DE963244C - Anordnung zur Nachrichtenuebertragung zu einer ortsbeweglichen Station - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Nachrichtenübertragung in der Richtung zu einer Station, welche längs eines vorbestimmten Weges ortsbeweglich ist, und vorzugsweise auch in der Gegenrichtung. Diese Aufgabe liegt beispielsweise vor, wenn auf Landstraßen bewegliche Fahrzeuge* an ein Nachrichtennetz angeschlossen werden sollen; auch bei schienengebundenen Fahrzeugen sind die gleichen Vorbedingungen gegeben. Von besonderer Wichtigkeit ist die Anwendung der Erfindung auf Nachrichtenverbindungen zu Rangierlokomotiven und zu den Zugmaschinen bzw. Lokomotiven in bergbaulichen Grubenbetrieben.

In allen diesen Fällen ist keine beliebige Beweglichkeit der zu versorgenden Station vorauszusetzen, sondern lediglich eine eingeschränkte Beweglichkeit längs einer vorgeschriebenen Wegstrecke, welche allerdings eine erhebliche Längenausdehnung und auch beliebige Krümmungen aufweisen darf. Es ist ohne weiteres klar, daß es ao hinsichtlieh der erforderlichen hochfrequenten Sendeenergie unwirtschaftlich wäre, mit Anordnungen für eine freie Raumstrahlung zu arbeiten. Es ist vielmehr als vorteilhaft bekannt, sich für solche Zwecke der wellenführenden Wirkung von Leitungen zu bedienen, welche längs der vorgezeichneten Wegstrecke verlaufen. In einer bekannten Anordnung für den Hochfrequenznachrichtenverkehr mit fahrenden Eisenbahnzügen dienen beispielsweise zwei dem Schienenweg

parallel laufende Leitungen und die Schienen selbst als Übertragungsmittel. Die ortsfesten Stationen sind zwischen dem gemeinsamen Erdanschluß und den genannten Leitungen eingeschaltet, während die Empfänger der beweglichen Stationen über eine rahmenartige Spule an die aus den Leitungen und den Schienen gebildete Schleife angekoppelt sind. Die Sender der beweglichen Stationen sind über einen Transformator an die ίο erste und die letzte Radachse des Zuges angeschlossen.

Es ist auch bekannt, für die Verkehrsrichtung von einem ortsfesten Sender zu einer oder mehreren nur mit einfachen Empfängern ausgerüsteten Personen eine den vorgesehenen Bewegungsbereich dieser Personen umgebende Leiterschleife mit einem die Nachricht als Modulation aufweisenden Hochfrequenzstrom zu speisen. Das innerhalb des von der Schleife umgebenen Raumes vorhandene magnetische Spulenfeld reicht aus, um mit verhältnismäßig geringer Sendeenergie einen Empfang mittels eines an eine kleine Empfangsspule angeschlossenen Kristalldetektorempfängers zu ermöglichen. Solche Anordnungen sind verwendet worden, um Konferenzteilnehmern fremdsprachliche Vorträge in Übersetzung hörbar zu machen und um Schauspielern auf einer. Bühne Regieanweisungen zu übermitteln.

