DE4339669A1 - Reading moving transponder output e.g. for traffic system contg. tram running on railway track of street - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of Claim 1.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus der US-Patentschrift Nr. 4,739,328 bekannt. Sie dient zum Auslesen von kartenförmigen Transpondern, sogenannten TAGS, die z. B. an Tieren, an Fahrzeugen oder an Containern befestigt sind und diesen Objekten zugeordnete Daten codiert enthalten.Such a device is e.g. B. from US Patent No. 4,739,328 known. It is used to read card-shaped Transponders, so-called TAGS, the z. B. on animals, on vehicles or are attached to containers and assigned to these objects Data encoded included.
Die bekannte Lesevorrichtung strahlt ein Hochfrequenzsignal von z. B. 915 MHz als Dauerstrichsignal in Richtung des auszulesenden Transponders ab. Der Transponder, der auf die ausgestrahlte Hochfrequenz abgestimmt ist, reflektiert einen Teil der aufgenommenen Hochfrequenzleistung zur Lesevorrichtung zurück, wobei er mit Hilfe eines Modulators, der von einem Datenspeicher angesteuert wird, das rückgestrahlte Signal entsprechend den im Datenspeicher abgelegten Daten moduliert. The known reading device emits a high-frequency signal from e.g. B. 915 MHz as a continuous wave signal in the direction of to be read out Transponders. The transponder that is broadcast on the Radio frequency is tuned, reflects part of the received high-frequency power back to the reading device, using a modulator provided by a data store is driven, the back-radiated signal corresponding to the im Data storage modulated data.
In der Lesevorrichtung wird das zurückgestrahlte Hochfrequenzsignal kohärent demoduliert und der vom Transponder aufmodulierte Code von einer Auswerteeinheit ausgewertet.The retroreflected radio-frequency signal is in the reading device coherently demodulated and the code of evaluated by an evaluation unit.
Die aus der US-Patentschrift bekannte Lesevorrichtung empfängt alle Signale, deren Frequenz im Bereich der ausgestrahlten Hochfrequenz liegt. Derartige Signale liefern nicht nur alle von der ausgestrahlten Hochfrequenz erreichten Gegenstände aus Metall oder anderem leitfähigen Material, sondern auch andere Transponder, die sich z. B. weiter entfernt von der Lesevorrichtung befinden und eigentlich nicht abgefragt werden sollen. Die Lesevorrichtung nimmt somit viele unnötige Signale auf, die unerwünscht sind, weil sie den Empfang und die Auswertung von Nutzsignalen stören können.The reading device known from the US patent receives all Signals whose frequency is in the range of the radio frequency emitted lies. Such signals not only provide all of the radiated radio frequency reached objects made of metal or other conductive material, but also other transponders that z. B. further away from the reading device and shouldn't actually be queried. The reader takes hence many unnecessary signals that are undesirable because of them can interfere with the reception and evaluation of useful signals.
Aus der DE-OS 26 12 996 ist eine ähnliche Vorrichtung bekannt, die für die Auswertung von Rückstrahlsignalen von Transpondern (Registriersendern) geeignet ist, die gegenüber dem Abfragesignal in ihrer Frequenz verschoben sind. Durch die von den Transpondern vorgenommene Frequenzverschiebung wird die Möglichkeit geschaffen, Transpondersignale von Reflexionen passiver Gegenstände unterscheiden zu können und damit störenden Hintergrund auszublenden. Jedoch auch mit dieser Vorrichtung läßt sich nicht vermeiden, daß bei Anwesenheit mehrerer Transponder auch Rückstrahlsignale von weiter entfernt liegenden Transpondern empfangen werden und somit die Gefahr besteht, daß der Empfang von Signalen eines auszulesenden Transponders gestört wird oder daß Signale eines falschen Transponders ausgewertet werden.From DE-OS 26 12 996 a similar device is known, the for the evaluation of retroreflective signals from transponders (Registration transmitters) is suitable compared to the interrogation signal are shifted in frequency. By the transponders frequency shift is created the possibility Transponder signals from reflections of passive objects to be able to distinguish and thus disturbing background hide. However, this device cannot be used either avoid that in the presence of several transponders too Reflection signals from transponders further away are received and there is therefore a risk that the reception of Signals of a transponder to be read is disturbed or that Signals from the wrong transponder are evaluated.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die ein weitgehend ungestörtes Auslesen einzelner Transponder erlaubt.The object of the invention is therefore a device of the beginning described type, which is largely undisturbed reading individual transponder allowed.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This task is carried out in the characterizing part of the Features specified claim 1 solved.
