NL8200138A - Detectiestelsel. - Google Patents

Description

k . .λ» v.o. 2680

Detectiestelsel.

De uitvinding heeft betrekking op een elektronisch detectiestelsel. Dergelijke stelsels worden, vaak toegepast in warenhuizen om winkeldiefstal te detecteren. Hiertoe, worden de te beschermen goederen voorzien van een detectieplaatje of responder,, die normaliter bij de kassa 5 verwijderd, wordt.. Voorts wordt bij de uitgangen van de winkel een elektromagnetisch veld opgewekt, waarop een door dit veld gevoerde transponder reageert. Deze reactie, die kan bestaan uit voornamelijk energie-absorptie of voornamelijk.energietransmissie, kan wordeigedetecteerd, zodat een indicatie kan worden verkregen van het feit, 10 dat nog van een responder voorziene waar door het veld wordt gevoerd.

Een dergelijk stelsel, dat gebaseerd is op energie-absorptie door de responder, is b.v. bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.5ΟΟ.373. ·

In het algemeen is een dergelijk stelsel geschikt om het 15 passeren van van een responder voorziene goederen, dieren of personen door een detectiezone te detecteren. Indien identificatie van de soort van waar, een dier of een persoon gewenst is , kan de reactie van de responder bestaan uit een gecodeerd signaal.

Stelsels van de beschreven soort zijn in het bijzonder geschikt 20 om te worden gebruikt om winkeldiefstal te detecteren. Aan de te beveiligen waren wordt dan een responder bevestigd, die bij betaling aan de kassa wordt verwijderd. Bij de. uitgangen van de winkel is dan een ondervragingszone gecreëerd, zodat, wanneer nog van een responder voorziene goederen de ondervragingszone passeren zulks kan worden 25 gedetecteerd.

De bekende anti-winkeldiefstalstelsels zijn alle bedoeld voor beveiliging van grote aantallen goederen. Dit betekent, dat ook grote aantallen responders nodig zijn. Dit heeft weer tot gevolg, dat de prijs van de responders laag dient te zijn, hetgeen leidt tot een 30 constructief en elektrisch eenvoudige responder, veelal slechts be staand uit een in een detectieplaatje ingebedde resonantiekring of uit een strookje magnetisch materiaal.

Door de eenvoud van dergelijke responders is het nagenoeg onvermijdelijk, dat soortgelijke elektrische processen als zich voordoen 8200138 -2- i i in de responder, zich ook voordoen in andere, de ondervragingszone passerende voorwerpen. Hierdoor kan een vals alarm ontstaan, hetgeen zeer ongewenst is. Ook storende elektrische en radiosignalen kunnen zulke valse alarmen veroorzaken.

5 De kans op vals alarm kan weliswaar worden verkleind door specia le maatregelen in de zender die het ondervragingsveld opwekt, en/of de ontvanger, die hij een op transmissie gebaseerd stelsel de signalen van de responder ontvangt, doch dit gaat tevens gepaard met een verlaging van de detectiegevoeligheid.

10 De bekende stelsels laten derhalve of op het gebied van de onder drukking van vals alarm of op het gebied van de detectiegevoeligheid nog veel té wensen over.

Dit probleem zou ook kunnen worden opgelost door toepassing van een verfijnder responder, waarin zich een elektronisch proces afspeelt 15 dat in de ’’vrije natuur”· niet voorkomt, die dan tevens duurder is dan de gebruikelijke responders.

Een hogere kostprijs van de responders is acceptabel, indien ook - de te beveiligen voorwerpen relatief waardevol zijn.

Behoefte bestaat derhalve aan een betrouwbaar stelsel, dat in het 20 bijzonder geschikt is voor winkels, waarin goederen met een relatief hoge waarde zijn uitgestald. Te denken valt b.v. aan radio- en televi-siewinkels, juwelierszaken, dure kledingboutiques enz. Andere toepassingen zijn ook mogelijk.

De uitvinding beoogt een stelsel dat aan de in het bovenstaande 25 beschreven wensen voldoet. Hiertoe wordt volgens de uitvinding een detec-tiestelsel van de beschreven soort daardoor gekenmerkt dat de ontvang-spoel en de zendspoel van de responder parallel aan elkaar zijn opgesteld en dat de responder een tussen de ontvang- en zendspoel verbonden frequentiedeler omvat , die de ontvangen, signaalfrequentie deelt door een 30 factor KT \ 1.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

Fig. 1 toont schematisch een op transmissie gebaseerd detectie-stelsel; 35 fig. 2 toont schematisch een respondercircuit volgens de uitvinding; 8200138 W-:-—-------,-.

