DE3505469C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs.

Eine derartige Antenne dient in Verbindung mit dem Hohlleiter beispielsweise im Rahmen einer Fahrsteuerung des Fahrzeugs der Übertragung von Nachrichten, die ein breites Frequenzband erfordern, wie Fernsehbilder und/oder eine Vielzahl von Meßdaten und Gesprächen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet sind spurgebundene Hochge­ schwindigkeitsbahnen, insbesondere Magnetschwebebahnen. Hierbei besteht allerdings das Problem, daß es trotz präziser Spurführung des Fahrzeugs in Seitenrichtung zu Berührungen zwischen der Fahrzeugantenne und den Rän­ dern des Hohlleiter-Längsschlitzes kommen kann. Ursache hierfür sind z. B. Lagefehler bzw. -toleranzen des Hohl­ leiters gegenüber der die Fahrspur festlegenden Schie­ nenanordnung und Fertigungstoleranzen des Hohlleiter­ profils. Solches Berühren hat, wenn es bei hoher Fahr­ geschwindigkeit zum Schleifkontakt kommt, an Antenne und Hohlleiter beträchtliche Schäden zur Folge.

Wie sich gezeigt hat, können Berührungen der Ränder des Längsschlitzes durch die Antenne überhaupt nur dann ausgeschlossen werden, wenn diese am Fahrzeug seitenbe­ weglich angeordnet ist, also ausweichen kann. Im übri­ gen müssen Lageänderungen der Antenne in Seitenrich­ tung, also quer zur Erstreckungsrichtung des Hohllei­ ters ohnehin möglich sein, um z. B. bei Unterbrechungen des Hohlleiters im Weichenbereich die Antenne in einen neuen Hohlleiterabschnitt einfädeln zu können.

Aber eine entsprechende Seitenbeweglichkeit der Antenne im Sinne der Einhaltung ihrer Mittellage in bezug auf den Längsschlitz des Hohlleiters bzw. die Schlitzränder bedingt naturgemäß eine Lageregelung und hierfür einen Meßwertgeber, mit dessen Signalen bei Abweichungen der Antenne aus dieser Mittellage eine Bestimmung der je­ weiligen Abweichung und deren Richtung möglich ist. Außerdem müssen für ein problemloses Einfädeln der An­ tenne (mit Hilfe einer Lageregelung) bei deren Position außerhalb des Hohlleiters die Ausgangs-Signale des Meß­ wertgebers die gleichen bleiben wie bei der Antennen­ mittellage im Längsschlitz des Hohlleiters.

Diese Signal-Forderungen erfüllt die meßtechnische Aus­ stattung der eingangs genannten Antenne in der durch die DE-OS 33 23 984 bekannten Ausführung. Jedoch hat hier der Abstands-Meßwertgeber den Nachteil einer Dicke von mindestens drei Spulendurchmessern, weshalb ein allseits bündiger Einbau in der Antennen-Sonde nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher für eine Antenne der eingangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, einen den vorbe­ schriebenen Kriterien genügenden Abstands-Meßwertgeber geringerer Dicke zu schaffen, welcher erforderlichen­ falls in der Antenne vollständig versenkbar ist.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentan­ spruchs gelöst durch ein Spulensystem nur noch aus zwei Spulen, von denen zum einen, wie bei dem bekannten Meß­ wertgeber, die Sendespule zur Erzeugung eines hochfre­ quenten, elektromagnetischen Feldes nutzbar ist, dessen Feldlinienverlauf beiderseits der Antenne im wesent­ lichen abhängig ist vom jeweiligen Abstand der Sende­ spule zu beiden Rändern des Hohlleiter-Längsschlitzes, und zum anderen durch die gegenüber dieser Sendespule entkoppelt positionierte Induktionsspule sichergestellt ist, daß aus ihrer Empfangsspannung sowohl der Wert für die jeweilige Abweichung der Sendespule und damit der Antenne aus ihrer Sollage "Mittellage in bezug auf den Hohlleiter-Längsschlitz" ermittelbar ist als auch die Richtung der Abweichung. Die Größe dieser Empfangsspan­ nung ist der jeweiligen Abweichung proportional, wobei deren Richtung bestimmt ist durch die Phasenlage der Empfangsspannung. Diese ist gleich Null bei der Sollage der Antenne unabhängig davon, ob sich die Antenne in­ nerhalb oder außerhalb des Hohlleiters befindet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels weiter erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung schematisch in

