ES2210942T3 - Sistema de diversidad de antenas de exploracion para vehiculos. - Google Patents

Sistema de diversidad de antenas de exploracion para vehiculos.

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ES2210942T3 ES99119878T ES99119878T ES2210942T3 ES 2210942 T3 ES2210942 T3 ES 2210942T3 ES 99119878 T ES99119878 T ES 99119878T ES 99119878 T ES99119878 T ES 99119878T ES 2210942 T3 ES2210942 T3 ES 2210942T3
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Jochen Hopf
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Abstract

Se presenta un sistema de exploración de diversidad de antenas para un vehículo que determina el nivel máximo de señal de recepción actual para una situación de recepción actual en períodos de comparación de nivel muy cortos que no afectan a la recepción. El nivel máximo de señal de recepción actual para una situación de recepción actual se determina en períodos de comparación de nivel muy cortos que se inician repetidamente después de períodos más largos. Los períodos de comparación de nivel se seleccionan para que sean más cortos que la recepción no se vea afectada. El procesador de diversidad no conmuta durante los períodos de comparación de nivel. La posición del conmutador de nivel máximo actualizado se utiliza para conmutar las señales recibidas en el receptor. El sistema tiene un sistema multi-antena con al menos dos antenas (A1, A2,...), un conmutador lógico controlable (2) para la recepción de diversidad y un procesador de diversidad (4) que cambia el conmutador a otra posición en el caso de ruido. El nivel máximo de señal de recepción actual para la situación de recepción actual se determina en períodos de comparación de nivel muy cortos que se inician repetidamente después de períodos más largos. Los períodos de comparación de nivel se seleccionan para que sean tan cortos que la recepción no se vea afectada. El procesador de diversidad no conmuta durante los períodos de comparación de nivel. La posición del conmutador de nivel máximo actualizado se utiliza para conmutador las señales recibidas en el receptor.

Description

Sistema de diversidad de antenas de exploración para vehículos.
La invención se refiere a un sistema de diversidad de antenas de exploración para vehículos con una instalación de varias antenas según el preámbulo de la reivindicación 1.
Disposiciones de conmutación de este tipo son conocidas por el documento DE 35 17 247. En la instalación de recepción de diversidad de antenas descrita allí, para la eliminación de interferencias en la recepción de emisiones de radio de frecuencia modulada es alimentado a un procesador de diversidad un cierto número de señales de antenas, de las cuales en cada momento es conmutada al receptor una señal de antena seleccionada. A partir de esta señal en el receptor es derivada una señal por conversión al intervalo de frecuencia intermedia (FI), la cual es alimentada al procesador de diversidad para el reconocimiento de interferencias. En caso de reconocimiento de una interferencia son derivadas en el procesador de diversidad señales de conmutación para la conmutación a otra señal de antena. Con ello, las interferencias de audiofrecuencia provocadas por la recepción de múltiples trayectorias son evitadas en gran medida si existen condiciones de recepción suficientes. Sin embargo, en zonas con malas condiciones de recepción con disposiciones de conmutación según el documento DE 35 17 247 se producen procesos de conmutación frecuentes e unidas a ellos interferencias provocadas por conmutaciones progresivas. En particular en zonas de señal débil y en caso de buena calidad de reproducción en el automóvil, la calidad de audición se ve afectada por estas interferencias de conmutación.
En caso de señales de radio de frecuencia modulada (por ejemplo, recepción de onda ultracorta o recepción de sonidos de televisión) resulta una interferencia en la recepción en el caso de una antena conectada en ese momento por la superposición de varias ondas parciales con amplitudes, diferencias de fase y tiempos de recorrido diferentes en el lugar de recepción. Las rupturas de nivel que se producen con ello están correlacionadas con picos en la interferencia de frecuencia y provocan distorsiones de señal dependiendo del contenido de modulación en el intervalo de alta frecuencia. El tiempo mínimo de comprobación corresponde, por tanto, al tiempo de reconocimiento de la interferencia. Si el detector de interferencias reconoce una interferencia, entonces el procesador de diversidad provocará una conmutación progresiva y las otras señales de antena, y eventualmente sus combinaciones lineales formadas en una matriz de antenas, son comprobadas. Si todas las señales de AF disponibles presentan interferencias, entonces constantemente todas las señales de AF son conmutadas sucesivamente al receptor. Puesto que este proceso de búsqueda se repite en una secuencia rápida, la señal de recepción superpone sobre el plano de baja frecuencia una señal de interferencia perceptible en forma de un "chisporroteo".
En el documento DE 440 03 612 se toman por ello medidas para en las posiciones de recepción especialmente desfavorables limitar la frecuencia de conmutación progresiva. Esto se lleva a cabo allí con ayuda de un dispositivo de parada, que en caso de indicación de interferencias frecuentes por el procesador de diversidad, de acuerdo con las condiciones de recepción, suprime la conmutación progresiva. Con ello se reducen realmente las interferencias originadas por la conmutación, aunque naturalmente las interferencias de recepción, que muestra el procesador de diversidad, afectan interfiriendo la señal de recepción.
Por tanto, el objeto de la invención en un sistema de diversidad de antenas de exploración es desarrollar medidas de la técnica según el preámbulo que reduzcan las conmutaciones progresivas y en consecuencia las interferencias unidas a ellas.