Da eine längs des Weges der beweglichen Stationen angeordnete Leiterschleife die Hochfrequenzwellen nicht dämpfungsfrei übertragen kann, ergibt sich mit zunehmender Entfernung einer beweglichen Station von der Anschlußstelle der Gegenstation an die Schleife eine merkliche Abnahme des Übertragungsmaßes. Diese Erscheinung ist besonders stark ausgeprägt, wenn die Leiter der Schleife verhältnismäßig große ohmsche bzw. kapazitive Leitwerte gegenüber Erde aufweisen, wie dies beispielsweise bei der Verwendung vorhandener Rohrleitungen, Gestänge u. dgl. als elektrische Leiter der Fall ist. Die beobachtete Abnahme der Empfangsstärke in den entfernteren Teilen der als Übertragungsmittel dienenden Leiterschleife bildet praktisch eine Grenze für die überbrückbare Entfernung und ist die Ursache für einen nicht erwünschten Wechsel der Wiedergabelautstärke. Während in der Nähe der Gegenstation der Empfänger der ortsbeweglichen Station möglicherweise übersteuert wird, ist bei großer Entfernung die Nachricht selbst bei maximaler Verstärkung neben dem Störpegel nicht mehr erkennbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beobachteten Änderungen des Übertragungsmaßes längs des Weges der Station herabzusetzen. Erfindungsgemäß sollen die Leiter der Schleife mit Rücksicht auf die mit der überbrückten Entfernung zunehmende Übertragungsdämpfung derartig geführt sein, daß mit zunehmender überbrückter Entfernung längs des Weges der ortsbeweglichen Station auch die Kopplung zwischen der Leiterschleife und einem Kopplungsmittel der beweglichen Station zunimmt. Beispielsweise kann dies dadurch bewirkt werden, daß die Leiter der Schleife einander annähernd parallel und derartig geführt sind, daß ihr Abstand von einer als Kopplungsmittel der ortsbeweglichen Station dienenden Empfangs- bzw. Sendespule längs des Weges der beweglichen Station mit zunehmendem Abstand von der festen Station abnimmt. Durch eine solche Anordnung wird der Querschnitt der höchsten Stärke des Schleifenfeldes mit zunehmender Übertragungsentfernung und entsprechend durch unvermeidliche Ableitungen und Verluste geschwächtem Schleifenstrom dem Ort der Empfangs- bzw. Sendespule der beweglichen Station angenähert. Die Kopplung wird also in dem Maße fester, wie der Schleifenstrom abnimmt, so daß ein Ausgleich der mit der Entfernung veränderlichen Übertragungsstärke erzielt wird. . In ähnlicher Weise kann dieser Ausgleich auch dadurch erzielt werden, daß der Abstand der Schleifenleiter voneinander längs des Weges der beweglichen Station mit zunehmendem Abstand von der festen Station sowie vorzugsweise auch der Abstand wenigstens eines Schleifenleiters von einer Empfangs- bzw. Sendespule abnimmt. Dabei wird das magnetische Schleifenfeld mit zunehmender Übertragungsentfernung auf einen geringeren Querschnitt konzentriert, so daß eine feste Kopplung mit der Empfangs- bzw. Sendespule der beweglichen Station ermöglicht wird. Diese Wirkung kann durch eine zusätzliche Annäherung des Querschnittes der höchsten Feldstärke an den Ort der Spule noch unterstützt werden. In vielen Fällen wird es dabei möglich sein, wenigstens für den einen Leiter der Schleife einen noch zu einem anderen Zweck dienenden durchgehenden elektrischen Leiter, beispielsweise eine Rohrleitung, einen Fahrdraht, eine Laufschiene od. dgl. zu verwenden. Die zum Ausgleich der Empfangsstärke dienende räumliche Zuordnung der Fläche der Schleife zu der Empfangs- bzw. Sendespule kann dann immer noch durch zweckentsprechende Verlegung des zweiten Schleifenleiters erzielt werden.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt die wesentlichen Einzelheiten der elektrischen Anordnung in Form eines Schaltbildes;

Abb. 2 bis 4 zeigen die räumliche Anordnung der Schleifenleiter in dem von einer Grubenbahn durchfahrenen Stollen eines Bergwerkes.

In Abb. ι ist mit 1 eine Funksprechstation bezeichnet, welche hinsichtlich ihrer äußeren Form der Verwendung im Untertagebetrieb von Bergwerken besonders angepaßt ist. Besonders ist eine schlagwettersichere Ausbildung des röhrenförmigen Gehäuses -daran bemerkenswert. Ein solches Funkgerät ist in der deutschen Patentschrift 899 919 beschrieben. Das Funkgerät 1 ist für einen ortsbeweglichen Einsatz geeignet; in der Darstellung nach Abb. 1 wird jedoch vorausgesetzt, daß dieses Gerät wenigstens während der Dauer der gewünschten Nachrichtenverbindung am gleichen Ort verbleibt. Daher ist es über die Spule 2 eines zur Widerstandsanpassung dienenden Autotransforma-