-. - * φ.

-3- fig. 3 toont, het schakelschema van een voorbeeld van een responder volgens de uitvinding; fig. Ij- toont, een blokschema van een eerste variant van een stelsel volgens de uitvinding; 5 ' fig.· 5 toont een blokschema van een detail van het stelsel van fig. U; fig. 6 en T tonen twee uitvoeringsvormen van een antennecircuit volgens de uitvinding; fig. 8 toont een synchroon detectiecireuit volgens de uitvinding? 10 fig. 9 en 10 tonen enkele golfvormen die in het circuit van fig. 8 voorkomen; fig. 11 toont een blokschema van een tweede variant van een stelsel volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont schematisch een op transmissie gebaseerd deteetie-15 stelsel, omvattend een zenderbesturingsinrichting 1, een zender 2, die met een zendaatenne 3 is gekoppeld. Bij bekrachtiging van de inrichting wordt via de antenne 3 een elektromagnetisch veld opgewekt in een onder-vragingszone. Als zich in de ondervragingszone een responder h bevindt reageert deze op het elektromagnetische veld door een signaal uit te 20 zenden, dat door een antenne 5 van een ontvanger 6 wordt ontvangen.

De ontvangen signalen worden door een verwerkingsinrichting 7 verwerkt en in het geval van een anti-diefstalstelsel toegevoerd aan een alarm-inrichting 8.

Het is hierbij van belang, dat de responder een zodanig uniek 25 signaal uit zendt, dat dit aan de ontvangzijde kan worden herkend als zijnde eenduidig afkomstig van de responder. Het door de responder , uitgezonden 'signaal dient ook aan de ontvangzijde onderscheiden te kunnen worden van het door de zender via de antenne 3 uitgezonden signaal.

30 Fig. 2 toont schematisch het. principeschema van een responder volgens de uitvinding. De responder omvat een ontvangantenne 11, die is verbonden met een frequent!edeler 13, die de frequentie van het ontvangen signaal deelt door een vast getal en het aldus verkregen signaal toevoert aan een zendantenne 1U.

35 De frequentiedeler dient gevoed te worden, waartoe in fig. 2 een voedingscircuit 12 aanwezig is. Dit voedingscircuit onttrekt aan de ontvangantenne een deel van de ontvangen energie en zet deze om in een gelijkspanning, die aan de frequentiedeler als voedingsspanning 82 0 0 1 3 8 • "5 4- wordt toegevoerd. Men spreekt in: dit geval van een passieve responder.

In plaats van een voedingscircnit kan ook een "batterij worden toegepast. Als een frequentiedeler is opgebouwd met behulp van geïntegreerde schakelingen, b.v. vervaardigd volgens de CMOS-techniek, 5 is slechts weinig voedingsenergie nodig en is in combinatie met een moderne batterij een batterijlevensduur van ca. vijf jaar mogelijk.

Toepassing van een frequentiedeler in een responder is op zichzelf bekend. In deze· bekende responders wordt de door de responder ontvangen frequentie door twee gedeeld en vervolgens weer uitgezonden.

10 De deling door twee heeft, het bezwaar, dat de frequenties van de ontvangen en weer uitgezonden signalen relatief dicht bij elkaar liggen waar- -door om een goede scheiding te bewerkstelligen de ontvangspoel en de zendspoel van de responder haaks op elkaar dienen te worden geplaatst.

Dit vereist een relatief omvangrijke responder. .....

15 Volgens een aspect van de uitvinding wordt dit bezwaar onder vangen door een hogere deelfaktor te kiezen, die minimaal vier is en in een voorkeursuitvoeringsvorm acht is.

Doordat bij gebruik van een grotere deelfaktor, en dus van een iets gecompliceerder frequentiedeler, de door de responder ontvangen 20 resp. weer uitgezonden frequenties relatief ver van . elkaar liggen, behoeven de ontvang- en. zendspoel van. de responder niet haaks op elkaar· te staan. De ontvang- en zendspoel van de responder kunnen dan parallel opgesteld zijn en zelfs samen op een enkele ferrietstaaf zijn geplaatst, zodat de responder zeer compact kan worden uit gevoerd.

25 Voorts wordt de kans op vals alarm kleiner naarmate grotere ver schillen bestaan tussen het door de responder ontvangen signaal en het door de responder weer uitgezonden signaal.

De keuze van een relatief grote deelfaktor heeft ook voor de zender en ontvanger van het stelsel voordelige gevolgen, die in het 30 volgende nog nader zullen worden beschreven.