Durch die Einfügung eines Laufzeitfilters, wie es z. B. aus der Radartechnik zur Entfernungsmessung bekannt ist, wird hier ein Entfernungstor geschaffen, das solche Signale beim Empfang ausblendet, die von Objekten oder Transpondern stammen, die von der Lesevorrichtung weiter oder weniger weit entfernt sind als der auszulesende Transponder.By inserting a runtime filter, as z. B. from the Radar technology for distance measurement is known here Distance gate created such signals when received hides that come from objects or transponders that come from the Reading device are further or less distant than that transponders to be read.
Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Embodiments of the device according to the invention are in the Subclaims specified.
So betrifft Patentanspruch 2 die Realisierung eines Laufzeitfilters mittels zweier Phasenmodulatoren, die das ausgestrahlte Hochfrequenzsignal (Abfragesignal) und das rückgestrahlte Signal (Empfangssignal) zeitlich gegeneinander versetzt entsprechend einem charakteristischen Code in der Phase zwischen 0° und 180° umtasten, so daß bei Übereinstimmung des zeitlichen Versatzes mit der zwischen Lesevorrichtung und Transponder benötigten Signallaufzeit die dem Empfangssignal aufgeprägte Phasenmodulation verschwindet und das Empfangssignal in einem Hochfrequenzmischer kohärent demoduliert werden kann. Dem Empfangssignal niederfrequent aufmodulierte Daten können dann über ein Tiefpaßfilter der Auswertung zugeführt werden.Claim 2 relates to the implementation of a runtime filter by means of two phase modulators that the broadcast High frequency signal (interrogation signal) and the retroreflected signal (Received signal) staggered in time according to one key code in the phase between 0 ° and 180 °, so that if the time offset coincides with the between the reader and the transponder required signal runtime the phase modulation impressed on the received signal disappears and the received signal is coherent in a high frequency mixer can be demodulated. The received signal is low frequency modulated data can then via a low pass filter Evaluation are fed.
An leitfähigen, das Abfragesignal nicht modulierenden Objekten reflektierte Empfangssignale, die am Ausgang des Hochfrequenzmischers ein statisches oder ein aufgrund von Dopplerverschiebung niederfrequent moduliertes Signal hervorrufen, können, gemäß Anspruch 3, über den Tiefpaß einer Anzeigeeinrichtung zugeführt werden. Auf diese Weise können, z. B. bei der Fahrzeugregistrierung, auch Fahrzeuge, die keinen Transponder tragen, erfaßt werden. On conductive objects that do not modulate the interrogation signal reflected received signals at the output of the High frequency mixer a static or due to Doppler shift cause low-frequency modulated signal, can, according to claim 3, on the low pass of a display device be fed. In this way, e.g. B. at the Vehicle registration, including vehicles that do not have a transponder wear, be grasped.
Patentanspruch 4 sieht weitere Laufzeitfilter vor, deren im Empfangszweig angeordnete Phasenmodulatoren den charakteristischen Code mit Zeitverzögerungen erhalten, die Signallaufzeiten entsprechen, wie sie bei der Abfrage von näher oder weiter entfernt als der auszulesende Transponder liegenden Transpondern zu erwarten wären. Wird die Auswertung der ausgelesenen Information für den Fall verhindert, daß aus einem näher liegenden oder weiter entfernt liegenden Entfernungsbereich ein Empfangssignal eintrifft, dessen niederfrequenter, von einem Transponder aufmodulierter Signalanteil einen hohen Pegel aufweist, so wird dadurch die Sicherheit der Informationsübertragung erheblich erhöht. Es kann dann, z. B. bei Einsatz der Vorrichtung zur Übertragung von Streckeninformation auf Eisenbahnfahrzeuge, sicher verhindert werden, daß bei Ausfall eines streckenseitigen Transponders fälschlicherweise ein an einem Nachbargleis befindlicher Transponder ausgelesen und somit falsche Information aufgenommen wird.Claim 4 provides for additional runtime filters, whose in Phase modulators arranged in the receiving branch have the characteristic Receive code with time delays, the signal propagation times correspond as they are when querying from closer or further away than the transponder to be read lying down to be expected would be. Is the evaluation of the read information for the Case prevents from being closer or farther away lying distance range a received signal arrives, the low-frequency signal component modulated by a transponder has a high level, so the security of the Information transfer increased significantly. It can then, e.g. B. at Use of the device for the transmission of route information Railway vehicles, can be prevented safely in the event of failure of a Track-side transponders incorrectly on one Transponders located on the adjacent track are read out and therefore incorrect Information is recorded.
