DE4027710A1

DE4027710A1 - Magnetisches antennensystem mit unabhaengig steuerbarer elektrischer feldabschirmung und magnetischer feldabgleichung

Info

Publication number: DE4027710A1
Application number: DE4027710A
Authority: DE
Inventors: Robert Arthur Cordery; Michael Frank Hartings
Original assignee: Monarch Marking Systems Inc
Current assignee: Sensormatic Electronics Corp
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1991-03-07
Also published as: CA2023253C; GB2236909B; GB9018598D0; FR2652953A1; FR2652953B1; JPH0393302A; JP3002510B2; GB2236909A; US4999641A; CA2023253A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Antennen und insbesondere solche Antennen zur Verwendung mit einem elektro nischen Überwachungssystem für Gegenstände oder ähnliche Anwen dungsgebiete. In solchen Systemen sind die zu überwachenden Gegenstände mit einem Anhänger versehen, der einen Resonanz kreis oder eine andere elektronisch ermittelbare Einrichtung enthält. Üblicherweise umfaßt ein Durchstimmfrequenz-Abfrage sender, dessen Frequenz durch die Resonanzfrequenz des Anhän gers durchgestimmt wird, eine Sendeantenne, die nahe einem Aus gang eines zu schützenden Bereichs angeordnet ist. Eine Emp fangsantenne ist nahe der Sendeantenne angeordnet und bildet mit der Sendeantenne einen Durchgang, den eine den geschützten Bereich verlassende Person passieren muß. Die Empfangsantenne ist mit einem Empfänger gekuppelt, der die Signale ermittelt, die der Anhänger aussendet, sobald die Senderfrequenz die Reso nanzfrequenz des Anhängers durchläuft.

Es sind verschiedene für elektronische Überwachungszwecke geeignete Antennen bekannt. Eine solche Antenne ist in der US-Patentanmeldung 07/0 92 052 offenbart, die am 31. August 1987 von John R. Feltz u. a. hinterlegt wurde. Andere solche Antennen sind in den US-Patenten 42 51 808 und 47 51 516 von Lichtblau beschrieben. Die vorstehend genannte Patentanmeldung und die genannten Patente offenbaren gegeneinander verdrehte Schleifen antennen für die elektronische Überwachung von Gegenständen. Die in der Patentanmeldung von Feltz u. a. offenbarte Antenne ist aus zwei gegeneinander verdrehten Schleifen eines Koaxial kabels gebildet, die ineinandergreifen, um eine Mehrfach- Schleifenantenne zu bilden, wogegen die in den Patenten von Lichtblau offenbarten Antennen in Form einer mehrfach verdreh ten Schleifenanordnung ausgebildet sind, die in einem Metall rohr angeordnet ist. Das Metallrohr von Lichtblau und die Ab schirmung des Koaxialkabels von Feltz u. a. wirken als elektri sche Feldabschirmung.

Während die in der Anmeldung von Feltz u. a. und in den Patenten von Lichtblau offenbarten Antennen durchaus einen Lösungsweg schaffen, um einen Anhänger zu ermitteln, der einen Ausgang eines geschützten Bereichs passiert, haben beide Systeme Schwierigkeiten bei der Ermittlung eines Anhängers, wenn dieser die Antennen in bestimmten Orientierungen passiert, und beide Systeme haben sich als anfällig für den Empfang von unechten Signalen erwiesen, die nicht durch Anhänger, sondern durch Störsignale erzeugt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, ein verbessertes Antennensystem zu schaffen, das insbe sondere zur Verwendung in einem elektronischen Gegenstand-Über wachungssystem geeignet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Antenne zur Verwendung in einem elektroni schen Gegenstand-Überwachungssystem, das zahlreiche Nachteile der herkömmlichen Antennensysteme überwindet.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Hochleistungs-Antennensystems, das insbe sondere für elektronische Gegenstand-Überwachungssysteme ge eignet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten magnetischen Antennensystems, das ein gut abgeglichenes Magnetfeld-Ansprechverhalten hat, damit die Antenne auf nahe magnetische Strahlungsquellen an spricht und gegen entfernte Quellen im wesentlichen unempfind lich ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer magnetischen Antenne, die gegen elektrische Felder gut abgeschirmt ist.

Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung be steht in der Schaffung eines Antennensystems, dessen Ansprech verhalten auf elektrische und magnetische Felder unabhängig steuerbar ist.

Die erfindungsgemäße Antenne verwendet kurz gesagt zwei in sich verwundene Schleifen, die zwei im Abstand angeordnete Schleifenabschnitte enthalten, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, um magnetische Felder mit gegeneinander versetzter Phase zu erzeugen. Die beiden gegeneinander verwundenen Schlei fen sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die Schleifenabschnitte der beiden gegeneinander verwundenen Schleifen ineinandergreifen. Die beiden verwundenen Schleifen sind vorzugsweise in Phasenquadratur verbunden, so daß benach barte Schleifenabschnitte der beiden Schleifen ein rotierendes Magnetfeld erzeugen. Eine Abschirmung umgibt die die Antenne bildenden verwundenen Schleifen, um einen Faraday-Käfig um die Antenne zu bilden, damit die Antenne gegen die Abstrahlung oder das Ansprechen auf elektrische Felder geschützt ist. Die Ab schirmung ist aus leitenden Rohren gebildet, die bestimmte Be reiche der Schleifenabschnitte umgeben, um eine elektrische Ab schirmung zu bilden, wobei in bestimmten Abschnitten der Rohre Lücken vorgesehen sind, um die Magnetfeldkupplung zwischen den Schleifen und den Abschirmrohren zu steuern. Überbrückungs drähte überbrücken einige bestimmte Lücken, um eine elektrische Kontinuität für die elektrostatische Abschirmung zu bilden, und um eine Abgleichschleife für das Magnetfeld zu bilden, um da durch eine unabhängige Steuerung der Abschirmung des elektri schen Feldes und der Magnetfeld-Abgleichung der Antenne zu er möglichen.

