NL8420234A - METHOD AND TRANSPONDER FOR DISTANCE MEASUREMENT AND IDENTIFICATION - Google Patents
METHOD AND TRANSPONDER FOR DISTANCE MEASUREMENT AND IDENTIFICATION Download PDFInfo
- Publication number
- NL8420234A NL8420234A NL8420234A NL8420234A NL8420234A NL 8420234 A NL8420234 A NL 8420234A NL 8420234 A NL8420234 A NL 8420234A NL 8420234 A NL8420234 A NL 8420234A NL 8420234 A NL8420234 A NL 8420234A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- transponder
- signal
- frequency
- interrogating
- station
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
- G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
- G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
- G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
- G01S13/767—Responders; Transponders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
Description
8420234 v G PEM/so/1Findit8420234 v G PEM / so / 1Findit
Werkwijze en een transponder voor het meten van een afstand en voor identificatie.___Method and a transponder for measuring a distance and for identification .___
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een meet- en identificatiesysteem, en in het bijzonder op een werkwijze voor het meten van een afstand tot en voor identificatie van levende schepsels, bijvoorbeeld schapen en/of ob-5 jeeten/voorwerpen, en op een transponder voor gebruik met het meten van de afstand en met de identificatie, welke transponder bedoeld is voor communicatie met ten minste één ondervragend station, zoals is aangegeven in de aanhef van de bijbehorende conclusies.The present invention relates to a measurement and identification system, and in particular to a method for measuring a distance to and for identification of living creatures, for example sheep and / or obesity / objects, and a transponder for use with the distance measurement and with the identification, which transponder is intended for communication with at least one interrogating station, as indicated in the preamble of the accompanying claims.
10 Uit het Duitse "Offenlegungsschrift" nr. 2.919.753 is een stationair ondervragend station en een transponder bekend. Het ondervragende station omvat een energie-over-drachtsorgaan, een ontvanger en een evaluatie-orgaan. De transponder bestaat uit een energie-ontvanger en een ener-15 gie-omzetter, een identificatietekengeheugen, een frequentie-generator en een verbindingsorgaan, omvattende een identifi-catietekenzender en ten minste één antenne. In het ondervragende station is een vrijgavecode-geheugen en een vrijgave-code-zender aangebracht en de transponder omvat een vrijgave-20 code-ontvanger, een vrijgavecode-geheugen een een vrijgave-code-vergelijkingsorgaan, dat samen met de resterende modulen van de transponder zodanig is verbonden, dat een in het iden-tificatiegeheugen opgeslagen identificatiesignaal slechts door het energie-overdrachtsorgaan van de transponder wordt 25 uitgezonden, wanneer de door het ondervragende station uitgezonden code en de in het antwoordende apparaat opgeslagen code samenvallen. In het ondervragende station kunnen het energie-overdrachtsorgaan en de vrijgavecode-zender door dezelfde zender worden gevormd. Op soortgelijke wijze kunnen de 30 energie-ontvanger en de vrijgavecode-ontvanger worden gevormd door één en dezelfde ontvanger. De energiezender van het ondervragende station kan zijn voorzien van een gerichte antenne .From the German "Offenlegungsschrift" No. 2.919.753 a stationary interrogating station and a transponder are known. The interrogating station includes an energy transfer device, a receiver and an evaluation device. The transponder consists of an energy receiver and an energy converter, an identification memory, a frequency generator and a connector, comprising an identification transmitter and at least one antenna. In the interrogating station, a release code memory and a release code transmitter are provided, and the transponder includes a release code receiver, a release code memory and a release code comparator, which together with the remaining modules of the transponder is connected such that an identification signal stored in the identification memory is transmitted by the transponder's energy transfer device only when the code transmitted by the interrogating station and the code stored in the answering device coincide. In the interrogating station, the energy transfer member and the release code transmitter may be the same transmitter. Similarly, the energy receiver and the release code receiver can be one and the same receiver. The energy station of the interrogating station may be provided with a directed antenna.
Het Amerikaanse octrooischrift 4015259 beschrijft 35 een transponder, die bij detectie van de draaggolffrequentie 8420234 - 2 - van een vragend signaal in antwoord een identificerende ontvangst uitzendt, waarvan de tijdsduur gelijk is aan een einddeel van het vragende signaal, met een tweede draaggolf-frequentie, die een geheel veelvoud is van de draaggolffre-5 quentie van het vragende signaal. Het Amerikaanse octrooi-schrift beschrijft in serie verbonden dioden, die bij uitzending van microgolfenergie van een bepaalde frequentie als antwoord harmonischen van de frequentie zullen opwekken. Het antwoordsignaal is eveneens gemoduleerd met een identifica-10 tiecode. In een bepaalde uitvoeringsvorm verschaft de transponder een pseudo-willekeurige ondervragingscode van n-bits. Er wordt een basisfrequentie van 3,1 GHz voorgesteld, hetgeen veronderstelt, dat het gezochte doel zich binnen het gezichtsveld van de zender bevindt, en het bereik is daarom 15 aanzienlijk beperkt door de breedte van de stralingslob. Als bereik wordt ongeveer 300 m aangegeven, en vanuit een vliegtuig, een niveau van ongeveer 300 m, hetgeen betekent, dat het stralingsgebied ongeveer 675 x 42 m groot is.United States Patent Specification 4015259 discloses a transponder which, upon detection of the carrier frequency 8420234-2 of a requesting signal in response, transmits an identifying reception, the duration of which is equal to an end portion of the requesting signal, with a second carrier frequency, which is an integer multiple of the carrier frequency of the interrogating signal. The US patent describes serially connected diodes which, when emitting microwave energy of a certain frequency, will generate harmonics of the frequency in response. The response signal is also modulated with an identification code. In a particular embodiment, the transponder provides a pseudo-random n-bit interrogation code. A base frequency of 3.1 GHz is suggested, which assumes that the target being sought is within the field of view of the transmitter, and the range is therefore considerably limited by the width of the radiation lobe. The range indicated is about 300 m, and from an airplane, a level of about 300 m, which means that the radiation area is about 675 x 42 m.
Het Amerikaanse octrooischrift 4.107.675 heeft be-20 trekking op een transponder/responderstelsel, waarbij het vragende station in tijd beperkte ondervragingssignalen uitzendt op een eerste draaggolffrequentie, en de transponders, wanneer zij zijn geactiveerd in antwoord een antwoordsignaal uitzenden, met een informatiecode op een tweede draaggolffre-25 quentie, waarbij de tijd tussen het uitzenden van het vragende signaal en de ontvangst van het antwoordsignaal gebruikt wordt voor het berekenen van de afstand tussen het ondervragende station en de transponders. Er worden echter geen gecodeerde ondervragende pulsen uitgezonden. Het octrooi-30 schrift heeft in het bijzonder betrekking op de identificatie van kleine vaartuigen, bijvoorbeeld zeilboten, die problemen hebben of die in nood verkeren. In het geval dat verscheidene vaartuigen in nood verkeren of problemen hebben, of in het geval waarbij de transponder toevallig aan boord is geacti-35 veerd, is gelijktijdige transmissie van antwoordsignalen mogelijk, met het zeer aanzienlijke risico van storing. De in de transponder aan boord van het vaartuig beschikbare code heeft alleen betrekking op de identificatie van toestand 8420234 - 3 - (noodtoestand), maar het op het land gebaseerde station is niet in staat het vaartuig of het soort vaartuig te identificeren.United States Patent 4,107,675 relates to a transponder / responder system, wherein the requesting station transmits time-limited interrogation signals at a first carrier frequency, and the transponders, when activated in response, transmit a reply signal with an information code on a second carrier frequency, wherein the time between the transmission of the interrogation signal and the reception of the response signal is used to calculate the distance between the interrogation station and the transponders. However, no coded interrogating pulses are transmitted. The patent relates in particular to the identification of small vessels, for example sailing boats, which have problems or are in distress. In the event that several vessels are in distress or have problems, or in the event that the transponder is accidentally activated on board, simultaneous transmission of response signals is possible, with the very significant risk of interference. The code available in the transponder on board the vessel refers only to the identification of state 8420234 - 3 - (state of emergency), but the land-based station is unable to identify the vessel or type of vessel.
