EP0771430A1 - Anordnung zum feststellen von objekten in einem zu überwachenden bereich - Google Patents

Anordnung zum feststellen von objekten in einem zu überwachenden bereich

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EP0771430A1
EP0771430A1 EP95915752A EP95915752A EP0771430A1 EP 0771430 A1 EP0771430 A1 EP 0771430A1 EP 95915752 A EP95915752 A EP 95915752A EP 95915752 A EP95915752 A EP 95915752A EP 0771430 A1 EP0771430 A1 EP 0771430A1
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EP
European Patent Office
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signal
signals
reflector
arrangement according
monitored
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Withdrawn
Application number
EP95915752A
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English (en)
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Inventor
Hans Helma
Bodo LÜBBE
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
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    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/147—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using electro-magnetic technology, e.g. tags or radar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G01S13/82—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein continuous-type signals are transmitted
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    • G01S7/025—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects involving the transmission of linearly polarised waves
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    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/024—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
    • G01S7/026—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects involving the transmission of elliptically or circularly polarised waves

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the detection of objects in an area to be monitored according to the preamble of claim 1.
  • German utility model 93 05 611 an arrangement has therefore been proposed in which a transmitting device sends a high-frequency interrogation signal through the monitored area to a reflector device.
  • a transmitting device sends a high-frequency interrogation signal through the monitored area to a reflector device.
  • This consists of an antenna and a surface wave delay element connected to it with the interposition of an interdigital transducer.
  • the surface wave is reflected, transmitted back to the antenna as an electrical signal via the interdigital transducer and reflected back to the transmitter, where it is detected by a receiver and fed to an evaluation device. If there is an object in the radiation field within the monitored area, the reflected signal is damped.
  • the evaluation device detects the resulting change in amplitude and emits a signal.
  • the present invention has for its object to provide an arrangement with which objects in a monitored area can be detected more reliably than with the known devices.
  • this object is achieved with the measures specified in the characterizing part of claim 1. It is essential that the degree of amplification of the amplifier is smaller than the coupling between the transmitting and the receiving antenna of the reflector device, so that it does not vibrate even under unfavorable conditions.
  • This coupling can be influenced by the distance between the antennas and / or by the choice of the polarization of the received and transmitted signal and by mutual shielding. For example, the polarization directions of transmitted and received signals can be perpendicular to one another. Circular polarization can also achieve extensive decoupling. So that is At the same time, suppression or differentiation of signals directly reflected on objects is possible.
  • FIG. 1 shows the schematic diagram of an embodiment of the invention
  • SE is a transmitter which contains a microwave transmitter. Its frequency is in the frequency range customary for radar purposes, in the exemplary embodiment at approximately 2500 MHz.
  • the frequency is modulated by a modulator M with a triangular or sawtooth voltage; the frequency swing is approximately 40 MHz in the exemplary embodiment.
  • the frequency modulated in this way is passed to a transmitter antenna SA which, in the case of an essentially horizontal region to be monitored, is expediently designed such that its radiation lobe has a greater angle in the horizontal than in the vertical plane.
  • the radiation from the transmitter antenna SA is directed onto a reflector reception antenna REA, which is part of a reflector device RE.
  • the antenna signal is fed from a circulator ZI or another direction-dependent switch to a delay element LE, which returns the signal to the circulator ZI with a delay of 1-5 ⁇ s.
  • the runtime element LE is expediently a surface wave element with an associated transducer which converts the electrical signals into acoustic and vice versa.
  • the output signal of the runtime element LE is fed from the circulator ZI to an amplifier VS, which feeds a transmitting antenna RSA. This is directed to a receiver antenna EA, which belongs to a receiving unit EE.
  • the signal of the signal is fed from a circulator ZI or another direction-dependent switch to a delay element LE, which returns the signal to the circulator ZI with a delay of 1-5 ⁇ s.
  • the runtime element LE is expediently a surface wave element with an associated transducer which converts the electrical signals into acoustic and vice versa.
  • the output signal of the runtime element LE is fed from the circulator ZI to an amplifier
  • Antenna EA and that of transmitter S differ not only in their amplitude but also in their phase, the phase shift is essentially determined by the term in the term element LE.
  • the phase shift is therefore constant and thus also the amount of the frequency difference between the two linear frequency-modulated signals.