Die beiden verwundenen Schleifen, welche jede der Antennen bilden, sind mit dem zugeordneten Sender oder Empfänger gekup pelt, so daß eine der verwundenen Schleifen heißer oder emp findlicher ist als die andere. Die verwundenen Schleifen der beiden Antennen sind so angeordnet, daß die heißere oder stär ker ansprechende verwundene Schleife der einen Antenne gegen über der kühleren oder weniger ansprechenden Schleife der ge genüberliegenden Antenne angeordnet ist. Dies dient zur Verrin gerung der Kupplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangs antenne, um dadurch die Stärke des Senderrauschens zu verrin gern, das von der Empfangsantenne empfangen wird, ohne deren Empfindlichkeit auf Anhänger-Signale zu verringern, wodurch das Signal-Rauschverhältnis des empfangenen Signals verbessert wird, um die Ermittlung von Anhängern zu verbessern.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschrie benen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Antennensystem in Verbindung mit einem elektronischen Gegen stand-Überwachungssystem.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Antennensystem gezeigt, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Das System 10 umfaßt eine Sendeantenne 12 und eine Empfangsan tenne 14. Jede der Antennen 10 und 12 hat zwei ineinandergrei fende in sich verwundene Schleifen, die ähnlich ausgebildet sind wie dies in der vorstehend erwähnten Patentanmeldung 07/0 92 052 von Feltz u. a. gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß bei der vorliegenden Erfindung die Abschirmung von einer ge trennten Abschirmkonstruktion gebildet wird und nicht von einem Koaxialkabel, wie dies bei der Anmeldung von Feltz u. a. der Fall ist. Die Sendeantenne 12 hat eine obere in sich verwundene Schleife 16, umfassend einen oberen Schleifenabschnitt 18 und einen unteren Schleifenabschnitt 20, die mit einer unteren in sich verwundenen Schleife 12 verzahnt ist, die einen oberen Schleifenabschnitt 24 und einen unteren Schleifenabschnitt 26 umfaßt. Eine Abschirmkonstruktion in Form einer leitenden Rohr konstruktion, die aus Metallrohren gebildet ist, umgibt die gegeneinander verdrehten Schleifen. Die Abschirmkonstruktion umfaßt vertikale Abschnitte 28 und 30 und horizontale Ab schnitte 32, 34, 36 und 38. Die vertikalen Bereiche 28 und 30 der Abschirmung sind durch zwei Verbindungsdrähte 40 und 42 elek trisch verbunden, und die gesamte Abschirmung ist durch einen mit dem Draht 42 verbundenen Draht 46 geerdet. Die Empfangsan tenne 14 ähnelt der Sendeantenne 12, sie ist aber nicht iden tisch mit dieser, aus Gründen, die nachstehend noch erläutert werden. Die Empfangsantenne hat eine obere in sich verwundene Schleife 50 und eine untere in sich verwundene Schleife 52 ähn lich der oberen bzw. unteren in sich verwundenen Schleife 16 bzw. 22 der Sendeantenne 12. Die obere in sich verwundene Schleife 50 hat einen oberen Schleifenabschnitt 54 und einen unteren Schleifenabschnitt 56, während die untere in sich ver wundene Schleife 52 einen oberen Schleifenabschnitt 58 und einen unteren Schleifenabschnitt 60 hat. Die in sich verwun denen Schleifen 50 und 52 sind ähnlich wie die Schleifen der Sendeantenne durch eine leitende Rohrstruktur in Form von Roh ren oder durch ein bestimmte Bereiche der gegeneinander ver drehten Schleifen umgebendes leitendes Netz abgeschirmt. Die Empfangsantenne 14 umfaßt zwei vertikale Rohre 62 und 64 und horizontale Abschirmrohre 66, 68, 70 und 72. Wie im Fall der Sendeantenne sind die vertikalen Bereiche der Abschirmung durch zwei Drähte 74 und 76 miteinander elektrisch verbunden, und die gesamte Abschirmung ist durch einen mit dem Draht 76 verbun denen Draht 78 geerdet.

In einem elektronischen Gegenstand-Überwachungssystem sollten sowohl die Sendeantenne als auch die Empfangsantenne magnetische Antennen sein, und sie sollten keine elektrischen Felder aussenden oder auf solche ansprechen, um abstrahlende elektrische Felder zu verhindern, die andere elektronische Zubehörteile stören könnten, und um eine Falschauslösung des Systems durch unechte Signale zu verhindern. Außerdem sollte das Magnetfeld-Ansprechverhalten sowohl der Sendeantenne als auch der Empfangsantenne abgeglichen sein, d.h. das Magnetfeld- Ansprechverhalten jedes der vier Schleifenabschnitte jeder Antenne sollte näherungsweise gleich sein, so daß das von den Schleifenabschnitten der Sendeantenne ausgestrahlte Magnetfeld im Abstand von der unmittelbaren Nachbarschaft der Antenne ver schwindet oder gelöscht wird, um eine Störung mit anderen elek tronischen Zubehörteilen zu verhindern. In ähnlicher Weise sollte das Ansprechverhalten der Schleifenabschnitte der Emp fangsantenne ausgeglichen sein, damit die Antenne nicht auf in der Entfernung abgestrahlte Magnetfeldsignale anspricht.

