DE4027186A1 - Uebertragungssystem fuer schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem zur Übertra­ gung von Informationen und/oder Befehlen von mindestens einem Schienenfahrzeug auf das nächste der gleichen Zugs­ komposition.

Es ist bekannt, bei Schienenfahrzeugen zur Übertragung von Informationen und/oder Befehlen elektromechanische Steckkupp­ lungen zu verwenden. Bei nicht automatischen Kupplungen, wie sie im normalen Eisenbahnverkehr üblich sind, müssen solche Steckkupplungen von Hand gekuppelt bzw. entkuppelt werden, was äußerst umständlich und oft unzuverlässig ist.

Eisenbahnen verlangen in Zukunft die Übertragung einer er­ heblichen Anzahl von Signalen wie z.B. von Befehlen und In­ formationen. Durch Verwendung eines codierten Hochfrequenz­ trägers könnten alle obgenannten Signale über eine einzige, beispielweise 70 MHz-Bandbreite aufweisende Leitung übertra­ gen werden. Die elektromechanische Kupplung zweier derar­ tiger Hochfrequenzleitungen zwischen zweier aufeinanderfol­ gender Schienenfahrzeuge, die dem äußerst rauhen Eisen­ bahnbetrieb mit der signaltechnisch verlangten Sicherheit entsprechen würde, wäre für die Praxis zu aufwendig, und erlaubt keinen Kupplungsvorgang vor der endgültigen mecha­ nischen Kupplung der Schienenfahrzeuge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Schaffung eines Übertragungssystems das die obgenannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Übertragungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Zur Erzielung einer signaltechnischen Sicherheit ist es zweckmäßig, wenn zur Kontrolle des Übertragungsweges die zu übertragenden Daten vom letzten Schienenfahrzeug der Zugs­ komposition aus in ihrem Gehalt unverändert zum ersten Schie­ nenfahrzeug zurückmeldet und auf deren Richtigkeit überprüft werden und dazu ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn in jedem der Schienenfahrzeuge in deren Längsrichtung mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Übertragungswege vorgesehen sind, daß deren Enden zu je einer Sende-Empfangs-Antenne führen und daß Übertragungswege vorzugsweise mit einer oder mehreren Sende-Empfangs-Einheiten verbunden sind.

Da die Schienenfahrzeuge im Einsatz relativ zueinander so­ wohl in vertikaler wie in horizontaler Richtung zueinander bewegt werden, ist es zweckmäßig, wenn die Strahlungscharak­ teristik der Antennen des Mikrowellensenders und des Mikro­ wellenempfängers je eine divergente Strahlungscharakteristik aufweist und die Antennen als Mikrostreifenantennen ausge­ bildet sind.

Damit ein Übersprechen von nicht der Zugskomposition an­ gehörenden Sendern durch Abschirmung durch die Metallmassen erreicht wird, ist es vorteilhaft, wenn die Antennen des Em­ pfängers und Senders in der Symmetrieebene des Schienen­ fahrzeuges an dessen Stirnseite, vorzugsweise in der Nähe des Fahrzeugdaches, angeordnet sind.

Damit unerwünschte Reflexionen zwischen den Antennengruppen zweier aufeinanderfolgender, gekoppelter Schienenfahrzeuge auf ein nicht mehr störendes Maß abgeschwächt werden, ist es vorteilhaft, wenn die Antenne des Mikrowellensenders und -empfängers als Mikrostreifenantenne ausgebildet ist, und mindestens das nähere Umfeld der Antennen, vorzugsweise in einem mindestens der verwendeten Wellenlänge entsprechend breiten Bereich diese Antennen umgebend, die verwendete Strahlung absorbierend ausgebildet ist.

Da der Abstand der zu kuppelnden Schienenfahrzeuge immer kleiner als 1 Meter sein wird, kann es vorteilhaft sein, als Antennen Magnetspulen zu verwenden, die wohl ein magneti­ sches Wechselfeld erzeugen, aber kein auf größere Entfer­ nung strahlendes Hochfrequenz erzeugen.