Este objeto se lleva a cabo según la invención por las propiedades indicadas en la parte característica de la reivindicación 1.
Tipos de realización particulares y otras realizaciones de la invención están indicadas en las reivindicaciones subordinadas.
Las ventajas que se pueden conseguir con la invención consisten en que entre las señales de recepción que pueden ser seleccionadas por el procesador de diversidad en cuanto a la ausencia de interferencias en cada momento siempre está disponible aquella señal de recepción que debido a la preselección en cada momento de las señales de recepción disponibles proporciona el nivel máximo y, por consiguiente, tiene poca probabilidad de poseer interferencias. La ventaja conseguida con la invención consiste, por tanto, en la consecuencia de ella de ofrecer la posibilidad de seleccionar una señal de recepción, cuya probabilidad de interferencia es menor que para las señales discretas y la velocidad de reconocimiento de interferencias del procesador de diversidad 4 es notablemente menor. Por otra parte, es conocido que en la radiodifusión de FM también pueden producirse interferencias extremadamente intensas en caso de señales de recepción grandes, como por ejemplo son observadas en caso de recepción de múltiples trayectorias con grandes diferencias de tiempo de recorrido o debido a interferencias de canal común o de canal adyacente. Por tanto, es necesario que la selección se mantenga de acuerdo con la prioridad de interferencia mínima y el procesador de diversidad compruebe también la señal del nivel máximo en cuanto a ausencia de interferencias y eventualmente conmute progresivamente a una señal discreta presente.
Ejemplos de realización de la invención están representados en las figuras 1 a 7. Muestran:
Fig. 1, un sistema de diversidad de antenas de exploración según la invención con una instalación de varias antenas (1), un receptor (3), un procesador de diversidad (4) y un dispositivo de comparación de nivel (8) para la detección continuada de la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) correspondiente al nivel máximo en la señal de recepción derivada (9), cuya dirección es almacenada en el dispositivo lógico de conmutación (2) y está contenida en la lista de direcciones y es registrada en la conmutación cíclica a través de las señales de recepción (5) al receptor (3);
Fig. 2, curso del nivel de recepción en dos posiciones de conmutación (S1, S2) diferentes a través de la distancia referida a la longitud de onda lambda y la mayor señal respectiva de las dos posiciones de conmutación en la posición de conmutación de nivel máximo (Smax), que es detectada continuamente por el dispositivo de comparación de nivel (8);
Fig. 3a, un sistema de diversidad de antenas de exploración como en a Fig. 1 con un generador de intervalos de tiempo (11) para la iniciación del proceso de comparación de nivel después de cada intervalo de tiempo (7) en el circuito lógico (13). Éste, para la comparación de nivel envía una señal de conmutación (12) al dispositivo lógico de conmutación (2) y al mismo tiempo un impulso de comparación de nivel (15) al comparador de nivel (10). La señal binaria (18) indica la posición de conmutación de nivel máximo (Smax), cuya dirección a través de la señal de dirección (19) es almacenada en el dispositivo lógico de conmutación (2);
Fig. 3b, un comparador de nivel (10) con un generador de tiempos de muestreo (20) para el control del decisor de muestreo y retención (17) con el tiempo de muestreo (16) más corto posible para la medición;
Fig. 3c, el impulso de muestreo para el caso de una comparación de nivel según dos posiciones de conmutación dentro del tiempo de comparación de nivel (6) de longitud aproximadamente el doble del tiempo de muestreo (16) después de cada intervalo de tiempo (7);
Fig. 3d, el impulso de muestreo para el caso de una comparación de nivel de dos posiciones de conmutación con respectivamente una medición de nivel correspondiente a una posición de conmutación durante un tiempo de comparación de nivel (6) después de cada intervalo de tiempo (7) y almacenamiento del valor de nivel medido en el decisor de muestreo y retención (17) y comparación de nivel de los valores de nivel detectados en tiempos de comparación de nivel (6) sucesivos. El tiempo de comparación de nivel (6) corresponde entonces aproximadamente al simple tiempo de medición, esto es, al tiempo de muestreo (16).
Fig. 4, un sistema de diversidad de antenas de exploración con diferentes dispositivos adicionales:
- Elusión segura de una conmutación progresiva provocada por el proceso de comparación de nivel por aplicación de una señal de retención en la entrada de retención (21) del procesador de diversidad (4) durante el tiempo de comparación de nivel (6). La señal de retención es derivada de los impulsos de comparación de nivel (15).
- Adaptación del intervalo de tiempo (7) a la velocidad de marcha con ayuda de la señal eléctrica del tacómetro (22) por control del intervalo de tiempo (7).
- Suspensión del proceso de comparación de nivel al ser sobrepasado un nivel límite (25) por el nivel de recepción medio detectado en el indicador de nivel de señal de recepción (23) en zonas de buena recepción por supresión de los impulsos de comparación de nivel (15) con ayuda del circuito de parada (24),
- Limitación de la frecuencia de conmutación del procesador de diversidad (4) en zonas con señales de recepción con muchas interferencias en todas las posiciones de conmutación (S1, S2, ...,Smax) por medio de un dispositivo de desconexión (29), que en caso de ser sobrepasado el valor límite de la frecuencia de impulsos (27) determinado por un contador de impulsos (26), impide la transmisión del impulso de conmutación progresiva (28) del procesador de diversidad (4) al dispositivo lógico de conmutación (2) y el dispositivo de desconexión (29) emite una señal de ajuste (14) al dispositivo lógico de conmutación (2), de tal modo que se ajusta la posición de conmutación de nivel máximo (Smax).
