. Die geometrischen Verteilungen
der ortsfesten Stationen sind dabei so, daß das zu bedienende Gebiet durch die Empfangsbereiche
aller ortsfesten Stationen möglichst lückenlos überdeckt wird.
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Ein Funksystem dieser Art ist beispielsweise beschrieben in der DE-OS
26 41 2820 Dieses bekannte System soll als Notmeldesystem im öffentlichen Straßenverkehr
dienen, d. h. jeder Verkehrsteilnehmer soll an jedem beliebigen
Ort
in der Lage sein, einen Notfall in möglichst einfacher Weise an die mit dem Neldesystem
verbundene Überwachungsstelle zu melden. Dies erfordert zum einen eine feste Sende-
und Empfangsfrequenz für alle beweglichen Teilnehmer und ortsfesten Stationen, zum
andern die Möglichkeit aus dem Empfang der Meldung in den ortsfesten Stationen automatisch
den Standort des meldenden Teilnehmers zu bestimmen. Das bekannte System sieht für
die Lösung des letzten Punktes die Standortermittlung des Teilnehmers nach der Methode
der Schnittpunktpeilung vor.
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Da ein solches System eine Vielzahl von Teilnehmern, aber auch von
ortsfesten Stationen zur Uberdeckung einer größeren Fläche aufweist ist es unerlässlich,
daß die in den Stationen verwendeten Einrichtungen zuverlässig und störungsfrei
arbeiten und dabei einfach und kostengünstig aufgebaut sind. Aufgabe der vorliegenden
Erf indung ist es, ein Funksystem mit zugehörigen Einrichtungen anzugeben, das die
Forderung nach zuverlässigen Empfangseigenschaften und hoher Genauigkeit bei der
Standortpeilung mit preisgünstigem Aufbau und geringer Störanfälligkeit verbindet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Funkmeldesystem
mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Die Empfangseinrichtung in der
ortsfesten Station macht sich die Vorteile des an sich bekannten Umlaufpeilprinzips
zu Nutze. Ein empfangenes HF-Signal wird durch die umlaufende Antennencharakteristik
azimutabhängig amplitudenmoduliert, im nachgeschalteten Empfänger selektiv verstärkt
und auf eine Zwischenfrequenz (ZF) umgesetzt. Das ZF-Signal des Empfängers gelangt
zur Auswerteeinheit, in der die Peilmodulation für die Bestimmung des Azimutwinkels
des empfangenen Signals
herangezogen wird. Da die Peilauswertung
über den Amplitudenverlauf des empfangenen Signals erfolgt, genügt als Empfänger
ein preisgünstig herstellbarer Einkanal-Empfänger. Die Rotation des Richtdiagramms
läßt am Empfängereingang ein mit der Rotationsfrequenz des Diagramms (beispielsweise
130 Hz) amplitudenmoduliertes Signal entstehen. Die Phase dieser niederfrequenten
Amplitudenmodulation in bezug auf die Phase der für die Erzeugung des rotierenden
Diagramms zugeführten Schaltsignale stellt die Peilinformation dar. Der Vergleich
der Phase dieser aufgeprägten Amplitudenmodulation mit der Referenzphase der Schaltsignale
wird in einer dem Empfänger nachgeschalteten Auswerteeinheit in bekannter Weise
durchgeführt und liefert einen Azimutwinkel als Peilwert. Dieser Peilwert wird von
der ortsfesten Station an eine Zentrale übermittelt, die auch noch zugehörige Werte
von anderen ortsfesten Stationen auswertet und daraus den genauen Standort des meldenden
Teilnehmers bestimmt.
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Neben der Peilinformation wird von der ortsfesten Station selbstverständlich
auch der Informationsgehalt des empfangenen Telegramms, der beispielsweise Deilnehmernummer,
Art der empfangenen Meldung u. äO enthalten kann, an die Zentrale übermittelt. Gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, neben der den eigentlichen
Informationsgehalt des Telegramms darstellenden Meldung (Teilnehmernummer, Art des
Vorfalls ...) ein Vorsignal zur Synchronisation der Empfangseinrichtung voranzusetzen.
Dieses oder ein weiteres Vorsignal kann auch dazu herangezogen werden, die automatische
Verstärkungsregelung des Empfängers vor Beginn des Informationsteils des Telegramms
auf den richtigen Wert einzustellen.
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Die gebräuchlichen Einkanal-Empfänger können durch die Einflüsse der
ZF-Selektion und der automatischen Verstärkungsregelung (AGc) das Peilergebnis verfälschen.
