DE3212876A1

DE3212876A1 - Antwortgeraet mit schaltbaren leitungsresonatoren fuer ein abfrage/antwort-informationsuebertragungssystem, insbesondere fuer eisenbahn-triebfahrzeuge

Info

Publication number: DE3212876A1
Application number: DE19823212876
Authority: DE
Inventors: Walter Egger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1983-10-06

Description

Antwortgerät mit schaltbaren Leitungsresonatoren für ein
Abfrage/Antwort-Informationsübertragungssystem, insbesondere für Eisenbahn-Triebfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Antwortgerät mit schaltbaren Leitungsresonatoren für ein System zum selbsttätigen drahtlosen übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfragegeräten und Antwortgeräten an beweglichen Trägereinheiten mit Energieversorgung, insbesondere der Nummern von Eisenbahn-Triebfahrzeugen nach ortsfesten Abfragegeräten, bei dem jedes Antwortgerät mit einem Hochfrequenzleitungsabschnitt versehen ist, an dem Hochfrequenzleitungsresonatoren in Koaxial- oder Hohlleitertechnik vorgesehen sind, die zum Einstellen einer gewünschten Information durch starke Bedämpfung mittels an die Leitungsresonatoren angekoppelter Mikrowellendioden, die als Dioden-Chip ausgebildet und mit einem in eine Bohrung des Resonatorbodens einsteckbaren induktiven Koppelelement verbunden sind, einzeln unwirksam schaltbar sind.
Mit einem solchen Mikrowellensystem, wie es beispielsweise unter der Bezeichnung "SICARID" bekannt ist, können drahtlos mehrstellige Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfragegeräten und Antwortgeräten erfaßt werden.
Dabei bekommt das Antwortgerät vor Inbetriebnahme eine bestimmte, beispielsweise zwölfstellige Nummer plus einer Kontrollziffer einkodiert, die durch Einstecken von Kodierstiften in vorhandene Bohrungen an den Leitungsresonatoren durchgeführt wird. Das Antwortgerät ist dabei an der Unterseite des Triebfahrzeuges, insbesondere der Eisenbahnlok, montiert und durch die Abfragegeräte lesbar.
In ihm ist die Fahrzeug- bzw. Zugnummer einkodiert Um eine sich ändernde Zugnummer einer Eisenbahnlok den Abfragegeräten mitteilen zu können, ist eine Umkodierung des unter der Eisenbahnlok montierten Antwortgerätes vorzugsweise vom Lokführerstand aus, d.h. eine ferneinstellbare Anderung vorzusehen. Das Kodierelement soll dabei die aktiv geschalteten Resonatoren so wenig wie möglich beeinflussen und bei den unwirksam geschalteten Resonatoren diese ausreichend genug bedämpfen.
Durch die DE-AS 1 901 890 ist ein Antwortgerät bekannt, bei dem die Fernkodierbarkeit der Resonatoren elektromechanisch durchgeführt wird, indem über jedem umzukodierenden Resonator eine Vorrichtung montiert ist, mit der über eine Spule und einen Permanentmagneten ein Dämpfungsstift in den Resonatorraum eingebracht wird.
Durch die DE-PS 2 531 148 ist ein Antwortgerät der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dem eine vollelektronische Fernkodierung vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antwortgerät mit vollelektronischer Fernbedienbarkeit der Resonatoren hinsichtlich der Bedämpfung der unwirksam geschalteten Resonatoren zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöste daß eine Mikrowellendiode geringer Sperrschichtkapazität9 insbesondere eine Schottky-Diode, auf einem beidseitig kaschierten Epoxyd-Leiterplättchen angeordnet ist, auf dessen einer Seite zwei in Längsrichtung parallel verlaufende, an einem Ende an Anschlußdrähte angeschlossene Leiterbahnen aufgebracht sind, auf deren einer, auf dem den Anschlußdrähten abgekehrten Endbereich der Diodenchip und