EP2812946B1 - Anlage mit einem schlitzhohlleiter zur datenübertragung - Google Patents

Anlage mit einem schlitzhohlleiter zur datenübertragung Download PDF

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EP2812946B1
EP2812946B1 EP13700845.4A EP13700845A EP2812946B1 EP 2812946 B1 EP2812946 B1 EP 2812946B1 EP 13700845 A EP13700845 A EP 13700845A EP 2812946 B1 EP2812946 B1 EP 2812946B1
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antenna
shield plate
rail
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slotted waveguide
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EP13700845.4A
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Thomas Schäfer
Ralf Berger
Markus Thome
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3225—Cooperation with the rails or the road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/16—Continuous control along the route
    • B61L3/22—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation
    • B61L3/227—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation using electromagnetic radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/526—Electromagnetic shields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/22—Longitudinal slot in boundary wall of waveguide or transmission line

Definitions

  • the invention relates to a system with a slot waveguide for data transmission.
  • data can be transmitted by electromagnetic wave components which can be input and / or decoupled into a slot waveguide.
  • the invention is therefore the object of developing a system with a slot waveguide for data transmission, with a high data flow should be achievable.
  • the object is achieved in the system with a slot waveguide for data transmission according to the features specified in claim 1.
  • the advantage here is that the entering or exiting from the slot area radiation by means of the chimney section is at least a little feasible or alignable.
  • an antenna part projecting into this slot area can be easily coupled.
  • the shielding plate further radiation sources arranged in the system, for example W-LAN devices, mobile radio devices or the like, can be shielded, so that the error rate in the data transmission between the antenna and the slot waveguide decreases and therefore a high data transmission rate is again made possible.
  • the shroud covers the chimney section as seen from a transverse direction, so the shroud covers the chimney section, in particular wherein the transverse direction transversely to the rail direction and / or transversely to the normal direction of the slot opening, ie transversely to the direction in which the antenna projects at least partially into the slot.
  • the advantage here is that the arranged in the system radiation sources can not strike the antenna part in a straight line and thus must affect metal surfaces. In this way, an attenuation of the electromagnetic radiation is made possible and said interference sources are well shielded. At a small spacing between shield plate and slot waveguide, in particular Schlitzhohlleiterwandung, the radiation is even exponentially damped.
  • the shield plate has a U-shaped profile.
  • the advantage here is that the shield plate is easily manufactured as a stamped and bent part.
  • the length of the shielding plate in the rail direction corresponds at least to the length of the antenna.
  • the shielding plate is connected to the rail vehicle.
  • the advantage here is that only a short track length in the rail direction must be shielded.
  • the antenna is connected to an electrically insulating holding part, wherein the shielding plate is connected to the holding part.
  • the antenna extends in the transverse direction, ie transversely to the rail direction.
  • the advantage here is that the antenna protrudes from below into the slot, which is open in the downward direction of gravity. Thus, no liquid can accumulate in the slot waveguide and pollute it.
  • the distance between the slot waveguide and shield plate is less than half or even smaller than a quarter of the wavelength of the coupled or decoupled from the antenna in the slot waveguide electromagnetic wave component.
  • the shield plate made of copper, aluminum or steel, in particular as a stamped and bent part.
  • the advantage here is that due to the good electrical conductivity effective damping is possible.
  • FIG. 1 is a schematic structure of a communication arrangement according to the invention shown in sectional view.
  • FIG. 2 shows an associated oblique view.
  • a slot waveguide profile 1 is provided with a substantially rectangular profile cross-section, which can be arranged in a system.
  • the slot waveguide profile is arranged on a rail part or on a holding part connected to a rail part and aligned parallel to the rail direction.