Gegenstand der Patentansprüche 5 und 6 ist ein als Modulationssignal für die Phasenmodulatoren geeigneter charakteristischer Code, während die Patentansprüche 7 bis 9 vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaltung der Auslesevorrichtung betreffen.The subject of claims 5 and 6 is as Modulation signal more suitable for the phase modulators characteristic code, while claims 7 to 9 advantageous embodiments of the circuit of the reading device affect.
Die Ansprüche 10 und 11 betreffen Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Empfang und zur Auswertung von Transpondersignalen geeignet sind, die in ihrer Frequenz gegenüber dem Abfragesignal verschoben sind.Claims 10 and 11 relate to configurations of the device according to the invention, which is used to receive and evaluate Transponder signals are suitable which are opposite in their frequency the query signal are shifted.
Hierbei betrifft Anspruch 10 eine Vorrichtung mit einem Phasenmodulator, Anspruch 11 eine Vorrichtung mit zwei oder mehreren Phasenmodulatoren. Here, claim 10 relates to a device with a Phase modulator, claim 11 a device with two or several phase modulators.
Die unabhängigen Patentansprüche 12 und 13 beziehen sich auf die Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung zur Erfassung von Daten bzw. zur Übertragung von Streckeninformation auf spurgebundene Fahrzeuge.The independent claims 12 and 13 relate to the Use of the device according to the invention for the detection of Data or for the transmission of route information track-bound vehicles.
Anhand von vier Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben und die Funktion der Vorrichtung erklärt werden.Based on four figures, embodiments of the Device according to the invention described and the function of Device will be explained.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Lesevorrichtung nach dem Stand der Technik, Fig. 1 a block diagram shows a reading device according to the prior art,
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 shows an apparatus according to the invention,
Fig. 3 zeigt schematisch den Pegelverlauf der Ausgangssignale zweier, Entfernungstore bildender Laufzeitfilter in Abhängigkeit des Abstandes zwischen Auslesevorrichtung und auszulesendem Transponder, Fig. 3 shows schematically the level curve of the output signals of two, range gates forming filter time depending on the distance between reading device and transponder auszulesendem,
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung, die sich zum Empfang und zur Auswertung frequenzverschobener Transpondersignale eignet. Fig. 4 shows a device according to the invention, which is suitable for receiving and evaluating frequency-shifted transponder signals.
In Fig. 1 sind ein HF-Modul H, eine Auswerteeinheit AW, eine Antenne A sowie ein Transponder T dargestellt. Letzterer enthält einen Datenspeicher D, einen Modulator M und eine Sende-Empfangsantenne TA.In Fig. 1, an RF module H, an evaluation unit AW, an antenna A and a transponder T are shown. The latter contains a data memory D, a modulator M and a transmit / receive antenna TA.
Im HF-Modul erzeugt ein Hochfrequenzgenerator G eine Hochfrequenz im Bereich von 2,5 GHz, die über einen Zirkulator Z der Antenne A zugeführt und von dieser als Abfragesignal in Richtung auf den Transponder zu abgestrahlt wird. A high frequency generator G generates a high frequency in the RF module in the range of 2.5 GHz, which via a circulator Z of antenna A fed and from this as a query signal towards the Transponder is emitted too.
Der Transponder ist auf die Frequenz des Abfragesignals abgestimmt und reflektiert einen Teil der über seine Antenne TA aufgenommenen HF-Leistung zur Antenne A der Lesevorrichtung zurück. Das Reflexionsvermögen des Transponders läßt sich durch den Modulator M entsprechend einem im Datenspeicher D abgelegten Code verändern, so daß das reflektierte Signal mit dem Transpondercode, der z. B. Daten über ein den Transponder tragendes Objekt enthalten kann, moduliert ist.The transponder is tuned to the frequency of the interrogation signal and reflects a part of those recorded via its antenna TA RF power back to antenna A of the reader. The The reflectivity of the transponder can be controlled by the modulator M change according to a code stored in data memory D, see above that the reflected signal with the transponder code, the z. B. Data can contain via an object carrying the transponder is.
