DE3441670A1

DE3441670A1 - Frame antenna for data transmission between a vehicle and a fixed-path station

Info

Publication number: DE3441670A1
Application number: DE19843441670
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 1000 Berlin Auksutat
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1986-05-15

Abstract

For a frame antenna for data transmission between a vehicle and a fixed-path station in the RF range, which antenna is fixed to the vehicle or in a fixed position on a path along which the vehicle moves, for the purpose of inductive coupling with coupling elements which are fixed to the path (line conductors, frame antennas, ferrite-core coils) or coupling devices (frame antennas, ferrite-core coils) which are fitted to the vehicles, the frame antenna comprising a plurality of turns, the inductance, which is normally large, is intended to be reduced. This is achieved in that the total inductance L of the frame antenna is kept as small as possible by mutual removal of the individual turns (W3, W4, W5 in Fig. 2) or of turn parts (Q1, Q2, Q3, Q4 in Fig. 1). <IMAGE>

Description

Rahmenantenne für die Datenübertragung zwischenLoop antenna for data transmission between

einem Fahrzeug und einer streckenfesten Station Die Erfindung bezieht sich auf eine Rahmenantenne für die Datenübertragung zwischen einem Fahrzeug und einer streckenfesten Station gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs.a vehicle and a fixed-line station The invention relates relying on a loop antenna for data transmission between a vehicle and a fixed-track station according to the preamble of the present claim.

Es ist bekannt, längs einer Strecke einen Linienleiter zu verlegen, der an Sende-/Empfangseinrichtungen in einer Station angeschlossen ist. Ein sich längs dieser Strecke bewegendes Fahrzeug besitzt ebenfalls Sende-/Empfangseinrichtungen. An diese Einrichtungen sind Rahmenantennen oder Ferritspulen angeschlossen, die mit dem Linienleiter induktiv koppeln, wenn eine Sende-Wechselspannung von der ortsfesten Sendeeinrichtung an den Linienleiter oder von der Fahrzeug-Sendeeinrichtung an die Antenne angeschlossen wird.It is known to lay a line cable along a route, which is connected to transmitting / receiving devices in a station. One himself Vehicle moving along this route also has transmitting / receiving devices. Loop antennas or ferrite coils are connected to these facilities Inductively couple with the line cable if a transmission AC voltage from the stationary Transmission device to the line conductor or from the vehicle transmission device to the Antenna is connected.

Es können auch an der Strecke Rahmenantennen oder Ferritspulen verlegt sein, die an Sende-/Empfangseinrichtungen angeschlossen sind und die bei der Vorbei fahrt des Fahrzeugs mit dem auf diesem Fahrzeug angebrachten Koppelelement (Rahmenantenne, Ferritspule) induktiv gekoppelt sind.Loop antennas or ferrite coils can also be laid along the route that are connected to transmitting / receiving devices and that pass by travel of the vehicle with the coupling element attached to this vehicle (Loop antenna, Ferrite coil) are inductively coupled.

Die genannten Mittel (Sende-/Empfangseinrichtungen, Linienleiter, Rahmenantennen, Ferritspulen) dienen dem Datenaustausch zwischen der ortsfesten Station und dem Fahrzeug. Der Datenaustausch erfolgt bevorzugt mittels HF-Träger, die frequenzmoduliert sind. Bekannt ist die gegenseitige Übertragung von binär kodierten Telegrammen, wobei der Wechsel der Binär zeichen durch Umtastung der Eckfrequenzen eines auf die Mittenfrequenz bezogenen HF-Trägers erfolgt. Da ein Zwei-Richtungsverkehr stattfinden soll, werden in der Regel zwei Datenübertragungskanäle, jeder für eine Richtung, verwendet. Die beiden Trägerfrequenzen liegen beispielsweise bei 55 kHz und 65 kHz. Dieser Duplexverkehr erfordert in den Sende-/Empfangseinrichtungen den Einsatz von Filtern, um den jeweils nicht gewünschten HF-Träger zu sperren.The means mentioned (transmitting / receiving devices, line cables, Loop antennas, ferrite coils) are used to exchange data between the stationary Station and the vehicle. The data exchange is preferably carried out using an HF carrier, which are frequency modulated. The mutual transmission of binary coded is known Telegrams, whereby the change of the binary characters by keying of the corner frequencies an HF carrier related to the center frequency takes place. As a two-way traffic should take place, there are usually two data transmission channels, each for one Direction, used. The two carrier frequencies are, for example, 55 kHz and 65 kHz. This duplex traffic requires the in the transmitting / receiving devices Use of filters to block the HF carrier that is not wanted in each case.