Fig. 5, un ejemplo de un sistema de diversidad de antenas de exploración con un dispositivo lógico de conmutación (2) más sencillo formado por un conmutador electrónico progresivo (31) y conmutador electrónico (30) direccionable cuyas entradas están conectadas a las antenas (A1,...,A4). Durante el tiempo de comparación de nivel (6), la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) (en el ejemplo Smax = S3) es determinada a partir de las posibles posiciones de conmutación (S1...S4) y es ajustada en cada caso para la duración de un intervalo de tiempo (7) y la señal de salida del conmutador electrónico (30) es alimentada a una de las entradas (en el ejemplo P1) del conmutador electrónico progresivo (31). Al resto de las entradas (en el ejemplo P2,...,P4) del conmutador electrónico progresivo (31) son alimentadas las señales de recepción discretas de las antenas (A1, A2, A3). El procesador de diversidad (4), en caso de detección de una interferencia en la señal de FI del receptor Superhet (3), conmuta el conmutador electrónico progresivo (31) a respectivamente una posición de conmutación.
Fig. 6, un ejemplo de un sistema de diversidad de antenas de exploración con un conmutador de varios diodos (32), y un dispositivo lógico de conmutación (2) formado por una lógica de conmutación progresiva (2a) y una lógica de conmutación (2b). Por la activación alternativa de uno de los diodos por la lógica de conmutación (2b) a través de la señal de conmutación (12) durante el tiempo de comparación de nivel (6) es determinada la señal de dirección (19) para la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) y en la lógica de conmutación progresiva (2a), la dirección de la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) por control con la señal de dirección (19) es almacenada actualizada en la lista de direcciones (Smax, S1, S2, S3, S4) existente allí. Al producirse un impulso de conmutación progresiva durante un intervalo de tiempo (7) a la salida del procesador de diversidad (4), es ocupada respectivamente otra posición de la lista de direcciones por activación del diodo correspondiente a ella. La lógica de conmutación progresiva (2a) está configurada de tal modo que al producirse la señal de conmutación (12) no es conectado ninguno de los diodos en el conmutador de varios diodos (32); y
Fig. 7, un ejemplo de un sistema de diversidad de antenas de exploración, en el que sincrónicamente con los tiempos de comparación de nivel (6) son formados impulsos de enmudecimiento de conmutación (33) que son alimentados a un circuito de enmudecimiento de conmutación que se encuentra preferentemente en la parte de baja frecuencia del receptor (3).
La Fig. 1 muestra un sistema de diversidad de antenas de exploración según la invención, cuya estructura básica ya fue aclarada en la descripción de la Fig. 1. Las antenas (A1, A2, A3,...) con el dispositivo lógico de conmutación (2) representan una instalación de varias antenas (1) casi discrecional, que en cada momento suministra al receptor (3) una señal de recepción (5). En caso de que se disponga de posiciones de conmutación (S1, S2...) discretas diferentes resultan, por tanto, de forma conocida señales de recepción (5) diferentes, como es conocido por los documentos DE 4403 612 y DE 196 07 045. Señales de recepción (5) diferentes pueden ser formadas, por ejemplo, por modos de conexión diferentes con reactancias de piezas de antena acopladas electromagnéticamente entre sí, o, como en la Fig. 1 del documento DE 4403 612, por combinaciones lineales de señales de antenas con ayuda de una matriz de antenas (allí 10). La ventaja de los sistemas de diversidad de antenas de exploración de este tipo es el pequeño despliegue en el receptor (3), que no requiere ningún sintonizador múltiple ni dispositivos complicados adicionales similares y posibilita con poco despliegue en virtud de las diferentes posiciones de conmutación (S1, S2...) la configuración de una pluralidad de señales de recepción (5) diferentes. Como procesador de diversidad (4) es especialmente adecuado un tipo de procesador que dispone de un detector de interferencias extremadamente rápido. En el pasado ha resultado extraordinariamente potente para ello el procesador del tipo TEA 6101. El procesador reacciona a la interferencia con un tiempo de indicación de aproximadamente 30 microsegundos, que esencialmente está determinado por el ancho de banda de FI del receptor (3). Algunas formas de interferencia producen, sin embargo, tiempos de indicación esencialmente más largos para una interferencia.
