DE909950C

DE909950C - Anordnung zur Sicherung von Wegstrecken und Luftraeumen

Info

Publication number: DE909950C
Application number: DEB8701D
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Laemmchen
Original assignee: BLAUPUNKT ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: BLAUPUNKT ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 1942-01-08
Filing date: 1942-01-08
Publication date: 1954-04-26

Description

Anordnung zur Sicherung von Wegstrecken und Lufträumen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Sicherung von Wegstrecken und Lufträumen mit Hilfe von ultrakurzen Wellen und unter Verwendung eines auf die Änderungsgeschwindigkeit einer Wellengröße ansprechenden Empfangsindikators.
Es ist bekannt, sehr kurze elektromagnetische Wellen, d. h. solche im Zentimeter- und Dezimeterbereich, zur Sicherung von Wegstrecken und Lufträumen einzusetzen. Mittels gerichteter Strahler kann man Sperren aufbauen, bei deren Unterbrechung eine Schwankung der Ausgangsspannung bei einer zugehörigen Empfangsanordnung zu beobachten ist. Weiterhin kann man die Reflexion von Wellen an Körpern in dem zu sichernden Luftraum zur Anzeige ausnutzen. Der Vorteil der sehr kurzen Wellen besteht darin, daß sie sich sehr gut bündeln lassen und bei allen Witterungsverhältnissen gleich gut anwendbar sind. Die Anzeige kann z. B. dadurch erfolgen, daß eine Änderung der Amplitude der Empfangsenergie, z. B. beim Unterbrechen eines Richtstrahls oder beim Eintritt eines reflektierenden Körpers in den gesicherten Raum, einen Indikator zum Ansprechen bringt. Zum Beispiel verringert sich, wie in Abb. I dargestellt ist, die Empfangsamplitude 1o beim Eintritt eines Körpers in den Strahlengang auf den Wert I1 und steigt beim Austritt aus dem Strahlenbündel wieder auf den Wert in Eine derartige Ausnutzung des Absinkens der Empfangsamplitude unter einen bestimmten Wert i (Schwellwertmethode) besitzt den Nachteil, daß zeitliche Änderungen des Betriebszustandes von Sender oder Empfänger eine Anzeige hervorrufen können.
Diese relativ langsamen Schwankungen werden vor allem durch Veränderungen der Röhreneigenschaften beim Sender und Empfänger und durch Änderung der Betriebsdaten der Stromquelle verursacht. Je kürzer die verwandten Wellen sind, um so leichter ist es möglich, daß beim Sender oder Empfänger eine Veränderung der Geräteeigenschaft eintritt, so daß eine Anzeige vorgetäuscht wird. Die in der Abb. I wiedergegebene Änderung der Empfangsamplitude zeigt sich in einem Bereich, in dem der Strahl eng begrenzt ist.
Dieser Abschaltungsbereich beträgt ungefähr 1!10 der Gesamtstrecke jeweils auf beiden Seiten. Gibt man Sender und Empfänger der Anlage einen großen Abstand, z. B. 100 bis 3000 m, so zeigt sich in größerem Abstand von den Richtantennen der Sende- und Empfangsseite nicht der beschriebene reine Abschattungseffekt, vielmehr ergeben sich beim Durchlaufen des Strahls von der Wellenlänge und der Durchquerungsgeschwindigkeit abhängige Schwankungen der Empfangsamplitude, deren Verlauf ungefähr der Kurve A in Abb. 2 entspricht. Man kann diese Kurve aufzeichnen und so die Wirkungsweise der Strahlsperre überwachen. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch einen großen Aufwand an Geräten; weiterhin muß stets eine die Anzeigeeinrichtung überwachende Person anwesend sein, um den Verlauf der Empfangsamplitude zu beobachten.
Unter Beibehaltung einfachster Anzeigemöglichkeit können die betrieblichen Schwankungen dadurch unwirksam gemacht werden, daß der Empfangsindikator nur auf die Änderungsgeschwindigkeit einer Wellengröße anspricht. So ist eine Signalvorrichtung unter Benutzung hochfrequenter Wellen bekannt, bei der die Annäherung eines Körpers an ein Schwingungssystem durch Veränderung seiner Frequenz angezeigt wird, und zwar nur dann, wenn die Geschwindigkeit der Frequenzänderung ein einstellbares Maß über- oder unterschreitet. Auch hier können allerdings noch plötzliche betriebliche Schwankungen auftreten, die eine fehlerhafte Anzeigeauslösung verursachen können.
Die Erfindung macht von diesem bekannten Prinzip Gebrauch und wandelt es für die Methode der Amplitudenüberwachung dahingehend ab, daß eine Anzeige nur bei einem positiven Mindestwert der Änderung der Hochfrequenzamplitude in der Zeiteinheit erfolgt. Ändert sich also in einem bestimmten positiven Zeitraum die Amplitude in den Kurven der Abb. I und 2 von den Werten I auf die Werte 2, so erfolgt zweckmäßig eine Anzeige.