Das reflektierte Signal wird im HF-Modul mittels des Zirkulators Z vom Abfragesignal getrennt und als Empfangssignal einem Demodulator DM zugeführt, der es, mit der Abfragesignalfrequenz als Referenzsignal, kohärent demoduliert und der Auswerteeinheit zuführt. Die Auswerteeinheit AW decodiert die vom Transponder übertragene Modulation und veranlaßt die Verarbeitung oder Weiterleitung der enthaltenen, aus dem Transponder ausgelesenen Information.The reflected signal is in the RF module by means of the circulator Z separated from the interrogation signal and as a reception signal to a demodulator DM supplied it, with the interrogation signal frequency as Reference signal, coherently demodulated and the evaluation unit feeds. The evaluation unit AW decodes those from the transponder transmitted modulation and causes processing or Forwarding of the contained, read from the transponder Information.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung besitzt in ihrem HF-Modul H zwei Laufzeitfilter, die für ankommende Empfangssignale Entfernungstore darstellen, d. h. nur solche Empfangssignale durch lassen, die aus einem vorgegebenen Entfernungsbereich kommen. Die beiden Laufzeitfilter bestehen jeweils aus zwei Phasenmodulatoren PM1, PM2; PM1, PM3, jeweils einem als Demodulator arbeitenden HF-Mischer DM1, DM2, der über den jeweils zweiten Phasenmodulator eintreffende Empfangssignale mit der Frequenz des Hochfrequenzgenerators G multiplikativ mischt, und jeweils einem nachgeschalteten Tiefpaßfilter TP1, TP2. Alle Phasenmodulatoren erhalten von einem Code-Generator CG dasselbe Signal S1 als Modulationssignal.The device shown in FIG. 2 has, in its RF module H, two transit time filters which represent distance gates for incoming received signals, ie only allow those receive signals that come from a predetermined distance range to pass through. The two runtime filters each consist of two phase modulators PM1, PM2; PM1, PM3, in each case one RF mixer DM1, DM2 working as a demodulator, which multiplicatively mixes received signals arriving via the second phase modulator with the frequency of the high-frequency generator G, and in each case a downstream low-pass filter TP1, TP2. All phase modulators receive the same signal S1 as a modulation signal from a code generator CG.
Von den Phasenmodulatoren der Laufzeitfilter moduliert jeweils einer, der beiden Laufzeitfiltern gemeinsame Phasenmodulator PM1, das Abfragesignal, der jeweils andere von der Antenne her eintreffende Empfangssignale. Abfragesignal und Empfangssignale müssen deshalb voneinander getrennt geführt werden. Dies bewirkt der Zirkulator Z, der vom Phasenmodulator PM1 kommende Abfragesignale der Antenne A zuführt und von der Antenne her eintreffende Empfangssignale über einen Verstärker V auf den zu den Phasenmodulatoren PM2 und PM3 führenden Empfangspfad schaltet.Modulated by the phase modulators of the runtime filters one phase modulator PM1 common to the two runtime filters, the interrogation signal, the other from the antenna incoming reception signals. Interrogation signal and reception signals must therefore be managed separately. this causes the circulator Z, the one coming from the phase modulator PM1 Query signals to antenna A and from the antenna incoming reception signals via an amplifier V to the Phase modulators PM2 and PM3 leading reception path switches.
Der zweite Phasenmodulator PM3 des zweiten Laufzeitfilters erhält das vom Code-Generator erzeugte Modulationssignal S1 über ein Verzögerungsglied VG mit einer Zeitverzögerung τ zugeführt.The second phase modulator PM3 of the second runtime filter receives the modulation signal S1 generated by the code generator via a Delay element VG supplied with a time delay τ.
Die Ausgänge der Tiefpaßfilter TP1, TP2 sind auf eine Schwellenwertschaltung SW geführt, deren Ausgang eine Torschaltung TS ansteuert, über die das Ausgangssignal des ersten Laufzeitfilters, das am Ausgang des ersten Tiefpaßfilters TP1 ansteht, auf die Auswerteeinheit AW durchgeschaltet werden kann.The outputs of the low-pass filters TP1, TP2 are on one Threshold circuit SW performed, the output of which is a gate circuit TS controls the output signal of the first Runtime filter, which at the output of the first low-pass filter TP1 is pending, can be switched through to the evaluation unit AW.
Zur Abfrage eines Transponders liefert der Hochfrequenzgenerator G ein Dauerstrichsignal der Frequenz 2,5 GHz. Dieses gelangt in den ersten Phasenmodulator PM1 und wird dort mit dem vom Code-Generator CG bereitgestellten Signal S1, einem digitalen Pseudo-Zufallscode, der z. B. Phasenverschiebungen von 0° und 180° erzeugt, moduliert. Dieser Code besitzt eine Taktfrequenz von z. B. 20 MHz und hat gute Auto- und Kreuzkorrelationseigenschaften. Er kann beispielsweise eine Länge von 1023 Bit haben und im Code-Generator aus einem der Codelänge entsprechenden Datenspeicher zyklisch ausgelesen werden.To interrogate a transponder, the high-frequency generator G supplies a continuous wave signal of the frequency 2.5 GHz. This arrives in the first phase modulator PM1 and is there there with the signal S1 provided by the code generator CG, a digital pseudo-random code which, for. B. generated phase shifts of 0 ° and 180 °, modulated. This code has a clock frequency of z. B. 20 MHz and has good auto and cross correlation properties. It can have a length of 1023 bits, for example, and can be read cyclically in the code generator from a data memory corresponding to the code length.