El modo de funcionamiento esencial de la presente invención puede ser explicado gráficamente en virtud de la Fig. 2 considerando las señales de recepción (5) que resultan para dos posiciones de conmutación diferentes S1 y S2 a través de la distancia recorrida, referida a la longitud de onda lambda de la frecuencia de recepción (f). Esto está representado para el caso de un nivel de interferencia situado notoriamente por debajo del valor medio de las dos señales de recepción (5). Cada una de las dos señales de recepción (5) presenta las rupturas de nivel conocidas provocadas por la recepción a través de múltiples trayectorias. Sin las medidas de la presente invención, el procesador de diversidad (4) conmutaría entonces a la otra posición de conmutación respectiva, cuando para la señal de recepción (5) en la zona de la ruptura de nivel la distancia de interferencia fuera muy pequeña. Esto tiene como consecuencia que para las condiciones de recepción representadas a modo de ejemplo en la Fig. 2 a través de la distancia considerada se realizan aproximadamente 4 conmutaciones. Según la invención ahora con la ayuda del dispositivo de comparación de nivel (8) en el dispositivo lógico de conmutación (2), tras cada uno de los procesos de comparación de nivel que se realizan cíclicamente durante el intervalo de tiempo (7) sucesivo respectivo, está disponible para ser elegida la mayor de las dos señales de recepción (5) junto a las posiciones de conmutación S1, S2 disponibles discretas adicionalmente como posición de conmutación de nivel máximo (Smax) separada. En el caso de una situación de interferencia como en la Fig. 2, esta señal de recepción (5) máxima respectiva no desencadenará a partir de las posiciones de conmutación S1, S2 ninguna actividad en el procesador de diversidad (4) puesto que en cada momento notoriamente se sitúa por encima del nivel de interferencia. Debajo en la Fig. 2 está indicado el cambio de las posiciones de conmutación con el que está formada la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) en las diferentes zonas de recorrido. El cambio se realiza propiamente en cada caso dentro de un tiempo de comparación de nivel (6) configurado tan breve como sea posible con el fin de la no audibilidad tras cada intervalo de tiempo (7). En la comprobación cíclica de las señales de recepción (5) según las posiciones de conmutación S1, S2, Smax durante el intervalo de tiempo (7), el procesador de diversidad (4), debido a que la probabilidad de aparición de una interferencia es pequeña, permanece por regla general más tiempo en la posición de conmutación Smax que en las posiciones de conmutación S1, S2. Con ello se reduce esencialmente la frecuencia de conmutación. En la representación de la Fig. 2 se presupone que los intervalos de tiempo (7) que se repiten cíclicamente son elegidos de algunos ordenes de magnitud menores que la duración de tiempo que precisa el vehículo para cubrir una distancia de media longitud de onda de la frecuencia de recepción (f), de manera que los intervalos de tiempo allí en la Fig. 2 no son reconocibles. Las ventajas según la invención se pueden conseguir aún con intervalos de tiempo (7), durante los cuales el vehículo avanza 1/5 de longitud de onda (lambda). En la práctica se pretende, sin embargo, que en caso de un movimiento de avance de media longitud de onda (lambda) se encuentren al menos 10 intervalos de tiempo (7). Si v es la velocidad del vehículo, entonces se puede tomar como valor orientativo para el intervalo de tiempo (7) = T_{j}:
T_{j} <= lambda /(2*10*v)
El tiempo de comparación de nivel (6) = T_{p} se puede realizar nuevamente al menos de un orden de magnitud menor que T_{j}. Con la posibilidad de despreciar los tiempos puros de conmutación que se tiene en la práctica resulta el tiempo de ciclo para el proceso completo:
T_{z} = T_{j} + T_{p}
y la frecuencia de ciclo:
f_{z} = 1/T_{z},\text{ es decir, aproximadamente } 1/T_{j}
Con ello se puede elegir la frecuencia de ciclo mayor que la magnitud orientativa
f_{zmin} = 2*v_{kmh}*f_{MHz} /100 \ en \ Hz
En el intervalo de frecuencias ultracortas con f_{MHz} = 100, el valor orientativo para la frecuencia de ciclo mínima f_{zmin} en Hz corresponde, por tanto, a aproximadamente el doble de la velocidad de marcha en Km/h. Con un tiempo de comparación de nivel (6) = T_{p} realizable teniendo en cuenta fenómenos transitorios de aproximadamente 20 microsegundos resulta para este ejemplo una relación duración-periodo de al menos
T_{p} / T_{j} = 2*10^{-5}*f_{zmin}
y en caso de onda ultracorta de
T_{p}/ T_{j} = 4*10^{-5} * v_{kmh}
que tampoco puede mantenerse suficientemente pequeña a las velocidades de vehículo máximas que se producen.
La invención puede ser aplicada también convenientemente con poco despliegue al caso de que se disponga de un gran número de posiciones de conmutación. La señal de recepción (5) según la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) debido a las condiciones de nivel constantemente cambiantes en las antenas a consecuencia de la propagación por varias trayectorias es obtenida por la preselección de nivel a partir de la pluralidad de señales de antenas continuamente cambiantes. Cuanto mayor sea el número de posiciones de conmutación diferentes disponibles con señales de recepción (5) diferentes, menores serán las rupturas en el curso de la señal de recepción (5) en la posición de conmutación de nivel máximo (Smax). Así, es importante en particular en zonas de recepción con niveles de señal de pequeños a medios que el procesador de diversidad (4), que funciona según un criterio de interferencia, no sea bloqueado en ningún momento sino que la señal de nivel máximo ofrecida adicionalmente respecto a la detección de una interferencia sea evitada por el procesador de diversidad (4).