Fig. 3 toont het schakelschema van.een voorbeeld van een responder volgens de uitvinding. De responder omvat een ontvangkring bestaande uit een ontvangspoel L·^ en een condensator C^. Voorts omvat de responder een zendkring bestaande uit een zendspoel en een con-35 densator C^. De ontvangkring is in een praktische uitvoeringsvorm af gestemd op 138 kHz, terwijl de zendkring is af gestemd op 11,25 kHz.

82 0 0 1 3 8 , * -i . -5-

Zoals, reeds opgemerkt kunnen de ontvangspoel en de zendspoel Lg parallel zijn opgesteld en zelfs gezamenlijk op een enkele ferrietstaaf zijn aangebraeht.

Uit het feit dat de ontvangkring L^C-] is ·afgestemd op· 138 kHz 5 terwijl de zendkring LgC^ is afgestemd op 17*25 kHz hlijkt dat- in de responder een frequentiedeling met een deelfaktor acht plaatsvindt»

Hiertoe is een geïntegreerde "binaire frequentiedeler 15 aanwezig, die b.v. van het in de- handel verkrijgbare type HEF b02k BF kan zijn» a * *

Dit is een volgens de CMOS- techniek vervaardigd, geïntegreerd circuit, 10 dat weinig voedigsenergie opneemt.. Het van de ontvangkring afkomstige signaal wordt via een geleider 16 toegevoerd aan de ingang van de deler 15. Het signaal met de frequentie van 1T,25 kHz wordt via een geleider 17 en een condensator toegevoerd aan de zendkring LgC^ van de responder. De getoonde responder is van het passieve type, d.w.z. dat 15' de voedingsenergie voor de deler 15 wordt onttrokken aan de ontvang— kring» Hiertoe zijn gelijkrichters D^ en Dg aanwezig alsmede afvlak-condensatoren Cg, en -weerstanden R^, Rg.

Bij toepassing van een. responder van het in het voorgaande "beschreven type kan detectie van het respondersignaal op verschillende wijzen 20 worden gerealiseerd. ·

Een eerste methode is "belichaamd in het in fig» k getoonde stelsel.

In het in fig. 1 getoonde stelsel wordt gebruik gemaakt van het feit dat de momentele frequentie van het door de zender 2 (fig. 1) uit-25 gezonden signaal gelijk is aan de momentele frequentie van. het door de ontvanger 6 (fig. 1), bij aanwezigheid van een responder in de ondervra— gingszone, ontvangen signaal, gedeeld door de deelfaktor H van de responder. Dit betekent, dat indien het uitgezonden signaal in frequentie is gemoduleerd, ook het ontvangen signaal in frequentie is gemoduleerd, 30 waarbij echter de frequent ie zwaai van het ontvangen signaal een faktor H kleiner is dan de frequentie zwaai van het uitgezonden signaal. In de ontvanger kan derhalve gedetecteerd worden op de aanwezigheid van deze frequentiemodulatie.

Het stelsel van fig. U omvat een hoogfrequent oscillator 20, die de 35 draaggolf voor het uit te zenden ondervragingssignaal verschaft. Dit met signaal wordt / behulp van een modulatie-oscillator 21 in frequentie gemoduleerd met een sinusvormig signaal. In een praktische uitvoeringsvorm kan de draaggolf weer een frequentie van 138 kHz hebben en kan het 8200138 i ?· -6- - .·' modulerende signaal, een frequentie van 135 Hz hebben. Het uitgangssignaal van de. hoogfrequent-oscillator 20 wordt via een vermogensversterker 22 en een scheidingsinrichting 23 toegevoerd aan een of meer antennespoelen 2i. De scheidingsinrichting zal in het volgende nog nader worden beschre-5 ven., Hu wordt reeds opgemerkt, dat de scheidingsinrichting dient om uit te zenden signalen te scheiden van de ontvangen signalen. Dit is van belang omdat bij voorkeur een gecombineerde zend/ontvangspoel of spoelen wordt (worden) gebruikt.

Het door de gecombineerde zend/ontvangspoel(en) 2k ontvangen 10 signaal wordt derhalve via de scheidingsinrichting 23 toegevoerd aan een ontvang- en verwerkingsinrichting 25. Deze omvat een selectieve versterker 26, die is afgestemd op de· door de responder uitgezonden frequentie en die het ontvangen antwoordsignaal verder filtert en versterkt. Het uitgangssignaal van de selectieve versterker wordt in-een .