Zoals in het geval van DE-OS-2.919.753, beschrijven 5 eveneens DE-OS 2.736.217 en 2.508.201 een techniek, waarbij het object door middel van het ondervragende station een voldoende voedingsstroom te verschaffen voor het verbindende orgaan van de transponder. Dit vormt echter een onnodige complicatie van het stelsel, zelfs hoewel een mogelijkheid is 10 aangegeven een accu te gebruiken voor de energietoevoer van de transponder. Door het gebruik van een accu in verbinding met het bekende systeem, ontstaat het aanzienlijke nadeel, dat de accu constant geladen zal zijn en daardoor relatief snel zal zijn ontladen. Bekende persoonlijke oproepstelsels, 15 zoals binnen ziekenhuizen en binnen de industrie gebruikt worden, zijn van de soort, waarbij de ontvangers of transponders met regelmatige tussenpozen moeten worden geladen, meestal gedurende de nacht of buiten de zakenuren. Daardoor zal normaal een groot aantal apparaten in het algemeen onwerkzaam 20 zijn.As in the case of DE-OS-2,919,753, DE-OS 2,736,217 and 2,508,201 also describe a technique in which the object by means of the interrogating station provides a sufficient supply current for the connecting member of the transponder. . However, this constitutes an unnecessary complication of the system, even though a possibility has been indicated to use a battery for the energy supply of the transponder. By using a battery in connection with the known system, the considerable disadvantage arises that the battery will be constantly charged and will therefore be discharged relatively quickly. Known personal call systems, such as those used in hospitals and in industry, are of the type in which the receivers or transponders must be charged at regular intervals, usually during the night or outside business hours. Therefore, normally a large number of devices will generally be inoperative.
Een aanzienlijk nadeel van de bekende oplossingen is dat afstandsbepalingen niet mogelijk zijn en de positiebepaling is in werkelijkheid eveneens tamelijk moeilijk uit te voeren, omdat de draagmogelijkheden tamelijk beperkt zijn om-25 dat de energiezender van de ondervragende inrichting noodzakelijkerwijs een wijde stralingslob moet hebben om te verzekeren, dat ten minste één antwoordinrichting antwoordt. Dit heeft op zijn beurt uiteraard een invloed op de gebruiksmogelijkheid van het stelsel. Wanneer de stralingslob volgens het 30 bekende stelsel nauw wordt gemaakt, moet het te identificeren levende schepsel of object zich in het algemeen binnen het gezichtsveld bevinden. Volgens DE-OS 2.919.753 kan de daarin beschreven uitvinding worden gebruikt in een veiligheidssysteem om diefstal te voorkomen. In een dergelijk geval is het 35 antwoordapparaat binnen een van de ondervragende inrichting afkomstig continu stralingsveld geplaatst.A significant drawback of the known solutions is that distance determinations are not possible and the position determination is in reality also quite difficult to carry out, because the carrying possibilities are rather limited because the energy transmitter of the interrogating device must necessarily have a wide radiation lobe in order to ensure that at least one answering machine answers. This, in turn, naturally has an impact on the system's options for use. When the radiation lobe is narrowed according to the known system, the living creature or object to be identified must generally be within the field of view. According to DE-OS 2,919,753, the invention described therein can be used in a security system to prevent theft. In such a case, the answering machine is placed within a continuous radiation field originating from the interrogating device.
Volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.107.675 is de mogelijkheid beschikbaar, dat een aantal transponders ge- 8420234 - 4 - lijktijdig zendt, waardoor foutsignalen en wederzijdse storing ontstaat. Dit bekende systeem behoeft eveneens een roterende antenne bij het ondervragende station, en hoogfrequente signalen hebben een zeer nauwe stralingslob om het in nood 5 verkerende vaartuig te lokaliseren, hetgeen betekent dat zowel de antenne als de zendinrichting kostbaar zullen zijn.According to U.S. Pat. No. 4,107,675, it is possible for a number of transponders to transmit simultaneously, causing error signals and mutual interference. This known system also requires a rotating antenna at the interrogating station, and high frequency signals have a very narrow radiation lobe to locate the vessel in distress, which means that both the antenna and the transmitter will be expensive.
Vanwege het feit, dat de transponder van een lokale oscillator is voorzien, is het systeem kwetsbaar voor storings- en foutsignalen. Om het risico voor storings- en foutsignalen te 10 beperken zal de transponderapparatuur tamelijk kostbaar moeten zijn.Due to the fact that the transponder is equipped with a local oscillator, the system is vulnerable to disturbance and error signals. In order to limit the risk of malfunction and error signals, the transponder equipment will have to be quite expensive.
De onderhavige uitvinding heeft daarom het doel de met de stand van de techniek verbonden nadelen op een eenvoudige wijze te vermijden, en gelijktijdig een stelsel te ver-15 schaffen met verbeterde gebruiksmogelijkheden.The present invention therefore aims to avoid the drawbacks associated with the prior art in a simple manner, while at the same time providing a system with improved usability.
Het fokken van schapen en vee kent, in het bijzonder in afgelegen gebieden, een toenemend probleem, omdat dieren uit de kudde verdwijnen, hetzij als gevolg van ongelukken, bijvoorbeeld door het vallen van een rots, of als gevolg 20 van overlijden, vergiftiging, vreemde voorwerpen of omdat dieren zich om een andere reden van de kudde af bewegen. Het probleem is in het bijzonder bij het fokken van schapen | groot, maar eveneens bij het fokken van vee, dat zich gedu- j rende een groot deel van het jaar in afgelegen gebieden be- j 25 vindt. Verder kan de uitvinding worden gebruikt in verbinding | ! met bijvoorbeeld vaartuigen op zee voor navigatie- of nood-signaaldoeleinden.The breeding of sheep and livestock has an increasing problem, especially in remote areas, as animals disappear from the herd, either as a result of accidents, for example due to a rock fall, or as a result of death, poisoning, strange objects or because animals move away from the herd for another reason. The problem is particularly in sheep breeding large, but also in livestock breeding, which spends much of the year in remote areas. Furthermore, the invention can be used in compound | ! with, for example, vessels at sea for navigation or distress signal purposes.
Verder wordt echter benadrukt, dat de uitvinding op geen enkele wijze beperkt is tot het lokaliseren en identifi-30 eeren van schapen, noch slechts het gebruik in verbinding met vaartuigen, omdat deze twee gebruiken slechts als voorbeelden zijn gegeven met het doel op een eenvoudige wijze de werking • · 1 van de werkwijze en van de transponder volgens de onderhavige uitvinding te beschrijven. De kenmerkende eigenschappen van 35 de werkwijze en van de transponder volgens de onderhavige uitvinding zullen blijken uit de bijbehorende conclusies en uit de hierna volgende beschrijving met betrekking tot de bijgaande tekeningen, die de onderhavige uitvinding door 8420234 - 5 - niet-beperkende voorbeelden illustreren.It is further emphasized, however, that the invention is in no way limited to the location and identification of sheep, nor only the use in connection with vessels, since these two uses are given only as examples for the purpose of a simple manner describe the operation of the method and of the transponder according to the present invention. The characteristic features of the method and of the transponder according to the present invention will be apparent from the appended claims and from the following description relating to the accompanying drawings, which illustrate the present invention by non-limiting examples.
Fig. 1 geeft als een voorbeeld een ondervragend station weer voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding; en 5 fig. 2 geeft een modificatie daarvan weer.Fig. 1 shows as an example an interrogating station for carrying out the method according to the invention; and Figure 2 shows a modification thereof.
Fig. 3 geeft een eerste uitvoeringsvorm van een transponder voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding weer, en fig. 4 geeft een lichte modificatie daarvan weer.Fig. 3 shows a first embodiment of a transponder for carrying out the method according to the invention, and FIG. 4 shows a slight modification thereof.
10 Fig. 5 geeft in schematische vorm de signaalsoort weer van de signalen, die het ondervragende station (fig.FIG. 5 schematically shows the signal type of the signals sent by the interrogating station (FIG.
5a), resp. de transponder (fig. 5b) verlaten.5a), resp. leave the transponder (fig. 5b).
Fig. 6 geeft als een voorbeeld het gebruik weer van de uitvinding in verbinding met het zoeken van schapen.Fig. 6 shows as an example the use of the invention in connection with the search for sheep.
15 Fig. 7 geeft als een verder voorbeeld het gebruik van de uitvinding weer in verbinding met bijvoorbeeld kleine vaartuigen.FIG. 7 shows as a further example the use of the invention in connection with, for example, small vessels.