im anderen Endbereich ein Kondensator-Chip angeordnet sind, die jeweils zur zweiten Leiterbahn kontaktiert sind, und auf dessen zweiter Seite in dem den Anschlußdrähten abgekehrten Endbereich eine U-förmig ausgebildete, mit ihren verbreiterten Schenkeln den beiden parallelen Leiterbahnen in deren verbreitertem Endbereich gegenüberliegende Leiterbahn aufgebracht ist, deren bogenförmiger Mittelteil als Koppel schleife in den Resonator eintaucht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 das Ersatzschaltbild eines Mikrowellenresonators mit angeschlossenem Diodenkreis (Kodierelement), Fig. 2 und 3 das Kodierelement in einer Vorder- und Rückt ansicht und Fig. 4 in einer geschnittenen Teildarstellung einen Leitungsresonator mit eingesetztem Kodierelement.
Das Ersatzschaltbild nach Fig. 1 enthält das Kodierelement KE mit der Gleichspannungszuführung DC.an den Klemmen a,b, e.inem- Abblockkondensator C im Querzweig und der zu diesem parallel, also im Querzweig liegenden Mikowellendiode D sowie ferner sich in den Längszweigen anschließende Koppelkondensatoren C1>C2 und einen nachfolgenden Koppelteil zur Einkopplung des Diodenkreises in den Resonator und den Mikrowellenresonator MR in Form eines Parallelschwingkreises aus der Induktivität L3 und der Kapazität C3 und einem parallel liegenden Widerstand R3. Die aus einer Schottky-Diode bestehende Mikrowellendiode D, deren Impedanz durch die über die Gleichspannungszuführung angelegte Steuerspannung ver- ändert werden kann, wird über den Koppelteil induktiv mit dem Koppelfaktor k an den Mikrowellenresonator MR angekoppelt, der beispielsweise als A/4-Koaxialresonator ausgebildet ist und durch seine Resonanzfrequenz die Information bestimmt.
Fig. 2 und 3 zeigen das Kodierelement KE in einer Ansicht von oben (HF-Seite) und von unten (DC-Seite). Es besteht aus einem doppelt kaschierten Epoxyd Plättchen 1 mit etwa 0,2mm Dicke, das auf der Gleichspannungsseite (DC-Seite) mit einem Schottky-Dioden-Chip D und einem Kondensator -Chip C bestückt ist.
Auf der Gleichspannungsseite des Trägerplättchens 1 (Fig.3) sind in Längsrichtung zwei parallele Leiterbahnen 2,3 mit einem gegenüber den Endbereichen schmaleren Mittelteil aufgebracht, die in einem Endbereich mit Anschlußdrähten 4 verbunden sind. Auf der einen Leiterbahn 3 ist in dem dem Anschlußdraht zugewendeten Endbereich der Kondensator-Chip C aufgebracht, in dem dem Anschlußdraht abgewendeten Ende ist der Schottky-Dioden-Chip D aufgebracht.
Beide Chips D und C sind jeweils über einen Bond-Draht 5 zur gegenüberliegenden Leiterbahn 2 kontaktiert.
Auf der Hochfrequenzseite des Trägerplättchens 1 (Fig.2) ist in dem dem Dioden-Chip D gegenüberliegenden Endbereich eine U-förmige Leiterbahn aufgebracht, deren verbreitert ausgebildete Schenkel 6 den breiteren Endbereichen der Leiterbahnen 2,3 auf der Gleichstromseite gegenüberliegen.
Durch diese Überdeckung der Leiterbahnen auf beiden Seiten des Trägerplättchens 1 und das Trägerplättchen 1 als Dielektrikum werden die Kapazitäten der Schaltung realisiert.
Der Kapazitätswert wird durch die Länge 1 der Schenkel 6 der U-förmigenLeiterbahn festgelegt. Die Ankopplung des Kodierelements KE an den Resonator erfolgt induktiv über den bogenförmigen Mittelteil 7 der U-förmigen Leiterbahn (Schleife), der radial ausgerichtet in die Kodierbohrung 11 am Boden des Koaxialresonators 8 eingeschoben wird (vgl. Fig.4). Der Ankopplungsgrad und damit die Bedämpfungswirkung ist von der Eintauchtiefe abhängig.
