Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie odzewowe do samoczynnej,. bez¬ przewodowej transmisji wielopozycyjnej informacji, zwlaszcza informacji o numerach elektrowozów ko¬ lejowych poruszajacych sie wzgledem stacjonar¬ nych przyrzadów odzewowych.Stan techniku W znanych ukladach transmisja wielomiejscowej informacji odbywa sie miedzy ru¬ chomymi wzgledem siebie przyrzadami odzewowy¬ mi i urzadzeniami odzewowymi umieszczonymi na zasilanych w energie jednostkach nosnych. Kazdy przyrzad odzewowy wysyla sygnal odzewowy zmie¬ niajacy okresowo swoja czestotliwosc w okreslo¬ nym pasmie czestotliwosci, lezacym w zakresie mi¬ krofalowym. Sygnal odzewowy uruchamia kazdora¬ zowo urzadzenie odzewowe i za pomoca filtrów skladajacych sie z rezonatorów liniowych wielkiej czestotliwosci wybiera sygnaly o czestotliwosci od¬ powiadajacej informacji, przy czym filtry sa dostro¬ jone na rezonans dla tych czstotliwosci i w wyniku dostarczania informacji urzadzenie odzewowe wy¬ syla z powrotem do przyrzadu odzewowego pewna okreslona liczbe sygnalów o czestotliwosciach odze¬ wowych. Kazde urzadzenie odzewowe jest zaopa¬ trzone w odcinek linii wielkiej czestotliwosci, z któ¬ rym sprzezone sa filtry okreslonych czestotliwosci, przy czym jako filtry okreslonych czestotliwosci za¬ stosowane sa dostrojone na stale filtry wykonane w technice wspólosiowej lub falowodowej, które dla ustawienia zadanej informacji moga byc pojedynczo 15 20 25 wylaczane przez silne przestrojenie lub silne wy¬ tlumienie.Znane jest urzadzenie odzewowe tego rodzaju, przedstawione w opisie patentowym RFN nr 1 901890. W tym urzadzeniu rezonatory sa wyko¬ nane w technice wspólosiowej lub falowodowej i dla kazdego rezonatora jest zastosowany ruchomy ko¬ lek, który w razie potrzeby moze byc wpuszczany do rezonatora.Znane jest równiez z opisu patentowego RFN nr 2047 153 urzadzenie odzewowe do samoczynnej, bez¬ przewodowej transmisji wielomiejscowej informacji tego rodzaju. Urzadzenie to zawiera zespól rezona¬ torów, w którym sa zastosowane co najmniej dwa rzedy rezonatorów ustawionych jeden obok drugie¬ go i w kierunku wzdluznym jeden za drugim oraz korpus o ksztalcie korytka, zamykajacy zespól re¬ zonatorów, które przy polaczeniu zwróconych ku sobie powierzchni tworza falowód o przekroju pro¬ stokatnym, przy czym rezonatory sa sprzezone przez szczeline. Przynajmniej jeden koniec falowodu jest wykonany jako antena, której glówny kierunek pro¬ mieniowania jest skierowany pod katem wynosza¬ cym przynajmniej 45° wzgledem osi podluznej fa¬ lowodu.Z opisów patentowych RFN nr 2325 766 i 2425 182 znany jest sposób unikniecia wzajemnie zaklócaja¬ cych sie wplywów co najmniej dwóch urzadzen od zewowych systemów identyfikujacych pojazdy, wzglednie sposób bezprzewodowej transmisji wie- 112 006112 006 3 4 lopozycyjnej informacji pomiedzy wzajemnie poru¬ szajacymi sie przyrzadami odzewowymi i urzadze¬ niami odzewowymi. Sposób przedstawiony w opisie patentowym RFN nr 2 325 766 polega na tym, ze wytwarzany sygnal odzewowy generatora mikrofa¬ lowego przestraja sie okresowo w danym pasmie czestotliwosci aa pomoca generatora wobulujacego.Urzadzenie odzewowe jest uruchamiane równoczes¬ nie z co najmniej jednym dalszym urzadzeniem od¬ zewowym przyporzadkowanym sasiedniemu torowi, przyxzym do przestrajania kazdego generatora mi¬ krofalowego wybiera sie okreslony kat fazowy star¬ tu.Uklad przedstawiony w opisie patentowym RFN nr 2 425182 zawiera urzadzenie odzewowe podzie¬ lone na pewna liczbe czesciowych urzadzen odze¬ wowych, odpowiadajacych zespolowi rezonatorów, które sa ustawione kolejno wzgledem kierunku wzglednego ruchu pomiedzy oddalonymi od siebie przyrzadami odzewowymi a urzadzeniami odzewo¬ wymi, pod warunkiem równoczesnego obejmowa¬ nia obu czesciowych urzadzen odzewowych przez minimalny obszar objety promieniowaniem sygna¬ lu odzewowego.Znane jest równiez z opisu patentowego RFN