15 demodulator 27 gedemoduleerd. Bij aanwezigheid van een responder in het ondervragingsveld ontstaat aan de uitgang van de demodulator 2T weer het signaal waarmee de hoogfrequent-oscillator 20 in frequentie werd gemoduleerd.. Het uitgangssignaal van de demodulator wordt, toegevoerd aan een synchrone detector 28, waaraan tevens via een leiding 29 een 20 van de modulatie-oscillator 21 afkomstig referentiesignaal wordt toegevoerd. De synchrone detector is zodanig ingericht dat deze, indien het ontvangen signaal in faze is met het referentiesignaal en indien tevens de signaal/ruisverhouding voldoende hoog is., aan een integrator 30 een uitgangsspanning afgeeft, die. de uitgangsspanning van de inte-25 grat or doet oplopen.· - Zodra de uitgangsspanning van de integrator 30 een door een niveaudetèctor 31 bepaald, instelbaar drempelniveau overschrij.dt, verschaft de niveaudetector een uitgangssignaal, dat een signalerings-of alarminri dating 32 bekrachtigt.

30 Fig. 5 toont een voorbeeld van een praktische uitvoeringsvorm van een schakeling om een in frequentie gemoduleerd ondervragingssignaal op te wekken.. De in fig. 5 getoonde schakeling komt overeen met de blokken 20 en 21 van fig. k. Opgemerkt wordt dat ook andere schakelingen mogelijk zijn die een vergelijkbaar resultaat verschaffen.

35 Een spanningbestuurde oscillator 33 wekt een hoogfrequent signaal op, dat door een deler 3i door een faktor A en door een fazever-deler 35 door vier wordt gedeeld tot de ondervragingsdraaggolffrequentie.

8200138 '* Λ / -7- * * ‘

Tussen haakjes zijn in fig. 5 de frequenties en de deeltallen vermeld» zoals die in een praktische uitvoering van het systeem gebruikt kunnen worden.

Deler 36 deelt door een faktor B en het uitgangssignaal wordt in 5 fazevergelijker 37 vergeleken met een stabiel signaal uit een kristal- oscillator 38 en deler 39· Het uitgangssignaal van de fazevergelijker geleid wordt via een lusfilter 1+0/naar de oscillator 33, waarmee de faze-vergrendellus (Phase lock Loop) gesloten is.. Er vindt dus fazevergrende- ling plaats met het uitgangssignaal-van deler 39 als referentie.. Dit re-10 ferentiesignaal, tot een sinusvormige spanning met dezelfde frequentie omgevormd in een laagdoorlaatfilter i+1» moduleert de oscillator 33 tevens in frequentie. Daar deze frequentie-modulatie synchroon plaatsvindt aan de fazevergrendeling (het gemiddelde van de frequentiedeviatie is nul over een periode van het referentiesignaal) vindt geen verstoring 13 van de fazevergrendellus plaats. Deler 39 levert tevens het referentiesignaal voor de synchrone detector in de ontvanger.

Fazeverdeler 35 heeft vier uitgangen, die elk een (symmetrische) m - blokspanning geven met de frequentie van het ondervragingssignaal, waarvan de faze bij elke volgende uitgang met 90 graden oploopt. Zo* zijn er v 20 twee paren van uitgangen die onderling 180 graden in faze verschillen.

Zo’n paar uitgangen stuurt een vermogens versterker, die uit twee geïntegreerde versterkercircuits bestaat en die op symmetrische wijze een anten— nespoel voedt.· Het andere paar kan ook een vermogensversterker sturen, echter 90 graden ia faze verschoven met de eerste versterker. Als de '·· 25 tweede vermogensversterker een tweede spoel voedt» die loodrecht op de eerste antennespoel geplaatst is, wordt een magnetisch draaiveld opgewekt.

Zo’n- magnetisch draaiveld in de doorgang van een detectiestelsel maakt, dat de alarmering minder afhankelijk is van de stand van de res-30 ponder en dat daarmee de detectiekans groter is.

Fig. 6 toont een praktisch uitvoeringsvoorbeeld van een antenne-circuit voor een stelsel volgens de uitvinding. De figuur correspondeert met de blokken 22, 23 en 2k en 26 van fig. b.

De vermogensversterker 22 bekrachtigt als spanningsbron een seriekring C^-L·^ aan, die resoneert op de zendfrequentie 138 kHz. Er ontstaat een wisselstroom als aangegeven met een pijl b2 en over de klemmen van de 8200138 -8- Λ * zend/ontvaagspoel L·^ ontstaat een 138 kHz-spanning met een amplitude van ' 100-200 V..

De serieschakeling van L^.+ en resoneert op de ontvangfre-quentie 1J,25 kHz» Yoor deze frequentie heeft een hoge impedantie, 5 zodat de 17 »25 kHz-stroom uitsluitend via en vloeit en over • een spanning induceert.