Con la invención se consigue la ventaja adicional de que también la distancia de interferencia media de la señal de recepción (5) según la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) sea mejorada notoriamente. Debido a la preselección de la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) entre las posiciones de conmutación disponibles, la señal de recepción (5) correspondiente después de un máximo de la ruptura de nivel sigue un poco más profunda y con mayor frecuencia a una distancia de interferencia aún mejor es reemplazada ya por una posición de conmutación más favorable, la Smax actualizada.
En la Fig. 3a, el dispositivo de comparación de nivel (8) en un perfeccionamiento de la invención está equipado con un comparador de nivel (10) que mide muy rápidamente y un circuito lógico (13) para la determinación y comparación de nivel presente sucesivamente en el tiempo de la señal de recepción (9) derivada de la señal de recepción (5) y con un generador de intervalos de tiempo (11) que opera periódicamente. El generador de intervalos de tiempo (11) tras la expiración de cada intervalo de tiempo (7) en el comparador de nivel (10) durante el tiempo de comparación de nivel (6) a través del circuito lógico (13) inicia un proceso de comprobación y selección de nivel de tal modo que el estado de conmutación del dispositivo lógico de conmutación(2) dentro del tiempo de comparación de nivel (6) es cambiado por una señal de conmutación (12) del circuito lógico (13) a otra posición de conmutación y tras la expiración del tiempo de comparación de nivel (6) es almacenada en el circuito lógico (13) la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) actual como señal de dirección (19). En el dispositivo lógico de conmutación (2) para la conmutación progresiva cíclica en caso de reconocimiento de una interferencia por el procesador de diversidad (4) está formada una lista de las direcciones de posiciones de conmutación, a la que es añadida la dirección asociada a la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) actual como señal de dirección (19) por transferencia desde circuito lógico(13) al dispositivo de conmutación (2), de manera que ésta está contenida en ella continuamente actualizada. Con ello, también esta dirección en la conmutación cíclica de las señales de recepción (5) es registrada por el receptor (3).
En las figuras 3b y 3c están representados a modo de ejemplo perfeccionamientos detallados del comparador de nivel (10) y el proceso durante el tiempo de comparación de nivel (6) al final de un intervalo de tiempo (7). Al iniciarse la comparación de nivel por el impulso de comparación de nivel (15) a través del circuito lógico (13), el dispositivo lógico de conmutación (2) es conmutado a la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) presente en la comparación de nivel anterior como señal lógica. En el comparador de nivel (10) están incluidos un generador de tiempos de muestreo (20) disparado por el impulso de comparación de nivel (15) y un decisor de muestreo y retención (17), que a través de un breve tiempo de muestreo (16) (Fig. 3c) detecta el nivel de la señal de recepción derivada (9) y retiene este valor de nivel para tras el cambio de la posición de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) a otra posición de conmutación durante un segundo tiempo de muestreo (16) detectar el nivel correspondiente de la señal de recepción derivada (9) y comunicar la decisión sobre el mayor de los dos niveles detectados del circuito lógico (13) como señal binaria (18). En el diagrama temporal de la Fig. 3c no se han tenido en cuenta los tiempos necesarios para los procesos de cambio de conmutación debido a la posibilidad de despreciarlos. Con ello el tiempo de comparación de nivel (6) es prácticamente igual al doble del tiempo de muestreo (16). El tiempo de muestreo (16) es el tiempo de medición que es necesario considerando los fenómenos transitorios para detectar el nivel de una posición de conmutación.
Con el fin de una reducción del tiempo de comparación de nivel (6), en un perfeccionamiento de la invención ventajosamente se puede detectar y retener el valor máximo del nivel de la última comparación de nivel durante el intervalo de tiempo (7) con ayuda del decisor de muestreo y retención (17) y almacenar la dirección correspondiente de la posición de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) en el circuito lógico (13). Con ello, al iniciarse la comparación de nivel por el impulso de comparación de nivel (15) a través del circuito lógico (13), el dispositivo lógico de conmutación (2) es conmutado a otra posición de conmutación y el decisor de muestreo y retención (17) durante un tiempo de muestreo (16) con ayuda de un generador de tiempos de muestreo (20) detecta el nivel correspondiente de la señal de recepción derivada (9). La decisión sobre el mayor de los dos niveles detectados es comunicada al circuito lógico (13) como señal binaria (18) y la dirección correspondiente de la posición de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) es almacenada actualizada en el circuito lógico (13). Con ello, se acorta el tiempo de comparación de nivel (6) prácticamente a sólo un tiempo de muestreo (16) como está representado en la Fig. 3d.
En la Fig.5 está representada una forma de realización sencilla de un dispositivo lógico de conmutación (2), en el que una parte esencial de la lógica está realizada por el propio cableado. El dispositivo lógico de conmutación (2) se compone de un conmutador electrónico progresivo (31) y un conmutador electrónico (30) direccionable, cuyas entradas están conectadas a las antenas (A1,...,A4). Según el modo de funcionamiento descrito antes, las señales de recepción (5) de las antenas A1, A2 y A3 están disponibles discretas en las entradas P4, P3, P2 del conmutador electrónico progresivo (31). La señal de nivel máximo de todas las antenas A1...A4 disponible a través de la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) a la salida del conmutador electrónico (30) está disponible a la entrada P1 del conmutador electrónico progresivo (31) y está disponible siempre actualizada entre las otras señales de antena. Como particularidad hay que mencionar aquí que no todas las señales de antena en el conmutador electrónico progresivo (31), debido al número limitado de conexiones de entrada, son alimentadas discretas al conmutador electrónico progresivo (31). Es evidente que por una ampliación sin mucho despliegue del número de conexiones de entrada del conmutador electrónico progresivo (31) pudo ser también añadida a éste discreta la señal de la antena A4.