Die Erfindung ermöglicht in jedem Falle, d. h. sowohl bei reiner Abschattung (Gegenstand in der Nähe von Sender und Empfänger) als auch bei Eintreten von Stromschwankungen (Störgegenstand in größerer Entfernung von Sender und Empfänger), eine Auslösung eines Indikators dadurch, daß dann, wenn der Differentialquotient der Amplitude der Empfangsenergie nach der Zeit einen bestimmten positiven Wert überschreitet, die Auslösung eines Indikators, z. B. einer Hupe od. dgl., erfolgt. Ändert sich also in einem bestimmten Zeitraum die Amplitude in den Kurven der Abb. I und 2 von den Werten I auf -die Werte 2, so erfolgt eine Anzeige. Die Kurven zeigen selbstverständlich nur schematische Darstellungen; im praktischen Falle erfolgt eine Auslösung schon bei ganz geringen Schwankungen, z. B. von I °lo des Ruhewertes. Die Feststellung des Differentialquotienten erfolgt zweckmäßig durch ein differenzierendes Schaltungsglied, z. B. einen Kondensator oder einen Transformator, dem die Empfangsspannungen zugeführt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung ist äußerst empfindlich und ermöglicht mit Sendern geringer Leistung, z. B. o,s Watt bei 10 cm Wellenlänge, eine Streckensicherung auf eine Entfernung von über 3000 m. Es zeigt sich nämlich, daß willkürliche Schwankungen der Hochfrequenzamplitude, die z. B. durch plötzliches Absinken der Spannung bei Speisung der Röhren über mechanische Stromrichter u. dgl. verursacht werden, häufig ein plötzliches Absinken der Empfangsamplitude bedingen. In diesem Falle erfolgt also keine Anzeige. Dagegen wird ein plötzlicher Anstieg der Senderamplitude in einer viel geringeren Zahl von Fällen beobachtet.
In der Abb. 3 ist eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. In dieser wird z. B. zur Sicherung einer Wegstrecke von einem Richtstrahler 3 in Form eines Hohlrohres mit Hornstrahler die in einem Generator 4 erzeugte Energie als scharfes Bündel 5 ausgesandt. Empfangsseitig in einem Abstand S, der z. B. einige tausend Meter betragen kann, ist eine entsprechende Richtantenne 6 vorgesehen, von der die Hochfrequenzenergie einem Empfänger 7 zugeführt wird. Ausgangsseitig ist mit diesem Empfänger ein differenzierendes Glied verbunden, das nur die impulsartigen Stromänderungen überträgt. Es besteht z. B. aus einem Widerstand-Kondensator-Kopplungsglied 8, das eine geeignet bemessene Zeitkonstante besitzt. Die Schwankungen der Spannung werden über den Kondensator auf das Gitter der Röhre 9 übertragen. Wenn die an dem Widerstand auftretende Spannung größer wird, wird gleichzeitig die Gittervorspannung der Röhre g positiver, so daß der Strom im Anodenkreis anwächst, das Relais 10 anzieht und z. B. eine als Indikator dienende Hupe H zum Ansprechen bringt. Wenn die Ausgangsspannung kleiner wird, wird die Gittervorspannung negativer und der Anodenstrom kleiner.
Im Relais tritt keine Wirkung ein, so daß keine Anzeige erfolgt. Das Empfangsgerät 7 besitzt eine selbsttätige Amplitudenregelung von sehr großer Zeitkonstante, um die langsamen Schwankungen der Geräteeigenschaften auszugleichen. Bei Durchqueren des Sicherungsraumes durch einen Körper II ergeben sich die in den Abb. I bzw. 2 dargestellten Empfangsamplituden, und zwar in den Räumen S1 und S der Abschattungseffekt nach Abb. I und im Raum S3 die Schwankungserscheinung nach Abb. 2. Als Mindestwert für eine Auslösung des Indikators wird z. B. eine relative Änderung der Empfangsamplitude um I °o in I Sekunde vorgesehen. Die Amplitudenregelung des Empfangsgerätes besitzt in diesem Falle zweckmäßig eine Zeitkonstante von I Minute.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist nicht allein zur Sicherung von Durchquerungsstrecken, sondern auch zur Anzeige von Rückstrahlungsenergie in einem Sicherungsraum anwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Anordnung zur Sicherung von Wegstrecken und Lufträumen mit Hilfe von ultrakurzen Wellen und unter Verwendung eines auf die Änderungsgeschwindigkeit einer Wellengröße ansprechenden Empfangsindikators, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeige nur bei einem positiven Mindestwert der Änderung der Hochfrequenzamplitude in der Zeiteinheit erfolgt.
2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Empfangsamplitude durch ein differenzierendes Schaltungsglied, z. B. einen Kondensator oder einen Transformator, festgestellt wird.
3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslösung dann erfolgt, wenn die relative Änderung der Empfangsamplitude größer ist als I °!«, in I Sekunde.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangsgerät eine selbsttätige Amplitudenregelung mit einerZeitkonstante besitzt, die groß ist gegenüber der der anzuzeigenden Schwankungsvorgänge.
5. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Indikator auslösendes Relais im Anodenkreis einer Röhre derart eingeschaltet ist, daß es nur bei Stromanstieg wirksam wird.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 449 075; britische Patentschrift Nr. 337 904; USA.-Patentschrift Nr. 2 112 826.