In der Vergangenheit wurde die Abschirmung der Antenne zur Verringerung des elektrischen Feldes dadurch bewirkt, indem im wesentlichen die gesamte Antenne mit geerdeten Abschirmungen in Form eines Koaxialkabels oder eines leitenden Rohres umgeben wurde, um das Magnetfeld-Ansprechverhalten zu verringern. Die Magnetfeldkupplung zwischen den in sich verdrehten Schleifen und den herkömmlichen Abschirmungen führte jedoch zu einem unausgeglichenen Magnetfeldmuster. Gemäß einem wichtigen Ge sichtspunkt der Erfindung sind daher bestimmte Bereiche des Abschirmbereichs des elektrischen Feldabschirmsystems von den in sich verwundenen Schleifen magnetisch getrennt. Dies wird durch die Drähte 40 und 42 der Sendeantenne 12 und durch die Drähte 74 und 76 der Empfangsantenne 14 bewirkt. Die genannten Drähte schaffen eine durchgehende elektrische Verbindung am Umfang der Antennen 12 und 14, um eine bessere magnetische Abgleichung zu erzielen, wobei sie aber die Möglichkeit offen halten, die elektrischen Feldabschirmungen zu erden und als Faraday-Käfig zu wirken. Durch geschicktes Anordnen der Drähte 40, 42, 74 und 76 in Bezug auf die verschiedenen Schleifenab schnitte und durch Verbinden der Drähte mit geeigneten Punkten längs der Abschirmkonstruktion können jedoch bestimmte Bereiche der Abschirmkonstruktion von den in sich verwundenen Schleifen magnetisch getrennt werden, ohne die elektrische Feldleistung zu beeinträchtigen.

Wenn beispielsweise die untersten horizontalen Abschirmab schnitte 36 und 38 der Sendeantenne 12 entweder körperlich oder durch einen den Spalt oder die Lücke zwischen den Abschnitten 36 und 38 überbrückenden Draht miteinander verbunden und die Abschnitte 36 und 38 geerdet wären, dann würde eine wirksame elektrische Feldabschirmung erreicht werden. Die magnetische Kupplung zwischen dem Schild und dem Schleifenabschnitt 26 wäre jedoch durch den Abstand zwischen dem Schleifenabschnitt 26 und den horizontalen Abschirmabschnitten 36 und 38 festgelegt und könnte nicht zum Zweck eines Magnetfeld-Abgleichs eingestellt werden. Durch geeignetes Anordnen des Drahtes 42 kann jedoch ein Magnetfeld-Abgleich unabhängig von der elektrischen Feldab schirmung erzielt werden. Durch Verbinden des Drahtes 42 mit den vertikalen Bereichen 28 und 30 der Abschirmung fließen alle durch die Abschirmung fließenden magnetisch induzierten Ströme durch den Draht 42 und nicht durch die horizontalen Abschnitte 36 und 38. Da die horizontalen Abschnitte 36 und 38 keinen Teil eines geschlossenen Kreises bilden, wird in diesen durch den Schleifenabschnitt 26 kein Strom induziert. Irgendwelche durch den Schleifenabschnitt 26 induzierten Ströme fließen stattdes sen durch den Draht 42, und durch Einstellen des Abstandes zwischen dem Schleifenabschnitt 26 und dem Draht 42 kann die Stärke des durch den Schleifenabschnitt 26 im Draht 42 indu zierten Stromes gesteuert werden. Demzufolge kann das magneti sche Ansprechverhalten der Antenne durch Einstellen des Abstan des zwischen dem Schleifenabschnitt 26 und dem Draht 42 einge stellt werden, bis ein Abgleich erzielt ist. Ein ähnlicher Ab gleich kann in der Empfangsantenne erzielt werden durch Verbin den des Drahtes 74 mit den vertikalen Abschnitten 62 und 64 der Abschirmung und durch einen geeigneten Abstand des Drahtes 74 vom Schleifenabschnitt 54.

Es wurde auch gefunden, daß es nicht erforderlich ist, im wesentlichen die gesamten Bereiche der in sich verwundenen Schleifen abzuschirmen. Durch Verbinden des Drahtes 40 mit den vertikalen Abschnitten 28 und 30 der Sendeantenne 12 ist bei spielsweise keine den oberen Bereich des Schleifenabschnitts 18 umgebende Abschirmung erforderlich. Durch geeignetes Positio nieren des Drahtes 40 nahe dem oberen Bereich des Schleifenab schnitts 18 wird sowohl eine elektrische Feldabschirmung als auch eine Steuerung des Magnetfeld-Ansprechverhalten-Abgleichs erzielt, die durch Einstellen des Abstandes zwischen dem Draht 40 und dem oberen Bereich des Schleifenabschnitts 18 erreicht wird.

Auf ähnliche Weise bildet der mit den vertikalen Bereichen 62 und 64 der Empfangsantenne 14 verbundene Draht 76 eine elek trische Feldabschirmung und einen Magnetfeldabgleich. Die Ströme, die in der Abschirmung durch die verdrehten Schleifen induziert werden, wenn sie abgeglichen sind, stabilisieren das Magnetfeld der Antenne, und der Abstand zwischen den Drähten 40 und 76 und den Schleifenabschnitten 18 bzw. 60 beeinflußt die Stärke der in der Abschirmung induzierten Ströme. Diese Ströme beeinflussen den magnetischen Abgleich der Antenne, und für einen optimalen Abgleich der gezeigten Antennenform wurde ein Abstand in der Größenordnung von 2,5 cm und vorzugsweise 5 cm für erforderlich gefunden, um einen Bereich der Abschirmung in einer Antenne magnetisch abzukuppeln, die mit einer Frequenz in der Größenordnung von 8 mHz arbeitet.