  • a superposition receiver UE forms a difference signal from the two signals, the frequency of which essentially depends on the difference frequency and the amplitude thereof depends on the intensity of the radiation received by the receiver antenna EA.
  • the signal of the superimposition receiver UE is expediently passed through a filter whose pass frequency is matched to the difference frequency.
  • the amplitude of the transmitter S is constant. If an object gets into the radiation fields between the antennas SA, EA or RSA, EA, the radiation is damped and the amplitude drops.
  • an evaluation unit AW essentially an amplitude discriminator, is designed such that it emits a signal when the amplitude of the difference signal falls below a threshold value or another higher value Threshold exceeded.
  • the degree of amplification of the amplifier VS must not be greater than the coupling between the antennas RSA, REA.
  • the degree of amplification should be as high as possible so that reflections from objects further away do not interfere. Attempts will therefore be made to keep the coupling small by a suitable spatial arrangement of the two antennas or by different polarization of the radiation.
  • this has the advantage that radiation reflected on passive reflectors can be distinguished from that reflected on the reflector unit RE.
  • the two directions of polarization are expediently perpendicular to one another.
  • a further improvement can be achieved by using circular polarization, because this changes its direction of rotation when reflected on an obstacle.
  • the superimposition receiver UE forms signals therefrom whose frequency is a measure of the distance of the objects from the transmitting device SE.
  • the described embodiment works according to a continuous wave radar method. Instead, pulse radar can also be used.
  • the pulses are then evaluated, the transit time of which is determined by the distance between the transmitter and reflector units and the delay time of the transit time element LE.
  • the direct reflection on objects in the monitored area can also be evaluated when using pulse radar.
  • the decoupling of the two antennas of the reflector device can also be achieved in that the receiving antenna is separated from the circulator ZI during the delivery of the pulses from the amplifier VS. It is then even possible to use one antenna each on the side of the transmitting / receiving device and on the side of the reflector device, which antenna is used alternately as a transmitting and receiving antenna.
  • FIG. 2 shows a possible monitoring of a level crossing at the same level with arrangements according to FIG. 1.
  • GL 1, GL2 denotes two tracks which cross a street ST. This can be blocked with two pairs of half barriers BS1, BS2. Before closing, it must be ensured that no people are in the area of the level crossing or other objects, e.g. B there are broken down motor vehicles.
  • SE / EE1 At one corner of the area to be monitored is a first transmitter and receiver unit SE / EE1, which is shown in FIG. described type mounted. This is in the described interaction with two reflector units RE2, RE3, which are set up on the opposite side of the monitored area.
  • a second transmitter and receiver unit SE / EE2 which expediently operates with a different frequency than the first, is located diagonally opposite the first with respect to the monitored area. It works with two reflector units RE1, RE4.
  • the radiation fields of cooperating transmitter / receiver units and reflector units, within the objects of which are ascertained, have the cross-sectional shape of an ellipse (first Fresnel zone).
  • the entire area to be monitored can therefore be covered by suitably arranging only a few units.
  • several reflector units can be present for each transmitting and receiving device SE / EE. Their runtime elements can have the same delay time. However, different delay times are cheaper.
  • the difference signal of the superimposition receiver of the receiving device then has a characteristic frequency for each reflector unit, so that on the one hand the operational readiness of each reflector device is always checked and on the other hand the objects can be located in the monitored area
  • FIG. 3 shows an arrangement for monitoring a rectangular area G with only one transmitter SE but several receivers El, E2, E3.
  • the transmitter is on three reflector devices gen RE5, RE6, RE7, which are arranged on the side of the region G opposite the transmitter.
  • the radiation reflected by this is received by the three receivers E1, E2, E3 which, in contrast to the receivers of the arrangement shown in FIG. 2, are operated at the same frequency. If, as described above, the transmission frequency is modulated, the oscillators of the receivers must be correspondingly modulated synchronously, or the transmitter signal is used for superimposition with the received signals.
  • the receivers E1, E2, E3 each contain an evaluation unit, the signals of which are combined in a unit A.
  • this is an OR gate which emits a message signal when at least one of the receiver devices generates a message signal.
  • the signal signals of the transmitting and receiving devices SE / EE of the arrangement according to FIG. 2 can also be combined in a corresponding manner.
  • the transmission power can be slowly reduced during commissioning, and expediently periodically.