La Fig. 6 muestra el ejemplo de un sistema de diversidad de antenas de exploración con un dispositivo lógico de conmutación (2) formado por un conmutador de varios diodos (32), una lógica de conmutación progresiva (2a) y una lógica de conmutación (2b). El modo de funcionamiento ya fue explicado. A diferencia de la disposición en la Fig. 5, la lista de direcciones en la lógica de conmutación progresiva (2a) es mayor en el número Uno que el número de señales alimentadas discretas. Debido a la simple disponibilidad de circuitos electrónicos lógicos de conmutación se puede realizar de esta forma de modo económico un sistema de diversidad de antenas de exploración altamente eficaz.
Todos los ejemplos aquí mostrados permiten reconocer la variedad de posibilidades de realización de un sistema de diversidad de antenas de exploración según el principio de funcionamiento de la presente invención. Con la presentación de los ejemplos debe quedar claramente expresado lo esencial de este principio de funcionamiento. En perfeccionamientos de este principio de funcionamiento se pueden reunir ventajosamente en particular todas las unidades de construcción electrónicas, como por ejemplo, la lógica de conmutación progresiva (2a), la lógica de conmutación (2b) y el dispositivo de comparación de nivel (8) y eventualmente también el procesador de diversidad (4) en una unidad de construcción electrónica integral. También los desarrollos descritos de los controles pueden ser configurados de varias formas.
En particular, en aplicaciones para velocidades de marcha altas y frecuencias de recepción altas, los tiempos de comparación de nivel (6) debido a los intervalos de tiempo (7) cortos que resultan de ellos en caso de longitudes de onda cortas se hacen perceptibles interfiriendo. Para evitar esta interferencia en un perfeccionamiento ventajoso de la invención, sincrónicamente con los tiempos de comparación de nivel (6) pueden ser formados impulsos de enmudecimiento de conmutación (33), que sean alimentados a un circuito de enmudecimiento de conmutación (34) que se encuentra preferentemente en la parte de baja frecuencia del receptor (3). El impulso de enmudecimiento de conmutación (33) se puede configurar en lo que atañe a su duración y las cuantías de atenuación conseguidas por él de modo que el enmudecimiento de conmutación durante el tiempo de comparación de nivel (6) se realice de forma que los procesos de comparación de nivel sean totalmente inaudibles. Un dispositivo de este tipo está representado, por ejemplo, en la Fig. 7.
Las investigaciones han demostrado que - en particular en caso de empleo de antenas activas, que para los sistemas de diversidad de antenas por diferentes motivos son una condición previa - con la adición de varias señales de antena coincidentes en fase complicada no pueden ser realizados recorridos con mejor relación S/N que con la selección según la invención del mayor nivel de señal de un grupo de señales. La presente invención hace posible, por tanto, recorridos con mejor relación S/N con muy poco despliegue.
Lista de los símbolos de referencia empleados en las reivindicaciones
Instalación de varias antenas (1)
Antenas (A1,A2,A3,...)
Dispositivo lógico de conmutación (2)
Lógica de conmutación progresiva (2a)
Lógica de conmutación (2b)
Receptor (3)
Procesador de diversidad (4)
Señal de recepción (5)
Tiempo de comparación de nivel (6)
Intervalo de tiempo (7)
Posiciones de conmutación disponibles discretas (S1, S2,...)