De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het fundamentele concept, dat binnen een systeem alle in het systeem 20 opgenomen transponders op dezelfde frequentie kunnen werken, omdat slechts één transponder op een tijdstip een gecodeerde of versleutelde oproep van een ondervragend station beantwoordt. Dit betekent in de praktijk dat de toekenning van een frequentie aan een systeem van deze soort aanzienlijk vereen-25 voudigd wordt, waarbij tegelijkertijd de “vervuiling" van het over de gehele wereld gebruikte frequentiespectrum klein is. Tegelijkertijd worden storingsproblemen tot in grote mate vermeden. IThe present invention is based on the fundamental concept that within a system all transponders included in system 20 can operate on the same frequency, because only one transponder at a time answers an encrypted or encrypted call from an interrogating station. This means in practice that the allocation of a frequency to a system of this kind is considerably simplified, while at the same time the "pollution" of the frequency spectrum used all over the world is small. At the same time, interference problems are largely avoided. I
Binnen de stand van de techniek is in het bijzonder 30 het energiegebruik een groot probleem geworden, zelfs met elektronische apparatuur. Dit is een gevolg van het feit, dat de transponders geconstrueerd zijn om continu naar de signalen van een oproep- of ondervragend station te luisteren. De onderhavige uitvinding is aldus gebaseerd op het feit, dat de 35 transponders gebruik maken van intermitterend luisteren en slechts antwoord terugzenden naar het ondervragende station na een geselecteerde/individuele oproep. Dit zal het gebruik van tamelijk kleine accu's mogelijk maken, hetgeen op zijn 8420234 - 6 - beurt zowel het gewicht als het volume van de transponders tot een minimum zal reduceren. Bij bepaalde uitvoeringsvormen van de transponder kan met voordeel gebruik worden gemaakt van zonne-energetische energievoorziening.Within the prior art, in particular, energy consumption has become a major problem, even with electronic equipment. This is due to the fact that the transponders are constructed to listen continuously to the signals from a calling or interrogating station. The present invention is thus based on the fact that the transponders utilize intermittent listening and return reply only to the interrogating station after a selected / individual call. This will allow the use of fairly small batteries, which in turn will reduce both the weight and volume of the transponders to a minimum. In certain embodiments of the transponder, use can advantageously be made of solar energy supply.
5 Als een niet-limitatief voorbeeld is volgens de uitvinding voorgesteld, dat de transponder een verhouding heeft tussen de actieve/niet-actieve toestand van 1/1000, dat wil zeggen, dat de transponder slechts gedurende 1 milliseconde per seconde luistert. Een belangrijk kenmerk van de 10 uitvinding is aldus, dat het geheel overbodig is op continue wijze te luisteren. Bij het detecteren van de juiste frequentie van het vragende station, wordt gedurende een periode van ongeveer 100 milliseconden continu geluisterd naar het door het ondervragende station uitgezonden vragende signaal om een 15 vrijgavecode te vinden, die activering van het zenddeel van de transponder zal veroorzaken. Een lange code zal een maximale veiligheid verschaffen en kan bijvoorbeeld 32 bits bevatten. Dit is van bijzonder belang wanneer het stelsel gebruikt wordt voor het om de beurt oproepen van een groot 20 aantal transponders.As a non-limiting example, it has been proposed according to the invention that the transponder has an active / inactive state ratio of 1/1000, that is, the transponder listens for only 1 millisecond per second. An important feature of the invention is thus that it is unnecessary to listen in a continuous manner. Upon detecting the correct frequency of the interrogating station, the interrogating signal broadcast by the interrogating station is continuously listened for a period of about 100 milliseconds to find a release code which will cause activation of the transmit part of the transponder. A long code will provide maximum security and may contain, for example, 32 bits. This is of particular importance when the system is used to take turns calling up a large number of transponders.
Een verder veiligheidsaspect van het onderhavige stelsel ligt in het feit, dat de transponder alleen antwoordt op een gecodeerde/versleutelde oproep, die voor die transponder bedoeld is.A further security aspect of the present system lies in the fact that the transponder responds only to an encrypted / encrypted call intended for that transponder.
25 De responsietijd Ats, die wordt gedetecteerd op het vragende station zal een directe functie zijn van tweemaal de kortste afstand tussen het ondervragende station en de antwoordende transponder, dat wil zeggen, ongeveer 0,6 ns/meter of 600 ns/kilometer. Voor praktische toepassingen, waar een 30 onderlinge afstand van ongeveer 5 kilometer bestaat, zal het antwoord aan de transponderzijde plaatsvinden na ongeveer 1,5 microseconden en de bij het ondervragende station gedetecteerde responsietijd zal daardoor ongeveer 0,3 με zijn, hetgeen een afstand van 10/2 = 5 kilometers aangeeft. Tot de 35 responsietijd Ats behoort ook een constante tijdsduurThe response time Δs detected at the interrogating station will be a direct function of twice the shortest distance between the interrogating station and the answering transponder, ie, about 0.6 ns / meter or 600 ns / kilometer. For practical applications, where there is a distance of about 5 kilometers, the answer on the transponder side will take place after about 1.5 microseconds and the response time detected at the interrogating station will therefore be about 0.3 με, which is a distance of 10 / 2 = 5 kilometers. The response time Ats also includes a constant duration
Attransp./die de inherent in de transponder aanwezige tijd-vertraging weergeeft, voordat deze reageert. Als gevolg van filtering bij het ondervragende station, kan deze tijdvertra-ging aanzienlijk groter zijn in het gebied van microsecon- 8420234 - 7 - den. De meetnauwkeurigheid hangt af van de signaal-ruis-ver-houding en van de meetnauwkeurigheid van de tijdvertraging. Met moderne micro-elektronica is het mogelijk schakelingen te verkrijgen, die zonder moeilijkheid met nanoseconden werken, 5 hetgeen de meetnauwkeurigheid tenminste theoretisch in het gebied van 1-3 meter doet zijn.Attransp / which displays the time delay inherent in the transponder before it responds. Due to filtering at the interrogating station, this time delay can be significantly greater in the microseconds range. The measurement accuracy depends on the signal-to-noise ratio and the measurement accuracy of the time delay. With modern microelectronics it is possible to obtain circuits that work with nanoseconds without difficulty, which makes the measuring accuracy at least theoretically in the range of 1-3 meters.
Een verder hoofdkenmerk van het onderhavige stelsel is, dat de transponder zijn antwoordsignalen terug overbrengt met een draaggolffrequentie, die een veelvoud n is van de 10 door het ondervragende station uitgezonden frequentie, waarbij n een getal is, dat groter is dan 0. Op deze wijze vermijdt de transponder enig gebruik van een oscillator, dat het systeem automatisch veilig maakt en onbedoelde overdracht van signalen van de transponder vermijdt. Verder wordt op deze 15 wijze een aanzienlijke frequentiestabiliteit bereikt, omdat de draaggolffrequentie van de transponder altijd een voorafbepaald veelvoud zal zijn van de draaggolffrequentie van het ondervragende station.A further main feature of the present system is that the transponder transmits its response signals back at a carrier frequency which is a multiple n of the frequency transmitted by the interrogating station, where n is a number greater than 0. In this manner the transponder avoids any use of an oscillator, which automatically makes the system safe and avoids accidental transmission of signals from the transponder. Furthermore, considerable frequency stability is achieved in this way, because the carrier frequency of the transponder will always be a predetermined multiple of the carrier frequency of the interrogating station.
Omdat het systeem verondersteld wordt gebruikt te 20 worden met een relatief groot aantal transponders, waarbij het aantal ondervragingsstations gewoonlijk aanzienlijk kleiner zal zijn, meestal 1 of 2, zal het duidelijk zijn, dat het economischer voor het stelsel zal zijn de apparatuur voor de frequentiestabiliteit in het ondervragende station zelf te 25 verschaffen.Since the system is supposed to be used with a relatively large number of transponders, with the number of interrogation stations usually being significantly smaller, usually 1 or 2, it will be appreciated that it will be more economical for the system to use the frequency stability equipment in provide the interrogating station itself.
Een verder voordeel van het de transponder gebruik laten maken van een veelvoud van de frequentie van de zender van het ondervragende station is, dat hetzelfde soort antenne of lichte modificaties daarvan kunnen worden gebruikt.A further advantage of allowing the transponder to use a multiple of the frequency of the interrogating station's transmitter is that the same type of antenna or slight modifications thereof can be used.
30 In fig. 1 is als een voorbeeld een ondervragend station afgebeeld voor gebruik met het onderhavige stelsel. Het zal echter duidelijk begrepen worden, dat vele afzonderlijke aanpassingen van het ondervragende station mogelijk zijn zonder af te wijken van het concept en het bereik van de 35 uitvinding. Als zodanig is fig. 2 een lichte modificatie van het ondervragende station volgens fig. 1.In Fig. 1, as an example, an interrogation station is shown for use with the present system. However, it will be clearly understood that many individual modifications of the interrogating station are possible without departing from the concept and scope of the invention. As such, Figure 2 is a slight modification of the interrogating station of Figure 1.
In fig. 1 omvat het ondervragende station een gecombineerde zend- en ontvangantenne 1 en een diplexer 2 om het zenddeel en het ontvangdeel van elkaar te scheiden. Het 8420234 - 8 - ondervragende station is voorzien van een zender 3, een co-deerorgaan 6, een ontvanger 4 en een weergeeforgaan 7. Het weergeeforgaan 7 kan elke geschikte configuratie omvatten, maar zal in een voorkeursuitvoeringsvorm bijvoorbeeld aange-5 ven welke transponder ondervraagd wordt, of de transponder antwoordt en de afstand tussen het ondervragende station en de transponder, gebaseerd op de gemeten responsietijd. Verder kan het weergeeforgaan een toestandcode van de transponder weergeven.In Fig. 1, the interrogating station comprises a combined transmitting and receiving antenna 1 and a diplexer 2 to separate the transmitting part and the receiving part. The 8420234-8 interrogating station includes a transmitter 3, a coder 6, a receiver 4, and a display 7. The display 7 may include any suitable configuration, but will, for example, in a preferred embodiment indicate which transponder is interrogated. whether the transponder responds and the distance between the interrogating station and the transponder, based on the measured response time. Furthermore, the display can display a state code of the transponder.