  • the receiving devices In the unadjusted state, the receiving devices then emit message signals one after the other when their response thresholds are undershot. For the adjustment, one can proceed by first setting a receiving device to the desired response level and then, in the case of periodically decreasing transmission power, setting the response levels of the others in such a way that they simultaneously emit signaling signals.
  • the function of the arrangement can be monitored by briefly reducing the transmission power to such an extent that all transmission links are reported as damped if there are no errors.
  • at least one receiving device does not emit a signal.
  • the difference between the transmitted signal and the received reflected signal is formed in the receiving devices and the difference signal is evaluated with respect to amplitude and frequency in order to determine an object in the monitored area.
  • objects can also be recognized by subjecting the received signals or the differential signals to spectral analysis. Characteristic sizes of the spectrum, such as amplitudes and ratio of amplitudes, are compared with normal values. In the event of a deviation by more than a predetermined amount, a notification signal is emitted.

Abstract

Auf gegenüberliegenden Seiten des zu überwachenden Bereiches sind eine Sende-/Empfangseinrichtung und eine Reflektoreinrichtung angeordnet. Letztere besteht aus einer Empfangsantenne, deren Signal über einen Wilkinson-Teiler oder einen Zirkulator einem Oberflächenwellen-Laufzeitelement zugeführt ist. Das von diesem zurückkommende Signal wird vom Wilkinson-Teiler bzw. dem Zirkulator einem Verstärker zugeführt, der eine Senderantenne speist, die das Signal zur Sende-/Empfangseinrichtung zurückstrahlt. Im Strahlenfeld vorhandene Objekte führen zu einer Veränderung der Amplitude des reflektierten Signals, so dass mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung, im einfachsten Falle eines Amplitudendiskriminators, das Objekt festgestellt werden kann. Die Signale können gepulste Radarsignale sein. Vorteilhaft werden jedoch frequenzmodulierte Signale entsprechend dem FMCW-Radar verwendet, so dass zusätzlich zur Amplitude des reflektierten Signals auch die Frequenzdifferenz zwischen gesendetem und reflektiertem Signal als Kriterium für im überwachten Bereich vorhandene Objekte herangezogen werden kann. Die Erfindung wird eingesetzt zum Überwachen von Bahnübergängen.

Description

Beschreibung
Anordnung zum Feststellen von Objekten in einem zu überwa¬ chenden Bereich.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Feststellen von Ob¬ jekten in einem zu überwachenden Bereich gemäß dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1.
Häufig soll festgestellt werden, ob sich in einem Gefahren¬ bereich eine Person aufhält oder Gegenstände abgestellt sind. Dies gilt z. B für den Gleisbereich zwischen den Schranken eines schienengleichen Bahnübergangs. Auch zum Zwecke des Intrusionsschutzes werden Bereiche auf das Vorhandensein von Personen überwacht.
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 448 802 ist bekannt, ein Hindernis in einem zu überwachenden Bereich mittels eines Differenzbildes zu detektieren, das aus einem Referenzbild und einem aktuellen Bild erzeugt wird. Diese Art der Detek- tion von Objekten kann jedoch vom Wetter, z. B. Nebel und auch von der Tageszeit, erheblich beeinträchtigt werden.