Die Sendeantenne 12 wird durch einen Durchstimmfrequenz- Signalsender 100 angesteuert, der das Durchstimmfrequenzsignal auf eine der verwundenen Schleifen unmittelbar und auf die an dere verwundene Schleife über ein Netzwerk 112 aufgibt, das einen Transformator 104 mit einer Primärwicklung 106 und einer Sekundärwicklung 108 umfaßt. Das Netzwerk 102 umfaßt ferner ein Phasenverschiebungs-Netzwerk mit zwei Widerständen 110 und 112 und zwei Kondensatoren 114 und 116.

Die von der Empfangsantenne 14 empfangenen Signale werden auf einen Empfänger 120 aufgebracht. Der Empfänger 120 ist wie im Falle des Senders 100 mit einer der verwundenen Schleifen unmittelbar und mit der anderen verwundenen Schleife über ein Netzwerk 122 verbunden. Das Netzwerk 122 umfaßt einen Transfor mator 124 mit einer Primärwicklung 126 und einer Sekundärwick lung 128 und zwei Widerständen 130 und 132 sowie zwei Kondensa toren 134 und 136, die mit der Wicklung 126 verbunden sind.

Die Netzwerke 102 und 122 haben die Aufgabe, die Phasenbe ziehung zwischen den beiden in sich verwundenen Schleifen jeder Antenne einzustellen. Außerdem wird die relative Ansteuerung oder die Empfindlichkeit jeder der in sich verwundenen Schlei fen in jeder Antenne durch die Netzwerke 102 und 122 einge stellt.

Wenn das System in Betrieb ist, dann wird ein Durchstimm frequenzsignal einer bestimmten Bandbreite vom Sender 100 der Antenne 12 zugeleitet. Die zu schützenden Gegenstände sind mit einem Anhänger, wie z. B. einem Anhänger 140, versehen, der einen Resonanzkreis enthält, dessen Resonanzfrequenz im Fre quenzbereich des Senders 100 liegt. Ein für solche Anwendungs zwecke geeigneter Anhänger ist in den US-Patenten 48 18 312 und 48 46 922 offenbart. Wenn ein solcher Anhänger zwischen den Antennen 12 und 14 hindurchbewegt wird, wie dies in der Zeich nung gezeigt ist, dann bewirkt der Anhänger 140 eine Störung in dem Feld zwischen den Antennen 12 und 14, wodurch ein ermittel bares Anhänger-Signal erzeugt wird, sobald die Frequenz des Senders 100 die Resonanzfrequenz des Anhängers 140 durchläuft. Diese Störung oder dieses Anhänger-Signal wird durch den Emp fänger 120 festgestellt, der eine Alarmsirene 142 auslöst.

Das Ausmaß der Störung des Feldes, die das vom Anhänger 140 bewirkte Anhänger-Signal erzeugt, das vom Empfänger 120 ermittelt wird, hängt von der Lage des Anhängers zwischen den Antennen 12 und 14 und von seiner Orientierung relativ zu den Antennen ab. Es hat sich daher als vorteilhaft herausgestellt, die beiden in sich verdrehten Schleifen der Antenne 12 in Quadratur anzusteuern, so daß das von jedem der vier Schleifen abschnitte der Antenne 12 abgestrahlte Magnetfeld in Quadratur zu jedem benachbarten Schleifenabschnitt ist. Die von benach barten Schleifenabschnitten abgestrahlten kombinierten Felder führen zu einem rotierenden Feld, dessen Feldlinien den Anhän ger 140 unabhängig von dessen Orientierung schneiden, wodurch die Fähigkeit zur Ermittlung verbessert wird. Demzufolge sind die Werte der Widerstände 110 und 112 und der Kondensatoren 114 und 116 so eingestellt, daß die beiden in sich verwundenen Schleifen der Antenne 12 in Quadratur angesteuert werden. In ähnlicher Weise sind die Werte der Widerstände 130 und 132 und der Kondensatoren 134 und 136 des Netzwerks 122 so eingestellt, daß die Ausgänge der beiden in sich verwundenen Schleifen der Antenne 14 in Quadratur kombiniert sind, bevor sie dem Empfän ger 120 zugeführt werden. Das macht die Ermittlung des Anhän gers 140 durch den Empfänger 120 weniger abhängig von der Orientierung des Anhängers 140.

Das vom Anhänger 140 erzeugte Signal, wenn die Frequenz des Senders 100 die Resonanzfrequenz des Anhängers 140 durch läuft, hat eine bestimmte Form, die vom Empfänger 120 ermittelt und analysiert wird, bevor die Alarmsirene 142 ausgelöst wird. Die Amplitude des durch den Anhänger erzeugten bestimmten Signals ist jedoch sehr klein, und sie ist häufig beträchtlich kleiner als andere vom Empfänger 120 empfangene Signale ein schließlich des von der Sendeantenne 12 empfangenen Signals. Das von der Sendeantenne 12 empfangene Signal ist im allgemei nen das stärkste von der Antenne 14 empfangene Signal, und es enthält sowohl die vom Sender 100 erzeugte Durchstimmfrequenz als auch ein vom Sender 100 erzeugtes Rauschen. Wenngleich das Signal-Rauschverhältnis moderner Sender recht gut ist, so kann die Amplitude des vom Sender erzeugten Rauschens selbst bei einem guten Signal-Rauschverhältnis wegen der äußerst großen Amplitude des Signals des Senders 100 signifikant sein, wenn man es mit der Amplitude des Signals mit kleiner Amplitude des Anhängers 140 vergleicht. Demzufolge ist es gemäß einem anderen wichtigen Gewichtspunkt der vorliegenden Erfindung erstrebens wert, die Empfangsantenne 14 gegen Signale weniger empfindlich zu machen, die sie von der Sendeantenne 12 empfängt, ohne ihre Empfindlichkeit gegen Signale des Anhängers 140 nennenswert zu beeinträchtigen.