10 De zender, het codeerorgaan, de ontvanger en het weergeeforgaan worden bij voorkeur geregeld door een centraal regelorgaan 5, dat een klok omvat. Een geschikte draaggolf-frequentie voor het zenddeel van het ondervragende stelsel zou binnen de UHF-band kunnen liggen. Er wordt echter een 15 nauwe bandbreedte, bijv. 15 kHz, benodigd, hetgeen impliceert, dat de zender geen grotere frequentie-afwijking kan hebben dan 15 x 10“6. pit vormt echter geen aanzienlijk probleem, omdat de energievoorziening, de technische apparatuur en het gewicht en volume van de ondervragende stations aan-20 zienlijk complexer en groter kan zijn, dan dat wat technisch, praktisch en economisch mogelijk is in verbinding met transponders. Het zal duidelijk zijn, dat de ontvanger 4 en het jThe transmitter, encoder, receiver and display are preferably controlled by a central controller 5, which includes a clock. A suitable carrier frequency for the transmitter portion of the interrogating system may lie within the UHF band. However, a narrow bandwidth, eg 15 kHz, is required, which implies that the transmitter cannot have a greater frequency deviation than 15 x 10 6. pit does not pose a significant problem, however, because the power supply, technical equipment and weight and volume of the interrogating stations can be considerably more complex and larger than what is technically, practically and economically possible in connection with transponders. It will be clear that the receiver 4 and the j
weergeeforgaan 7 decodeermiddelen kunnen omvatten voor het Idisplay 7 may include decoding means for the I
decoderen van het van de transponder ontvangen informatie tot 25 in weer te geven vorm.decoding the information received from the transponder into displayable form.
In fig. 2, dat een modificatie van fig. 1 weergeeft, omvat het zenddeel van het ondervragende station een coderingsorgaan 27 en een decoderingsorgaan 29, die een leesbaar ingangssignaal aan het weergeeforgaan 7 verschaffen. Om 30 een stelsel te verschaffen, dat minder kwetsbaar is voor storing, kan het ondervragende station voorzien zijn van breed-spectrummodulatie, en voor dat doel is een breedspectrummodu-lator 28 verschaft. Verder is een breedspectrumdemodulator 29 aan de ontvangstzijde van het ondervragende station aange-35 bracht. Op commando kunnen codes van het regelorgaan 5, de codering door het orgaan 27 en de zendfrequentie van het station naar keuze worden geregeld.In Fig. 2, which shows a modification of Fig. 1, the transmitting part of the interrogating station comprises an encoder 27 and a decoder 29, which provide a readable input signal to the display 7. In order to provide a system less vulnerable to interference, the interrogating station may be provided with broad spectrum modulation, and for that purpose a broad spectrum modulator 28 has been provided. Furthermore, a broad spectrum demodulator 29 is provided on the receiving side of the interrogating station. Codes of the controller 5, the coding by the device 27 and the transmission frequency of the station can be controlled on command.
In fig. 3 is een eerste uitvoeringsvorm van de voor 8420234 | - 9 - gebruik in verbinding met het onderhavige stelsel bedoelde transponder getoond. De transponders omvatten een antenne-orgaan 8, dat kan worden gevormd door een op de frequentie fo en de responsiefrequentie n x f0 van de transponder afgestem-5 de antenne of twee of meer antennes, waarbij n een willekeurig getal is, dat groter is dan 0. Het antenne-orgaan wordt gevolgd door een eerste, afgestemd versterkingsorgaan 9, dat tot in een inactieve of actieve toestand kan worden gebracht door middel van een microprocessor 11. De eerste versterker 9 10 kan mogelijk zijn gemaakt van verscheidene afzonderlijke versterkers, die, bijvoorbeeld in cascade, met elkaar zijn verbonden. De eerste versterker 9 wordt gevolgd door een sig-naalpoort 10, die regelbaar is door middel van de microprocessor 11, en die communiceert met de microprocessor 11 zoals 15 later zal worden verklaard. De signaalpoort wordt door een frequentievermenigvuldiger 12 gevolgd, die, indien gewenst, verscheidene frequentievermenigvuldigende trappen omvatten voor frequentievermenigvuldiging tot een veelvoud van de draaggolffrequentie fo van het ondervragende station. Op de 20 uitgangsaansluiting van de frequentieversterker 12 zal daardoor een signaal verschijnen met een draaggolffrequentie n x fg, waarbij n groter dan 0 is. Het uitgangssignaal van de vermenigvuldiger 12 wordt naar een tweede afgestemde versterker 13 geleid, die wordt geregeld door de microprocessor 11. 25 De tweede versterker 13 kan, evenals de eerste versterker 9, gevormd worden door verscheidene trappen, die onderling, bijvoorbeeld in cascade, zijn verbonden. Zoals uit fig. 3 blijkt, wordt de versterker 13 gevolgd door het antenne-orgaan 8, waardoor de versterker 13 de zendereindtrap van de 30 transponder vormt.In FIG. 3, a first embodiment of the front 8420234 | - 9 - use of the transponder intended in connection with the present system is shown. The transponders comprise an antenna member 8, which may be formed by an antenna or two or more antennas tuned to the frequency fo and the response frequency nx f0 of the transponder, where n is a random number greater than 0 The antenna member is followed by a first tuned amplification member 9, which can be brought into an inactive or active state by means of a microprocessor 11. The first amplifier 9 may be made up of several separate amplifiers, which, for example connected in cascade. The first amplifier 9 is followed by a signal port 10, which is controllable by the microprocessor 11, and which communicates with the microprocessor 11 as will be explained later. The signal gate is followed by a frequency multiplier 12, which, if desired, includes several frequency multiplication stages for frequency multiplication to a multiple of the carrier frequency fo of the interrogating station. As a result, a signal with a carrier frequency n x fg will appear on the output terminal of the frequency amplifier 12, where n is greater than 0. The output of the multiplier 12 is fed to a second tuned amplifier 13, which is controlled by the microprocessor 11. 25 The second amplifier 13, like the first amplifier 9, can be formed by several stages which are mutually cascaded, for example connected. As can be seen from Fig. 3, the amplifier 13 is followed by the antenna member 8, whereby the amplifier 13 forms the transmitter output stage of the transponder.
Het antenne-orgaan 8 kan gevormd zijn uit een gecombineerde ontvangst- en zendeenheid of door afzonderlijke antennes voor de zendfrequentie fo en voor de antwoordfre-quentie n x fg.The antenna member 8 may be formed from a combined receiving and transmitting unit or by separate antennas for the transmission frequency fo and for the response frequency n x fg.
