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