In dem Deutschen Gebrauchsmuster 93 05 611 ist daher eine An- Ordnung vorgeschlagen worden, in der eine Sendeeinrichtung ein hochfrequentes Abfragesignal durch den überwachten Be¬ reich hindurch zu einer Reflektoreinrichtung sendet. Diese besteht aus einer Antenne und einem daran unter Zwischen¬ schaltung eines Interdigitalwandlers angeschlossenen Oberflä- chenwellen-Verzögerungselementes. In diesem wird die Oberflä¬ chenwelle reflektiert, über den Interdigitalwandler als elek¬ trisches Signal wieder auf die Antenne gegeben und zur Sende- einrichtung zurückgestrahlt, wo es von einem Empfänger erfaßt und einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird. Befindet sich im Strahlungsfeld innerhalb des überwachten Bereichs ein Ob¬ jekt, wird das reflektierte Signal gedämpft. Die Auswerteein¬ richtung erfaßt die daraus folgende Amplitudenänderung und gibt ein Meldsignal ab. Es können mehrere Oberflächenwellen- elemente, auch mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten ein¬ gesetzt werden, so daß der überwachte Bereich verbreitert und auch das Objekt lokalisiert werden kann. Die von mehreren gleichen Oberflächenwellen-Verzögerungselementen reflektier¬ ten Signale können additiv oder subtraktiv überlagert werden. Bei dieser bekannten Anordnung treten dann Schwierigkeiten auf, wenn das Abfragesignal nicht nur von der Reflektorein¬ richtung zurückgestrahlt wird, sondern von anderen weiter entfernten Objekten, z. B. metallverkleideten Gebäuden, Me¬ talltoren oder ähnlichem. Haben diese Objekte einen solchen Abstand von der Sendeeinrichtung, daß die Signallaufzeit die¬ selbe ist wie die der an der Reflektoreinrichtung reflektier¬ ten Signale und haben die an diesen rekflektierten Signale etwa die gleiche Amplitude wie die an der Reflektoreinrich¬ tung reflektierten oder sind sie gar größer, ist eine Detek- tion von Hindernissen im überwachten Bereich nicht mehr mög¬ lich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der Objekte in einem überwachten Bereich zuverlässiger als mit den bekannten Einrichtungen festgestellt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Wesentlich ist, daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers kleiner ist als die Kopplung zwischen der Sende- und der Empfangsantenne der Reflektoreinrichtung, damit diese auch unter ungünstigen Be- dingungen nicht schwingt. Diese Kopplung läßt sich durch den Abstand der Antennen und/oder durch Wahl der Polarisation von empfangenem und gesendetem Signal sowie durch gegenseitige Abschirmung beeinflussen. Beispielsweise können die Polarisa¬ tionsrichtungen von gesendeten und empfangenen Signalen senk- recht aufeinander stehen. Auch kann durch Zirkularpolarisa¬ tion eine weitgehende Entkopplung erreicht werden. Damit ist gleichzeitig eine Unterdrückung bzw. Unterscheidung von di¬ rekt an Objekten reflektierten Signalen möglich.
Anhand der Zeichnungen werden im folgenden die Erfindung so- wie weitere Ausgestaltungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und die
Figuren 2 und 3 Anwendungsbeispiele der Erfindung.
In Fig. 1 ist mit SE eine Sendeeinrichtung bezeichnet, die einen Mikrowellen-Sender enthält. Seine Frequenz liegt in dem für Radarzwecke üblichen Frequenzbereich, im Ausführungsbei- spiel bei ca. 2500 MHz. Die Frequenz wird von einem Modulator M mit einer Dreiecks- oder Sägezahnspannung moduliert; der Frequenzhub beträgt im Ausführungsbeispiel ca. 40 MHz. Die so modulierte Frequenz wird auf eine Senderantenne SA gegeben, die im Falle eines im wesentlichen horizontalen zu überwa¬ chenden Bereiches zweckmäßig so gestaltet ist, daß ihre Strahlungskeule in der Horizontalen einen größeren Winkel hat als in der vertikalen Ebene. Die Strahlung der Senderar.tenne SA ist auf eine Reflektorempfangsantenne REA gerichtet, die Bestandteil einer Refletoreinrichtung RE ist. Das Antennen¬ signal wird von einem Zirkulator ZI oder einer anderen rich¬ tungsabhängigen Weiche einem Laufzeitelement LE zugeführt, welches das Signal um 1 - 5 μs verzögert an den Zirkulator ZI zurückgibt. Das Laufzeitelement LE ist zweckmäßig ein Ober- flächenwellen-Element mit einem dazugehörigen Wandler, der die elektrischen Signale in akustische und umgekehrt umsetzt. Das Ausgangssignal des Laufzeitelementes LE wird vom Zirku¬ lator ZI einem Verstärker VS zugeführt, der eine Sendeantenne RSA speist. Diese ist auf eine Empfängerantenne EA gerichtet, die zu einer Empfangseinheit EE gehört. Das Signal der
Antenne EA und das des Senders S unterscheiden sich außer in der Amplitude auch in der Phase, wobei die Phasenverschiebung im wesentlichen durch die Laufzeit im Laufzeitelement LE be¬ stimmt ist. Die Phasenverschiebung ist daher konstant und da¬ mit auch der Betrag der Frequenzdifferenz der beiden linear frequenzmodulierten Signale. Ein Überlagerungsempfänger UE bildet aus den beiden Signalen ein Differenzsignal, dessen Frequenz im wesentlichen die Differenzfrequenz und dessen Am¬ plitude abhängig von der Intensität der von der Empfänger¬ antenne EA empfangenen Strahlung ist. Zweckmäßig wird das Si¬ gnal des Überlagerungsempfängers UE über ein Filter geführt, dessen Durchlaßfrequenz auf die Differenzfrequenz abgestimmt ist. Die Amplitude des Senders S ist konstant. Gerät ein Ob¬ jekt in die Stahlungsfelder zwischen den Antennen SA, EA oder RSA, EA, wird die Strahlung gedämpft, und die Amplitude sinkt. Da ein Objekt im Randbereich der Strahlungsfelder auch eine Erhöhung der empfangenen Strahlung bewirken kann, ist eine Auswerteeinheit AW, im wesentlichen ein Amplitudendis- kriminator, so ausgebildet, daß sie ein Meldesignal abgibt, wenn die Amplitude des Differenzsignals einen Schwellwert unter- oder einen anderen höheren Schwellwert überschreitet.