Diese benötigten Filter lassen aber nur eine maximale Induktivität der mit ihnen verbundenen Rahmenantenne zu.These filters, however, only leave a maximum inductance the loop antenna connected to them.

In dem genannten Beispiel beträgt diese maximale Induktivltät Lmax S$ 3 m H.In the example mentioned, this maximum inductance is Lmax S $ 3 m H.

Die gebräuchlichen Rahmenantennen bestehen nun wegen der gewünschten stärkeren Kopplung aus mehr als nur einer Windung. Diese Windungen liegen eng beieinander; dies ist schon aus Raumgründen nahegelegt. In diesem Fall jedoch wird die Induktivität der Rahmenantenne zu hoch.The common loop antennas now exist because of the desired stronger coupling from more than just one turn. These turns are close together; this is suggested for reasons of space. In this case, however, the inductance the loop antenna too high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rahmenantenne der eingangs genannten Art anzugeben, die diesen Nachteil nicht aufweist.The invention is based on the object of providing a loop antenna of the initially mentioned specified type, which does not have this disadvantage.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the in the characterizing part of the Claim listed features solved.

Die Rahmen antenne gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen husführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.The frame antenna according to the invention is described below husführungbeispiel explained in more detail on the basis of the drawing.

Es zeigt die Fig. 1 eine zwei Windungen enthaltende Rahmenantenne mit extremer Entkopplung, die Fig. 2 mit Fig. 2a eine aus mehr als zwei Windungen bestehende Rahmenantenne mit verringerter Entkopplung.1 shows a loop antenna containing two turns with extreme decoupling, Fig. 2 with Fig. 2a one of more than two turns existing loop antenna with reduced decoupling.

In der Fig. i sind mit L3, Q1, L1, Q2 und L2 aufeinanderfolgende Teile einer ersten Windung Wl einer Rahmenantenne bezeichnet, die mit dem Teil L3 an der Klenne D an eine erste Zuleitung eines (nicht dargestellten) Filters einer Sende-/Empfangseinrichtung angeschlossen sind. Dabei sind die mit L1 L2, L3 bezeichneten Teile längs in der Figurenebene, die mit Q1, Q2 bezeichneten Teile quer in der Figurenebene gelegen. Das andere Ende der Windung W1 ist an eine Klemme C angeschlossen.In FIG. I, L3, Q1, L1, Q2 and L2 are consecutive parts a first turn Wl of a loop antenna referred to with the part L3 on the Connect D to a first feed line of a filter (not shown) of a transmitting / receiving device are connected. The parts labeled L1, L2, L3 are longitudinally in FIG Figure plane, the parts labeled Q1, Q2 located transversely in the figure plane. The other end of the turn W1 is connected to a terminal C.

In der Fig. 1 ist ferner eine zweite Windung W2 der Rahmenantenne mit der gleichen Form wie die Windung W1 dargestellt, die aus den aufeinanderfolgenden Teilen L6, Q3, L4, Q4 und L5 besteht. Dabei sind die mit L4, L5, L6 bezeichneten Teile wieder längs in der Figurebene, die Teile Q3, Q4 quer in der Figurebene gelegen. Der Teil L5 ist über eine Klemme A mit der zweiten Zuleitung des Filters verbunden. Das andere Ende der Windung W2 liegt an einer Klemme B.In FIG. 1 there is also a second turn W2 of the loop antenna shown with the same shape as the winding W1 that consists of the successive Parts L6, Q3, L4, Q4 and L5 are made up. Thereby those labeled L4, L5, L6 are Parts again longitudinally in the plane of the figure, parts Q3, Q4 located transversely in the plane of the figure. Part L5 is connected to the second supply line of the filter via a terminal A. The other end of the turn W2 is connected to a terminal B.