Posición de conmutación de nivel máximo (Smax)
Dispositivo de comparación de nivel (8)
Señal de recepción derivada (9)
Comparador de nivel (10)
Generador de intervalos de tiempo (11)
Señal de conmutación (12)
Circuito lógico (13)
Señal de ajuste (14)
Impulso de comparación de nivel (15)
Tiempo de muestreo (16)
Decisor de muestreo y retención (17)
Señal binaria (18)
Señal de dirección (19)
Generador de tiempos de muestreo (20)
Entrada de retención (21)
Señal eléctrica del tacómetro (22)
Indicador de nivel de señal de recepción (23)
Circuito de parada (24)
Nivel límite (25)
Contador de impulsos (26)
Valor límite de frecuencia de impulsos (27)
Impulso de conmutación progresiva (28)
Dispositivo de desconexión (29)
Conmutador electrónico (30)
Conmutador electrónico progresivo (31)
Conmutador de varios diodos (32)
Impulso de enmudecimiento de conmutación (33)
Circuito de enmudecimiento de conmutación (34)

Claims (14)

1. Sistema de diversidad de antenas de exploración para vehículos con una instalación de varias antenas (1) que tiene al menos dos antenas, con un dispositivo lógico de conmutación (2) controlable, en el que, en posiciones de conmutación diferentes, respectivamente, una señal de recepción (5) diversamente diferente es alimentada a un receptor y éste con una señal de recepción (9) derivada de la señal de recepción (5) activa un procesador de diversidad (4), que en caso de presencia de una interferencia de recepción conmuta progresivamente el dispositivo lógico de conmutación (2) a otra posición de conmutación diferente, caracterizado porque durante los tiempos de comparación de nivel (6) más cortos posibles que son iniciados con repetición cíclica después de la expiración de un intervalo de tiempo (7) más largo seleccionado adecuadamente con respecto a la variación temporal del nivel de la señal de recepción debida al movimiento del vehículo, los niveles de la señal de recepción derivada (9) que se producen en posiciones de conmutación (S1,S2,..) diferentes del dispositivo lógico de conmutación (2) seleccionadas de una serie de tales posiciones de conmutación a ser comprobadas, son detectados para comparación en un dispositivo de comparación de nivel (8), de tal forma que la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) asignada al mayor nivel de señal de recepción en dicho momento es determinada continuamente al final del tiempo de comparación de nivel (6) en la situación de recepción en dicho momento y el tiempo de comparación de nivel (6) es seleccionado para que sea tan corto que no afecte perceptiblemente a la recepción y el procesador de diversidad (4) está construido de manera que por el proceso de comprobación de nivel no se inicie ninguna conmutación progresiva a través de él, y en la conmutación cíclica a través de las señales de recepción (5) al receptor (3) y la comprobación de ausencia de interferencia, además de las posiciones de conmutación (S1, S2..) discretas del dispositivo lógico de conmutación (2) en cada momento es detectada también la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) actualizada asignada al nivel de recepción máximo en dicho momento durante la conmutación cíclica a través de las señales de recepción (5) al receptor (3).
2. Sistema de diversidad de antenas de exploración según la reivindicación 1, caracterizado porque el intervalo de tiempo (7) es elegido tan pequeño que el vehículo cubre no más de la distancia lambda/5 durante un intervalo de tiempo (7) y el tiempo de comparación de nivel (6) preferentemente es elegido del orden de microsegundos.
3. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque si hay más de dos posiciones de conmutación (S1, S2, S3,...) en el dispositivo lógico de conmutación (2), durante un tiempo de comparación de nivel (6) es detectada en cada caso aquella posición de conmutación de dos de las posibles posiciones de conmutación (S1, S2, S3...) que proporciona el mayor nivel de las dos señales de recepción (5) correspondientes y de forma similar durante el siguiente tiempo de comprobación es detectada aquella posición de conmutación (S1, S2, S3...) que proporciona el mayor nivel de la señal de recepción (5) respecto a otra de las posiciones de conmutación (S1, S2, S3...) posibles en comparación con la posición de conmutación determinada en último lugar y después de que todas las posibles posiciones de conmutación (S1, S2, S3...) han sido detectadas tras un número correspondiente de intervalos de tiempo (7) con tiempos de comparación de nivel (6) es determinada la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) actual.
4. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el dispositivo de comparación de nivel (8) hay un comparador de nivel (10) que mide muy rápidamente y un circuito lógico (13) para determinar y comparar los niveles de la señal de recepción derivada (9) que se producen uno tras otro en el tiempo y un generador de intervalos de tiempo (11) que opera periódicamente, que tras la expiración de cada intervalo de tiempo (7) en el comparador de nivel (10) durante el tiempo de comparación de nivel (6) inicia un proceso de comprobación de nivel y selección a través del circuito lógico (13), de manera que el estado de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) es conmutado a otra posición de conmutación dentro del tiempo de comparación de nivel (6) por una señal de conmutación (12) del circuito lógico (13) y después de que el tiempo de comparación de nivel ha expirado, en el circuito lógico (13) la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) actual es almacenada como la señal de dirección (19) y en el dispositivo lógico de conmutación (2) para la conmutación progresiva cíclica en caso de reconocimiento de una interferencia por el procesador de diversidad (4) hay una lista de direcciones (14) de posiciones de conmutación y la dirección asignada a la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) actual está contenida en esta lista en forma continuamente actualizada como la señal de dirección (19) por transferencia desde el circuito lógico (13) al dispositivo lógico de conmutación (2), de manera que esta dirección es también detectada en la conmutación cíclica de las señales de recepción (5) al receptor (3).
5. Sistema de diversidad de antenas de exploración según la reivindicación 4, caracterizado porque al iniciarse la comparación de nivel por el impulso de comparación de nivel (15) a través del circuito lógico (13), el dispositivo lógico de conmutación (2) es conmutado a la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) que está presente como la señal lógica en la comparación de nivel precedente y el comparador de nivel (10) contiene un decisor de muestreo y retención (17) que determina el nivel de la señal de recepción derivada (9) sobre un periodo de muestreo corto (16) y retiene este valor de nivel, y después de que la posición de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) ha sido conmutada a otra posición de conmutación, determina el nivel asociado de la señal de recepción derivada (9) durante un segundo periodo de muestreo (16) y comunica la decisión como el mayor de los dos niveles detectados al circuito lógico (13) como una señal binaria (18).