Das auf diese Weise breitbandig modulierte Abfragesignal gelangt über den Zirkulator Z auf die Antenne A, die es abstrahlt. Trifft das abgestrahlte Abfragesignal auf ein reflektierendes Objekt, so wird ein Teil der abgestrahlten Leistung auf die Antenne A zurück reflektiert und als Empfangssignal über den Zirkulator Z und den Verstärker V dem zweiten Phasenmodulator PM2 zugeführt. Dort erfolgt eine nochmalige Modulation mit dem Pseudo-Zufallscode. The query signal modulated in this way reaches a broadband via the circulator Z to the antenna A, which emits it. Meets the emitted interrogation signal on a reflecting object, so part of the radiated power is returned to antenna A. reflected and as a received signal via the circulator Z and Amplifier V fed to the second phase modulator PM2. There there is a further modulation with the pseudo-random code.
Dieser ist jedoch aufgrund der zum Objekt und zurück benötigten Signallaufzeit zeitlich gegenüber dem Empfangssignal verschoben und korreliert im allgemeinen nicht mit der im ersten Phasenmodulator dem Abfragesignal aufgeprägten Modulation. Am Ausgang des Phasenmodulators PM2 erscheint ein breitbandig moduliertes HF-Signal, das am Ausgang des HF-Mischers DM1 ein die Taktfrequenz des Code-Generators enthaltendes HF-Signal erzeugt, das den nachgeschalteten Tiefpaß TP1 nicht überwinden kann. Das reflektierte Signal wird somit von der Lesevorrichtung nicht erfaßt. Eine Erfassung erfolgt nur, wenn der Abstand zwischen Antenne A und dem reflektierenden Objekt z. B. dem auszulesenden Transponder, wie in Fig. 2 vorausgesetzt, sehr klein ist, so daß die Signallaufzeit vernachlässigt werden darf, oder wenn das Modulationssignal S1 dem zweiten Phasenmodulator über ein Verzögerungsglied, um den Betrag der zu erwartenden Signallaufzeit verzögert, zugeführt wird, wie dies beim Phasenmodulator PM3 des zweiten Laufzeitfilters der Fall ist.However, due to the signal transit time required for the object and back, this is shifted in time from the received signal and generally does not correlate with the modulation impressed on the interrogation signal in the first phase modulator. A broadband modulated RF signal appears at the output of the phase modulator PM2, which generates an RF signal containing the clock frequency of the code generator at the output of the RF mixer DM1, which cannot overcome the downstream low-pass filter TP1. The reflected signal is therefore not detected by the reading device. A detection takes place only if the distance between antenna A and the reflecting object z. B. the transponder to be read out, as provided in Fig. 2, is very small, so that the signal delay may be neglected, or if the modulation signal S1 is supplied to the second phase modulator via a delay element, delayed by the amount of the expected signal delay, as this is the case with the phase modulator PM3 of the second runtime filter.
Entspricht nämlich die Laufzeit eines HF-Signales zum reflektierenden Objekt und zurück der Zeitverzögerung des Modulationssignals S1, so erfolgt die durch den zweiten Phasenmodulator PM2 vorgenommene zweite Modulation mit dem Pseudo-Zufallscode bis auf geringfügige Abweichungen, die sich z. B. durch Dopplerverschiebung bei bewegten Objekten ergeben können, kohärent zur ersten, im Phasenmodulator PM1 vorgenommenen Modulation, Phasenverschiebungen von 180° im Empfangssignal werden damit durch nochmalige 180°-Verschiebung rückgängig gemacht und das Empfangssignal so von seiner Phasenmodulation befreit.Corresponds to the transit time of an RF signal at reflective object and back the time delay of the Modulation signal S1, so it is done by the second Phase modulator PM2 made second modulation with the Pseudo-random code except for minor deviations, e.g. B. can result from Doppler shift in moving objects, coherent with the first one made in the phase modulator PM1 Modulation, phase shifts of 180 ° in the received signal thus reversed by another 180 ° shift and that Received signal thus freed from its phase modulation.