Damit die Reflektoreinheit RE nicht schwingt, darf der Ver¬ stärkungsgrad des Verstärkers VS nicht größer sein als die Kopplung zwischen den Antennen RSA, REA. Andererseits soll der Verstärkungsgrad möglichst hoch sein, damit Reflexionen an weiter entfernt liegenden Objekten nicht stören. Man wird daher versuchen, durch eine geeignete räumliche Anordnung der beiden Antennen oder durch unterschiedliche Polarisation der Strahlungen die Kopplung klein zu halten. Dies hat nämlich gleichzeitig den Vorteil, daß an passiven Reflektoren reflektierte Strahlung von der an der Reflektoreinheit RE re¬ flektierten unterschieden werden kann. Zweckmäßig sind die beiden Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander. Eine weitere Verbesserung ist durch Verwendung von zirkularer Po¬ larisation zu erreichen, weil diese bei Reflexion an einem Hindernis ihren Drehsinn ändert. Mit der bisher beschriebenen Anordnung werden nur die von der Reflektoreinheit RE reflektierten Signale ausgewertet. Zu¬ sätzlich kann auch die Strahlung ausgewertet werden, die durch direkte Reflexion an den in den Strahlungsfeldern be- findlichen Objekten empfangen wird. Der Überlagerungsempfän¬ ger UE bildet daraus Signale, deren Frequenz ein Maß für die Entfernung der Objekte von der Sendeeinrichtung SE sind.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet nach einem Dauerstrich-Radarverfahren. Statt dessen kann aber auch Im¬ pulsradar eingesetzt werden. Es werden dann die Impulse aus¬ gewertet, deren Laufzeit durch den Abstand zwischen Sende- und Reflektoreinheit und die Verzögerungszeit des Laufzeit- elementes LE bestimmt ist. Selbstverständlich kann auch bei Verwendung von Impulsradar die direkte Reflexion an Objekten im überwachten Bereich zusätzlich ausgewertet werden.
Bei Einsatz von Impulsradar kann die Entkopplung der beiden Antennen der Reflektoreinrichtung auch dadurch erreicht wer- den, daß während der Abgabe der Impulse vom Verstärker VS die Empfangsantenne vom Zirkulator ZI getrennt ist. Es ist dann sogar möglich, sowohl auf der Seite der Sende-/Empfangsein¬ richtung als auch auf der Seite der Reflektoreinrichtung mit je einer Antenne auszukommen, die abwechselnd als Sende- und Empfangsantenne verwendet wird.
