NL195006C - Systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender. - Google Patents

Description

1 195006

Systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender bevattende een sondeermiddel voor het uitzenden van een stimuleringssignaal 5 met een eerste frequentie en het ontvangen van een signaal van een antwoordzender met een tweede frequentie, waarbij het sondeermiddel voorzien is van een antenneorgaan voor het uitzenden van het stimuleringsorgaan.

De uitvinding heeft verder betrekking op een antenne voor het uitzenden van een eerste signaal naar een passieve antwoordzender met een eerste frequentie en het ontvangen van een tweede signaal van de 10 passieve antwoordzender met een tweede frequentie, welke antenne een primaire spoel heeft die gewikkeld is om een secundaire spoel.

Het bovengenoemde systeem en de bovengenoemde antenne zijn bekend uit de Engelse octrooiaanvrage 2.034.558, welke een identificatiesysteem heeft voor beweegbare objecten beschrijft. Het identificatiesysteem bevat een ondervrager die een oscillator bevat voor het genereren van een pulstrein naar een teller 15 die verbonden is met een beeldscherm. De pulstrein wordt uitgezonden via een zendspoel naar een passieve antwoordzender die aan een bewegend object bevestigd is. De antwoordzender bevat een ontvangstspoel voor de pulstrein en een zendspoel voor een terugstelpuls. De pulstrein die de antwoordzender ontvangt wordt doorgegeven aan een teller die hierdoor synchroon met de teller van de ondervrager telt. Indien de teller van de antwoordzender een vooraf geselecteerd aantal pulsen heeft geteld, dan wordt 20 een terugstelpuls gegenereerd. De terugstelpuls van de antwoordzender wordt ontvangen door een ontvangstspoel van de ondervrager. Het vooraf geselecteerd aantal pulsen correspondeert met het identificatie nummer van het bewegend object, en de terugstelpuls leest dit getal uit van de teller naar het beeldscherm.

De zendspoel van de ondervrager en de ontvangstspoel van de antwoordzender zijn afgestemd voor het 25 zenden en respectievelijk ontvangen van een signaal met een eerste frequentie. De zendspoel van de antwoordzender en de ontvangstspoel van de ondervrager zijn afgestemd voor het zenden respectievelijk ontvangen van een signaal met een tweede frequentie.

De zend- en ontvangstspoel van de ondervrager en antwoord zender zijn rond een ondersteunings-lichaam gewikkeld zodanig dat het vlak waarin de zendspoel ligt nagenoeg loodrecht staat op het vlak 30 waarin de ontvangstspoel ligt.

De bekende ondervragers zijn bevredigend. Ze lijden echter aan het nadeel dat daar de spoel rechtstreeks aangedreven wordt door een versterker, het noodzakelijk wordt om belastingweerstanden in de aandrijfschakeling op te nemen. Deze weerstanden hadden de neiging te oververhitten waardoor een inefficiënt aandrijfsysteem verschaft werd dat een hoge spanningsinvoer vereiste en een lage stroomuitvoer 35 verschaft.

De koppeling tussen de ondervrager en de antwoordzender geschiedt door magnetische koppeling.

Hieruit volgt dat naarmate de stroom in de ondervrager groter wordt het uitgezonden magnetische veld sterker wordt. De bekende inrichting leed aan het nadeel dat zelfs hoewel een hoge spanning gebruikt werd een lage stroom resulteerde die het opgewekte magnetische veld verminderde, waardoor de leesafstand 40 van de antwoordzender verminderde.

Additioneel, daar de ontvanger werkt op 25 kHz, is het onderworpen aan achtergrondruis-interferentie van televisiemonitorschermen of computercathodestraalbuizen die vanwege de noodzaak gebruikelijk aanwezig zijn daar zij in samenwerking met microprocessoren gebruikt worden die gedurende het aftasten gebruikt worden. Deze monitoren werden onder gebruikmaking van een 40 kHz en 50 kKz RF signaal, 45 hetgeen nabij een boventoon frequentie van de ontvanger ligt. Daar deze monitoren ten opzichte van de antennes een relatief hog uitvoervermogen hebben, interfereren ze met de werking van de ondervrager wanneer de ondervrager gebruikt wordt in de nabijheid van computers en andere verscheidene monitoren.

Dientengevolge is het een doel van de uitvinding een verbeterd systeem voor de ontvangst van signalen van een passieve antwoordzender te verschaffen.

50 Teneinde het gestelde doel te bereiken, wordt, volgens een eerste aspect van de uitvinding, voorzien in een systeem volgens de aanhef van conclusie 1, met het kenmerk, dat - het antenneorgaan voorzien is van een secundaire spoel en een primaire spoel gewikkeld rondom de secundaire spoel, waarbij de secundaire spoel afgestemd is om op de eerste frequentie te resoneren, en - het systeem voorzien is van een ontvangstmiddel dat spoelaandrijfmiddelen bevat voor het invoeren van 55 een gedeelte van het stimuleringssignaal in de primaire spoel.