De parallelschakeling van L·^ en Cg resoneert op 138 kHz en vormt -voor die frequentie dan een zeer hoge impedantie. Dit voorkomt dat er 138 kHz-stroom naar vloeit.

•10 Hiermee wordt het (sterke) 138 kHz-zendsignaal weggehouden uit de ontvanger, terwijl het door L·^ opgepikte ontvangstsignaal (17,25 kHz) uitsluitend naar de ontvanger gaat.

en vormen een paraLëLkring, resonerend op 17,25 kHz, dat via koppelcondensator gekoppeld is met de kring L·^ + Lg en. C^, 15 en dat het ontvangen signaal verder filtert en via een koppelspoel toevoert aan de ontvanger.

In deze schakeling is- de spoel dus een gecombineerde zend/ ontvangantenne, die asymmetrisch wordt aangestuurd, daar L1 met de ene aansluitklem aan massa ligt.

20 Fig. 7 geeft het principeschema voor een symmetrische schakeling.

Twee vermogensversterkers 22 en 22’ worden aangestuurd met twee 138 kHz-signalen, die onderling 180° in faze verschillen.

C^A, L·^ en C^B vormen de 138 kHz-zendkring; C^A, ^Α+Ι^+Β^Β, C^B vormen de 17',25 kHzr-ontvangkring. Verder is de schakeling identiek 25 aan die in fig» 6» Zowel, voor het zendsignaal, als voor het ontvang-signaal is de schakeling symmetrisch. Voor de ontvangkant heeft dit .nog het bijkomende voordeel, dat elektrische stoorvelden en stoor-spanningen op het net geen stoorsignalen in de ontvanger geven.

De schakelingen van fig. 6 en 7 zijn mogelijk doordat de zend- en 30 ontvangfrequentie ver uiteen liggen en maken het gebruik van kritische duplextechnieken overbodig.

Fig. 8 toont een praktisch uitvoeringsvoorbeeld van een schakeling voo'r synchrone detectie van het door de modulatie-oscillator 21 aan het uitgezonden signaal toegevoegde, modulatiesignaal, dat een fre-35 quentie kan hebben van 135 Hz zoals reeds is aangegeven. De frequentie-zwaai kan b.v. 800 Hz zijn. De in fig. 8 getoonde schakeling correspondeert met de blokken 28 en 30 van fig. U.

8200138 -9- * - 4

De responder deelt door acht, geeft dus een signaal af met frequentie van 17,25 kHz met een frequentiezwaai van 100 Hz. De frequentie van het modulaat is echter nog steeds 135 Hz.

In de demodulator 27 (fig. M wordt de 135 Hz-hulpdraaggolf 5 teruggewonnen en toegevoerd aan het synchrone detectiecxrcuit 28 (zie fig. U). S is de synchrone schakelaar, die via de leiding 29 door het 135 Hz-referentiesignaal uit de zenders wordt bestuurd en R.j» Rg, D^ en Dg vormen een detectiedrempelcircuit. ·

De werking is als volgt (zie ook de spanningscurven in fig. 9)* 10 U. is de ontvangen 135 Hz-hulpdraaggolf. Tijdens het negatieve deel van de periode gaat schakelaar S voor ü-periode dicht èn dan is Ur » U.. De negatieve ingang van een operationele versterker voert dan

w X

dezelfde spanning als de positieve ingang, dus VQ. De spanning die over het detectiedrempelcircuit valt is dus tT^, 15 De relatie tussen de stroom i door het detectiedrempelcircuit (fig.8') in de door de operationele versterker k3 en de condensator C10 gevormde’integrator, en de spanning U^, wordt gegeven door: 1e voor y 2: i * il + i2 DC - %1 . U0 - °D2 --BÏ— +-S- uc - (-uj 20 2e TOor σ0<-σζ: i = —— 3eTOor^Iz<üc<tfD1^: i-0

’ waarin: * de- voorwaartse diodespanning van D1 £:0,7 V

Upg = de voorwaartse diodespanning van- Zener-diode Dg 0,7 V Hg = de Zener-spanning van de Zener-diode 02 ~ 3,9 V· 25 Hieruit volgt: uc_ uc-o,t σ0 - ο,τ (tic - ο,τ)