Weitere vorteilhafte Weiterausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 3, 4, 6, 7 und 12.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße Übertragungssystem in einer signalmäßig untereinander verbundenen Zugs­ komposition;

Fig. 2 eine Seitenansicht auf ein einzelnes Schienenfahrzeug der in Fig. 1 dargestellten Zugskomposition mit der eingezeichneten Antennenanordnung;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Antennengruppe eines Schienenfahrzeugs;

Fig. 4 ein Blockschema einer Sende- und Empfangseinheit;

Fig. 5 das Komponentenschema der in Fig. 3 dargestellten Sende- und Empfangseinheit mit der Antennengruppe; und

Fig. 6 eine weitere beispielsweise Ausführungsform einer mit Spulenantennen verbundenen Sende- und Empfangsein­ heit.

Die in Fig. 1 dargestellte Zugskomposition besteht aus den beiden Triebköpfen 1 und 2 sowie den dazwischen gekuppelten Wagen 3.

Wie aus dieser Fig. 1 ersichtlich, weisen die Triebköpfe 1 und 2 je eine Datenverarbeitungseinheit 4 und die dazwischen gekuppelten Wagen je eine Datenverarbeitungseinheit 5 auf.

Die Datenverarbeitungseinheiten 4 und 5 sind je mit den ge­ wünschten Signalempfängern z.B. TV-Empfängern, und Signale abgebenden Einheiten, z.B. einem Telefon, elektrisch ver­ bunden.

Die Datenverarbeitungseinheiten 4 und 5 sind anderseits elek­ trisch mit den ihnen zugeordneten Sendern 6 und Empfängern 7, und diese mit den jeweils zu Antennengruppen zusammenge­ faßten Sende- und Empfangsantennen 8 bzw. 9 elektrisch verbunden.

Zur Ermöglichung signaltechnischer Sicherheit sind zwei in sich geschlossene Signalkreise vorgesehen, so daß zu jeder Zeit und an jedem Ort die Rückmeldung kontrolliert werden kann.

Selbstverständlich ist es bei einem solchen Übertragungssy­ stem auch möglich, bei Anordnung einer entsprechend aus­ gebildeten ortsfesten Gegenstation 12 (Fig. 1) Informationen und/oder Befehle zwischen der Zugskomposition und einer Bo­ denstelle zu übertragen.

Gegebenenfalls können dazu auch nach unten gegen den Schie­ nenbereich zu wirkende Antennen auf der Zugskomposition vor­ gesehen sein.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die aus Sende- und Empfangs­ antennen 8 bzw. 9 bestehende Antennengruppe 10 in der Symme­ trieachse des Wagens 3 an dessen Stirnseite, in der Nähe des Daches angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung der Anten­ nengruppen 10 wirken der zugeordneten Wagen 3 als Abschir­ mung gegen äußere Störeinflüsse.

Die Antennengruppen 10 sind wie aus Fig. 3 ersichtlich, mit Mikrostreifenantennen 8 bzw. 9 versehen. Diese Antennengrup­ pe 10 ist für ein aus Sicherheitsgründen doppelt ausgelegtes Übertragungssystem aufgebaut. Dabei ist das nähere Umfeld 11 der Antennen 8 und 9 in einem mindestens der verwendeten Wel­ lenlänge entsprechend breiten Bereich diese Antennen umge­ bend, die verwendete Strahlung absorbierend ausgebildet.

Wie aus dem in Fig. 4 dargestellten Blockschema ersicht­ lich, wird im Sender 6 das mit 2 Mbit/sec anfallende, kodier­ te Signal mittels der integrierten Schaltung RS 421 verstei­ lert, in der integrierten Schaltung TTL1 verstärkt, und als Versorgungsspannung für den Schwingkristall SC benutzt. Die so entstehende 10 GHz-Schwingung wird im Filter F1 gerei­ nigt, und der Sendeantenne 8 zugeführt. Das entsprechende Komponentenschema ist aus Fig. 5 ersichtlich.

Die Rückmeldung des Signals wird mit in der Antenne 9 empfan­ gen, im Filter F2 gereinigt und im Gleichrichter G1 gleichge­ richtet. Im Filter F3 wird die 70 MHz-Komponente ausfil­ triert, in der integrierten Schaltung RS 421 versteilert, und in der integrierten Schaltung TTL2 verstärkt. Das dazu entsprechende Komponentenschema ist ebenfalls aus Fig. 5 ersichtlich.