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Die Beeinflussung des Peilwerts durch die Eigenschaften der ZF-Selektion
geschieht auf folgende Weise: Das empfangene Nutzsignal (Meldesignal) ist frequenzmoduliert.
Die Peilauswertung verwendet die durch das rotierende Diagramm entstehende Einhüllendenmodulation
(Peilmodulation der Amplitude). Durch die Nutzsignal-FM und das nicht ideale ZF-Selektionsfilter
im Empfänger entsteht eine zusätzliche (unerwinschte) Einhüllendenmodulation, die
sich der Peilmodulation additiv überlagert. Der Peilwinkel wird durch Rotationsfrequenz-Anteile
(130 Hz) dieser zusätzlichen Modulation verfälscht.
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Außerdem werden durch die automatische Regelung der Verstärkung zusätzliche
Phasenverschiebungen der 130 Kz Komponenten in den Einhüllenden erzeugt. Diese automatische
Verstärkungsregelung ist erforderlich, damit die für die Peilauswertung erforderlichen
Einhüllendenmodulation (Peilmodulation) nicht wegbegrenzt wird.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht zur Kompensation der
so erzeugten Peilfehler vor, daß ein von einem beweglichen Teilnehmer ausgesandtes
Funktelegramm auf zwei aufeinanderfolgenden gleichen Signalen besteht und daß beim
Empfang in der ortsfesten Station der Umlaufsinn des rotierenden Richtdiagramms
zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Signalen umgekehrt wird. Die Kombination
der Peilfehler durch die Links-Rechtsrotationstechnik der Peilantenne wird möglich
dadurch, daß für beide Rotationsrichtungen ein gleichstrukturiertes Signal empfangen
wird.
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Damit wird auch der Betrag des durch ZF-Selektion und AGC verursachten
Peilfehlers für beide Rotationsrichtungen gleich, das Vorzeichen des Peilfehlers
ist für entgegengesetzte Drehrichtungen ebenfalls entgegengesetzt.
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Durch Bildung des arithmetischen Mittelwerts aus den beiden verschiedenen
Umläufen gewonnenen Peilwerten ergibt sich ein korrigierter Peilwert, der den durch
den Empfänger verursachten Empfängerwinkelfehler nicht mehr enthält.
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Dieses Vorzeichen wird im folgenden anhand der Zeichnung noch veranschaulicht.
Die FIG. zeigt den zeitlichen Amplitudenverlauf ACt) am Empfängerausgang des von
einem beweglichen Teilnehmer ausgesandten Funktelegramms.
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Dieses weist zu Beginn ein erstes Vorsignal V1 zur Einstellung der
Empfängerregelung auf (Einschwingen des Verstärkers). Dieses Vorsignal V1 ist zweckmäßig,
damit das Ausgangssignal des Empfängers nicht begrenzt wird.
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Diesem ersten Vorsignal folgt ein weiteres Vorsignal V2 zur Synchronisation
der Empfangseinrichtung. Danach wird die eigentliche Meldung INF, die Informationen
über den meldenden Teilnehmer, über die Art der Meldung u. ä.
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enthalten kann, gesendet. Zum Abschluß kann eine Redundanz R zur Bitfehlererkennung
noch von Vorteil sein.
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Während der Zeit vom Beginn des Vorsignals zur Synchronisation V2
bis zum Abschluß der Redundanz läuft der erste Auswertezyklus in der Empfangseinrichtung
mit beispielsweise links rotierendem Antennendiagramm. An diesen ersten Meldungsblock
mit Synchronisationssignal, Informationssignal und Redundanz schließt sich ein zweiter
genau gleich aufgebauter Meldeblock an. Während dieses zweiten Blocks ist der Umlaufsinn
des Diagramms im Vergleich zum ersten Meldeblock umgekehrt, also beispielsweise
rechts rotierend. Die beiden gleichen aufeinanderfolgenden Teile des Diagramms können
noch durch eine
Pause für den Demodulator zur Detektierung der Meldewiederholung
getrennt sein.
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Bei der Auswertung erhält man einen ersten Peilwert aus dem ersten
Auswertezyklus und einen zweiten Peilwert aus dem zweiten Auswertezyklus, deren
arithmetische Mittelwert von den durch die Empfangseinrichtungen verursachten Winkelfehler
befreit ist. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht die Simulation des rotierenden
Antennenrichtdiagramms durch eine Adcockantenne mit rotierendem Goniometer vor.
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Eine andere besonders vorteilhafte Ausführung verwendet eine Antennenanordnung
mit mehreren nach verschiedenen Azimuten ausgerichteten Richtantennen, die über
elektronische Schaltmittel zyklisch sequentiell an den Empfänger angeschlossen werden.