Dc>0,T J 1 ’ B1 + ~ üo<-uz l . ïïc + 3·9 Oc <-3,9 i 1_ R2 8200138 • - -10-

i V

i = 0

-3,9<Uc<0,7 J

Daar bovendien E2 ^ R1 betekent dit », dat· voor positief gaande spanning de integratoringangsstroom i eerder begint en sneller ^ stijgt, dan als omgekeerd negatief wordt. Een positieve en dus positieve i betekent» dat de integrator-uitgangsspanning UQ omlaag . gestuurd wordt» terwijl een negatieve Uq en i een stijging van de integrator in positieve richting bewerkstelligt. Daar de snelheid van. het stijgen en dalen van de integrator-uitgangsspanning evenredig is ^ met de ingangsstroom i betekent dat , dat een positieve de uitgangs-spanning snel doet dalen (ΧΓ wordt ^ 0 in een kwart 135 Hz-periode bij een maximaal hoge U^).. Een (maximaal) negatieve U^, doet Ï7Q. . slechts langszaam stijgen en er zijn ongeveer tien perioden van het 135 Hz-signaal benodigd om U0 zover te laten stijgen om het drempel-^ niveau van de nivèaudétector 31* die. b.v„ een flipflop kan zijn, te bereiken en alarm te doen afgaan.

Dit mechanisme· maakt dat het alarm niet kan afgaan op ruis of op een ander willekeurig signaal. De schakeling wordt bij afwezigheid van 135 Hz-signaal dan ook voluit gestuurd met ontvangerruis en opge-2Q vangen ruis en stoorsignalen zonder dat alarm optreedt. Een gevoelig-heidsinstelling in de vorm van een verzwakker is dan ook niet nodig.

De schakeling zal pas alarmeren wanneer een 135 Hz-signaal binnenkomt, dat: 1e de juiste faze heeft ten opzichte, van de synchrone schakelaar ' 2e een. voldoend grote signaal/ruisverhouding heeft.

Het detectiecriterium. is dan ook. niet het signaalniveau absoluut maar de signaal/ruisverhouding. De detectiedrempel wordt dan bepaald door het detectiedrempelcircuit, met name de verhouding R2/R1 en de Zener-diodespanning U^..

20 Fig. 9 geeft de spannings- en stroomvormen bij ontvangst van een 135’Hz-signaal. Fig. 10 dat voor een willekeurig signaal.

In het voorgaande is een detectiestelsel beschreven waarbij gebruik werd gemaakt van een in frequentie gemoduleerd uitgezonden signaal (het ondervragingsveld), een responder met een frequentiedeler, die de ontvangen frequentie door een relatief grote factor I deelt, en een inrichting die het door de responder uitgezonden signaal kan 8200138 t « ' —IT— ontvangen en aan de frequentiemodulatie kan herkennen.

Het is echter ook mogelijk om een soortgelijk stelsel op te bouwen waarbij met gebruik van dezelfde responder het ondervragingsveld niet in: frequentie is gemoduleerd en de detectie op andere wijze wordt 5 bewerkstelligd. Een dergelijk stelsel wordt in. het volgende beschreven.

Ih een. dergelijk stelsel is derhalve continu een ongemoduleerd ondervragingsveld aanwezig, dat. weer b.v. een frequentie van 138 kHz kan hebben* De responder zendt- dan een ongemoduleerd antwoordsignaal terug, dat b.v. weer een frequentie van 17»25 kHz kan hebben.

10 Door de deling in de responder gaat echter de fazerelatie met het uitgezonden signaal verloren. D.w.z. dat het van de responder afkomstige 17,25 kHz signaal ten opzichte van een aan de zendzijde opgewekt referentiesignaal. van 17*25 kHz acht verschillende fazen kan hebben. Voorts geven ook de zend- en ontvangspoelen fazedraaixngen 15" zodat in de praktijk alle fazeverschillen (tussen het respondersignaal en het referentiesignaal) tussen 0° en 360? kunnen voorkomen. _

Als echter een responder zich in het ondervragingsveld bevindt, en een signaal terugzendt met een bepaalde faze, zal deze faze zich'niet meer wijzigen, zolang de responder in het veld blijft.. Van deze 20 eigenschap is in het thans te beschrijven stelsel gebruik gemaakt om een betrouwbare detectie, te bewerkstelligen.

Hiertoe is aan de ontvangzijde van het stelsel een synchroon detectiecircuit. aanwezig»· gebaseerd op vier synchrone schakelaars,. die elk met een referentiesignaal.bestuurd worden, waarbij de referentie-25 signalen onderling. 90° in faze verschillen. Het van de responder ontvangen signaal is dan altijd (met een afwijking van maximaal k5°) in faze met een .van de .vier schakelaars. Elk van de vier schakelaars is dan via een detectiedrempelcircuit. met een bijbehorende integrator zoals getoond in fig. 8 verbonden. De integratoruitgangen zijn via een 30 OF-poort met een. gemeenschappelijke uitgang verbonden.