Der HF-Mischer liefert nun an seinem Ausgang ein statisches oder, bei Auftreten von Dopplerverschiebung, ein sehr niederfrequentes Signal, das über den Tiefpaß TP1 auf eine in der Figur nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung D gelangt. Das Objekt wird somit erfaßt. The HF mixer now delivers a static or, when Doppler shift occurs, a very low frequency Signal that does not pass through the low-pass filter TP1 to one in the figure Display device D shown arrives. The object becomes detected.
Ist das Objekt ein auf das Abfragesignal abgestimmter Transponder, so erscheint die im Transponder aufgeprägte Modulation, z. B. eine Tastung des reflektierten Signals im Frequenzbereich von 20 bis 400 KHz ebenfalls am Ausgang des HF-Mischers. Von dort gelangt sie als relativ niederfrequentes Signal über den Tiefpaß TP1 zu der die Erfassung signalisierenden Anzeigeeinrichtung D und über die Torschaltung TS zur Auswerteeinheit AW. In der Auswerteeinheit wird die im Transponder aufgeprägte Modulation in einem Decodierer DC decodiert und einem Prozessor P zur Weiterverarbeitung zugeführt.If the object is a transponder matched to the query signal, the modulation impressed in the transponder appears, e.g. Legs Scanning of the reflected signal in the frequency range from 20 to 400 KHz also at the output of the HF mixer. From there it arrives as relatively low-frequency signal via the low-pass filter TP1 to the Detection signaling display device D and Gate circuit TS to evaluation unit AW. In the evaluation unit the modulation impressed in the transponder in a decoder DC decoded and fed to a processor P for further processing.
Das zweite Laufzeitfilter in Fig. 2 arbeitet wie das erste Laufzeitfilter, mit dem Unterschied, daß es, infolge einer um die Zeit T verzögerten Zuführung des Modulationssignals S1 zum Phasenmodulator PM3 Empfangssignale erfaßt, die von weiter entfernten Objekten oder Transpondern stammen als die, die über das erste Laufzeitfilter erfaßt werden. Das zweite Laufzeitfilter liefert auch kein Ausgangssignal an die Anzeigeeinrichtung oder die Auswerteeinheit.The second time-of- flight filter in FIG. 2 works like the first time-of-flight filter, with the difference that, due to a delay in the supply of the modulation signal S1 to the phase modulator PM3, it detects reception signals which come from objects or transponders which are further away than those via the first runtime filter can be detected. The second runtime filter also does not deliver an output signal to the display device or the evaluation unit.
Sein Ausgangssignal beeinflußt nur die Schwellenwertschaltung SW und hat dort die Wirkung, daß die Torschaltung TS für Ausgangssignale des Tiefpasses TP1 gesperrt wird, sobald sein Pegel den des Tiefpasses TP1 übersteigt. Anstelle des Pegels des Tiefpasses TP1, der hier als Referenzsignal verwendet wird, lassen sich auch andere, z. B. voreingestellte Festpegel als Referenzsignale verwenden.Its output signal only affects the threshold circuit SW and has the effect that the gate circuit TS for Output signals of the low pass TP1 is blocked as soon as its level that of the low pass TP1. Instead of the level of Leave low pass TP1, which is used here as a reference signal others, e.g. B. preset fixed level as Use reference signals.
In Fig. 3 sind schematisch die Pegel der Ausgangssignale zweier Laufzeitfilter einer Auslesevorrichtung in Abhängigkeit von der Entfernung d eines auszulesenden Transponders angegeben. Die Laufzeitfilter bilden hier Entfernungstore für zwei Entfernungszonen: eine Zentralzone, die die nächste Umgebung eines Transponders T1 abdeckt, über den die Auslesevorrichtung, die z. B. an einem spurgebundenen Fahrzeug befestigt sein kann, hinweggeführt wird, und eine Entfernungszone, die die Zentralzone ringförmig umgibt und in einer Entfernung a vom Transponder T1 ein maximales Signal liefert.In Fig. 3, the levels of the output signals of two time-of-flight filters of a readout device are shown schematically as a function of the distance d of a transponder to be read out. The runtime filters here form distance gates for two distance zones: a central zone, which covers the immediate vicinity of a transponder T1, via which the readout device, e.g. B. can be attached to a track-bound vehicle, is led away, and a distance zone that surrounds the central zone in a ring and delivers a maximum signal at a distance a from the transponder T1.