35 De microprocessor 11 zal een klok omvatten, die de versterker 9 intermitterend doet werken, dat wil zeggen met een verhouding tussen de actieve/inactieve toestand, die gelijk is aan 1/1000, tijdens de luisterende toestand van de 8420234 - 10 - transponder, en die verder een detector omvat, die bij detectie van draaggolfsignaal 17 met frequentie fo van het ondervragende station, zie fig. 5a, de eerste versterker 9 continu doet werken voor het detecteren van een mogelijke juiste 5 vrijgavecode 15 voor de transponder, waarbij de code via de signaalpoort 10 naar de detector 11 in de microprocessor wordt geleid. Bij detectie van een dergelijke vrijgavecode, wordt het einde 16 van het ontvangen vragende signaal van frequentie fo via de signaalpoort 10, via de frequentie-10 vermenigvuldiger 12, de tweede versterker 13, die nu werkt door middel van de microprocessor 11 naar het antenne-orgaan 8 geleid als een ontvangstsignaal 17 van de transponder. Het ondervragende station zal nu een indicatie verkrijgen, dat de transponder antwoordt, en zendt een activeringssignaal 18 15 uit, van de soort met een continue golf en met een beperkte tijdsduur, zie fig. 5a. Bij ontvangst van dit signaal, zal de transponder dit via de versterker 9 via de signaalpoort 10 naar de microprocessor 11 leiden en terug naar de signaalpoort 10, dan verder naar de frequentievermenigvuldiger 12, 20 de versterker 13 en naar de antenne 8 leiden, waarbij een deel van het ontvangen signaal 18 gemoduleerd is met een in-formatiecode 10, die kenmerkend is voor de betreffende transponder. Aldus wordt een samengesteld signaal 19, 20, 21 door de transponder uitgezonden, waarbij het antwoordsignaal een 25 tijdsduur heeft, die gelijk is aan het activeringssignaal 18 van het ondervragende station. Het door de transponder uitgezonden signaal, met een draaggolffrequentie n x fo zal in een voorkeursuitvoeringsvorm bestaan uit een eerste deel 19 van de soort met een continue golf, gevolgd door een codegemodu-30 leerd deel 20 en mogelijkerwijs worden gevolgd door een einddeel 21 van de soort met een continue golf. Het laatste deel 21 kan echter worden opgenomen in het deel 20, in het geval de informatiecode moet worden verlengd.The microprocessor 11 will include a clock which causes the amplifier 9 to operate intermittently, ie with an active / inactive state ratio equal to 1/1000, during the listening state of the 8420234-10 transponder, and further comprising a detector which, upon detection of carrier signal 17 with frequency fo of the interrogating station, see Fig. 5a, continuously operates the first amplifier 9 to detect a possible correct release code 15 for the transponder, wherein the code is passed through the signal port 10 to the detector 11 in the microprocessor. Upon detection of such a release code, the end 16 of the received interrogative signal of frequency fo through the signal port 10, through the frequency 10 multiplier 12, the second amplifier 13, which now operates through the microprocessor 11 to the antenna- means 8 guided as a reception signal 17 from the transponder. The interrogating station will now obtain an indication that the transponder is responding and transmits an activation signal 18 of the continuous wave type and with a limited duration, see Fig. 5a. Upon receipt of this signal, the transponder will route it through the amplifier 9 through the signal port 10 to the microprocessor 11 and back to the signal port 10, then continue to the frequency multiplier 12, 20 the amplifier 13 and the antenna 8, part of the received signal 18 is modulated with an information code 10, which is characteristic of the respective transponder. Thus, a composite signal 19, 20, 21 is emitted by the transponder, the response signal having a duration equal to the activation signal 18 of the interrogating station. In a preferred embodiment, the signal transmitted by the transponder, with a carrier frequency nx fo, will consist of a first part 19 of the continuous wave type, followed by a code-modulated part 20 and possibly followed by an end part 21 of the type with a continuous wave. However, the last part 21 can be included in part 20, in case the information code needs to be extended.
De tussen het uitzenden van het activeringssignaal 35 van het ondervragende station tot het verschijnen van het antwoordsignaal 19 - 21 van de transponder op het ondervragende station verstrijkende tijdsduur wordt aangegeven als de tijdsduur Ats. Deze antwoordtijd is een functie van tweemaal 8420234 - 11 - de afstand tussen het ondervragende station en de transpon-der, plus de inherente reactietijd van de transponder en van het ondervragende station. Op deze wijze wordt een nauwkeurige meting verkregen van de afstand tussen het ondervragende 5 station en de transponder, welke afstand wordt weergegeven op het weergeeforgaan 7.The period of time that elapses between the transmission of the activation signal 35 of the interrogating station until the appearance of the answering signal 19-21 of the transponder on the interrogating station is indicated as the duration Ats. This response time is a function of twice the distance between the interrogating station and the transponder, plus the inherent response time of the transponder and the interrogating station. In this way an accurate measurement is obtained of the distance between the interrogating station and the transponder, which distance is displayed on the display 7.
De informatiecode 20 in het antwoordsignaal van de transponder kan worden verschaft door één of verscheidene externe informatie-opwekkende middelen 25, die naar keuze met 10 de microprocessor 11 zijn verbonden. In verbinding met het zoeken naar schapen, kan de informatiegenerator 25 bijvoorbeeld een bewegingsindicator zijn, om aan te geven of het schaap beweegt of niet, of bijvoorbeeld een inrichting, die in staat is de hartslag van het dier te meten. Het zal snel 15 duidelijk zijn, dat deze informatiegenerator elke configuratie kan hebben die geschikt is voor de op te lossen taak. Als de informatiegenerator 25 ondanks verscheidene ondervragingen geen bewegingen aangeeft, zal dit wellicht aanleiding zijn om het schaap te zoeken om te zien of het nog leeft.The information code 20 in the response signal of the transponder may be provided by one or several external information generating means 25, which are optionally connected to the microprocessor 11. In connection with the search for sheep, the information generator 25 may be, for example, a movement indicator, to indicate whether the sheep is moving or not, or, for example, a device capable of measuring the animal's heartbeat. It will soon be apparent that this information generator can have any configuration suitable for the task to be solved. If the information generator 25 does not indicate movements despite several interrogations, this may be reason to search for the sheep to see if it is still alive.
20 In een verdere ontwikkeling zal men voor kunnen stellen, dat de microprocessor in staat is een extern functioneel orgaan 26 te regelen, dat in staat is een bijzondere functie uit te voeren, bijvoorbeeld als een resultaat van het activeringssignaal 18 van het ondervragende station of van 25 een bijzonder gecodeerd activeringssignaal. In dit opzicht kan worden verwezen naar fig. 2, dat het coderingsorgaan 27 weergeeft, waarin dergelijke omstandigheden nuttig kunnen zijn om de algehele veiligheidsfactor van het systeem te verbeteren. In deze verbinding wordt eveneens verwezen naar 30 fig. 4, waar de functionele blokken 31, 32 coderings- resp. decoderingsorganen aangeven. Verder zouden, om in staat te zijn signalen te analyseren van de breedspectrumsoort, middelen 32 moeten worden verschaft tussen de signaalpoort 10 en de microprocessor 11 om analyse van de van het ondervragende 35 station verkregen signalen mogelijk te maken.In a further development, it may be proposed that the microprocessor is able to control an external functional member 26 capable of performing a special function, for example as a result of the activation signal 18 of the interrogating station or of 25 a special coded activation signal. In this regard, reference can be made to Fig. 2, which depicts the encoder 27, in which such conditions may be useful to improve the overall security factor of the system. In this connection reference is also made to Fig. 4, where the functional blocks 31, 32 encode resp. decoders. Furthermore, in order to be able to analyze signals of the broad spectrum type, means 32 should be provided between the signal port 10 and the microprocessor 11 to allow analysis of the signals obtained from the interrogating station.
Het gebruik van het onderhavige stelsel zal verder worden beschreven met betrekking tot fig. 6. In fig. 6 is een kudde schapen m aanwezig in het te onderzoeken gebied. Het is 8420234 - 12 - in het onderhavige voorbeeld mogelijk een draagbaar, ondervragend, met 22 aangegeven station te hebben, dat van één, met 22 aangegeven plaats naar een tweede, met 22 aangegeven plaats wordt gedragen. Het is echter mogelijk om stationaire 5 ondervragende met 33, resp. 34 in fig. 6 aangegeven stations te gebruiken, die geplaatst zijn op de desbetreffende plaatsen 22A, 22β. Om het uitleggen van het gebruik te vereenvoudigen, zal de volgende beschrijving betrekking hebben op het gebruik van een draagbaar, ondervragend station 22. Vanuit 10 het ondervragende station 22 op de eerste, met 22A aangegeven plaats, worden ondervragende signalen uitgezonden, in eerste instantie naar de transponder 23i, en een ontvangstsignaal dat in zijn geheel met Sai wordt aangegeven, wordt terug door de transponder uitgezonden. Daarna wordt het activeringssig-15 naai overgebracht van het ondervragende station bij 22A en een antwoordsignaal, in zijn geheel aangegeven door Sai» wordt teruggestuurd naar het ondervragende station van de ' transponder na een bepaalde tijdsduur, die overeenkomt met de j afstand tussen het ondervragende station bij 22^ en de trans- j 20 ponder 23^. In die gevallen, waar de topografische toestanden zodanig zijn, dat er een berg 24 of iets dergelijks is, kun- ! nen zich zodanige toestanden voordoen, dat de door de transponder uitgezonden signalen eveneens gereflecteerd worden door de berg 24 en bij het ondervragende station aankomen als 25 de gereflecteerde signalen SAl-refl.