tors durch Drahtleitungen unmittelbar mit den Leitern 4, 5 der langgestreckten Übertragungsschleife verbunden. In die eine Verbindungsleitung ist der Kondensator 3 eingeschaltet. Die Kurzschlußverbindung an dem von der Station 1 entfernten Ende der Leiterschleife ist ebenfalls über einen Kondensator 6 geführt, welcher eine derartige Größe besitzt, daß er für die in der Schleife fließenden Hochfrequenzströme keinen nennenswerten Widerstand bildet.

In Abb. ι ist schematisch angedeutet, daß die beiden Leiter 4, 5 der Übertragungsschleife in der Nähe der ortsfesten Station 1 einen großen Abstand voneinander haben, welcher mit zunehmender Entfernung von der Station 1 sich entsprechend verringert. Dadurch wird an dem von der Station 1 entfernten Ende der Leitung eine höhere Feldkonzentration erzielt, so daß für die beweglichen Stationen 7 und 8 die Übertragungsverhältnisse annähernd ausgeglichen werden. Jede der beweglichen Stationen 7 bzw. 8 besitzt eine als Empfangs- und Sendeantenne dienende rahmenartige Kopplungsspule, die sich zwischen den beiden Leitern 4, 5 befindet. An diese Kopplungsspule ist sowohl der Eingangskreis des Empfängers als auch der Ausgangskreis des Senders über Umschaltemittel durch eine Frequenzweiche angeschlossen.

In Abb. 2 ist mit 11 der tunnelartige Quer-" schnitt eines Stollens in einem Bergwerk angedeutet, in welchem der Schienenweg für eine Förderbahn verläuft. Mit 1 ist die ortsfeste Station bezeichnet, weldhe an die beiden Leiter 4 und 5 der Übertragungsschleife angeschlossen ist. Man erkennt, daß die Leiter 4 und 5 in der Nähe der ortsfesten Station 1 nahe der Stollensohle geführt sind und mit zunehmender Entfernung von der ortsfesten Station ansteigen. Unter der Voraussetzung, daß die Empfangs- bzw. Sendespule der Grubenlokomotive in einer horizontalen Ebene auf dem Dach des Führerhauses angeordnet ist, kommt diese Spule mit zunehmender Entfernung von der ortsfesten Station immer mehr in den Querschnitt der höchsten Feldstärke hinein, so daß die durch Übertragungsdämpfung verursachte Abnahme der Empfangsstärke ausgeglichen wird.

In Abb. 3 ist eine dem gleichen Zweck dienende andersartige Anordnung der Leiter 4 und S dargestellt. Dabei verläuft der Leiter 5 in gleichbleibender Höhe an der einen Seitenwand des tunnelartigen Hohlraumes und kann beispielsweise durch den Mantel eines dort verlegten Kabels oder einer Rohrleitung gebildet werden. Der Schleifenleiter 4 ist an der gleichen Wand angeordnet und dabei so geführt, daß er in der Nähe der ortsfesten Station 1 von dem Leiter 5 einen größeren Abstand besitzt als am anderen Ende der Leiterschleife. Wenn man annimmt, daß die Empfangs- bzw. Sendespule der beweglichen Station sich an der den Leitern 4, 5 zugewendeten Seite der Grubenlokomotive befindet und mit ihrer Windungsebene vertikal angeordnet ist, so wird die Kopplung dieser Spule mit der Übertragungsschleife mit dem Abstand von der Station 1 fester, weil das Sohleifenfeld sich mit abnehmendem Abstand zwischen den Leitern 4 und 5 auf einen geringeren Querschnitt konzentriert.