Es wurde gefunden, daß die Kupplung zwischen den Antennen 12 und 14 und demzufolge der Betrag des durch die Antenne 14 von der Antenne 12 ampfangenen Signals verringert werden kann, ohne den Betrag des vom Anhänger 140 empfangenen Signals nennenswert zu verringern, beispielsweise durch Einstellen des Windungszahlenverhältnisses der Transformatoren 104 und 124, um die den in sich verwundenen Schleifen 16 und 22 der Antenne 12 zugeführte relative Ansteuerung und die relative Empfindlich keit der in sich verwundenen Schleifen 50 und 52 der Antenne 14 zu verändern. Wenn der Transformator 104 beispielsweise ein Transformator mit Aufwärtsübersetzung ist, dann würde die von dem Transformator 104 angesteuerte Schleife eine höhere An steuerung haben als die unmittelbar vom Sender 100 angesteuerte Schleife. Wenn daher das Windungsverhältnis des Transformators 104 so gewählt wird, daß der Transformator 104 ein Aufwärts übersetzungsverhältnis von 2 : 1 hat (die Sekundärwicklung 108 hat doppelt soviele Windungen wie die Primärwicklung 106), dann empfängt die Schleife 16 eine stärkere Ansteuerung als die in sich verwundene Schleife 22, die unmittalbar vom Sender 100 angesteuert wird. Das Transformatorverhältnis wird als gegen seitiges Versetzungsverhältnis bezeichnet, und bei dem vorste hend erörterten Beispiel wäre das Versetzungsverhältnis gleich zwei.

Um die auf die in sich verwundene Schleife der Antenne aufgebrachte vergrößerte Ansteuerung zu kompensieren, wird die Empfindlichkeit der in sich verwundenen Schleife 50 der Antenne 14, die der Schleife 16 der Antenne 12 gegenüberliegt, entspre chend verringert. Dies wird erreicht durch Auswahl eines Win dungsverhältnisses des Transformators 124, so daß der Transfor mator 104 als Transformator mit Abwärtsübersetzung wirkt, so daß weniger von dem von der in sich verwundenen Schleife 50 erzeugten Signal an den Empfänger 120 geliefert wird. Die Ab wärtsübersetzung des Transformators 124 sollte vorzugsweise der Aufwärtsübersetzung des Transformators 104 entsprechen, d. h. 2 : 1 (die Primärwicklung 126 hat doppelt soviele Windungen wie die Sekundärwicklung 128), was ebenfalls ein Versetzungsver hältnis von zwei ergibt.

Es wurde gefunden, daß zusätzlich zu der Versetzung der Ansteuerung und der Empfindlichkeit der Sendeantenne 12 und der Empfangsantenne 14 eine weitere Leistungssteigerung erzielt werden kann, indem der Q-Wert oder der Gütefaktor der durch die Netzwerke 102 und 122 angesteuerten Schleifen eingestellt wird. Es wurde gefunden, daß die Leistungsfähigkeit optimiert werden kann, wenn der Q-Wert der mit den entsprechenden Netzwerken 102 und 122 verbundenen in sich verwundenen Schleifen 16 und 50 so eingestellt wird, daß der Q-Wert dem Kehrwert des Versetzungs verhältnisses entspricht. Beispielsweise ist bei einem Verset zungsverhältnis von 2 der optimale Q-Wert der durch die Phasen verschiebungs-Netzwerke angesteuerten Antennen 0,5. Dies wird erreicht durch Einstellen der Werte der Widerstände 110, 112, 130 und 132 und der Kondensatoren 114, 116, 134 und 136, bis der optimale Q-Wert erhalten wird. Für ein Versetzungsverhältnis von 3 wäre in ähnlicher Weise ein Q-Wert von 0,33 optimal. Das Versetzungsverhältnis liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 2 bis 3.

Wenngleich es sich bei dem in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel um eine bevor zugte Ausführungsform der Erfindung handelt, so läßt diese im Rahmen des allgemeinen Fachwissens zahlreiche Abwandlungen zu, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Bezugszeichenliste:

10 Antennensystem
12 Sendeantenne
14 Empfangsantenne
16 obere verwundene Schleife von 12
18 oberer Schleifenabschnitt von 16
20 unterer Schleifenabschnitt von 16
22 untere verwundene Schleife von 12
24 oberer Schleifenabschnitt von 22
26 unterer Schleifenabschnitt von 22
28, 30 vertikale Abschnitte der Abschirmung von 12
32, 43 horizontale Abschnitte der Abschirmung von 12
36, 38 horizontale Abschnitte der Abschirmung von 12
40, 42 Verbindungsdrähte
46 Erdungsdraht
50 obere verwundene Schleife von 14
52 untere verwundene Schleife von 14
54 oberer Schleifenabschnitt von 50
56 unterer Schleifenabschnitt von 50
58 oberer Schleifenabschnitt von 52
60 unterer Schleifenabschnitt von 52
62, 62 vertikale Abschirmrohre von 14
66, 68 horizontale Abschirmrohre von 14
70, 72 horizontale Abschirmrohre von 14
74, 76 Verbindungsdrähte
78 Erdungsdraht
100 Durchstimmfrequenz-Signalsender
102 Netzwerk
104 Transformator
106 Primärwicklung
108 Sekundärwicklung
110 Widerstand
112 Widerstand
114 Kondensator
116 Kondensator
120 Empfänger
122 Netzwerk
124 Transformator
126 Primärwicklung
128 Sekundärwicklung
130 Widerstand
132 Widerstand
134 Kondensator
136 Kondensator
140 Anhänger
142 Alarmsirene

