NO871865L - Mottager/behandlingsanordning. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for deteksjon og videresending av et signal utsendt fra et fjerntliggende sted. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en anordning for signaldeteksjon og overføring med redusert anisotropi.

Signalmottagere slik som induktive oppfangningsspoler har en anisotropisk mottagerkarakteristikk og nulltilstander eksisterer i ethvert kommunikasjonssystem hvor den romlige orientering av spolen ikke kan forutbestemmes.

Det er tilveiebrakt metoder for å redusere de anisotropiske egenskaper i kommunikasjonssystemer. Mange slike arrangementer har benyttet mekaniske koblingskretser, men disse har den ulempe at de benytter bevegelige deler.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å eliminere null-forhold av den diskuterte type, for å tillate en fjerntliggende signaldeteksjonsanordning og bli brukt i enhver orientering i forhold til signalkilden.

Null-forholdene mellom senderen og mottageranordningen kan reduseres ved å bruke 3 eller flere signaldeteksjonsanordninger (slik som spoler) i kombinasjon, men selv i slike tilfeller er ikke forekomsten av null-orienteringer eliminert.

Man har nå funnet at null-orienteringene av signalmottageren kan elimineres ved å bruke tre eller flere signaldeteksjonsanordninger samt en anordning i kombinasjon med disse til å bestemme og summere absoluttverdien av de signaler som frem-bringes av spolene.

Følgelig er det tilveiebrakt en antenneanordning for mottagelse og videresending av et elektromagnetisk utsendt signal, idet anordningen omfatter:

minst tre signaldeteksjonsanordninger,

en anordning for å bestemme absoluttverdien av utgangen fra hver signaldeteksjonsanordning, og

en anordning for å summere aboluttverdien fra signal-deteks jonsanordningene .

Vanligvis vil signaldeteksjonsanordningene være anordnet slik at aksene til signaledeteksjonsanordningene er anbrakt i tre dimensjoner. Når det for eksempel benyttes tre signaldeteksjonsanordninger, blir det foretrukket at signaledeteksjons- anordningenes akser ikke ligger i det samme plan og at to akser ikke er parallelle.

Det kan i noen tilfeller foretrekkes å ha signaldeteksjons-anordningenes akser anbrakt med maksimal separasjon. Et spesielt hensiktsmessig og nyttig arrangement består av tre signal-deteks jonsanordninger anordnet slik at deres akser er ortogonale. Imidlertid kan andre arrangementer, slik som fire signaldeteksjonsanordninger med akser i tetraederisk arrangement, benyttes.

Beskaffenheten av signaldeteksjonsanordningene er ikke svært kritisk, og slike komponenter som spoler og Hall-effektanordninger kan benyttes. Vanligvis kan typen av signaldeteksjonsanordning velges av fagfolk på området i overensstemmelse med den ønskede beskaffenhet og frekvensen av det signal som skal detekteres. Foretrukne signaldeteksjonsanordninger er induktive mottagerspoler.

Anordningen for å bestemme absoluttverdien av et signal som mottas av en signaldeteksjonsanordning, omfatter likerettere. Slike likerettere kan for eksempel innbefatte diodebroer og helbølge-likerettere som for eksempel kan være konstruert ved å bruke operasjonsforsterkere.

Summeringsanordningen kan inneholde anordninger for å summere signaler i ett eller flere trinn. Arrangementet av summeringstrinn kan velges slik man finner det hensiktsmessig for å oppnå summering av signalene. Summeringstrinnene kan omfatte en anordning for å summere grupper av to eller flere utganger fra signaldeteksjonsanordningen.

Fagfolk på området vil vite at en rekke ytterligere komponenter kan innbefattes i antenneanordningen slik man finner det hensiktsmessig. For eksempel kan det i visse tilfeller være hensiktsmessig å benytte en eller flere ytterligere komponenter valgt fra en signalforsterkningsanordning og en signalfil-treringsanordning. En anordning for signalforsterkning og en anordning for signalfiltrering kan være valgt fra et bredt spekter av komponenter som er kjent på området, i samsvar med den ønskede beskaffenhet og frekvensområde til utgangssignalet.

I en utførelsesform av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en antenneanordning som beskrevet foran, som i tillegg omfatter en anordning for å forsterke utgangen fra hver signaldeteksjons anordning og en anordning for å filtrere hvert forsterket signal før bestemmelse av absoluttverdien.