Abb. 4 zeigt eine Anordnung, in welcher die Schleifenleiter 4, 5 derartig geführt sind, daß die Verbindungsgefadie 12 zwischen den Leitern: längs des Weges der beweglichen Station sich in einer Ebene senkrecht zu diesem Wege dreht von einer Lage, weldhe in der Nähe der festen Station durch einen größeren spitzen, im Grenzfall 90⁰ betragendem Winkel, der VerbiHKktngsgeraden 12 mit dier Windungsebene der Empfangs- bzw. Sendespule bestimmt ist, bis zu einer Lage, welche in größerer Entfernung von der festen Station durch einen kleineren spitzen, im Grenzfall o° betragenden Winkel bestimmt ist. Auch auf diese Weise läßt sieb durch eine Drehung derVerbinduingsgeradiein 12 gegenüber der in geeigneter Weise fest angeordneten Windungsebene der beweglichen Station der erwünschte Ausgleich der Empfangsstärke erzielenr. Neben den. in, den Abb. 2 bis 4 dargestellten Möglichkeiten/ zum Ausgleich, der mit dear Entfernung veränderlichem Übertraguiigsstärke sind im Sinne der Erfindung viele andere: Ausführungsformen für die Verlegung· der Schleifenleiter möglich, mit denen- dfia gleichet Wirkung erzielt werden kann.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE!

1. Anordnung zur Nachrichtenübertragung zu einer ortsbeweglichen Station und vorzugsweise auch in der Gegenrichtung mit Hilfe einer mit wenigstens einer hochfrequenten Trägerwelle erregten, längs des Weges der genannten Station ausgedehnten, aus wenigstens zwei in wesentlichem Abstand voneinander geführten Leitern gebildeten Schleife, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (4, 5) der Schleife mit Rücksicht auf die mit der überbrückten Entfernung zunehmende Übertragungsdämpfung derartig geführt sind, daß mit zunehmender überbrückter Entfernung längs· des X05 Weges der ortsbeweglichen Station auch die Kopplung zwischen der - Leiterschleife und einem Kopplungsmittel der beweglichen Station zunimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kopplungsmittel der ortsbeweglichen Station eine rahmenartige Spule vorgesehen ist, welche vorzugsweise als Empfangsorgan für den Empfänger und als Sendeorgan für den Sender dient.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (4, 5) der Schleife einander annähernd parallel und derartig geführt sind, daß ihr Abstand von einem Kopplungsmittel der beweglichen Station mit zunehmender überbrückter Entfernung abnimmt (Abb. 2).

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Schleifenleiter (4, 5) voneinander längs des

. Weges der beweglichen Station mit zunehmen-

der überbrückten Entfernung sowie vorzugsweise auch der Abstand wenigstens eines Schleifenleiters (4) von einer Empfangs- bzw. Sendespule abnimmt (Abb. 3).

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß -die Schleifenleiter (4, S) derartig geführt sind, daß die Verbindkungsgeraide (12) zwischen dian Leitern längs des Weges der beweglichen Station in einer Ebene senkrecht zu diesem Weg sich dreht von einer Lage, welche in der Nähe der vorzugsweise ortsfesten Gegenstation durch einen größeren spitzen, im Grenzfall 90⁰ betragenden Winkel der Verbindungsgeraden (12) mit der

i£ Windungsebene der Empfangs- bzw. Sendespule bestimmt ist, bis zu einer Lage, welche in größerer Entfernung von der festen Station durch einen kleineren spitzen, im Grenzfall o° betragenden Winkel bestimmt ist (Abb. 4).

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß als Schleifenleiter ein audh noch zu einem anderen Zweck dienender durchgehender elektrischer Leiter, beispielsweise eine Rohrleitung, ein Fahrdraht, eine Laufschiene od. dgl., verwendet wird.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifenleiter an dem von der ortsfesten Station abgewendeten Ende miteinander verbunden sind, vorzugsweise über einen für die Hochfrequenzströme annähernd einen Kurzschluß darstellenden Kondensator (6).

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ihre Anwendung zum Hochfrequenz'-Gegensprechen mit einem Schienenfahrzeug, vorzugsweise als Nachrichtenmittel in bergbaulichen Betrieben unter Tage.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 964305.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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