· Deze signalen zullen echter in de tijd gezien na het signaal Sai aankomen, en het ondervragende station bij 22^ zal daardoor het signaal SAi-refl.negeren. Dit is een gevolg van het feit, dat het altijd het signaal dat het eerste bij het ondervragende sta-30 tion zal zijn, dat hetgene is, dat de kortste afstand aangeeft naar de transponder. Nadat de meting is uitgevoerd en de eerste afstand naar de transponder daardoor bepaald is, wordt het ondervragende station 22, dat in het beschreven voorbeeld draagbaar is, bewogen naar een nieuwe, met 22g 35 aangegeven plaats. Zoals in het geval van plaats 22A» worden overeenkomstige signaaluitwisselingen met de transponder 23± uitgevoerd, waarna de tweede afstand naar de transponder bekend zal worden· Omdat de twee plaatsen 22 en 22 in hetThe use of the present system will be further described with reference to Fig. 6. In Fig. 6, a flock of sheep m is present in the area to be examined. In the present example, it is possible to have a portable, interrogative station indicated at 22, which is carried from one location indicated at 22 to a second location indicated at 22. However, it is possible to interrogate stationary 5 with 33 resp. 34 use stations shown in FIG. 6, which are located at the appropriate locations 22A, 22β. To simplify explaining the use, the following description will relate to the use of a portable interrogating station 22. From the interrogating station 22 at the first location, indicated by 22A, interrogating signals are initially transmitted to the transponder 23i, and a reception signal which is indicated in its entirety by Sai, is returned by the transponder. Thereafter, the activation signal is transferred from the interrogating station at 22A and a reply signal, indicated in its entirety by Sai, is sent back to the interrogating station of the transponder after a certain period of time corresponding to the distance between the interrogating station. at 22 ^ and the trans 20 pounder 23 ^. In those cases where the topographical conditions are such that there is a mountain 24 or the like, Conditions such that the signals emitted by the transponder are also reflected by the mountain 24 and arrive at the interrogating station when the reflected signals SA1-ref1. However, these signals will arrive in time after the signal Sai, and the interrogating station at 22 ^ will thereby ignore the signal SAi ref. This is due to the fact that it will always be the signal that will be the first at the interrogating station, which is the one that indicates the shortest distance to the transponder. After the measurement has been made and the first distance to the transponder has been determined thereby, the interrogating station 22, which is portable in the example described, is moved to a new location indicated by 22g. As in the case of location 22A », corresponding signal exchanges are carried out with the transponder 23 ±, after which the second distance to the transponder will be known · Because the two positions 22 and 22 in the
8420234 A E8420234 A E
- 13 - zoekgebied bekend zijn, kunnen deze op een kaart zijn aangegeven , en er kunnen twee cirkels met een straal, die gelijk is aan de respectievelijke gemeten afstanden worden aangegeven, waardoor een nauwkeurige positie van de transponder 23\ 5 en daardoor van het desbetreffende schaap kan worden bepaald. Als de antennes van het ondervragende station 22 gericht zijn, dat wil zeggen, met een stralingsdiagram dat kleiner is dan 180°, zal het voldoende zijn twee van dergelijke metingen uit te voeren voor elke transponder om de af-10 stand tot elk van de schapen in de kudde te identificeren en te lokaliseren. De meting met betrekking tot het schaap met de transponder 232 wordt op dezelfde wijze uitgevoerd, zoals is beschreven met de transponder 23χ, omdat de signalen tus- j sen de transponder en het ondervragende station in het alge-15 meen zijn aangegeven door SA2 en SB2* Het zal eveneens gemakkelijk worden begrepen, dat metingen met betrekking tot de transponders 233, 234, 23s, 23g ... 23m op een soortgelijke wijze kunnen worden uitgevoerd. Het zal eveneens snel worden begrepen, dat als de plaats in het gebied van de transponders 20 23]. en 232 vast zouden zijn, de positie van het ondervragende station op zowel de lokatie 22A als 22B op een eenvoudige wijze zou kunnen worden bepaald door middel van kruispuntbe-paling. Weer wordt erop gewezen, dat het mogelijk is de twee stationaire ondervragende stations 33, 34 toe te passen in 25 plaats van een draagbaar station 22, dat van de plaats 22A (dezelfde als voor 33) naar de plaats 22B (dezelfde als voor station 34) wordt gedragen.- 13 - search area are known, they can be marked on a map, and two circles with a radius equal to the respective measured distances can be indicated, giving an accurate position of the transponder 23 \ 5 and therefore of the corresponding sheep can be determined. If the antennas of the interrogating station 22 are oriented, that is, with a radiation diagram smaller than 180 °, it will be sufficient to make two such measurements for each transponder to measure the distance to each of the sheep. identify and locate in the herd. Sheep measurement with the transponder 232 is performed in the same manner as described with the transponder 23χ, since the signals between the transponder and the interrogating station are generally indicated by SA2 and SB2 It will also be readily understood that measurements related to transponders 233, 234, 23s, 23g ... 23m can be made in a similar manner. It will also be quickly understood that as the location in the region of the transponders 20 23]. and 232 would be fixed, the position of the interrogating station at both locations 22A and 22B could be determined in a simple manner by means of crosspoint determination. Again it is pointed out that it is possible to use the two stationary interrogating stations 33, 34 instead of a portable station 22, that from place 22A (same as for 33) to place 22B (same as for station 34 ) is worn.
Fig. 7 geeft als een voorbeeld het gebruik van de onderhavige uitvinding weer in verbinding met navigatiedoel-30 einden, waarbij het werkprincipe van de transducers precies gelijk is zoals boven is beschreven. In tegenstelling tot het voorbeeld in fig. 6, worden de transducenten op een vaste plaats gehouden en het ondervragende station is ofwel hoofdzakelijk stationair gedurende de meting ofwel beweegbaar tus-35 sen plaatsen. In het getoonde voorbeeld wordt een vaartuig 40, bijvoorbeeld een zeilboot verondersteld uitgerust te zijn met een ondervragend station 39. Het vaartuig 40 bevindt zich op zee 35, en wel enige mijlen uit een kustlijn 36. In de 8420234 - 14 - door het vaartuig 40 te bevaren wateren kunnen zich obstakels 37, bijvoorbeeld een rif, bevinden, waarop een transponder 38g is geplaatst. Verder zijn langs de kustlijn 36 op ge- j schikte intervallen transducenten 38χ, 382, 383, 384, 385, 5 38m aangebracht. Uit de zeekaart zullen de nauwkeurige loka-ties van de transducenten bekend zijn.Fig. 7 illustrates as an example the use of the present invention in connection with navigation targets, the operating principle of the transducers being exactly the same as described above. In contrast to the example in Fig. 6, the transducers are held in a fixed location and the interrogating station is either substantially stationary during the measurement or movable between positions. In the example shown, a vessel 40, for example a sailboat, is supposed to be equipped with an interrogating station 39. The vessel 40 is at sea 35, a few miles from a shoreline 36. In the 8420234-14 - by the vessel 40 waters to be navigated may contain obstacles 37, for example a reef, on which a transponder 38g is placed. In addition, transducers 38χ, 382, 383, 384, 385, 38m are provided along the shoreline 36 at appropriate intervals. The nautical chart will reveal the precise locations of the transducers.
Door het ondervragende station 39 aan boord van het vaartuig 40 worden ondervragende en vrijgevende signalen uitgezonden, zoals beschreven is in verbinding met fig. 5. Een 10 soortgelijke signaaluitwisseling, zoals is beschreven in verbinding met fig. 6, zal dan plaatsvinden in het onderhavige voorbeeld, tussen het ondervragende station 39 en de trans- ponder 382* evenals tussen het station 39 en de transponder 383. Op basis van de gemeten afstanden tussen het station 39 15 en de respectievelijke transducenten, kunnen twee curven 41, resp. 42 getekend worden op de zeekaart, en het snijpunt tussen de twee curven, zal de nauwkeurige plaats van het vaartuig zeker aangeven. Onderhavige uitvinding verschaft daardoor eveneens een nuttig navigatiesysteem, dat eenvoudig 20 werkt en betrouwbaar is. In het bijzonder kan het gebruik van de uitvinding zoals beschreven als een voorbeeld in verbinding met fig. 7 nuttig zijn voor zeilboten, een vissersvloot en in het bijzonder in gebieden, die een lokaal navigatiesysteem behoeven en eveneens voor gebieden die regelmatig veel 25 mist hebben. Op deze wijze kunnen meer kostbare navigatiehulpmiddelen worden vermeden.The interrogating station 39 on board the vessel 40 transmits interrogating and enabling signals, as described in connection with Fig. 5. A similar signal exchange, as described in connection with Fig. 6, will then take place in the present example. , between the interrogating station 39 and the transponder 382 * as well as between the station 39 and the transponder 383. Based on the measured distances between the station 39 and the respective transducers, two curves 41, respectively. 42 are drawn on the sea chart, and the intersection between the two curves will certainly indicate the vessel's precise location. The present invention therefore also provides a useful navigation system that is simple to operate and reliable. In particular, the use of the invention as described as an example in connection with Fig. 7 can be useful for sailing boats, a fishing fleet and in particular in areas which require a local navigation system and also for areas which frequently have a lot of fog. In this way, more costly navigational aids can be avoided.
Het zou eveneens zonder meer duidelijk zijn, dat het aan boord van het vaartuig 40 hebben van een transponder en het aanwezig zijn van ondervragende stations langs de kust 30 zal helpen voor het identificeren en lokaliseren van vaartuigen, die zich langs de kustlijn voortbewegen.It would also be readily apparent that having a transponder on board vessel 40 and having interrogating stations along shore 30 will help identify and locate vessels moving along the shoreline.