Fig. 11 toont het principeschema van een dergelijk stelsel.

Voor delen van fig. 11 die overeenkomen met delen van fig. k zijn dezelfde verwijzingscijfers gebruikt.

Een oscillator 20 verschaft een signaal met een frequentie van 35 b.v.· 138 kHz, dat wordt versterkt door een vermogensversterker 22 en dat door een duplexinrichting of een andere scheidingsinrichting 23 8200138 - -12- ft t wordt toegevoerd aan êên of meer antennespoelen 2U. Het signaal van de oscillator 20 wordt tevens toegevoerd aan een frequentiedeler 60, die b-..v. door acht deelt» Het. uitgangssignaal van de frequentiedeler wordt toegevoerd aan een. fazeverdeler 61, die vier uitgangen heeft.

5 De aan deze uitgangen opgewekte, signalen verschillen telkens 90° in faze en besturen resp. circuits 62 t/m 65* die elk zijn opgebouwd op de in fig. 8 getoonde wijze. Met de inrichting 23 is voorts een selectieve versterker 26. verbonden, waaraan het door de antennespoelen van een responder ontvangen signaal wordt toegevoerd. Het uitgangssignaal 10 van de selectieve versterker wordt aan elk van de circuits 62 t/m 65 toegevoerd. De uitgangen van de circuits 62 .t/m 65 zijn verbonden met een OF-poort 66, die telkens als iin der circuits 62 t/m 65 een uitgangssignaal afgeeft de niveaudetector 31 kan besturen.

Een signaal met een van het. referentiesignaal afwijkende fre-15' quentie heeft een.continu ten opzichte van het referentiesignaal veranderende faze en zal niet lang genoeg in iin fazekwadrant blijven om. de integrator van iin der circuits 62 t/m 65 voldoende te laten oplopen en zal dus geen alarmering tot gevolg hebben. Bij een slechts gering verschil in frequentie is echter nog wel detectie mogelijk, zodat 20 in de- praktijk een detectieband met een breedte van enkele Hertz wordt verkregen.

Opgemerkt wordt, dat diverse modificaties van de beschreven det eet iest els els. voor de deskundige voor de hand liggen.

Zo kunnen b.v. de beschreven stelsels worden uitgebreid met een 2? coderingscircuit in de responder en een codeherkennings circuit in de ontvanger. Deze en andere modificaties worden geacht binnen het kader van de uitvinding te liggen.

82J0 138

Claims (9)

1. Elektronisch detectiestelsel. omvattend een met althans een zendantennespoel gekoppelde zendinrichting voor het opwekken van een ondervragingsveld; een responder met een ontvangspoel en een zend-spoel die in responsie op het ondervragingsveld een signaal uit zendt; 5 en een ontvang- en deteetieinrichting, die met althans een ontvang- antennespoel is gekoppeld om het door de responder uitgezonden signaal te ontvangen en verder te verwerken, met het kenmerk, dat de. ontvangspoel en de zendspoel van de responder parallel aan elkaar zijn opgesteld en dat de responder een tussen de ontvang- en zendspoel verbon-10 den frequentiedeler omvat., die de ontvangen signaalfrequentie deelt door een factor ΪΓ ^ k.

2. Detectiestelsel volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de ontvangspoel en de zendspoel van de responder gezamenlijk op een, enkele ferrietstaaf zijn aangebracht. 15 3- Detectiestelsel volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de frequentiedeler een achtdeler is. k. Detectiestelsel volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de responder een met de ontvangen spoel verbonden gelijkricht-en afvlakschakeling omvat, die is verbonden met de voedingsklemmen 20 van de frequentiedeler.

5. Detectiestelsel volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de zendinrichting een. hoogfrequentoseillator omvat, die via· tenminste êên vermogensversterker de zendantennespoel bekrachtigt, alsmede een modulatieoscillator, die het signaal van- de hoogfrequent^-- 25 oscillator in frequentie moduleert, en die aan een synchrone detector van de ontvanginrichting een·.referentiesignaal verschaft; en dat-de ontvang- en deteetieinrichting een filterinrichting omvat, die selectief is afgestemd, op de door de responder uitgezonden frequentie;, een EM-demodulator, die met de synchrone detector is verbonden, die een 30 uitgangssignaal afgeeft als het uitgangssignaal van de EM-demodulator in voldoende mate in faze is met het referentiesignaal.