  • a rail vehicle having an antenna 4 is movable along the rail part and data is exchangeable between an electronic arrangement of the rail vehicle, which is electrically connected to the antenna 4 and thus coupled by means of the antenna 4 electromagnetic waves and / or decoupled in the slot waveguide , And a stationary arranged electronic arrangement, which is designed for coupling and / or decoupling electromagnetic waves in the slot waveguide.
  • the antenna 4 of the rail vehicle protrudes at least partially into the slot of the slot waveguide and electromagnetic wave components can be coupled or decoupled. In this way the data transfer is possible.
  • the antenna is held by an electrically insulating holding part 5 of the rail vehicle.
  • a shield plate 3 is fixed, which is designed to shield from other electromagnetic radiation sources.
  • the shroud 3 has a U-shaped profile in cross section, wherein the normal direction of the cross-sectional plane in the rail direction or conductor direction of the slot waveguide is aligned.
  • the shield plate In and against the rail direction, the shield plate is open on both sides, so that the rail vehicle is freely movable.
  • the shielding plate 3 is preferably made of copper, steel and / or aluminum.
  • the slot is surrounded by a chimney section 2, which limits the slot opening transversely to the rail direction quasi collar-shaped.
  • the shielding plate 3 covers the chimney section 2, ie the collar, seen from the outside in the transverse direction, ie in a direction which extends transversely to the rail direction and transversely to the normal direction of the slot opening, ie in the direction in which the antenna 4 projects at least partially into the slot, from.
  • shroud 3 surrounds the chimney section 2 from the outside at least partially.
  • any radiation sources arranged in the vicinity are therefore well shielded, since the shielding plate 3 and / or the chimney section 2 interrupts any rectilinear connection line between the radiation source and a surface point of the antenna.
  • the shielding plate 3 and / or the chimney section 2 interrupts any rectilinear connection line between the radiation source and a surface point of the antenna.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung.
  • Es ist allgemein bekannt, dass Daten durch in einen Schlitzhohlleiter ein- und/oder auskoppelbare elektromagnetische Wellenanteile übertragbar sind.
  • Aus der DE 25 55 909 A1 ist eine Einrichtung zur Nachrichtenübertragung bei ortveränderlichen Objekten bekannt.
  • Aus der EP 0 384 020 A2 ist eine Anordnung zur Bildübertragung mit einer Videokamera bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung weiterzubilden, wobei ein hoher Datenstrom erreichbar sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die aus dem Schlitzbereich eintretende oder austretende Strahlung mittels des Kaminabschnitts zumindest ein wenig führbar oder ausrichtbar ist. Somit ist ein in diesen Schlitzbereich hineinragendes Antennenteil gut ankoppelbar. Mittels des Schirmblechs sind weitere in der Anlage angeordnete Strahlungsquellen, beispielsweise W-LAN-Geräte, Mobilfunk-Geräte oder dergleichen, abschirmbar, so dass die Fehlerrate bei der Datenübertragung zwischen Antenne und Schlitzhohlleiter sinkt und daher wiederum eine hohe Datenübertragungsrate ermöglicht wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung deckt das Schirmblech den Kaminabschnitt aus einer Querrichtung gesehen ab, also bedeckt das Schirmblech den Kaminabschnitt,
    insbesondere wobei die Querrichtung quer zur Schienenrichtung und/oder quer zur Normalenrichtung der Schlitzöffnung, also quer zu derjenigen Richtung, in welcher die Antenne in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass die aus in der Anlage angeordneten Strahlungsquellen nicht geradlinig auf das Antennenteil auftreffen kann und somit Metallflächen tangieren muss. Auf diese Weise ist eine Abdämpfung der elektromagnetischen Strahlung ermöglicht und die genannten Störquellen sind gut abschirmbar. Bei geringer Beabstandung zwischen schirmblech und Schlitzhohlleiter, insbesondere Schlitzhohlleiterwandung, wird die Strahlung sogar exponentiell abdämpfbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bedeutet quer im Wesentlichen senkrecht oder einen Winkel zwischen 70° und 110°. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist, insbesondere bei senkrechter Ausführung.