Het onderhavige stelsel vertoont aanzienlijke voordelen ten opzichte van de stelsels volgens de stand van de techniek, waarbij de stelsels volgens de stand van de tech-35 niek gebaseerd zijn op een gerichte antenne, die gericht wordt naar een lokatie met de hoogste signaalsterkte. Daarna wordt de luisterinrichting bewogen naar een nieuwe plaats, waar een verdere peiling wordt gedaan naar de lokatie, die 8420234 9 > - 15 - eveneens de grootste signaalsterkte heeft. In dit geval kunnen reflecties echter aanzienlijke en zelfs fatale fouten veroorzaken in de meting, samengaand met het feit, dat het tamelijk moeilijk kan zijn om nauwkeurig te bepalen in welke 5 richting zich de grootste signaalsterkte voordoet. Volgens het onderhavige stelsel wordt daarentegen de afstand naar de signaalbron (de transponder) gemeten, van ten minste twee plaatsen, waardoor een geheel nauwkeurige coördinatenbepaling kan worden gemaakt, zoals beschreven is in verbinding met fi-10 guren 6 en 7.The present system exhibits significant advantages over the prior art systems, the prior art systems being based on a directed antenna directed to a location with the highest signal strength. Thereafter, the listening device is moved to a new location, where a further poll is made to the location, which also has the greatest signal strength. In this case, however, reflections can cause significant and even fatal errors in the measurement, along with the fact that it can be quite difficult to accurately determine in which direction the greatest signal strength occurs. According to the present system, on the other hand, the distance to the signal source (the transponder) is measured, from at least two places, so that a very accurate coordinate determination can be made, as described in connection with figures 6 and 7.
Onderhavige transponder kan op elke geschikte wijze worden gemaakt, bijv. in de vorm van geïntegreerde schakelingen, en de afmeting en produktiekosten kunnen aldus tot een minimum worden beperkt. Het is belangrijk op te merken, dat 15 zich geen frequentiereferentie bij de transponder bevindt, bijv. een lokale oscillator, met uitzondering van een noödza-kelijk banddoorlaatfilter, dat eveneens bijdraagt aan de beperkte algehele kosten van de transponder. Het feit, dat de transponder geen lokale oscillator bezit, vermijdt geheel dat j 20 de transponder in staat is automatisch en onbedoeld uit te j zenden, hetgeen vaak het geval is met de goedbekende noodba- j kens. Verder is het een feit, dat met de noodbakens volgens de stand van de techniek het niet mogelijk is de afstand daartoe te bepalen, zoals het geval is met de onderhavige 25 uitvinding. De peiling van noodbakens is gebaseerd op een signaal piek-amplitudemeting, met de inherente onnauwkeurigheden .The present transponder can be made in any suitable manner, e.g., in the form of integrated circuits, and thus the size and production costs can be minimized. It is important to note that there is no frequency reference with the transponder, eg a local oscillator, with the exception of a nordic bandpass filter, which also contributes to the limited overall cost of the transponder. The fact that the transponder does not have a local oscillator completely prevents the transponder from being able to transmit automatically and unintentionally, which is often the case with the well-known emergency beacons. Furthermore, it is a fact that with the prior art emergency beacons it is not possible to determine the distance thereto, as is the case with the present invention. The emergency beacon bearing is based on a signal peak amplitude measurement, with inherent inaccuracies.
Wanneer het ondervragende station gebruik maakt van een bijzondere gerichte, of fasegevoelige antenne, bijvoor-30 beeld met een openingshoek van 90°, zal het voor sommige toepassingen, bijvoorbeeld om te bepalen of de kudde schapen zich in een bepaald beperkt gebied bevindt, slechts noodzakelijk zijn een enkele afstandsmeting uit te voeren. Op deze wijze is het mogelijk te bepalen of alle of slechts enige van 35 de schapen zich binnen een voorafbepaald cirkelsegment bevinden .When the interrogating station uses a special directional or phase sensitive antenna, for example with an opening angle of 90 °, it will only be necessary for some applications, for example to determine whether the flock of sheep is located in a certain limited area. are a single distance measurement. In this way it is possible to determine whether all or only some of the sheep are within a predetermined circle segment.
Het moet worden benadrukt, dat de frequentieverme-nigvuldigingsfactor in de transponder niet noodzakelijkerwijs - 8420234 * - 16 - een geheel getal hoeft te zijn maar eveneens goed een gebroken getal zou kunnen zijn. Alhoewel de uitvinding alleen beschreven is in verbinding met het gebruik van één of twee ondervragende stations is het duidelijk, dat een aantal onder-5 vragende stations kan worden gebruikt zonder van de omvang en het concept van de uitvinding af te wijken. Er wordt opgemerkt, dat door de onderhavige uitvinding de tamelijk subjectieve peilevaluatie, zoals bekend is in verbinding met de signaalpiekamplitudebepaling, geheel vermeden wordt, omdat de 10 gebruiker van het ondervragende station, in staat is direkt op een weergeeforgaan de afstand tot de transponder af te lezen.It should be emphasized that the frequency multiplication factor in the transponder need not necessarily be - 8420234 * - 16 - an integer, but might well be a broken number as well. Although the invention has only been described in connection with the use of one or two interrogating stations, it is clear that a number of interrogating stations can be used without departing from the scope and concept of the invention. It is noted that the present invention completely avoids the fairly subjective level evaluation, as is known in connection with the signal peak amplitude determination, because the user of the interrogating station is able to track the distance to the transponder directly on a display. read.
Het antwoordsignaal 19 - 21 kan eveneens de huidige toestand van de transponder en van zijn bijbehorende appara-15 tuur omvatten, zoals de toestand van de externe apparatuur 25, zoals is aangegeven in fig. 3. Verder kan het ontvangst-signaal 17 een toestandscode omvatten (zie fig. 3). Verder kan het ontvangstsignaal 17 een toestandscode omvatten, zie fig. 5b. om de mogelijkheid van storing en van eenvoudige 20 herleiding van de uitgewisselde code te beperken, kunnen co-deermiddelen worden verschaft, zowel bij het ondervragende station en bij de transponder met overeenkomstige decode-ringsorganen. Verder is indien noodzakelijk eveneens breed-spectrumraodulatie beschikbaar, waarbij het coderen, evenals 25 de breedspectrummodulatie regelbaar zijn via een commandocode van het ondervragende station of van de transponders.The reply signal 19-21 may also include the current state of the transponder and its associated equipment, such as the state of the external equipment 25, as shown in Fig. 3. Furthermore, the receive signal 17 may include a state code. (see fig. 3). Furthermore, the reception signal 17 can comprise a state code, see Fig. 5b. to limit the possibility of failure and simple conversion of the exchanged code, coding means may be provided both at the interrogating station and at the transponder with corresponding decoders. Furthermore, if necessary, broad spectrum modulation is also available, the coding, as well as the broad spectrum modulation, being controllable via a command code from the interrogating station or from the transponders.
Een verder belangrijk kenmerk van de onderhavige uitvinding is dat het het mogelijk maakt geen signaaltransmissie of -uitwisseling te hebben, voordat contact met de be-30 paalde transducent gewenst wordt. Aldus heerst er absolute stilte voor enige actie. Verder zal alleen de opgeroepen transducent antwoorden.A further important feature of the present invention is that it allows to have no signal transmission or exchange before contact with the particular transducer is desired. Thus there is absolute silence for any action. Furthermore, only the called transducer will answer.
Alhoewel de onderhavige uitvinding in eerste instantie beschreven is in verbinding met lucht als een over-35 drachtsmedium, zal het door een vakman snel worden begrepen, dat een onderhavige uitvinding ook toepasbaar is voor gebruik onder water, door het gebruik van water als een overdrachtsmedium en door het gebruik van ultrasone golven.Although the present invention has been initially described in connection with air as a transfer medium, it will be readily appreciated by one skilled in the art that a present invention is also applicable for underwater use, using water as a transfer medium and through the use of ultrasonic waves.