Claims

1. Magnetische Antenne zur Verwendung in einem elektroni schen Gegenstand-Überwachungssystem, umfassend:
eine in sich verwundene Schleife mit zwei Schleifenab schnitten, die aus einem länglichen Leiter hergestellt ist, wo bei diese Schleifenabschnitte um 180° gegeneinander verdreht sind und im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen;
Mittel, um eine elektrische Feldabschirmung um diese in sich verwundene Schleife zu bilden, die eine leitende längliche Abschirmung aufweisen, die einen Bereich des Leiters der ver wundenen Schleife umgibt, wobei diese Abschirmung über ihre Länge einen offenen Kreis hat; und
Mittel zum Abgleichen des magnetischen Ansprechverhaltens dieser Antenne, die einen Abgleichleiter aufweisen, der quer zu dem offenen Kreis mit bestimmten Bereichen der Abschirmung auf gegenüberliegenden Seiten des offenen Kreises verbunden ist, um dadurch Bereiche der Abschirmung elektrisch zu umgehen.

2. Magnetische Antenne nach Anspruch 1, wobei der besagte Abgleichleiter mit dem die besagte in sich verwundene Schleife bildenden Leiter magnetisch gekuppelt ist.

3. Magnetische Antenne, umfassend:
eine erste in sich verwundene Schleife mit ersten und zweiten im Abstand angeordneten Schleifenabschnitten, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und im we sentlichen um 180° gegeneinander verdreht sind;
eine zweite in sich verwundene Schleife mit dritten und vierten im Abstand angeordneten Schleifenabschnitten, die im wesentlichen um 180° gegeneinander verdreht sind, wobei die dritten und vierten Schleifenabschnitte im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen wie die ersten und zweiten Schleifenab schnitte, wobei der zweite Schleifenabschnitt zwischen dem dritten und vierten Schleifenabschnitt angeordnet ist und wo bei der dritte Schleifenabschnitt zwischen dem ersten und zwei ten Schleifenabschnitt längs der gemeinsamen Ebene angeordnet ist;
Mittel zum elektrischen Kuppeln der ersten und zweiten verwundenen Schleifen; und
Mittel, die eine rohrförmige leitende Konstruktion mit ei nem Spalt aufweisen, um eine elektrische Feldabschirmung für die erste und die zweite verwundene Schleife zu bilden, wobei diese leitende rohrförmige Konstruktion Bereiche des ersten, zweiten, dritten und vierten Schleifenabschnitts umgibt und mit diesen magnetisch gekuppelt ist, und leitende Mittel aufweist, die über diesen Spalt hinweg mit einem Bereich der rohrförmigen Konstruktion verbunden sind, der einen Bereich eines der besag ten ersten und vierten Schleifenabschnitte umgibt, um diesen Bereich der rohrförmigen Konstruktion, der einen der besagten ersten und vierten Schleifenabschnitte umgibt, von dem betref fenden Schleifenabschnitt magnetisch zu trennen.

4. Magnetische Antenne nach Anspruch 3, wobei die besagten Kupplungsmittel Mittel aufweisen, um eine Phasenverschiebung von im wesentlichen 90° zwischen der ersten und zweiten Schleife zu bewirken.

5. Magnetische Antenne nach Anspruch 3, wobei die besagten Kupplungsmittel Mittel aufweisen, um die erste und zweite in sich verwundene Schleife mit einem Anwendungsgerät zu kuppeln, wobei eine der ersten und zweiten verwundenen Schleifen mit diesem Anwendungsgerät enger gekuppelt ist als die andere.

6. Magnetische Antenne nach Anspruch 3, wobei die besagten Trennmittel einen Leiter aufweisen, der mit der rohrförmigen Konstruktion verbunden ist und denjenigen Bereich der rohrför migen Konstruktion überbrückt, der getrennt werden soll.

7. Magnetische Antenne nach Anspruch 6, wobei der zu tren nende Bereich der rohrförmigen Konstruktion einen offenen Kreis enthält.