Dientengevolge, wordt een efficiënt systeem dat in staat is om een signaal uit te zenden op één frequentie en een signaal te ontvangen met een terugkeerfrequentie dicht bij de frequentie van het 195006 2 uitgezonden signaal verschaft door de huidige uitvinding.

In een uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding, geeft de aandrijfmiddelen voor de primaire spoel een kwart belastingcyclusgolf met de eerste frequentie af. De primaire spoel wordt gestimuleerd door een kwart belastingcyclus blokgolf met de gewenste frequentie. De secundaire gewikkelde spoel is 5 gekoppeld aan een secundaire stimuleringsafstemmingsschakeling die afgestemd is op de frequentie van het stimuleringssignaal waardoor toegestaan wordt dat de secundaire spoel resoneert op de frequentie van het stimuleringssignaal om de drie resterende kwarten van het stimuleringssignaal te produceren.

In een uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding, is het aantal windingen in de primaire spoel een fractie van het aantal windingen in de secundaire spoel. De zendantenne wordt gevormd door 10 een primaire spoel die een stimuleringssignaal ontvangt. Een secundaire spoel is magnetisch gekoppeld met de primaire spoel. De primaire spoel wordt rondom de secundaire spoel gewikkeld in een in hoofdzaak 1 tot 17 verhouding.

In een uitvoeringsvorm bevat het systeem volgens de uitvinding, afstemmiddelen voor de secundaire spoel gekoppeld aan de secundaire spoel voor het handhaven van de afstemming van de spoel op de 15 eerste frequentie.

Bij voorkeur zijn de afstemmiddelen voor de secundaire spoel voorzien van variabele condensator-middelen gekoppeld aan de secundaire spoel voor het instellen van de frequentie waarop de secundaire spoel resoneert.

In een uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding, is het antenneorgaan verder voorzien van 20 een ontvangstspoelorgaan voor het ontvangen van het signaal van een passieve antwoordzender, waarbij het ontvangstspoelorgaan afgestemd is om op de tweede frequentie te resoneren, waarbij het ontvangstspoelorgaan rondom de primaire spoeimiddelen en de secundaire spoelmiddelen gepositioneerd is.

Bij voorkeur is het ontvangstspoelorgaan voorzien van een enkele draad gevormd als een eerste spoel geplaatst naast een eerste einde van de secundaire spoel en een tweede spoel geplaatst naast een 25 tegenovergelegen einde van de secundaire spoel, waarbij de eerste spoel naar de tweede spoel gewikkeld is zodat een veldopheffende positie verschaft wordt tussen de eerste spoel en de tweede spoel.

In een andere uitvoeringsvorm, wordt de ontvangstspoel gekopppeld aan een ontvangstspoelafstem-schakeling die veroorzaakt dat de ontvangstspoel resoneert op de gewenste frequentie. Het ontvangen signaal wordt gemengd met een signaal met de frequentie van het stimuleringssignaal om de frequentie van 30 het ontvangen signaal omlaag te mengen naar een signaal waarop een fasevasthoudende lus beter kan werken.

In een verder uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding is de eerste frequentie ten minste 90% van de tweede frequentie.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt voorzien in een antenne volgens de aanhef van 35 conclusie 9, met het kenmerk, dat de antenne voorzien is van een staf van ferrief en een ontvangstspoei-orgaan voor het ontvangen van het signaal van de passieve antwoordzender, waarbij het ontvangstspoelorgaan om de staaf van ferriet en coaxiaal met de primaire spoel en de secundaire spoel gewikkeld is, waarbij het ontvangstspoelorgaan afgestemd is om op de tweede frequentie te resoneren.

In een uitvoeringsvorm van de antenne volgens de uitvinding heeft de staaf van ferriet een eerste einde 40 en een tweede einde, waarbij het ontvangstspoelorgaan voorzien is van een enkele draad gevormd als een eerste spoel geplaatst bij het eerste einde van de staaf van ferriet en een tweede spoel geplaatst bij het tweede einde van de staaf van ferriet, waarbij de eerste spoel naar de tweede spoel gewikkeld is en de tweede spoel naar de eerste spoel gewikkeld is zodat een veldopheffende positie verschaft wordt tussen de eerste en de tweede spoel.