84202348420234
Claims (26)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO833570A NO833570L (en) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | MEASURING AND IDENTIFICATION SYSTEM |
| NO833570 | 1983-09-30 | ||
| NO8400039 | 1984-09-26 | ||
| PCT/NO1984/000039 WO1985001583A1 (en) | 1983-09-30 | 1984-09-26 | A method and a transponder for measuring a distance and identification |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8420234A true NL8420234A (en) | 1985-08-01 |
Family
ID=19887265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8420234A NL8420234A (en) | 1983-09-30 | 1984-09-26 | METHOD AND TRANSPONDER FOR DISTANCE MEASUREMENT AND IDENTIFICATION |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61500040A (en) |
| AU (1) | AU3432084A (en) |
| BE (1) | BE900729A (en) |
| DE (1) | DE3490440T1 (en) |
| DK (1) | DK232585D0 (en) |
| ES (1) | ES8600663A1 (en) |
| FI (1) | FI852041L (en) |
| FR (1) | FR2552886A1 (en) |
| GB (1) | GB2157112A (en) |
| IT (1) | IT1221130B (en) |
| NL (1) | NL8420234A (en) |
| NO (2) | NO833570L (en) |
| SE (1) | SE8502627L (en) |
| WO (1) | WO1985001583A1 (en) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5074318A (en) * | 1986-10-06 | 1991-12-24 | Bio Medic Data Systems, Inc. | Animal marker |
| US5024727A (en) * | 1986-10-06 | 1991-06-18 | Bio Medic Data Systems, Inc. | Method of forming an animal marker implanting system |
| US5002548A (en) * | 1986-10-06 | 1991-03-26 | Bio Medic Data Systems, Inc. | Animal marker implanting system |
| US4899158A (en) * | 1987-09-26 | 1990-02-06 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Moving object discriminating system |
| JPH02196985A (en) * | 1989-01-26 | 1990-08-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultrasonic distance measuring instrument |
| KR920005507B1 (en) * | 1989-05-16 | 1992-07-06 | 삼성전자 주식회사 | Vehicel loading equipment of automatic vehicle chasing system |
| EP0409016A3 (en) * | 1989-07-10 | 1992-07-01 | Csir | System and method for locating labelled objects |
| FI960002A0 (en) * | 1996-01-02 | 1996-01-02 | Creativesco Oy | Personidentifierare |
| GB2309132B (en) * | 1996-01-11 | 2000-09-20 | Hugh Malcolm Ian Bell | Object location system |
| DE10024474A1 (en) * | 2000-05-18 | 2001-11-29 | Siemens Ag | Method and device for wireless position and / or position determination of at least one object |
| GB0015211D0 (en) * | 2000-06-21 | 2000-08-09 | Bath Med Eng Inst | Electronic device |
| GB2368489A (en) * | 2000-06-22 | 2002-05-01 | Jeremy Dunkin | Using power saving methods and coded transmission in a device for locating missing people/objects, e.g. person buried in avalanche |
| GB2384648B (en) * | 2002-01-25 | 2007-01-10 | Intellident Ltd | Tagging system |
| DE102007060571A1 (en) | 2007-12-15 | 2009-06-18 | Polyic Gmbh & Co. Kg | Reader, to read data stored in an organic transponder, transmits a reference signal for the response to set the transmission power to read the data without transponder damage |
| JP2020109370A (en) * | 2019-01-07 | 2020-07-16 | 学校法人早稲田大学 | Out-of-view obstacle detecting system using frequency conversion |
| NO346191B1 (en) | 2019-09-13 | 2022-04-11 | Ocean Space Acoustics As | An acoustic device and method for amplifying and imprinting information on an interrogating signal |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3531801A (en) * | 1968-05-29 | 1970-09-29 | Hazeltine Corp | Signal processing apparatus |
| NL145682B (en) * | 1970-07-17 | 1975-04-15 | Huygens Christiaan Lab | SECONDARY RADAR SYSTEM. |
| FR2274932A1 (en) * | 1974-06-13 | 1976-01-09 | Materiel Telephonique | SECONDARY RADAR SYSTEM |
| SE384477B (en) * | 1974-08-16 | 1976-05-10 | Philips Svenska Ab | METHODS AND DEVICE FOR ESTABLISHING SYNCHRONIZATION IN AN INFORMATION TRANSFER SYSTEM INCLUDING A QUESTION STATION AND AN ANSWER MACHINE |
| US4015259A (en) * | 1975-05-21 | 1977-03-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method and apparatus for interrogating and identifying fixed or moving targets |
| US4107675A (en) * | 1977-03-04 | 1978-08-15 | Sellers John C | Transponder-responder system |
| DE2919753A1 (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-27 | Bbc Brown Boveri & Cie | DEVICE FOR AUTOMATICALLY IDENTIFYING OBJECTS AND / OR LIVING BEINGS |
| GB2059709B (en) * | 1979-09-19 | 1983-05-18 | Marconi Co Ltd | Marine transponder system |
| DK553081A (en) * | 1981-12-14 | 1983-06-15 | Data Dane As | ELECTRICAL COMMUNICATION SYSTEM |
| GB2112607B (en) * | 1981-12-18 | 1986-01-02 | Senelco Ltd | Transmitter/responder systems |
-
1983
- 1983-09-30 NO NO833570A patent/NO833570L/en unknown
-
1984
- 1984-09-26 NL NL8420234A patent/NL8420234A/en unknown
- 1984-09-26 JP JP59503539A patent/JPS61500040A/en active Pending
- 1984-09-26 DE DE19843490440 patent/DE3490440T1/en not_active Withdrawn
- 1984-09-26 AU AU34320/84A patent/AU3432084A/en not_active Abandoned
- 1984-09-26 GB GB08512308A patent/GB2157112A/en not_active Withdrawn
- 1984-09-26 WO PCT/NO1984/000039 patent/WO1985001583A1/en active Application Filing
- 1984-09-28 FR FR8415001A patent/FR2552886A1/en not_active Withdrawn
- 1984-09-28 ES ES536367A patent/ES8600663A1/en not_active Expired
- 1984-09-28 IT IT12615/84A patent/IT1221130B/en active
- 1984-10-01 BE BE0/213759A patent/BE900729A/en not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-05-22 FI FI852041A patent/FI852041L/en not_active Application Discontinuation
- 1985-05-24 DK DK232585A patent/DK232585D0/en not_active Application Discontinuation
- 1985-05-29 SE SE8502627A patent/SE8502627L/en not_active Application Discontinuation
- 1985-05-29 NO NO852150A patent/NO852150L/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO852150L (en) | 1985-05-29 |
| DK232585A (en) | 1985-05-24 |
| ES536367A0 (en) | 1985-10-16 |
| SE8502627D0 (en) | 1985-05-29 |
| AU3432084A (en) | 1985-04-23 |
| ES8600663A1 (en) | 1985-10-16 |
| JPS61500040A (en) | 1986-01-09 |
| GB8512308D0 (en) | 1985-06-19 |
| WO1985001583A1 (en) | 1985-04-11 |
| SE8502627L (en) | 1985-05-29 |
| DK232585D0 (en) | 1985-05-24 |
| IT8412615A0 (en) | 1984-09-28 |
| IT1221130B (en) | 1990-06-21 |
| FI852041A0 (en) | 1985-05-22 |
| DE3490440T1 (en) | 1985-10-17 |
| BE900729A (en) | 1985-02-01 |
| GB2157112A (en) | 1985-10-16 |
| FI852041L (en) | 1985-05-22 |
| NO833570L (en) | 1985-04-01 |
| FR2552886A1 (en) | 1985-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102090087B1 (en) | A system for monitoring a maritime environment | |
| NL8420234A (en) | METHOD AND TRANSPONDER FOR DISTANCE MEASUREMENT AND IDENTIFICATION | |
| CA2219306C (en) | Modulated backscatter location system | |
| US6366216B1 (en) | Method and a system for monitoring plurality of movable objects | |
| US5933079A (en) | Signal discriminator and positioning system | |
| US9035774B2 (en) | Interrogator and system employing the same | |
| US4516226A (en) | Acoustic positioning system | |
| US4278975A (en) | Navigation-monitoring apparatus | |
| US20030144010A1 (en) | Method and apparatus for determining wirelessly the position and/or orientation of an object | |
| US5469403A (en) | Digital sonar system | |
| BRPI0508710B1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE RELATIVE POSITION OF TWO OR MORE OBJECTS IN A MARITIME ENVIRONMENT, AND SYSTEM FOR CARRYING OUT THE METHOD | |
| DK200000016A (en) | System, apparatus and method for geographical location determination of marine fauna | |
| EP2369363B1 (en) | Active target | |
| US3721950A (en) | Responsive navigation beacon | |
| US3573819A (en) | Radio position determining system | |
| WO1990015343A1 (en) | A system for detection, localization and classification of target objects | |
| EP1602939A1 (en) | System for detection, location and identification according to the FM-CW principle | |
| NL1028429C2 (en) | Detection system for person lost at sea, uses RF label in clothes or lifejacket to reflect radar signal modulated with sub carrier wave frequency | |
| US10871566B2 (en) | Methods and system to assist search and interception of lost objects | |
| JP2001127666A (en) | Wireless tag card system compatible with multi-target | |
| Canner | The Use of Avionics DME Equipment for Marine Navigation | |
| JPS63132188A (en) | Collision preventing device | |
| JPH08136653A (en) | Acoustic position measuring instrument | |
| Hart et al. | Positioning techniques and equipment for US Army Corps of Engineers hydrographic surveys | |
| Paquette et al. | A high-accuracy, long-distance range measurement system |