6. Sistema de diversidad de antenas de exploración según la reivindicación 4, caracterizado porque el comparador de nivel (10) contiene un decisor de muestreo y retención (17) que retiene el mayor valor de nivel de la última comparación de nivel durante el intervalo de tiempo (7) y la dirección asociada de la posición de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) es almacenada en el circuito lógico (13) y al ser iniciada la comparación de nivel por el impulso de comparación de nivel (15) a través del circuito lógico (13), el dispositivo lógico de conmutación (2) es conmutado a otra posición de conmutación y el decisor de muestreo y retención (17) detecta el nivel asociado de la señal de recepción derivada (9) durante un tiempo de muestreo (16) con la ayuda de un generador de tiempos de muestreo (20) y comunica la decisión sobre el mayor de los dos niveles detectados al circuito lógico (13) como una señal binaria (18) y la dirección asociada de la posición de conmutación del dispositivo lógico de conmutación (2) es almacenada en forma actualizada en el circuito lógico (13).
7. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el procesador de diversidad (4) tiene una entrada de retención (21) que bloquea una conmutación progresiva del dispositivo lógico de conmutación (2) en respuesta a la presencia de una señal de retención si hay una interferencia en la señal de recepción derivada (9) y la señal de retención es aplicada a través del tiempo de comparación de la señal (6) para evitar de forma segura la conmutación progresiva provocada por el proceso de comparación de nivel.
8. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el intervalo de tiempo (7) es variado como función de la velocidad de marcha, de manera que su valor recíproco es ajustado para ser proporcional a la velocidad de marcha como valor orientativo.
9. Sistema de diversidad de antenas de exploración según la reivindicación 8, caracterizado porque el intervalo de tiempo (7) es ajustado como función de la señal eléctrica del tacómetro (22) disponible en el vehículo.
10. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque hay un indicador de nivel de señal de recepción (23) para detectar el nivel de recepción medio y un circuito de parada (24), y cuando un nivel umbral (25) es sobrepasado en zonas de buena recepción se detienen los impulsos de comparación de nivel (15).
11. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque está previsto un contador de impulsos (26) para detectar la frecuencia de conmutación del procesador de diversidad (4) y si se excede el umbral de frecuencia de impulsos (27), el retorno de los impulsos de conmutación progresiva (28) del procesador de diversidad (4) al dispositivo lógico de conmutación (2) se evita por medio de un dispositivo de desconexión (29) y el dispositivo de desconexión (29) emite una señal de ajuste (14) al dispositivo lógico de conmutación (2), de manera que es ajustada la posición de conmutación de nivel máximo (Smax).
12. Sistema de diversidad de antenas de exploración según las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el dispositivo lógico de conmutación (2) está formado por la combinación de un conmutador electrónico progresivo multipolar (31) que cuando se produce un impulso de conmutación progresiva (28) a la salida del procesador de diversidad (4) conmuta progresivamente una posición de conmutación, y un conmutador electrónico multipolar (32) cuyas conexiones de entrada son alimentadas con señales de antena (A1, A2, A3,...), y el conmutador electrónico (30), iniciado por los impulsos de comparación de nivel (15) a través del circuito lógico (13) para la comparación de nivel es activado por la señal de conmutación (12) de tal modo que durante el intervalo de tiempo (7) entre las posiciones de conmutación disponibles (S1,...S4) acepta la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) y la señal de nivel máximo correspondiente es alimentada a una de las conexiones de entrada (P1,...P4) del conmutador electrónico progresivo (31) y al resto de las conexiones de entrada (P1,..P4) del conmutador electrónico progresivo (31) son alimentadas señales discretas de las antenas (A1, A2, A3...).
13. Sistema de diversidad de antenas de exploración según la reivindicación 11, caracterizado porque el dispositivo lógico de conmutación (2) contiene un conmutador de varios diodos (32) y cada señal de las antenas (A1, A2, A3,...) es conmutada por activación alternativa de un diodo para la entrada al receptor (3) y para el control de la transmitancia de los diodos hay una lógica de conmutación (2b) y una lógica de conmutación progresiva (2a) y en la lógica de conmutación progresiva (2a) está almacenada la lista de direcciones de las señales (S1, S2, S3...) de las antenas (A1, A2, A3,...), ampliada con la dirección de la posición de conmutación de nivel máximo (Smax) por control con la señal de dirección (19) y la lista de direcciones al producirse un impulso de conmutación progresiva (28) durante un intervalo de tiempo (7) a la salida del procesador de diversidad (4), es ocupada en otra posición por la activación de los diodos correspondientes a ella y la lógica de conmutación progresiva (2a) provoca que al producirse la señal de conmutación (12) no se active ninguno de los diodos en el conmutador de varios diodos (32).
14. Sistema de diversidad de antenas de exploración según la reivindicación 1 a 13, caracterizado porque en el dispositivo de comparación de nivel (8) es formado un impulso de enmudecimiento de conmutación (33), que es alimentado a un circuito de enmudecimiento de conmutación (34) que se encuentra preferentemente en la parte de baja frecuencia del receptor (3) y el impulso de enmudecimiento de conmutación (33) en cuanto a su duración y a la cuantía de la atenuación conseguida con él está configurado de manera que el enmudecimiento de conmutación durante el tiempo de comparación de nivel (6) se realiza de modo que los procesos de comparación de nivel son completamente inaudibles.
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