45 Algemeen gesproken, wordt volgens de huidige uitvinding, een sonde-ondervrager voor gebruikt met een passieve antwoordzender verschaft, die in staat is een signaal bij één frequentie uit te zenden en het terugkeersignaal te ontvangen op een frequentie die dicht licht bij de uitgezonden frequentie. De sonde bevat een ontvangstantenne voor het ontvangen van het signaal dat afgegeven wordt door de antwoordzender. De antenne bevat een staaf van ferriet met een enkele draad die spoelen vormt aan elk einde van 50 de staaf, waarbij de spoelen in tegengestelde richting aan elkaar gewikkeld zijn om een nulpunt op de ferrieten staaf te vormen. Een zendspoel wordt rondom de ferrieten staaf geplaatst bij het nulpunt van de antenne.

Dientengevolge is het een ander doel van de uitvinding een antenne te verschaffen die zowel de signalen uitzendt als ontvangt en in staat is een signaal te ontvangen met een frequentie die in hoofdzaak 55 gelijk is aan de frequentie van het uitgezonden signaal.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een zendantenne die in staat is een hoog-magnetisch veld te produceren onder gebruikmaking van een bron met laag vermogen.

3 195006

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een sonde die in staat is een signaal te ontvangen dat in hoofdzaak gecentreerd is rond 455 kHz.

Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een antenne die gebruik maakt van afzonderlijke stimulerings- en ontvangstspoelen zodat iedere betreffende antennespoel het meest efficiënt is 5 op een betreffende frequentie.

Nog een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een ontvangstantenne met een verbeterde signaal-ruisverhouding.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender die in staat is gebruik te maken van hoge Q breedbandfilters 10 zoals keramische filters.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een systeem voor het ontvangen van signalen van passieve antwoordzender dat een grote immuniteit heeft voor electromagnetische ruis van zware machines en electronische uitrusting.

Verdere doelen en voordelen van de uitvinding zullen gedeeltelijk duidelijk zijn en zullen gedeeltelijk uit 15 de beschrijving volgen.

Bijgevolg bevat de uitvinding de eigenschappen van constructie, combinatie van elementen, en rangschikking van delen die verduidelijkt zullen worden in de hierna beschreven constructies en de bescherming van de uitvinding wordt aangeduid in de conclusies.

20 Voor een meer volledig begrip van de uitvinding, wordt verwezen naar de volgende beschrijving in samenhang met de tekening. Hierin toont: figuur 1 een blokschema van een systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens de onderhavige inzichten; figuur 2 een aanzicht in perspectief van het ontvangstgedeelte van een antenne vervaardigd in overeen-25 stemming met de onderhavige inzichten; figuur 3 een aanzicht in perspectief van het ontvangst' en zendgedeelte van de antenne vervaardigd in overeenstemming met de onderhavige inzichten; figuur 4 een aanzicht in doorsnede genomen langs lijn 4-4 van figuur 3; figuur 5 een schakelingschema van de onderhavige sonde; en 30 figuur 6 een schakelingschema van het banddoorlaatfilter en mengtoestel van de ontvanger vervaardigd in overeenstemming met de onderhavige inzichten.

Allereerst wordt verwezen naar figuur 1 waarin een blokschema van het onderhavige systeem voor het ontvangen van signalen van een passieve antwoordzender weergegeven is. Het systeem bevat een 35 ontvanger 100 die een stimuleringssignaal verschaft met een vooraf bepaalde frequentie aan een sonde 10. De stimuleringsfrequentie is 410kHz. Sonde 10 geeft het 410kHz signaal af aan een antwoordzender (niet weergegeven). In een uitvoeringsvoorbeeld, communiceert sonde 10 met de antwoordzender door een op zich bekende inductieve koppeling. De terugkeergegevensstroom afgegeven door de antwoordzender wordt afgegeven op een draagsignaal met een hogere frequentie en in hoofdzaak gecentreerd rond 455kHz. Het 40 signaal wordt gecodeerd om 451kHz gedeelten en 461,25kHz gedeelten te hebben.

Het ontvangen signaal wordt ingevoerd in de ontvanger 100 die het signaal mengt met de 410kHz stimuleringsfrequentie om een lager frequentiesignaal te produceren gecentreerd rond 45kHz. Het 45kHz signaal wordt vervolgens omgezet in een gegevensstroom van Manchester gecodeerde gegevens. Een ontvangstverbinding 200 ontvangt de gegevensstroom en converteert de gegevensstroom naar een ASCII 45 gegevensuitvoer bruikbaar voor de meeste computers.

Een meer gedetailleerde beschrijving wordt nu gegeven. Ontvanger 100 bevat een kristal bestuurde stimuleringsfrequente 102. Kristal bestuurde stimuleringsfrequentiestimulator 102 geeft een stimuleringssignaal van 410kHz af voor het stimuleren van de antwoordzender naar een vermogensversterker 12 van sonde 10. Vermogensversterker 12 versterkt het stimuleringssignaal en geeft het versterkte stimulerings-50 signaal af aan antenne 14.