Das Kodierelement stellt in erster Näherung einen Serienresonanzkreis dar, bei dem der Ohm'sche Anteil die zwei Zustände der Schottky-Diode und damit das Ein-Ausverhältnis des Koaxialresonators und die jeweiligen Serienkapazitäten Cl> C2 die Frequenzlage des Kodierelementes KE festlegen.. Die Bandbreite des Kodierelementes KE ist so groß, daß damit ohne Qualitätseinbußen die fünf Resonatoren einer Ziffer (75 MHz breit) mit einem Kodierelement-Typ ausgerüstet werden können. Mit dem Kodierelement wird eine Bedämpfung der Resonatoren von > 30 dB erreicht, wobei die Beeinflussung der aktiven Resonatoren durch das Kodierelement aufgrund der Verwendung von Schottky-Dioden bei 4 0,5 dB bleibt.
Fig.4 zeigt einen Resonator mit eingesetztem Kodierelement KE. Der Resonator ist ein X/4-Koaxialresonator 8, in dessen Boden 9 ein Abgleichstift 10 eingesetzt ist.
In eine weitere Bohrung 11 (Kodierbohrung) des Resonatorbodens 9 ist das Kodierelement KE, nämlich das mit den Chips bestückte doppelt kaschierte Epoxyd-Plättchen 1 eingesetzt, dessen auf der HF-Seite aufgebrachte Schleife 7 in den Koaxialresonator 8 hineinragt. Das Kodierelement KE ist zur Befestigung in zwei Halbschalen 12 aus einem Kunststoff geringer dielektrischer Verluste eingesetzt, die durch ein Klemmstück 13 mit einer Klemmschraube 14 in der axialen Lage fixierbar sind. Das Klemmstück 13 ist mittels einer Schraubverbindung 15 auf einer Stromzuführungsplatine 16 befestigt.
3 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche Antwortgerät mit schaltbaren Leitungsresonatoren für ein System zum selbsttätigen drahtlosen übertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander beweglichen Abfragegeräten und Antwortgeräten an beweglichen Trägereinheiten mit Energieversorgung, insbesondere der Nummern. von Eisenbahn-Triebfahrzeugen nach ortsfesten Abfragegeräten, beivdem jedes Antwortgerät mit einem Hochfrequenzleitungsabschnitt versehen ist, an dem Hochfrequenzleitungsresonatoren in Koaxial- oder Hohlleitertechnik vorgesehen sind, die zum Einstellen einer gewünschten Information durch starke Bedämpfung mittels einer Mikrowellendiode, die als Dioden-Chip ausgebildet und mit einem in eine Bohrung des Resonatorbodens einsteckbaren-induktiven Koppelelement verbunden ist, einzeln unwirksam schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikrowellendiode (D) geringer Sperrschichtkapazität, insbesondere eine Schottky-Diode, auf einem beidseitig kaschierten Epoxyd-Leiterplättchen (1) angeordnet ist, auf dessen einer Seite zwei in Längsrichtung parallel verlaufende, an einem Ende an Anschlußdrähte (4). angeschlossene Leiterbahnen (2,3) aufgebracht sind, auf deren einer (3), auf dem den Anschlußdrähten (4) abgekehrten Endbereich der- Diodenchip (D) und im anderen Endbereich ein Kondensator-Chip (C) angeordnet sind, die jeweils zur zweiten Leiterbahn (2) kontaktiert sind, und auf dessen zweiter Seite in dem den Anschlußdrähten (4) abgekehrten Endbereich eine U-förmig ausgebildete, mit ihren verbreiterten Schenkeln den'beiden parallelen Leiterbahnen (2,3) in deren verbreitertem Endbereich gegenüberliegende Leite(sblahn (7) aufgebracht ist, deren bogenförmiger Mittelteil a 5 Koppelschleife in den Resonator eintaucht.
2. Antwortgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterplättchen (1) in zwei durch ein Klemmstück (13) in der axialen Lage fixierbaren Halbschalen (12) aus einem Kunststoff geringer dielektrischer Verluste eingesetzt ist.
3. Antwortgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (13) auf einer an der Außenseite des Resonatorbodens (9) angeordneten Platine (16) für die Stromzuführung befestigt, insbesondere angeschraubt ist.