  • Das Schirmblech weist ein U-förmiges Profil auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Schirmblech als Stanz-Biegeteil einfach fertigbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Länge des Schirmblechs in Schienenrichtung mindestens der Länge der Antenne. Von Vorteil ist dabei, dass eine effektive Abschirmung erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schirmblech mit dem Schienenfahrzeug verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass nur ein in Schienenrichtung kurzes Streckenstück abgeschirmt werden muss.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antenne mit einem elektrisch isolierenden Halteteil verbunden, wobei das Schirmblech mit dem Halteteil verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfach herstellbare Anordnung verwendbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt die Antenne sich in Querrichtung, also quer zur Schienenrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass die Antenne von unten in den Schlitz, welcher in Gravitationsrichtung nach unten geöffnet ist, hineinragt. Somit kann sich keine Flüssigkeit im Schlitzhohlleiter ansammeln und diesen verschmutzen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand zwischen Schlitzhohlleiter und Schirmblech kleiner als die Hälfte oder sogar kleiner als ein Viertel der Wellenlänge des von der Antenne in den Schlitzhohlleiter eingekoppelten oder ausgekoppelten elektromagnetischen Wellenanteils. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr starke Dämpfung der Störstrahlung ermöglicht ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schirmblech aus Kupfer, Aluminium oder Stahl gefertigt, insbesondere als Stanz-Biegeteil. Von Vorteil ist dabei, dass wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit eine wirksame Dämpfung ermöglicht ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
    In der Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung in Schnittansicht gezeigt.
  • Figur 2 zeigt eine zugehörige Schrägansicht.
  • Wie in den Figuren gezeigt ist ein Schlitzhohlleiterprofil 1 mit im Wesentlichem rechteckförmigem Profilquerschnitt vorgesehen, welches in einer Anlage anordenbar ist. Vorzugsweise ist das Schlitzhohlleiterprofil an einem Schienenteil oder an einem mit einem Schienenteil verbundenen Halteteil angeordnet und parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet. Somit ist ein Schienenfahrzeug, welches eine Antenne 4 aufweist entlang des Schienenteils verfahrbar und es sind Daten austauschbar zwischen einer elektronischen Anordnung des Schienenfahrzeugs, das mit der Antenne 4 elektrisch verbunden ist und somit mittels der Antenne 4 elektromagnetische Wellen einkoppelt und/oder auskoppelt in den Schlitzhohlleiter, und einer stationär angeordneten elektronischen Anordnung, welche zur Einkoppelung und/oder Auskoppelung von elektromagnetischen Wellen in den Schlitzhohlleiter ausgeführt ist.
  • Dabei ragt die Antenne 4 des Schienenfahrzeuges zumindest teilweise in den Schlitz des Schlitzhohlleiters hinein und elektromagnetische Wellenanteile einkoppelbar oder auskoppelbar. Auf diese Weise ist die Datenübertragung ermöglicht.
  • Die Antenne ist von einem elektrisch isolierenden Halteteil 5 des Schienenfahrzeuges gehalten. Am Schienenfahrzeug, insbesondere am Halteteil 5, ist auch ein Schirmblech 3 befestigt, welches zur Abschirmung von anderen elektromagnetischen Strahlungsquellen ausgeführt ist.
  • Dabei weist das Schirmblech 3 einen U-förmiges Profil im Querschnitt auf, wobei die Normalenrichtung der Querschnittsebene in Schienenrichtung beziehungsweise Leiterrichtung des Schlitzhohlleiters ausgerichtet ist. In und entgegen der Schienenrichtung ist das Schirmblech beidseitig offen, so dass das Schienenfahrzeug ungehindert verfahrbar ist.
  • Das Schirmblech 3 ist vorzugsweise aus Kupfer, Stahl und/oder Aluminium gefertigt.
  • Der Schlitz ist umrandet von einem Kaminabschnitt 2, der die Schlitzöffnung quer zur Schienenrichtung quasi kragenförmig begrenzt.
  • Das Schirmblech 3 deckt den Kaminabschnitt 2, also den Kragen, von außen in Querrichtung gesehen, also in einer Richtung welcher quer zur Schienenrichtung und quer zur Normalenrichtung der Schlitzöffnung, also in derjenigen Richtung, in welcher die Antenne 4 in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt, ab.
  • Somit umgibt das Schirmblech 3 den Kaminabschnitt 2 von außen zumindest teilweise.
  • Etwaige, in der Umgebung angeordnete Strahlungsquellen sind deshalb gut abgeschirmt, da das Schirmblech 3 und/oder der Kaminabschnitt 2 jede geradlinige Verbindungslinie zwischen der Strahlungsquelle und einem Oberflächenpunkt der Antenne unterbricht. Somit ist nur eine Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen zwischen der Strahlungsquelle und der Antenne 4 möglich unter Wechselwirkung mit dem Material des Schirmblechs 3 und/oder mit dem Material des Schlitzhohlleiters.
    • Bezugszeichenliste
    1. 1 Schlitzhohlleiterprofil
    2. 2 Kaminabschnitt
    3. 3 Schirmblech, U-förmig
    4. 4 Antenne
    5. 5 Halteteil, insbesondere elektrisch isolierendes Halteteil