Nu wordt verwezen naar figuren 2-4 waarin antenne 14 in detail weergegeven wordt. Antenne 14 functioneert zowel als zendantenne als als ontvangstantenne. De ontvangststructuur van antenne 14 bevat een ferriet staaf 16. Een enkele draad 18 is rondom elk einde van de ferrieten staaf 16 gewikkeld, Draad 18 vormt een eerste spoel 20 gewikkeld in de richting van pijl A zich uitstrekkend van het einde van ferrieten 55 staaf 16 naar het centrum van ferrieten staaf 16. Draad 18 is tevens in de richting van pijl A aan het tegenovergelegen einde van ferrieten staaf 16 gewikkeld van het einde naar het centrum om een tweede spoel 22 te vormen. Eén einde 24 van draad 18 strekt zich uit naar het centrum van ferrieten staaf 16 van 195006 4 spoel 20 terwijl een tweede einde 26 van draad 18 zich naar het centrum van ferrieten staaf 16 van spoel 22 uitstrekt. Zelfs al zijn de beide spoelen 20 en 22 in de richting van de pijl A gewikkeld, strekken ze zich naar elkaar uit in tegenovergestelde richtingen wat uiteindelijk tegenovergestelde polariteiten met betrekking tot een magnetisch veld verschaft.

5 Nu wordt verwezen naar figuren 3 en 4 om met name de zendspoelen van antenne 14 te beschrijven.

Een kartonnen binnenste buis 28 met een daarin gevormde sleuf 30 wordt rondom de ferrieten staaf 16 geplaatst om het gedeelte van draad 18 dat zich uitstrekt tussen spoel 20 en spoel 22 onbedekt te laten.

Een tweede kartonnen buis 22 wordt verschuifbaar rondom kartonnen binnenste buis 28 geplaatst. Een secundaire spoel 34 wordt uit een enkele draad gevormd die rondom kartonnen buis 32 gewikkeld is in de 10 richting van de pijl C. De draad van spoel 34 vormt spoeleinden 36, 38 die zich uitstrekken van secundaire spoel 34. Secundaire spoel 34 kan bedekt zijn door een laag van electrisch tape om de secundaire spoel 34 in positie te houden. Een primaire spoel 40 wordt rondom secundaire spoel 34 gewikkeld in de richting van pijl C en heeft spoeleinden 42, 44. Primaire spoel 40 heeft een aantal windingen rondom ferrieten staaf 16 dat aanzienlijk minder is dan het aantal windingen van secundaire spoel 34 rondom ferrieten staaf 16 15 waardoor een tweetraps opstapstimuleringsmiddel gevormd wordt.

Spoelen 20, 22 zijn in hoofdzaak op gelijke afstand geplaatst van het centrum van ferrieten staaf 16. Vanwege hun tegenovergestelde wikkelrichtingen, heft één spoel het magnetische veldeffect van de andere op. In het bijzonder, zal spoel 22 het positieve veld van de golfvorm ontvangen terwijl spoel 20 de negatieve polariteit van de golfvorm relatief ten opzichte van elkaar zal zien zodat ze elkaar opheffen. Dit maakt het 20 veld dat opgewekt wordt door de stimuleringsspoel gevormd door spoelen 34, 40 nul. Kartonnen spoelhuis 32 is relatief schuifbaar ten opzichte van het nulpunt geproduceerd door spoelen 20, 22 langs ferrieten staaf 16 zodat voor de voltooiing van de vervaardiging, de antenne perfect afgestamd kan worden op het nulpunt zodat het ontvangende gedeelte van antenne 14 het veld dat opgewekt wordt door stimuleringsspoelen 34, 40 beter kan opheffen. Terwijl het uitgezonden signaal nul gemaakt wordt vanwege het effect van spoelen 25 20, 22 wordt het ontvangen signaal van de antwoordzender niet nul gemaakt daar de bron van het ontvangen signaal zelden op gelijke afstand van zowel ontvangstspoelen 20, 22 is zodat er een sterker ontvangstsignaal in één spoel zal zijn dan in de andere waardoor onderlinge opheffing voorkomen wordt.

In een uitvoeringsvoorbeeld, is de verhouding van wikkelingen van primaire spoel 40 tot secundaire spoel 34 ongeveer 17 tot één. Secundaire spoel 34 wordt gevormd uit 17 en 1/4 wikkelingen terwijl de bedek-30 kende primaire spoel 40 gevormd is uit 1 en 1/8 wikkelingen. Ontvangstspoelen 20, 22 worden elk gevormd van 30 standaardmaatmagneetdraad dat 20 keer rondom elk einde van ferrieten staaf 16 gewikkeld is. Elke spoel is, 0,06 inch (1,52 mm) van het betreffende einde van ferrieten staaf 16 geplaatst en iedere spoel 20, 22 strekt zich niet verder uit dan 0,31 inch (7,78 mm) van het betreffende einde van ferrieten staaf 16. Primaire spoel 40 en secundaire spoel 34 zijn gevormd van litz-draad.