Den foreliggende oppfinnelse omfatter videre en fremgangsmåte til kommunikasjon ved å benytte en fjerntliggende mottageranordning, idet fremgangsmåten omfatter: generering av et elektromagnetisk signal;

utsending og mottagelse av signalet i minst en av minst tre signaldeteksjonsanordninger;

bestemmelse av absoluttverdien til hver utgang fra signal-deteks jonsanordningene og summering av absoluttverdiene av utgangene fra signaldeteksjonsanordningene ved å bruke en signalsummeringsanordning.

Anordningen ifølge oppfinnelsen gir bedydelige fordeler i forhold til tidligere kjente mottageranordninger ved å sikre pålitelig mottagelse og videresending av et korrekt signal ved enhver orientering av antennen i forhold til de innkommende signal.

Fagfolk på området vil forstå at anordningen ifølge oppfinnelsen kan brukes på mange områder. For eksempel kan anordningen benyttes som en antenneanordning i kommunikasjonssystemer, sikkerhetssystemer og fjernkoblings- eller utløsnings-systemer.

Anordningen er spesielt nyttig der hvor det er nødvendig å motta og videresende et signal når anordningen har en tilfeldig orientering.

Pålitelig deteksjon og videresending av et signal ved hjelp av en stasjonær antenne er spesielt kritisk i forbindelse med fjernstyrte avfyringssystemer som benyttes ved sprengning. Slike systemer er i den senere tid blitt utviklet for å eliminere behovet for å bruke faste signaloverførings-linjer slik som tråd eller eksplosive lunter til å innlede avfyring av tennanordninger i sprengdetonatorer.

Bruken av den foreliggende oppfinnelse som en anordning til å motta og videresende et igangsettingssignal for en eksplosjons-anordning, gir øket sikkerhet og pålitelighet i slike fjernavfyrings-systemer.

Fjernavfyrings-systemer virker vanligvis ved overføring av et elektromagnetisk signal til en antenne på det sted spreng- detonatoren befinner seg. Vanligvis er detonatoren anbrakt på steder som er vanskelige å nå, og det er vanskelig å sikre en egnet orientering for signaloverføring til en konvensjonell antenne. En sprengenhet for fjernutløsning som omfatter en antenneanordning ifølge den foreliggende oppfinnelse for mottagelse og videresending av et signal til en sprengdetonator, har den fordel at den tillater tilfeldig orientering av antenneanordningen og detonatoren mens den sikrer pålitelig reaksjon på det riktige detonasjonssignal.

I en utfølrelsesform er det således tilveiebrakt en sprengenhet for fjerndetonering omfattende en antenneanordning som beskrevet ovenfor som står i forbindelse med en detonator.

I en ytterligere utførelsesform er det tilveiebrakt en fremgangsmåte til avfyring av en detonator, omfattende generering av et elektromagnetisk signal, mottagelse og videresending av signalet til en detonator ved hjelp av en antenneanordning som beskrevet foran.

Forskjellige eksempler på anordninger i samsvar med oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et blokkskjema over et første eksempel på en

anordning ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 er et blokkskjema over et. annet eksempel på en

anordning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 3 er et blokkskjema over et tredje eksempel på en

anordning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 4 er et blokkskjema over et fjerde eksempel på en

anordning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 5 er et blokkskjema over et femte eksempel på en an ordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 er et kretsskjema over et spesielt eksempel ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.

Det vises nå til tegningene hvor "L" blir brukt til å betegen signaldeteksjonsanordningen, "M" blir brukt til å betegne anordningen for absoluttverdi-bestemmelse og "S" blir brukt til å betegne summeringsanordningen.

På figur 1 er det vist en utførelsesform av antennean-ordnignen som omfatter:

tre inngangsspoler (Li, L2 , L3) som er anordnet i en tilnærmet gjensidig ortogonal orientering; forsterkningsanordninger for å forsterke utgangen fra hver spole (Ai , A2 , A3 ) ; filtreringsanordninger for å modifisere utgangen fra hver av spolene (Fi , F2 , F3 ) , anordninger for bestemmelse av den absolutte størrelse av den filtrerte utgang fra hver inngangsspole (Mi, M2 , M3); en anordning for å summere absoluttverdiene fra spole-utgangen (Si). Figur 2 viser et blokkskjema hvor spolesignalet passerer gjennom et filter før (Fi, F2 , F3) før forsterkning og bestemmelse av abosoluttverdien. Figur 3 viser et blokkskjema over en anordning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen hvor signalene blir mottatt (Li, L2 , L3) og ført gjennom et filter før (Fi, F2 , F3) og efter (Fi, F2 , F3) forsterkningstrinnene (Ai, A2 , A3). Figur 4 viser et blokkskjema over en anordning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen hvor de forsterkede signaler blir summert ved hjelp av en summeringsanordning som omfatter to summeringstrinn (Si, S2). Figur 5 viser et blokkskjema over en anordning ifølge oppfinnelsen hvor der er fire signaldetekterende anordninger (Li, L2 , L3 , L4 ) . Figur 6 viser en mulig realisering av den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på figur 2.