Fig. 2 zeigt eine mögliche Überwachung eines schienengleichen Bahnüberganges mit Anordnungen gemäß Fig. 1. Mit GL 1, GL2 sind zwei Gleise bezeichnet, die eine Straße ST kreuzen. Diese kann mit zwei Paar Halbschranken BSl, BS2 gesperrt wer¬ den. Vor dem Schließen muß sichergestellt sein, daß keine Personen sich im Bereich des Bahnüberganges befinden oder an¬ dere Objekte, z. B liegengebliebene Kraftfahrzeuge sich dort befinden. An einer Ecke des zu überwachenden Bereichs ist ei- ne erste Sende- und Empfängereinheit SE/EE1 der anhand von Fig. l. beschriebenen Art montiert. Diese steht in der ge¬ schilderten Wechselwirkung mit zwei Reflektoreinheiten RE2, RE3, die an der gegenüberliegenden Seite des überwachten Be¬ reichs aufgestellt sind. Eine zweite Sende- und Empfänger¬ einheit SE/EE2, die zweckmäßig mit einer anderen Frequenz al die erste arbeitet, befindet sich bezüglich des überwachten Bereichs diagonal der ersten gegenüber. Sie arbeitet mit zwe Reflektoreinheiten RE1, RE4 zusammen. Die Strahlungsfelder von zusammenwirkenden Sende-/Empfängereinheiten und Reflek¬ toreinheiten, innerhalb deren Objekte festgestellt werden, haben die Querschnittsform einer Ellipse (erste Fresnelzone) Durch geeignete Anordnung nur weniger Einheiten kann daher der gesamte zu überwachende Bereich abgedeckt werden. Wie ge zeigt, können je Sende- und Empfangseinrichtung SE/EE mehrer Reflektoreinheiten vorhanden sein. Deren Laufzeitelemente können die gleiche Verzögerungszeit haben. Günstiger sind je doch unterschiedliche Verzögerungszeiten. Das Differenzsigna des Überlagerungsempfängers der Empfangseinrichtung weist dann je Reflektoreinheit eine charakteristische Frequenz auf so daß einerseits die Betriebsbereitschaft jeder Reflektoreinrichtung stets überprüft wird und andererseits die Objekte im überwachten Bereich lokalisiert werden können
Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen als die in Fig. 2 gezeigte möglich. Beispielsweise ist es möglich, die Sendeeinrichtungen von den Empfangseinrichtungen räumlich zu trennen, so ist es z. B. möglich, die Senderantenne einer Sendeeinrichtung an der einen Ecke des überwachten Bereichs aufzustellen, die zugehörige Reflektorempfangsantenne an der gegenüberliegenden Ecke, die Reflektorsendeantenne dann, ver bunden über ein unter den Gleisen verlegtes Kabel, an einer dritten Ecke und die Empfängerantenne schließlich an der vierten Ecke, wobei die Sende- und Empfangseinrichtung wiede über ein unter den Gleisen verlegtes Kabel miteinander ver¬ bunden sind.
Figur 3 zeigt eine Anordnung zum Überwachen eines rechtecki¬ gen Gebietes G mit nur einem Sender SE, aber mehreren Empfän gern El, E2, E3. Der Sender ist auf drei Reflektoreinrichtun gen RE5, RE6, RE7 gerichtet, die an der dem Sender gegenüber¬ liegenden Seite des Gebietes G angeordnet sind. Die von die¬ sem reflektierte Strahlung wird von den drei Empfängern El, E2, E3 empfangen, die im Gegensatz zu den Empfängern der An- Ordnung nach Figur 2 auf derselben Frequenz betrieben werden. Wird, wie oben beschrieben, die Sendefrequenz moduliert, müs¬ sen entsprechend die Oszillatoren der Empfänger synchron mo¬ duliert werden bzw. es wird das Sendersignal für die Überla¬ gerung mit den empfangenen Signalen benutzt. Die Empfänger El, E2, E3 enthalten, wie anhand der Figur 1 beschrieben, je¬ weils eine Auswerteeinheit, deren Signale in einer Einheit A zusammengefaßt sind. Diese ist im einfachsten Falle ein ODER-Glied, das dann ein Meldesignal abgibt, wenn wenigstens eine der Empfängereinrichtungen ein Meldesignal erzeugt. In entsprechender Weise können übrigens auch die Meldesignale der Sende- und Empfangseinrichtungen SE/EE der Anordnung nach Figur 2 zusammengefaßt werden.
Damit alle Empfangseinrichtungen die gleiche Ansprechempfind- lichkeit haben, kann bei der Inbetriebnahme die Sendeleistung langsam abgesenkt werden, und zwar zweckmäßig periodisch. Im nicht abgeglichenen Zustand geben dann die Empfangseinrich¬ tungen nacheinander jeweils dann Meldesignale ab, wenn ihre Ansprechschwellen unterschritten werden. Für den Abgleich kann man so vorgehen, daß man zunächst eine Empfangseinrich¬ tung auf den gewünschten Ansprechpegel einstellt und dann bei periodisch absinkender Sendeleistung die Ansprechpegel der anderen so einstellt, daß sie zeitgleich Meldesignale abge¬ ben.