35 Zoals blijkt uit figuur 1 verschaft vermogensversterker 12 een invoer aan spoeleinden 42, 44 van primaire spoel 40. Spoeleinden 36, 38 van secundaire spoel 34 zijn gekoppeld aan een secundaire stimulerings-afstemschakeling 46. Secundaire afstemschakelling 46 regelt de frequentie waarop de secundaire spoel 34 resoneert. Secundaire spoel 34 wordt afgestemd door secundaire stimuleringsafstemschakeling 46 om op dezelfde frequentie te resoneren als het stimuleringssignaal afgegeven door primaire spoel 40. Dit resulteert 40 in een inductieve koppeling voor een zendantenne met een erg hoge Q.

Nu wordt verwezen naar figuur 5 waarin de schakeling voor secundair stimuleringsafstemschakeling 46 en vermogensversterker 12 in detail weergegeven is. Vermogenversterker 12 bevat een condensator 48 die in serie verbonden is tussen de kruising van een twaalf volts vermogensbron en het 410 kHz signaal afgegeven door kristal bestuurde stimuleringsfrequentiegenerator 102 en aarde. Een tweede condensator 50 45 is parallel verbonden met de condensator 48. Een omkeerversterker 52 is verbonden aan aarde. Een tweede omkeerversterker 54 ontvangt het 410 kHz signaal van kristal gestuurde stimuleringsfrequentie-generator 102 als een invoer en verschaft een uitvoer aan de basis van een transistor 56 verbonden aan aarde en aan één zijde van de condensator 58. Condensator 58 is over spoeleinden 42, 44 verbonden en verschaft aldus een versterkt 410kHz stimuleringssignaal.

50 Secundair stimuleringsafstemschakeling bevat een eerste condensator 60 parallel verbonden met een variabele condensator 62 over spoeleinden 36, 38 van secundaire spoel 34. Door het koppelen van secundaire spoel 34 aan secundair stimuleringsafstemschakeling 46, wordt secundaire spoel 34 afgestemd op stimuleringssignaalfrequentie van 410kHz. Dienovereenkomstig wordt de resonantiefrequentie van secundaire spoel 40 410 kHz. Door nauwkeurig de resonantiefrequentie van secundaire spoel 34 af te 55 stemmen op de uitvoerfrequentie van primaire spoel 40, wordt een nauwkeurig afgestemde secundaire spoel 34 die als een stimuleringsspoel functioneert met hoge Q verschaft. Dit resulteert in een energiebesparende, hoog efficiënte magnetische veldzender.

5 195006

Daar secundaire spoel 34 nauwkeurig afgestemd is, resulterend in hoge Q, heeft secundaire spoel 34 een natuurlijke resonantie op 410 kHz. Dienovereenkomstig, behoeft primaire spoel 40 slechts aangedreven te worden door een 1/4 belastingscyclus impulsgolf op 410kHz toestaand dat de resonantie binnen secundaire spoel 34 vrijelijik resoneert voor de resterende drie kwarten van de cyclus waardoor een 5 volledige cyclus stimuleringssignaal verschaft wordt. Dienovereenkomstig, hoeft kristalbestuurde stimuleringsfrequentiegenerator 102 de antenne 14 niet constant aan te drijven, maar in plaats daarvan antenne 14 eenkwart van de tijd te pulseren. Additioneel, kan door gebruikmaking van de natuurlijke eigenschappen van een hoge Q-schakeling een erg hoge stroom gehandhaafd worden in secundaire spoel 34 onder gebruikmaking van een primaire spoel 40 aangedreven door een bron met laag vermogen.

10 Wanneer de stroom toeneemt, wordt een sterker magneetveld geproduceerd door antenne 14 waardoor de afstand waarover magnetische koppeling tussen sonde 10 en de antwoordzender kan optreden vergroot wordt.

Door het verschaffen van een variabele condensator 62 binnen de secundaire stimuleringsafstem-schakeling 46, wordt het mogelijk om uitsluitend door het draaien van een instelknop secundaire spoel 34 af 15 te stemmen op een gewenste resonantiefrequentie, daardoor garanderend dat de hoogste Q verkregen wordt voor de inductieve koppeling tussen spoelen 34, 40. Additioneel, door het gebruiken van een secundaire stimuleringsafstemschakeling in samenwerking met een tweespoelszendantenne, resulteert een lage spanning hoge stroominrichting in een toename van de algehele efficiëntie en aftastbereik van de zendantenne. Door het gebruiken van een lage spannings hoge stroominrichting, staat het het gebruik toe 20 van variabele afstemcondensatoren voor het afstemmen van de secundaire spoel.