Fig. 1 perspektivisch einen Abschnitt eines Hohllei­ ters und eine dessen Längsschlitz zugeordnete Antenne mit integriertem Abstands-Meßwertgeber,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Lagebestimmung der An­ tenne auf der Basis von Meßsignalen ihres Meß­ wertgebers.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten längsgeschlitzten Hohl­ leiter 1 aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. Aluminium, sind die Ränder 2 des Längsschlitzes 3 nach außen so aufgehoben, daß sie eine diesen als Sonde durchquerende Antenne 4 eines längs des Hohlleiters 1 spurgeführten (nicht dargestellten) Fahrzeugs relativ breitflächig flankieren. Auf die Darstellung von An­ tenneneinzelheiten ist verzichtet worden, da solche für die Erfindung unwesentlich sind; für das eingangs er­ wähnte Einfädeln der Antenne 4 in den Hohlleiter 1 kann sie in jeder geeigneten Weise in Querrichtung derselben bewegbar am Fahrzeug angeordnet sein. Um die Antenne 4 mit Hilfe einer Lageregelung in eine Mittellage gegen­ über dem Längsschlitz 3 bzw. zwischen dessen beiden Rändern 2 positionieren und in dieser Antennen-Sollage halten zu können, ist sie in einer fensterartigen Aus­ nehmung mit einem induktiven Abstandsmeßwertgeber 5 versehen, der aus einer in der Antennenebene (symmetrisch zur Antennenlängsmittelebene 4.1) sich erstreckenden Sendespule 6 und einer zugeordneten Induktionsspule 7 besteht. Hierbei kommt es darauf an, daß der Meßwertgeber 5 insgesamt völlig bündig zu den Seitenflächen 4.2 der Antenne 4 angeordnet ist, d. h. hierüber nicht hinausragt. Diese Forderung ist für die Induktionsspule 7 erfüllbar durch deren (dargestellte) sog. 90°-Ent­ kopplung von der Sendespule 6, zu deren Längsachse 6.1 (Erstreckungsrichtung) die Induktionsspule 7 sich rechtwinklig erstreckt in spiegelsymmetrischer Anord­ nung zur Antennenlängsmittelebene 4.1. Diese Anordnung hat gegenüber dem durch die vorgenannte DE-OS bekannten Meßwertgeber zugleich noch den Vorteil, daß eine Dif­ ferenzbildung von Meßspannungen überflüssig ist. Das elektromagnetische Feld der gemäß Fig. 2 über einen Verstärker 8 an einen HF-Generator 9 angeschlossenen Sendespule 6 durchsetzt die Induktionsspule 7 (infolge der gewählten Anordnung) derart, daß darin bei der (dargestellten) Mittellage der Antenne 4 im Längs­ schlitz 3 - d. h. das hochfrequente elektromagnetische Feld der Sendespule 6 ist ungestört - keine Spannung induziert wird. Denn die wirksamen Feldkomponenten kom­ pensieren sich in der Induktionsspule 7 durch deren spiegelsymmetrische Anordnung zur Antennen­ längsmittelebene 4.1, also auch zur Längsmittelebene der Sendespule 6 bzw. deren Längsachse 6.1. Eine Lage­ änderung der Antenne 4 und damit der Sendespule 6 hat dagegen in entsprechendem Maße eine Spannung bei der Induktionsspule 7 zur Folge, wobei die Größe der indu­ zierten Spannung dem Ausmaß der Annäherung der Sende­ spule 6 an den betreffenden Längsschlitz-Rand 2 des Hohlleiters 1 entspricht und die Phasenlage dieser Spannung die Richtung der Annäherung angibt. Wie Fig. 2 zeigt, braucht bloß die somit den Abstand zum jeweils gegenüberliegenden Längsschlitz-Rand 2 darstellende Spannung der Induktionsspule 7 über einen Verstärker 10 einem mit der Phasenlage des HF-Generators 9 verse­ henen Synchron-Gleichrichter 11 zugeführt zu werden, um zwangsläufig an dessen Ausgang ein vorzeichenrichtiges Ausgangssignal für das Ausmaß der Abweichung der Sende­ spule 6 bzw. der Antenne 4 aus ihrer Mittellage zu er­ halten. Da zudem dieses Ausgangssignal des - somit das Vorzeichen, also die Richtung der Mittellagen-Abwei­ chung liefernden - Gleichrichters 11 Null ist bei Mit­ tellage der Antenne 4 im Längsschlitz 3 des Hohlleiters 1 und auch bei entsprechender Antennenlage außerhalb desselben, kann es direkt einem die Antennenlage bestim­ menden Antrieb als Stellsignal dienen.

Claims (1)

1. Antenne eines spurgebundenen Fahrzeugs, die als eine hieran quer zur Fahrtrichtung bewegbare Sonde in einen der Fahrspur entlang sich erstreckenden, längsge­ schlitzten Hohlleiter hineinragt, dabei von relativ breitflächigen, zumindest innenseitig metallenen Rän­ dern seines Längsschlitzes berührungsfrei flankiert wird und hierfür mit einem induktiven Abstands-Meßwert­ geber aus einer in der Antennenebene sich erstreckenden Sendespule und einer zugeordneten Induktionsspule be­ stückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (7) sich rechtwinklig zur Längsachse (6.1) der Sendespule (6) erstreckt in spie­ gelsymmetrischer Anordnung zur Antennenlängsmittelebene (4.1).