Das erste Laufzeitfilter liefert in der Nähe des Transponders T1 - in der Figur im schraffierten Bereich B - ein Signal S2 mit hohem Pegel, das zweite Laufzeitfilter liefert dort nur ein sehr schwaches Signal S3. Das Signal S2 ist im schraffierten Bereich deshalb nicht maximal, weil die Signallaufzeit zwischen der z. B. an einem Eisenbahnfahrzeug befestigten Auslesevorrichtung und dem z. B. im Gleis verlegten Transponder T1, die hier zwar klein, jedoch nicht null ist, hier nicht durch Verzögerung des dem zweiten Phasenmodulator des ersten Laufzeitgliedes zugeführten Modulationssignals exakt kompensiert wird.The first runtime filter delivers near the transponder T1 - in the figure in hatched area B - a signal S2 with a high Level, the second runtime filter only provides a very good one weak signal S3. The signal S2 is in the shaded area therefore not maximum because the signal delay between the z. B. on a railway vehicle attached readout device and the z. B. Transponder T1 laid in the track, which is small here, however is not zero, not here by delaying the second Phase modulator of the first delay element supplied Modulation signal is exactly compensated.
Da der Pegel des Signals S2 im schraffierten Bereich B wesentlich höher als der des Signals S3 ist, ist die Torschaltung TS in Fig. 2 durchlässig geschaltet und das Signal S2 wird ausgewertet.Since the level of the signal S2 in the shaded area B is significantly higher than that of the signal S3, the gate circuit TS in FIG. 2 is switched to be permeable and the signal S2 is evaluated.
Entfernt sich die Auslesevorrichtung vom Ort des Transponders T1, so gelangt der Transponder mehr und mehr in den Bereich des vom zweiten Laufzeitfilters gebildeten Entfernungstores. So überwiegt am Ort C in Fig. 3 bereits das Ausgangssignal S3 des zweiten Laufzeitfilters das vom ersten Laufzeitfilter gelieferte Signal S2. Die Schwellenwertschaltung sperrt somit die Torschaltung TS und das Signal S2 kann nicht mehr zur Auswerteeinheit gelangen.If the reading device moves away from the location of the transponder T1, the transponder gets more and more into the area of the distance gate formed by the second transit time filter. Thus, at location C in FIG. 3, the output signal S3 of the second runtime filter already outweighs the signal S2 supplied by the first runtime filter. The threshold value circuit thus blocks the gate circuit TS and the signal S2 can no longer reach the evaluation unit.
Das Signal S3 bleibt auch dann stets größer als das Signal S2, wenn die Auslesevorrichtung noch weiter weg vom Transponder T1 bis in einen Bereich bewegt wird, in dem aus Reichweitegründen kein Empfangssignal mehr aufgenommen werden kann. Signal S3 always remains larger than signal S2 even if the reading device even further away from the transponder T1 to in an area is moved in which, for reasons of range, none Received signal can be recorded more.
Befindet sich ein weiterer Transponder T2 in einem Abstand a zu der Linie, auf der die Auslesevorrichtung bewegt wird und auf der auch der Transponder T1 liegt - dieser Fall ist z. B. gegeben, wenn in einem ersten Gleis einer Eisenbahnstrecke der Transponder T1 und im Nachbargleis, gegen den Transponder T1 versetzt, ein Transponder T2 verlegt ist - so wird auch hier, infolge der Entfernung des Transponders T2 von der Auslesevorrichtung, das Signal S3 des zweiten Laufzeitfilters immer höher sein als das des ersten Laufzeitfilters. Es wird deshalb nicht zur Auswertung von vom Transponder T2 stammender Information kommen. Im Falle daß die Transponder T1 und T2 auf gleicher Höhe in den Gleisen angeordnet sind, überwiegt das Signal S2 des Transponders T1 das aufgrund der größeren Entfernung des Transponders T2 von der Auslesevorrichtung schwächer einfallende Signal S3 auch dann, wenn dieses am Ausgang des zweiten Laufzeitfilters mit maximalem Pegel ansteht.Another transponder T2 is located at a distance a from the Line on which the reading device is moved and on which too the transponder T1 is located - this case is e.g. B. given if in a first track of a railway line the transponder T1 and in Neighboring track, offset against the transponder T1, a transponder T2 is relocated - here too, due to the removal of the Transponders T2 from the readout device, the signal S3 of the second runtime filter must always be higher than that of the first Runtime filter. It is therefore not used to evaluate the Information coming from transponder T2. In the event that Transponders T1 and T2 arranged at the same height in the tracks are, the signal S2 of the transponder T1 predominates due to the greater distance of the transponder T2 from the reading device weaker incoming signal S3 even if this at the output of the second runtime filter is present at maximum level.
In Fig. 4 ist auf der linken Seite eine Vorrichtung wiedergegeben, die sich zu Empfang und Auswertung von in ihrer Frequenz gegenüber der Frequenz des Abfragesignals verschobenen Empfangssignalen eignet. FIG. 4 shows a device on the left that is suitable for receiving and evaluating received signals whose frequency is shifted in relation to the frequency of the interrogation signal.