8. Antenne zur Verwendung nahe einem Ausgang eines mit ei nem elektronischen Gegenstand-Überwachungssystem zu schützenden Bereichs, wobei die Antenne erste und zweite in sich verwundene Schleifen aufweist, die jeweils nur einmal verwunden sind und zusammenwirken, um erste, zweite, dritte und vierte Schleifen abschnitte zu bilden, die in einer vertikalen im wesentlichen koplanaren Reihe einzelner Schleifenabschnitte angeordnet sind, wobei der erste Schleifenabschnitt am oberen Ende der Reihe an geordnet ist, der vierte Schleifenabschnitt am unteren Ende der Reihe angeordnet ist, der zweite Schleifenabschnitt unmittelbar unter dem ersten Schleifenabschnitt angeordnet ist und der dritte Schleifenabschnitt zwischen dem zweiten und dem vierten Schleifenabschnitt angeordnet ist, wobei die erste in sich ver wundene Schleife um 180° verwunden ist, um den ersten und drit ten Schleifenabschnitt zu bilden, wobei die zweite in sich ver wundene Schleife verwunden ist, um den zweiten und vierten Schleifenabschnitt zu bilden, Mittel umfaßt, die eine leitende rohrförmige Konstruktion aufweisen, um eine elektrische Feldab schirmung für die erste und zweite in sich verwundene Schleife zu bilden, wobei diese leitende rohrförmige Konstruktion Berei che der ersten, zweiten, dritten und vierten Schleifenab schnitte umgibt, wobei diese rohrförmige leitende Konstruktion mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Schleifenabschnitt magnetisch gekuppelt ist, und leitende Mittel umfaßt, die mit der rohrförmigen Konstruktion, die mindestens einen der ersten und vierten Schleifenabschnitte umgibt, verbunden ist, um einen Bereich der rohrförmigen Konstruktion, die einen der ersten und vierten Schleifenabschnitte umgibt, von dem betreffenden Schleifenabschnitt magnetisch zu trennen.

9. Antenne zur Verwendung nahe einem Ausgang eines mit ei nem elektronischen Gegenstand-Überwachungssystem zu schützenden Bereichs, wobei die Antenne erste und zweite in sich verwundene Schleifen aufweist, die jeweils nur einmal verwunden sind und zusammenwirken, um erste, zweite, dritte und vierte Schleifen abschnitte zu bilden, die in einer vertikalen, im wesentlichen koplanaren Reihe einzelner Schleifenabschnitte angeordnet sind, wobei der erste Schleifenabschnitt am oberen Ende der Reihe an geordnet ist, der vierte Schleifenabschnitt am unteren Ende der Reihe angeordnet ist, der zweite Schleifenabschnitt unmittelbar unter dem ersten Schleifenabschnitt angeordnet ist und der dritte Schleifenabschnitt zwischen dem zweiten und vierten Schleifenabschnitt angeordnet ist, wobei die erste in sich ver wundene Schleife um 180° verwunden ist, um den ersten und drit ten Schleifenabschnitt zu bilden, wobei die zweite in sich ver wundene Schleife verwunden ist, um den zweiten und vierten Schleifenabschnitt zu bilden, Mittel umfaßt, die eine leitende rohrförmige Konstruktion aufweisen, um eine elektrische Feldab schirmung für die erste und zweite verwundene Schleife zu bil den, wobei diese leitende rohrförmige Konstruktion Bereiche der ersten, zweiten, dritten und vierten Schleifenabschnitte um gibt, wobei diese rohrförmige Konstruktion mit dem ersten, zweiten, dritten und vierten Schleifenabschnitt magnetisch ge kuppelt ist, und leitende Mittel umfaßt, die mit der rohrförmi gen Konstruktion verbunden sind, die eine der ersten und vier ten Schleifenabschnitte umgibt, um einen Bereich der rohrförmi gen Konstruktion, der einen der ersten und vierten Schleifenab schnitte umgibt, von dem betreffenden Schleifenabschnitt magne tisch zu trennen,
wobei die rohrförmige Konstruktion, die einen der ersten und vierten Schleifenabschnitte umgibt, einen Spalt aufweist, und wobei die besagten leitenden Mittel einen diesen Spalt überbrückenden Leiter aufweisen.

10. Antennensystem nach Anpsruch 9, wobei der besagte Lei ter ein Draht ist.

11. Antennensystem zur Verwendung in einem elektronischen Gegenstand-Überwachungssystem, das einen Sender und einen Emp fänger aufweist, wobei das Antennensystem umfaßt:
eine Sendeantenne, die erste und zweite Sendeschleifen aufweist, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene ange ordnet sind, und Mittel aufweist, um die erste und zweite Sen deschleife mit dem Sender elektrisch zu kuppeln, wobei diese elektrischen Kupplungsmittel Mittel umfassen, um die erste Sen deschleife mit dem Sender enger elektrisch zu kuppeln als die zweite Sendeschleife; und
eine Empfangsantenne, die erste und zweite Empfangsschlei fen aufweist, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und Mittel aufweist, um die erste und zweite Empfangsschleife mit dem besagten Empfänger elektrisch zu kup peln, wobei die Empfangsantenne nahe der Sendeantenne in paral leler Beziehung zu dieser angeordnet ist und dazwischen einen Durchgang begrenzt, wobei die erste Schleife der Empfangsan tenne neben der ersten Schleife der Sendeantenne angeordnet ist und die zweite Schleife der Empfangsantenne neben der zweiten Schleife der Sendeantenne angeordnet ist, wobei die elektri schen Kupplungsmittel der Empfangsantenne Mittel aufweisen, um die zweite Empfangsschleife mit dem Empfänger enger zu kuppeln als die erste Empfangsschleife.

12. Antennensystem zur Verwendung in einem elektronischen Gegenstand-Überwachungssystem, das einen Sender und einen Emp fänger aufweist, wobei das Antennensystem umfaßt:
eine Sendeantenne, die erste und zweite Sendeschleifen aufweist, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene ange ordnet sind, und Mittel aufweist, um die erste und zweite Sen deschleife mit dem besagten Sender elektrisch zu kuppeln, wobei diese elektrischen Kupplungsmittel Mittel umfassen, um die erste Sendeschleife mit dem Sender enger elektrisch zu kuppeln als die zweite Sendeschleife; und
eine Empfangsantenne, die erste und zweite Empfangsschlei fen aufweist, die im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und Mittel aufweist, um die erste und zweite Empfangs schleife mit dem Empfänger elektrisch zu kuppeln, wobei die Empfangsantenne neben der Sendeantenne in paralleler Beziehung zu dieser angeordnet ist und dazwischen einen Durchgang be grenzt, wobei die erste Schleife der Empfangsantenne neben der ersten Schleife der Sendeantenne und die zweite Schleife der Empfangsantenne neben der zweiten Schleife der Sendeantenne an geordnet ist, wobei die elektrischen Kupplungsmittel der Emp fangsantenne Mittel umfassen, um die zweite Empfangsschleife mit dem Empfänger enger zu kuppeln als die erste Empfangs schleife,
wobei die Kupplungsmittel jeder Antenne einen Transforma tor mit einem vorbestimmten Windungszahlenverhältnis aufweisen.