Het 410 kHz signaal wordt ontvangen door een antwoordzender, die in antwoord op het stimuleringssignaal een identificatiesignaal afgeeft met 451kHz gedeelten en 461,25 kHz gedeelten. Het antwoord-zendersignaal wordt ontvangen door ontvangstspoelen 20, 22. Ontvangstspoelen 20, 22 van antenne 14 worden verbonden aan een ontvangstspoelafstemschakeling 64. Ontvangstspoelafstemschakeling 64 stemt 25 ontvangstspoelen 20, 22 af om te resoneren op een centrale frequentie van 455 kHz, een afstemde ontvangstantenne producerend met 10 kHz bandbreedte zodat het verschoven ontvangstsignaal op een hoger spanningsniveau ontvangen zal worden dan het omgevende signaal. Ontvangstspoelen 20 en 22 produceren een ontvangen signaal. Zoals zichtbaar in figuur 5, zijn spoeleinden 24, 26 van ontvangstspoelen 20, 22 verbonden aan een serie van condensatoren 66, 68 en 70 die parallel over spoeleinden 24, 30 26 verbonden zijn. De basis van een transistor 72 is in serie verbonden met een weerstand 74 en een vierde condensator 76. Een tweede weerstand 78 is verbonden tussen de collector van transistor 72 en de basis van transistor 72. Een derde weerstand 80 is verbonden over twee invoeren naar ontvanger 100 alsmede verbonden aan de emitter van transistor 72 aan één einde. Eén condensator 82 is verbonden aan ontvanger 100 door een weerstand 84 aan één einde en aan aarde aan zijn andere. In feite, wordt de 35 afgestemde uitvoer van ontvangstspoelafstemschakeling 64 door een impedantiebuffer 86 gevoerd wat toestaat dat het ontvangen signaal op de ontvangstspoelen 20, 22 gedetecteerd wordt zonder de Q van de ontvangstspoelen 20, 22 te benadelen. Het resulterende signaal wordt ingevoerd in ontvanger 100.

Ontvanger 100 bevat een banddoorlaatfilter 104 met in hoofdzaak een 15 kHz bandbreedte. Door het gebruiken van een 455 kHz signaal als het ontvangen signaal waarop de bewerkingen uitgevoerd dienen te 40 worden, is het ontvangen signaal er niet één met een hoger vermogen, maar het maakt het gebruikt mogelijk van bekende keramische banddoorlaatfilters aldus de concentratie van ontvanger 100 vereenvoudigd alsmede het gebruik van filters mogelijk makend met nagenoeg ideale filterkarakteristieken. Banddoorlaatfilter 104 verwijdert in hoofdzaak alle ruis van het ontvangen signaal. Bijvoorbeeld, zelfs al bevinden zich de zendspoelen in de veldopheffende positie op antenne 14, dan wordt een weinig 410kHz signaal 45 ontvangen door ontvangstspoelen 20, 22. Deze ruis en een dergelijke wordt door een keramische banddoorlaatfilter 104 verwijderd. Het gefilterde signaal met een gecentreerde frequentie van 455kHz wordt vervolgens in hoge frequentieversterker 106 ingevoerd voor het verschaffen van een versterking van 40dB. Het versterkte signaal wordt vervolgens ingevoerd in een analoog toestel 108 dat tevens het 410kHz signaal ontvangt dat geproduceerd is door kristalbestuurde stimuleringsfrequentiegenerator 102 en in antwoord 50 daarop een signaal afgeeft met een frequentie die omlaag gemengd is naar een signaal gecentreerd rond 45kHz.

Nu wordt verwezen naar figuur 6 waarin een schakelingschema van keramisch banddoorlaatfilter 104, hoogfrequentieversterker 106, en analoog mengtoestel 108 weergegeven is. Het 455kHz signaal wordt ingevoerd in de positieve invoer van keramische banddoorlaatfilter 104. De negatieve invoer van keramisch 55 banddoorlaatfilter 104 wordt aan aarde gelegd. De negatieve uitvoer van keramisch banddoorlaatfilter wordt tevens aan aarde gelegd. Een gefilterde uitvoer wordt geproduceerd aan de positieve uitvoer van keramisch banddoorlaatfilter 104. Een weerstand 110 wordt over de uitvoeren van keramisch banddoorlaatfilter 104 195006 6 verbonden. Een condensator 112 verbindt keramisch banddoorlaatfilter 104 aan hoge frequentieversterker 106.