Claims (8)

  1. Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung,
    wobei ein Schienenfahrzeug eine Antenne (4) aufweist, welche in den Schlitzbereich des Schlitzhohlleiters zumindest teilweise hineinragt,
    wobei der Schlitzhohlleiter parallel zu einem Schienenteil angeordnet und/oder mit diesem verbunden ist, wobei das Schienenfahrzeug entlang des Schienenteils bewegbar ist,
    wobei der Schlitzhohlleiter einen Kaminabschnitt (2) aufweist, der den Schlitzbereich begrenzt,
    wobei der Kaminabschnitt (2) die Schlitzöffnung quer zur Schienenrichtung quasi kragenförmig begrenzt,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Schirmblech (3) zumindest teilweise über den Kaminabschnitt (2) übergestülpt ist,
    so dass das Schirmblech (3) und/oder der Kaminabschnitt (2) jede geradlinige Verbindungslinie zwischen einer etwaigen, in der Umgebung angeordneten Strahlungsquelle und einem Oberflächenpunkt der Antenne (4) unterbricht,
    wobei das Schirmblech (3) ein U-förmiges Profil im Querschnitt aufweist und mit dem Schienenfahrzeug verbunden ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schirmblech (3) den Kaminabschnitt (2) aus einer Querrichtung gesehen abdeckt, also bedeckt,
    insbesondere wobei die Querrichtung quer zur Schienenrichtung und/oder quer zur Normalenrichtung der Schlitzöffnung ist, also quer zu derjenigen Richtung, in welcher die Antenne (4) in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt.
  3. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    quer im Wesentlichen senkrecht oder einen Winkel zwischen 70° und 110° bedeutet.
  4. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Länge des Schirmblechs (3) in Schienenrichtung mindestens der Länge der Antenne (4) entspricht.
  5. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4) mit einem elektrisch isolierenden Halteteil (5) verbunden ist, wobei das Schirmblech (3) mit dem Halteteil (5) verbunden ist.
  6. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4) sich in Querrichtung erstreckt, also quer zur Schienenrichtung.
  7. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Abstand zwischen Schlitzhohlleiter und Schirmblech (3) kleiner ist als die Hälfte oder sogar kleiner als ein Viertel der Wellenlänge des von der Antennen (4) in den Schlitzhohlleiter eingekoppelten oder ausgekoppelten elektromagnetischen Wellen, insbesondere Wellenanteil.
  8. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schirmblech (3) aus Kupfer, Aluminium oder Stahl gefertigt ist, insbesondere als Stanz-Biegeteil.
EP13700845.4A 2012-02-07 2013-01-14 Anlage mit einem schlitzhohlleiter zur datenübertragung Active EP2812946B1 (de)

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