Die Funktion der Anordnung kann dadurch überwacht werden, daß die Sendeleistung kurzzeitig so weit abgesenkt wird, daß bei Fehlerfreiheit sämtliche Übertragungsstrecken als gedämpft gemeldet werden. Im Fehlerfalle gibt mindestens eine Emp- fangsvorrichtung kein Meldesignal ab. Wie anhand der Figur 1 beschrieben, wird in den Empfangsein¬ richtungen die Differenz zwischen dem Sendesignal und dem empfangenen reflektierten Signal gebildet und zur Feststel¬ lung eines Objektes im überwachten Gebiet das Differenzsignal hinsichtlich Amplitude und Frequenz ausgewertet. Statt dessen können Objekte auch dadurch erkannt werden, daß die Empfangs- Signale bzw. die Differenzsignale einer Spektralanalyse un¬ terzogen werden. Charakteristische Größen des Spektrums, wie Amplituden und Verhältnis von Amplituden, werden mit Normal- werten verglichen. Bei Abweichung um mehr als einen vorgege¬ benen Betrag wird ein Meldesignal abgegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zum F- ststellen eines Objektes in einem zu über¬ wachenden Bereich T it einer Sendeeinrichtung SE, die ein Ab- fragesignal auf ei: a Reflektoreinricntung (RE) mit einem Laufzeitelement (L ) richtet, die bezüglich der Sendeein¬ richtung SE an der gegenüberliegenden Seite des zu überwa¬ chenden Bereiches angeordnet ist und die von der Sendeein¬ richtung SE empfan; enen Signale nach einer durch das Lauf- zeitelement (LE) v rgegebenen Zeit zu einer Empfängerein¬ richtung (EH) reflektiert, die bezüglich der Reflektorein¬ richtung (RE) auf der gegenüberliegenden Seite des zu über¬ wachenden Bereiches angeordnet ist und an die eine Auswerte¬ einrichtung (AW) angeschlossen ist, die nach Maßgabe einer Auswertevorschrift die empfangenen Signale hinsichtlich
Laufzeit und/oder mplitude auswertet, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Reflektoreinrichtung (RE) eine Re- _lektor-Empfangsantenne (REA) aufweist, deren Signale dem Laufzeitelement (LE) über eine richtungsabhängige Weiche (ZI) zugeführt ist, die das vom Laufzeitelement (LE) zurück- ommende Signal zu einem Verstärker (VS) leitet, der eine lektor-Sendeantenne (RSA) speist, wobei die Kopplung ischen der Reflt. :torsende- und -empfangeantenne kleiner als er Verstärkungsgrat des Verstärkers (VS) ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die von der Sendeeinrichtung SE zur Reflektoreinrich¬ tung (RE) gesendeten Signale eine andere Polarisation ha- ben als die von der Reflektoreinheit (RE) reflektierten Signale.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, - daß die Signale mit einem gegenseitigen Winkel von 90° li¬ near polarisiert sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Signale zirkulär polarisiert sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Signale impulsweise gesendet sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Laufzeitelement (LE) ein Oberflächenwellen-Element ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , - daß die Signale frequenzmoduliert sind, die Empfangsein¬ richtung (EE) ein Differenzsignal mit der Frequenzdiffe¬ renz zwischen dem gesendeten und dem reflektierten Signal und mit einer der Amplitude des reflektierten Signals ent¬ sprechenden Amplitude bildet und ein Meldesignal abgibt, wenn sich die Amplitude des Differenzsignals um mehr als einen vorgegebenen Betrag ändert.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich¬ net , daß mehrere Empfänger (El, E2, E3) räumlich getrennt so angeordnet sind, daß sie die reflektierte Strahlung eines Senders (SE) empfangen und das Überlagerungssignal in glei¬ cher Weise frequenzmoduliert ist wie das Sendersignal bzw. daß das Sendersignal als Überlagerungssignal verwendet wird.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurcn gekennzeichnet , daß in der Empfangseinrichtung eine Spektralanalyse der empfangenen Signale durchgeführt wird und, wenn charakteristische Größen des Spektrums um mehr als einen vorgegebenen Betrag von einem Normalwert abweichen, ein Meldesignal abgegeben wird.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Senderleistung kurzzeitig so weit verändert wird, daß bei fehlerfreiem Betrieb ein Melde¬ signal abgegeben wird, und daß das Auftreten eines Meldesi- -m' gnals überwacht wird.
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