Hoge frequentieversterker 106 bevat een operationele versterker 114 verbonden tussen aarde en een 12 volts vermogensbron. Additioneel, wordt een variabele weerstand 116 tevens aan aarde verbonden aan de 5 operationele versterker 114 verbonden. De uitvoer van operationele versterker 114 wordt afgegeven door een weerstand 118 en een condensator 120 verbonden over weerstand 118. De kruising van condensator 120 en weerstand 118 wordt verbonden aan een weerstand 121 die op zijn beurt verbonden is aan een 6 volts vermogensbron in serie met een weerstand 124 die de uitvoer van condensator 112 ontvangt. De uitvoer van condensator 112 wordt als een positieve invoer ingevoerd in operationele versterker 114. Het 10 teruggevoerde signaal van operationele versterker 120 verwerkt door kruising 126 van weerstand 118, condensator 120 en weerstand 112 wordt als de negatieve invoer van operationele versterker 114 ingevoerd zodat een hoge frequentie versterkte uitvoer door operationele versterker 114 afgegeven wordt.

Analoog mengtoestel 108 ontvangt de uitvoer van versterker 106 door een condensator 128 en ontvangt tegelijkertijd als een oscillatorinvoer A het 410kHz signaal van kristal bestuurde stimuleringsfrequentie 15 generator 102. Analoog mengtoestel 108 neemt het verschil tussen het versterkte 455kHz signaal en het 410kHz signaal en verschaft een uitvoer aan A van een analoog mengtoestel 108. Het uitvoersignaal, in dit voorbeeld gecentreerd rond 45kHz, wordt afgegeven aan laag doorlaatfilter 130. Een LC-schakeling bestaat uit een inductor 132 verbonden aan uitvoer A en in serie geplaatst met een condensator 134 aan aarde.

Een tweede condensator 136 is verbonden tussen mengtoestel 108 en aarde.

20 Door het omlaag mengen van de frequentie van het ontvangen gegevenssignaal, is ontvanger 100 beter in staat om op het signaal te werken. Voor het omlaag mengen van de frequentie, werden de gegevens gecodeerd door signaalgedeelten 4 tot 6kHz verschoven van een signaal gecentreerd rond 455kHz. Een dergelijke verschuiving is ongeveer 1%. Analoog mengtoestel 108 produceert echter een signaal gecentreerd rond 45kHz dat nog steeds gedeelten heeft verschoven over ongeveer 5kHz om het coderen van 25 gegevens aan te geven. De gedetecteerde verschuiving wordt nu 10% van de signaalfrequentie, een kwantumverschil dat eenvoudiger te detecteren is en dat tevens bewerking daarop mogelijk maakt.

Laag doorlaatfilter 130 ontvangt het lagere frequentiesignaal en geeft een ruisgereduceerd 45kHz signaal af aan een fase vasthoudende lusschakeling 140 die een signaal detecteert gecentreerd rond 45kHz. Fase vasthoudlus 140 ontvangt een 45kHz signaal en geeft een Manchester gecodeerd gegevensstroom af 30 overeenkomend met het ontvangen signaal ontvangen op antenne 14.

De gegevensstroom wordt afgegeven aan een ontvangstverbinding 200. Ontvangstverbinding 200 bevat een micro-regelaat 202 die de Manchester gecodeerde gegevensstroom alsmede een signaal van een stroomdetectorschakeling 142 ontvangt die het niveau van stroom detecteert dat afgegeven wordt aan de primaire wikkelingspoel 140. Na ontvangst van de gegevensstroom, benadert micro-regelaat 202 het 35 Manchester decodeeralgoritme opgeslagen in EPROM 206 onder gebruikmaking van een adres decodeer-schakeling 204. Micro-computer 202 gebruikt het algoritme opgeslagen in EPROM 206 om de gegevensstroom te decoderen. Een micro-regelaarkristal met een 8MHz klok 208 verschaft een klok voor micro-regelaar 202. Wanneer de juiste instructies eenmaal ontvangen zijn van EPROM 202, converteert micro-regelaar 202 de Manchester gecodeerde gegevens in machinetaal ASCII.

40 Door het verschaffen van een antenne die een nulpunt verschaft voor een uitgezonden signaal op de antenne, wordt het mogelijk een antwoordzendersignaal te ontvangen dat erg dicht bij het uitgezonden signaal ligt, wat het signaal met het grootste vermogen is, waardoor de sonde leesafstand vergroot wordt. Door het verschaffen van een zendgedeelte op de antenne bestaande uit twee spoelen, één waarvan afgestemd is op de zendfrequentie van de andere, wordt het mogelijk om energie te besparen door 45 gebruikmaking van de resonantie in de spoelen om een gedeelte van het stimuleringssignaal uit te zenden bijgevolg de tijd die noodzakelijk is voor het aandrijven van de zendspoel te verminderen door het gebruik van een stimuleringsfrequentiegenerator. Door het verschaffen van twee spoelen in de zendantenne, waarin een primaire spoel een aantal windingen bevat dat een aanzienlijke fractie is van het aantal van windingen van de secundaire spoel, wordt een lage spannings hoge stroomzender verschaft.