13. Antennensystem nach Anspruch 12, wobei das Windungs zahlenverhältnis jedes Transformators in der Größenordnung von näherungsweise 2 bis 3 : 1 liegt.

14. Antennensystem nach Anspruch 12, wobei die Kupplungs mittel jeder Antenne Mittel umfassen, die ein Phasenverschie bungs-Netzwerk enthalten, um die relativen Phasen der ersten und zweiten Schleifen zu verschieben.

15. Antennensystem nach Anspruch 14, wobei der Transforma tor erste und zweite Wicklungen hat und wobei das Phasenver schiebungs-Netzwerk mit einer der Schleifen und der ersten Wicklung verbunden ist, wobei die erste und die zweite Wicklung ein Windungszahlenverhältnis von N : 1 haben und wobei das Pha senverschiebungs-Netzwerk und die damit verbundene Schleife einen Kreis bilden, der einen den Kehrwert des Windungszahlen verhältnisses entsprechenden bestimmten Q-Wert hat.

16. Antennensystem nach Anspruch 15, wobei einer der be sagten Transformatoren ein Aufwärtsübersetzungs-Transformator und der andere ein Abwärtsübersetzungs-Transformator ist.

17. Antennensystem nach Anspruch 15, wobei N ungefähr 2 bis 3 ist.

18. Antennensystem nach Anspruch 15, wobei jede der besag ten Sendeschleifen eine in sich verwundene Schleife mit ersten und zweiten beabstandeten Schleifenabschnitten ist, wobei der erste und zweite Schleifenabschnitt der ersten Sendeschleife mit dem ersten und zweiten Schleifenabschnitt der zweiten Sen deschleife verzahnt ist, und wobei jede der besagten Empfangs schleifen eine in sich verwundene Schleife mit ersten und zwei ten Schleifenabschnitten ist, wobei die ersten und zweiten Schleifenabschnitte der ersten Empfangsschleife mit den ersten und zweiten Schleifenabschnitten der zweiten Empfangsschleife verzahnt sind.

19. Antennensystem nach Anspruch 18, wobei die besagten Phasenverschiebungsmittel wirksam sind, um die relativen Phasen der ersten und zweiten Schleifen näherungsweise um 90° zu ver schieben.

20. Antennensystem nach Anspruch 19, wobei jeder Transfor mator eine erste und zweite Wicklung hat und wobei das Phasen verschiebungs-Netzwerk mit einer der besagten Schleifen und mit diesen ersten Wicklungen verbunden ist, wobei die ersten und zweiten Wicklungen ein Windungszahlenverhältnis von N : 1 haben und wobei das Phasenverschiebungs-Netzwerk und die damit ver bundene Schleife einen Kreis bilden, der ein dem Kehrwert des Windungszahlenverhältnisses entsprechenden Q-Wert hat.

21. Antennensystem nach Anspruch 20, wobei N näherungs weise gleich 2 bis 3 ist.

22. Antennensystem für ein elektronisches Gegenstand-Über wachungssystem, umfassend:
eine Sendeantenne mit zwei Schleifen, die in einer im we sentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei eine dieser Schleifen ein besseres Ansprechverhalten hat als die andere; und
eine Empfangsantenne mit zwei Schleifen, die im wesentli chen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wobei eine dieser Schleifen ein besseres Ansprechverhalten hat als die andere, wobei diese Empfangsantenne neben der Sendeantenne im wesentlichen parallel zu dieser angeordnet ist und dazwischen einen Durchgang begrenzt, wobei die Schleifen der Sendeantenne und der Empfangsantenne so orientiert sind, daß die eine Schleife mit dem besseren Ansprechverhalten einer dieser Anten nen gegenüber der Schleife mit schlechterem Ansprechverhalten der anderen Antenne angeordnet ist und umgekehrt.

23. Antennensystem für ein elektronisches Gegenstand-Über wachungssystem, das einen Sender und einen Empfänger aufweist, umfassend:
eine Sendeantenne, die zwei im wesentlichen in einer ge meinsamen Ebene angeordnete Schleifen und Mittel aufweist, um Signale des Senders von einer dieser Schleifen mit größerer Intensität auszusenden als von der anderen Schleife; und
eine Empfangsantenne, die zwei im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnete Schleifen und Mittel aufweist, um Mittel von einer dieser Schleifen mit größerer Intensität zu empfangen als von der anderen Schleife, wobei diese Empfangsan tenne neben der Sendeantenne im wesentlichen parallel zu dieser angeordnet ist und dazwischen einen Durchgang begrenzt, wobei die Schleifen der Sendeantenne und der Empfangsantenne derart orientiert sind, daß die Schleife der Empfangsantenne mit größerer Empfindlichkeit gegenüber der Schleife der Sendean tenne mit geringerer Empfindlichkeit angeordnet ist und umge kehrt.