Wie aus dem Fig. 6 dargestellten Blockschema einer weiteren beispielsweisen Ausführungsform ersichtlich, dient ein mit 2 Mbit/sec anfallendes Signal zur Modulierung eines 20 MHz- Senders 6′. Der letztere arbeitet auf eine als Sendeantenne wirkende Magnetspule 8′.

Die als Empfangsantenne wirkende Magnetspule 9′ ist ihrer­ seits mit einem Empfänger 7′ verbunden und liefert das Aus­ gangssignal mit 7 Mbit/sec.

Claims (15)

1. Übertragungssystem zur Übertragung von Informationen und/oder Befehlen von mindestens einem Schienenfahrzeug auf das nächste der gleichen Zugskomposition, dadurch gekennzeichnet, daß es derart ausgebildet ist, daß die zu übertragenden Daten in codierter Form einen Sender elektromagnetischer Wellen des ersten Schienenfahrzeuges modulieren und dessen Strahlung von einer Antenne des letzteren in Richtung der Antenne eines Empfängers elek­ tromagnetischer Wellen des zweiten Schienenfahrzeuges ausgesandt werden, und die vom Empfänger des letzteren derart empfangene Information weitergeleitet und gege­ benenfalls demoduliert oder demoduliert und decodiert wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kontrolle des Übertragungsweges die zu übertragenden Daten vom letzten Schienenfahrzeug der Zugskomposition aus in ihrem Gehalt unverändert zum ersten Schienenfahr­ zeug zurückmeldet und auf deren Richtigkeit überprüft werden.

3. System nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man ein Kontrollsignal in das interne Da­ tenübertragungssystem der Zugskomposition eingibt und feststellt, ob sämtliche miteinander gekoppelten Sender- Empfänger-Einheiten ordnungsgemäß miteinander in Ver­ bindung stehen.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die zu übertragenden Daten mittels zweier voneinander unabhängiger Datenübertragungssysteme von einem Schienenfahrzeug auf das nächste überträgt und bei Nichtübereinstimmung der dort ankommenden Signale ein Alarmsignal auslöst.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in jedem der Schienenfahrzeuge in deren Längsrichtung mindestens zwei parallel zueinander ver­ laufende Übertragungswege vorgesehen sind, daß deren Enden zu je einer Sende-Empfangs-Antenne führen und daß Übertragungswege vorzugsweise mit einer oder mehreren Sende-Empfangs-Einheiten verbunden sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass mehrere Übertragungswege, die mit un­ tereinander verschiedenen Frequenzen arbeiten, vorgese­ hen sind.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein und dieselbe Antenne für verschiedene Übertragungswege dient.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antennen des Empfängers und Senders in der Symmetrieebene des Schienenfahrzeuges an dessen Stirnseite, vorzugsweise in der Nähe des Fahrzeugdaches, angeordnet sind.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine im Bereich von 1 bis 20 GHz arbeiten­ de Mikrowellenstrahlung verwendet wird.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen des Mikrowellensenders und -empfängers als Mik­ rostreifenantenne ausgebildet sind, und mindestens das nähere Umfeld der Antennen, vorzugsweise in einem min­ destens der verwendeten Wellenlänge entsprechend breiten Bereich diese Antennen umgebend, die verwendete Strah­ lung absorbierend ausgebildet ist.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungscharakteristik der Antennen des Mik­ rowellensenders und des Mikrowellenempfängers je eine divergente Strahlungscharakteristik aufweist und die An­ tennen als Mikrostreifenantennen ausgebildet sind.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich von 1 bis 50 MHz arbeitende elektromagnetische Wellen verwendet werden.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne des Mikrowellensenders und die des Empfän­ gers je als Magnetspule ausgebildet sind.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich mindestens eine, mindestens einen Mikrowellensender und/oder Mikrowellenempfänger aufweisende, ortsfeste Gegenstation vorgesehen ist.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstation(en) im Schienenbereich angeordnet ist bzw. sind.