50 Door het verschaffen van een sonde die hoge frequentiesignalen kan ontvangen, wordt het mogelijk om keramische banddoorlaatfilters in de ontvanger te gebruiken. Additioneel, wordt het door het verschaffen van een analoog mengtoestel in de ontvanger mogelijk om de hoge frequentie te ontvangen en het signaal omlaag te mengen naar een lagere frequentie in plaats van het ontvangen van de lagere frequentie van het hoger frequentiesignaal, bijgevolg de algehele systeemefficiëntie verbeterend.

Claims (10)

1. Een systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender bevattende een sondeermiddel voor het uitzenden van een stimuieringssignaal met een eerste frequentie en het ontvangen 5 van een signaal van een antwoordzender met een tweede frequentie, waarbij het sondeermiddel voorzien is van een antenneorgaan voor het uitzenden van het stimuleringsorgaan met het kenmerk, dat het antenneorgaan (14) voorzien is van een secundaire spoel (34) en een primaire spoel (40) gewikkeld rondom de secundaire spoel (34), waarbij de secundaire spoel (34) afgestemd is om op de eerste frequentie te resoneren, en 10 het systeem voorzien is van een ontvangstmiddel (100) dat spoelaandrijfmiddelen (102) bevat voor het invoeren van een gedeelte van het stimuieringssignaal in de primaire spoel (40).

2. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 1, waarin de aandrijfmiddelen voor de primaire spoel een kwart belastingscyclusgolf met de eerste frequentie afgeeft.

3. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 1, waarin het aantal windingen in de primaire spoel een fractie is van het aantal windingen in de secundaire spoel.

4. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 1, verder bevattende afstemmiddelen voor de secundaire spoel gekoppeld aan de secundaire spoel voor het 20 handhaven van de afstemming van de spoel op de eerste frequentie.

5. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 4, waarin de afstemmiddelen voor de secundaire spoel voorzien zijn van varaibele condensatormiddelen gekoppeld aan de secundaire spoel voor het instellen van de frequentie waarop de secundaire spoel resoneert.

6. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 1, waarin het antenneorgaan verder voorzien is van een ontvangstspoelorgaan voor het ontvangen van het signaal van een passieve antwoordzender, waarbij het ontvangstspoelorgaan afgestemd is om op de tweede frequentie te resoneren, waarbij het ontvangstspoelorgaan rondom de primaire spoelmiddelen en de secundaire spoelmiddelen gepositioneerd is.

7. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 6, waarin het ontvangstspoelorgaan voorzien is van een enkele draad gevormd als een eerste spoel geplaatst naast een eerste einde van de secundaire spoel en een tweede spoel geplaatst naast een tegenovergelegen einde van de secundaire spoel, waarbij de eerste spoel naar de tweede spoel gewikkeld is en de tweede spoel naar de eerste spoel gewikkeld is zodat een veldopheffende positie verschaft wordt tussen de 35 eerste spoel en de tweede spoel.

7 195006

8. Het systeem voor het ontvangen van een signaal van een passieve antwoordzender volgens conclusie 1, waarin de eerste frequentie ten minste 90% van de tweede frequentie is.

9. Een antenne voor het uitzenden van een eerste signaal naar een passieve antwoordzender met een eerste frequentie en het ontvangen van een tweede signaal van de passieve antwoordzender met een 40 tweede frequentie, welke antenne een primaire spoel heeft die gewikkeld is om een secundaire spoel met het kenmerk, dat de antenne (14) voorzien is van een staaf van ferriet (16) en een ontvangstspoelorgaan (20, 22) voor het ontvangen van het signaal van de passieve antwoordzender, waarbij het ontvangstspoelorgaan (20, 22) om de staaf van ferriet (16) en coaxiaal met de primaire spoel (40) en de secundaire spoel (34) 45 gewikkeld is, waarbij het ontvangstspoelorgaan (20, 22) afgestemd is om op de tweede frequentie te resoneren.

10. De antenne volgens conclusie 9, waaarin de staaf van ferriet een eerste einde en een tweede einde heeft en waarbij het ontvangstspoelorgaan voorzien is van een enkele draad gevormd als een eerste spoel geplaatst bij het eerste einde van de staaf van ferriet en een tweede spoel geplaatst bij het tweede einde 50 van de staaf van ferriet, waarbij de eerste spoel naar de tweede spoel gewikkeld is en de tweede spoel naar de eerste spoel gewikkeld is zodat een veldopheffende positie verschaft wordt tussen de eerste en de tweede spoel. Hierbij 4 bladen tekening