Ein in Fig. 4, rechts, schematisch wiedergegebener Transponder T enthält einen Phasenschieber PH, der von einem Generator TG mit einer Taktfrequenz versorgt wird, die eine Frequenzverschiebung im reflektierten Abfragesignal verursacht. Ein Modulator M steuert den Phasenschieber entsprechend einem in einem Festwertspeicher des Transponders gespeicherten Code, so daß die verschobene Frequenz im Takt dieses Codes abgegeben wird. Der Betrag der Frequenzverschiebung ist so groß, daß die verschobene Frequenz einerseits getrennt von der Abfragefrequenz verarbeitet werden kann, andererseits aber mit derselben Antenne, mit der das Abfragesignal ausgesendet wird, empfangen werden kann. Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der oben beschriebenen Vorrichtung der Fig. 2 vor allem darin, daß den beiden Demodulatoren DM3 und DM4 hier Bandpaßfilter BP1, BP2 anstelle von Tiefpaßfiltern nachgeschaltet sind. Zur Auswertung des Transpondersignals wird das Ausgangssignal des ersten Laufzeitfilters, das dem ersten Bandpaß BP1 entnommen wird, einem weiteren Demodulator QM zugeführt, der von einem Oszillator angesteuert wird, dessen Frequenz der im Transponder erzeugten Frequenzverschiebung entspricht. Realteil und Imaginärteil des demodulierten Signals werden über einen Analog/Digital-Wandler einem Signalprozessor DSP in der Auswerteeinheit AW zugeführt. Die Ausgangssignale beider Bandpässe werden außerdem einem Umschalter SW1 zugeführt, der sie abwechselnd ebenfalls auf den Signalprozessor der Auswerteeinheit weiterschaltet. Im Signalprozessor der Auswerteeinheit wird erstens festgestellt, ob der Pegel des Ausgangssignals des zweiten Laufzeitfilters den Pegel des Ausgangssignals des ersten Laufzeitfilters übersteigt und somit die Auswertung des Empfangssignales unterbunden werden muß. Zweitens werden die Pegelmaxima der Ausgangssignale beider Laufzeitfilter ermittelt und die Zeitpunkte ihres Eintreffens festgehalten. Letzteres ermöglicht, den Zeitpunkt des Passierens eines Transponders und damit z. B. das Vorbeifahren eines den Transponder tragenden Fahrzeuges an einem durch das Abfragegerät markierten Ort zeitlich festzuhalten.A transponder T schematically reproduced in FIG. 4 contains a phase shifter PH, which is supplied by a generator TG with a clock frequency which causes a frequency shift in the reflected interrogation signal. A modulator M controls the phase shifter according to a code stored in a read-only memory of the transponder, so that the shifted frequency is emitted in time with this code. The amount of the frequency shift is so great that the shifted frequency can be processed separately from the interrogation frequency on the one hand, but can be received on the other hand with the same antenna with which the interrogation signal is transmitted. The device shown in FIG. 4 differs from the device of FIG. 2 described above primarily in that the two demodulators DM3 and DM4 are followed by bandpass filters BP1, BP2 instead of low-pass filters. To evaluate the transponder signal, the output signal of the first delay filter, which is taken from the first bandpass filter BP1, is fed to a further demodulator QM, which is controlled by an oscillator whose frequency corresponds to the frequency shift generated in the transponder. The real part and imaginary part of the demodulated signal are fed via an analog / digital converter to a signal processor DSP in the evaluation unit AW. The output signals of both bandpasses are also fed to a changeover switch SW1, which alternately switches them on to the signal processor of the evaluation unit. First, it is determined in the signal processor of the evaluation unit whether the level of the output signal of the second runtime filter exceeds the level of the output signal of the first runtime filter and thus the evaluation of the received signal must be prevented. Secondly, the level maxima of the output signals of both runtime filters are determined and the times of their arrival are recorded. The latter enables the time of passing a transponder and thus z. B. to record the passing of a vehicle carrying the transponder at a location marked by the interrogator.
Soll die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung auch reflektierende Gegenstände erfassen, die keinen Transponder tragen, so muß parallel zum Bandpaß BP1 des ersten Laufzeitfilters ein Tiefpaß TP3 vorgesehen werden, dem an einem Ausgang D ein Erfassungssignal entnommen werden kann.If the device shown in FIG. 4 is also to detect reflective objects which do not carry a transponder, a low-pass filter TP3 must be provided parallel to the bandpass filter BP1 of the first delay filter, from which a detection signal can be taken at an output D.
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