Die Klemmen B und C sind verbunden. Bei anliegender Spannung zwischen den Klemmen A und D fließt ein (momentaner) Strom gleichen Richtungssinnes in den beiden Wicklungen (mit Pfeilen in der Fig. 1 angedeutet).Terminals B and C are connected. When voltage is applied between the terminals A and D flows in (momentary) Current in the same sense of direction in the two windings (indicated by arrows in FIG. 1).

Die beiden Windungen überdecken sich mit einem Teil und zwar mit dem Abstand d zwischen dem Querzweig Q2 zum Querzweig Q3. Gegenüber der bekannten Rahmenantenne sind die dort eng beieinanderliegenden Querteile Q1 und Q3 sowie Q2 und Q4 um einen Betrag s entfernt.The two turns overlap with one part, namely with the Distance d between the cross-branch Q2 to the cross-branch Q3. Compared to the well-known loop antenna are the closely spaced transverse parts Q1 and Q3 as well as Q2 and Q4 around one Amount s removed.

Durch den beschriebenen Aufbau der Rahmenantenne sind die beiden Windungen W1 und W2 extrem entkoppelt.Due to the structure of the loop antenna described, the two windings are W1 and W2 extremely decoupled.

In der Fig. 2 ist eine Rahmenantenne dargestellt, die aus drei Windungen W3, W4, W5 besteht, wobei die Windung W3 mit einem Ende mit einer Klemme E und mit dem anderen Ende mit der Wicklung W4 verbunden ist, die Wicklung W4 mit der Wicklung W5 verbunden ist, und das andere Ende der Wicklung W5 an eine Klemme F angeschlossen ist. An die Klemmen E und F werden wieder die Zuleitungen eines (nicht dargestellter) Filters für eine Sende-/Empfangseinrichtung angeschlossen.In Fig. 2, a loop antenna is shown, which consists of three turns W3, W4, W5 consists, the winding W3 with one end with a terminal E and with the other end is connected to the winding W4, the winding W4 to the winding W5 is connected, and the other end of the winding W5 is connected to a terminal F. is. The supply lines of a (not shown) are again connected to terminals E and F Filters for a transmitting / receiving device connected.

Mit q ist ein Querschnitt durch die Rahenantenne angedeutet. Dieser Querschnitt ist in der Fig. 2a dargestellt.A cross section through the loop antenna is indicated by q. This Cross section is shown in Fig. 2a.

Die drei Windungen W3, W4, W5 liegen nicht, wie üblich, eng beieinander, sondern sind im Rahmen des für das Anbringen der Antenne raummäßig Möglichen voneinander entfernt. Sie sind in einer Vergußmasse M eingebettet.The three turns W3, W4, W5 are not, as usual, close together, but are within the scope of what is spatially possible for attaching the antenna from one another removed. They are embedded in a sealing compound M.

Durch die nach Fig. 1 und Fig. 2, 2a aufgebauten Rahmenantennen wird die Gesamt-Induktivität L der Antennen gegenüber der bekannten Ausführung verringert.The loop antennas constructed according to FIG. 1 and FIG. 2, 2a the total inductance L of the antennas is reduced compared to the known design.

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Claims

Loop antenna for data transmission between a vehicle and a fixed-line station. Loop antenna for data transmission between a vehicle and a fixed station in the HF range on the vehicle or is fixedly attached to a route along which the vehicle is moving, for the purpose of inductive coupling with fixed coupling elements (line cables, loop antennas, Ferrite core coils) or coupling devices attached to the vehicles (Loop antennas, ferrite core coils), the loop antenna comprising several windings, characterized in that by mutual removal of the individual turns (W3, W4, W5 in Fig. 2) or parts of turns (Q1, Q2, Q3, Q4 in Fig. 1) the total inductance L the loop antenna is kept as small as possible.