Mottagerspolene Li, L2og L3består av omkring 3000 vin-dinger av kobbertråd på bløtjernskjerner, som har en resistans på 240 ohm og en induktans på 150 mH. Anordningens komponentverdier er som følger:

Komponentene C9 , R2 8 , Cio, R2 9 , Ci 1 og R3 0 virker i forbindelse med induktansen til spolene som filtrerende inngangs-kretser betegnet Fi, F2og F3i blokkskjemaet på figur 2. Filtreringstrinnene øker spolenes følsomhet ved den ønskede overføringsfrekvens. Filtreringstrinnene blir fulgt av operasjonsforsterkere ICi a , ICi b , IC2a , IC2b , ICsa , IC3b , og komponentene Ri , R2 , Ci , R3 , R4 , C2 , Ri 0 , Ri 1 , Ri 3 , Ri 6 , C3 , Ri 7 og Ri 8 . Disse komponentene virker som tre uavhengige AC-forsterkere som øker inngangssignalene fra spolene Li, L2og L3til et passende nivå for helbølge-likerettingstrinnene. Tre helbølge-likerettere betegnet Mi, M2og M3i blokkskjemaet på figur 2, er konstruert med komponenter ICic , IC2c , IC3c , Di s , D2 , D3 , D4 , Ds , D6 , Ra , R7 , Ri 2 , Ri 3 , Ri 4 . Ri 9 , R2 0 og R21 . Virkningene av disse komponentene er å likerette hver halvperiode av inngangssignalet for å frembringe et utgangssignal som er lik den absolutte størrelse av inngangssignalet. Sluttrinnet i kretsen omfatter komponenter C4 , Cs , C6 , R2 2 , R2 3 , R2 4 , R2 s , og IC4er en AC-summeringsforsterker hvis utgang for eksempel kan være koblet til ordre-dekodingskretsen til den fjerntliggende styreanordning, slik som en sprengningsdetonator. Komponentene C7, Cs, R26og R27frembringer delte forsyningsspenninger og et nullspennigns-nivå fra et enkelt batteri Bi.

Claims (8)

1. Antenneanordning for mottagelse og videreoverføring av et elektromagnetisk utsendt signal, karakterisert ved minst tre signaldeteksjonsanordninger, en anordning for å bestemme absoluttverdien av utgangen fra hver signaldeteksjonsanordning, og en anordning for å summere absoluttverdien fra signal-deteks jonsanordningene , og ved at signaldeteksjonsanordningene er anordnet slik at deres akser er anbrakt i tre dimensjoner.

2. Antenneanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter tre signaldeteksjonsanordninger som er anordnet slik at deres akser er ortogonale.

3. Antenneanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at signaldeteksjonsanordningene er valgt fra spoler og Hall-effektanordninger.

4. Sprengnignsenhet for fjerndetonering, katakteri-sert ved en antenneanordning ifølge krav 1 som er koblet til den detonator.

5. Antenneanordning ifølge noen av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den i tillegg omfatter minst en komponent valgt fra gruppen av forsterkningsanordninger og signalfiltreringsanordninger.

6. Antenneanordning ifølge krav 5, karakterisert ved at den ytterligere omfatter anordninger for forsterkning av utgangen fra hver signaldeteksjonsanordning og anordninger for å filtrere hvert forsterket signal før bestemmelse av absoluttverdien .

7. Fremgangsmåte til kommunikasjon ved bruk av en fjerntliggende mottageranordning, karakterisert ved at det genereres et elektromagnetisk signal, at signalet sendes og mottas i minst en av minst tre signaldeteksjonsanordninger, at absoluttverdien av hver utgang fra signaldeteksjonsanordningene bestemmes, og ved at absoluttverdiene av utgangene fra signaldetek sjonsanordningene summeres ved å bruke en signalsummeringsanordning.

8. Fremgangsmåte for avfyring av en detonator, karakterisert ved at det genereres et elektromagnetisk signal, at signalet mottas og videresendes til en detonator ved hjelp av en antenneanordning ifølge krav 1.