6. Detectiestelsel volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de synchrone detector een synchroon schakelorgaan omvat, dat door het referentiesignaal wordt bestuurd en dat is verbonden tussen een eerste 35 klem van een ingang, waaraan het uitgangssignaal van de EM-demodulator 82 0 0 1 3 8 } 'i · 4 -1W i wordt toegevoerd'en. een parallelschakeling van bestaande uit twee takken, waarvan -de eerste een weerstand en een diode., en de tweede een weerstand - en een Zener-diode omvat, welke parallelschakeling voorts is verbonden met de negatieve ingang van een als integrator aangesloten operationele 9 versterker, waarvan de uitgang de uitgang van de synchrone detector vormt, terwijl de positieve:·.ingang van.de operationele versterker is verbonden met de tweede klem van de bovengenoemde ingang. T. ' - .Deteetiestelsel volgens conclusie 5 of' 6 met. het kenmerk, dat de uitgang van de synchrone detector, is verbonden met een niveaudetector tO die zodra het uitgangssignaal de synchrone detector een instelbaar niveau bereikt een bekrachtigingssignaal afgeeft aan een alarm- of signaleringsinrichting.

8. Deteetiestelsel volgens conclusie T met het kenmerk, dat de niveaudetector een monostabiele multivibrator is. 19 9* Deteetiestelsel volgens een der conclusies 1 t/m k, met het kenmerk, dat. de zendinrichting een hoogfrequentoscillator omvat,, die via tenminste een vermogensversterker de zendantennespoel bekrachtigt, alsmede een fre-quentiedeler, die met'de hoogfrequentoscillator is verbonden en die het hoogfrequente signaal deelt door dezelfde factor ΪΓ, waarmee ook 20 in de responder de freq.uentiedeling plaatsvindt, waarbij het uitgangssignaal van de frequentiedeler wordt toegevoerd aan een fazeverdeler, die vier uitgangen heeft, die signalen voeren met telkens 90° verschillende fazen, welke signalen als referentiesignalen worden toegevoerd aan een synchrone detectieinrichting van de. ontvang- en detectie— 29 inrichting.

10. Deteetiestelsel volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de synchrone detectieinrichting bestaat uit vier synchrone detectoren volgens conclusie 6, aan elk waarvan een der uitgangssignalen van de fazeverdeler alsmede het door de ontvangspoel(en) van de responder ontvangen 30 signaal wordt toegevoerd, waarbij de uitgangen van de synchrone detectoren zijn verbonden met een OF-poort, waarvan de uitgang is verbonden met een niveaudetector.

11. Deteetiestelsel volgens conclusie 10 met het kenmerk, dat de niveaudetector een monostabiele multivibrator is met een instelbaar detectie- 39 niveau.

12. Deteetiestelsel volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de zendantennespoel (en) tevens de ontvangantennespoel(en) 8200138 : . ' * ·> a v · * · *«·..·. * - t’“ * ‘ ; ; : . . ’ I ; V I is (zijn.), waarbij voor de koppeling met de zencd.nrich.ting resp.. de ontvang- en. detectieinrichting een scheidingsinrichting aanwezig is.

13. Detectiestelsel volgens conclusie 12 met bet kenmerk, dat de scheidingsinrichting tezamen met de tenminste ene zend/ontvangantenne-5 spoel een antennecircuit vormt waarin de. zend/ontvangantennespoel 'met een eerste condensator een eerste LC-kring vormt, die kan resoneren (¾ dê zendfrequentie, en dat een in cascade met de eerste LC-ring verbonden, tweede LC-ring aanwezig is * die op de door de responder uitgezonden frequentie kan resoneren en. die naast een tweede spoel 10 en een tweede condensator de tenminste ene zend/ontvangantennespoel omvat, waarbij parallel met de tweede een derde condensator is verbonden die samen met de tweede spoel een op de zendfrequentie resonerende kring vormt. 1k. Detectiestelsel volgens conclusie 12 en 13.met bet kenmerk, 15 dat door verdubbeling .van de tweede spoel en de tweede en derde condensator een ten opzichte van aarde symmetrisch antennecircuit is gevormd,, dat via een. fazeverdeler en twee bijbehorende versterkers met twee 180° in faze verschillende signalen wordt bestuurd. 15* Detectiestelsel volgens conclusie 12, 13 of 1^· gekenmerkt door 20 twee in hoofdzaak loodrecht op elkaar opgestelde zend/ontvangantenne-spoelen, die via bijbehorende antennecircuits worden bekrachtigd met ten opzichte van' elkaar 90° in faze verschoven signalen voor het opwekken van een draai veld. 8200138