nr 2 330 580 urzadzenie do ulatwiania i usprawniania dostrajania rezonatorów urzadzenia odzewowego sprzezonego z przewodem wielkiej czestotliwosci.Tutaj chodzi o przyporzadkowanie zakresowi cze¬ stotliwosci przenoszonej w nastepujacych po sobie pozycjach informacji w innej, wybranej kolejnosci niz dziesietna.Uklad ten ulatwia i upraszcza strojenie sprzezo¬ nych z przewodem wielkiej czestotliwosci rezona¬ torów urzadzenia odzewowego w mikrofalowym sy¬ stemie transmisji wielopozycyjnej informacji przy¬ porzadkowanej lokomotywom lub punktom prze¬ suwajacym sie po torach. Kazdej pozycji jest przy¬ porzadkowany szczególny zakres czestotliwosci z wartoscia czestotliwosci charakteryzujaca nume¬ ryczny znak wewnatrz okresowego przestrajanego pasma czestotliwosci transmisji. Informacja jest wysylana jako sygnal odzewowy przez urzadzenie odzewowe i ponownie odbierana przez rezonatory urzadzenia odzewowego jako zmodulowana selek¬ tywnie czestotliwosciowo. Nastepujace kolejno za¬ kresy czestotliwosci pasma przenoszenia w pewnej wybranej kolejnosci sa przyporzadkowane jako ko¬ lejnosc dziesietna kolejnym pozycjom przenoszonej informacji. Rezonatory, niezaleznie od swego przy¬ porzadkowania pozycyjnego, sa sprzezone oscyla¬ cyjnie optymalnie z polem elektromagnetycznym przewodu wielkiej czestotliwosci, a w galezi od¬ biorczej urzadzenia odzewowego jest zawarty ele¬ ment porzadkujacy pozycje, który przyporzadko¬ wuje wlasciwie sygnaly wytworzone przez rezona¬ tory przewidzianym dla nich pozycjom.Istota wynalazku. W urzadzeniu wedlug wyna¬ lazku kazdy rezonator jest wyposazony w diode mi¬ krofalowa,'która jest sprzezona z odpowiednim re¬ zonatorem i jest dostrajana za pomoca napiecia ste¬ rujacego oraz dioda mikrofalowa jest wykonana jako dioda na plytce scalonej, przy czym jest sca¬ lona w indykcyjnym elemencie sprzegajacym, który jest wkladany do otworu obudowy rezonatora.Korzystnie wedlug wynalazku dioda mikrofalowa jest dioda p-i-n.W innym wykonaniu wynalazku dioda mikrofa¬ lowa jest dioda waraktorowa.Wedlug wynalazku przewody odprowadzajace na¬ piecie sterujace do diody mikrofalowej naniesione sa na plytke sterujaca, umieszczona na stronie zew¬ netrznej obudowy rezonatora.Korzystne skutki wynalazku. Zaleta urzadzenia odzewowego wedlug wynalazku jest to, ze dzieki w pelni elektronicznemu, zdalnemu ustawieniu urzadzenia odzewowego osiaga sie, oprócz duzej szybkosci przelaczania, znacznie wieksza niezawod¬ nosc i wieksza zywotnosc, niz przy nastawianiu zdalnym za pomoca mechanicznie poruszanych czes¬ ci. Ponadto przelaczanie diod moze byc w prosty sposób kontrolowane, co równiez zwieksza niezawod¬ nosc.Urzadzenie odzewowe wedlug wynalazku umoz¬ liwia pewne okreslone, wzglednie calkowite prze¬ strojenie, albo wytlumienie rezonatorów mikrofalo¬ wych dla zastosowania mechanicznych, ruchomych czesci.Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysun¬ ku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ukladu rezonatora mikrofalowego z dolaczonym obwodem diody, fig. 2 — rezonator z dioda umieszczona w do¬ prowadzeniu elementu sprzegajacego w podstawie wnekowej rezonatora, fig. 4 — rezonator z dioda umieszczona na zewnatrz rezonatora, fig. 5 — prze¬ laczany rezonator mikrofalowy i fig. 6 — odcinek przewodu wielkiej czestotliwosci dla urzadzenia od¬ zewowego, z dolaczonymi rezonatorami z fig. 2.Przyklad wykonania wynalazku. Uklad z fig. 1 sklada sie z czesci I zawierajacej elementy dostar¬ czajace napiecie stale, czesci II zawierajacej diode mikrofalowa D, czesci III zawierajacej element sprzegajacy i czesci IV zawierajacej rezonator mi¬ krofalowy w postaci równoleglego obwodu rezo¬ nansowego zlozonego z indukcyjnosci L4, pojemnos¬ ci C4 i równolegle dolaczonej rezystancji R4. Dzia¬ lania poszczególnych czesci I do IV ukladu jest na¬ stepujace: Elementy dostarczajace napiecie stale w czesci I tworza czlon n skladajacy sie z poprzecznych po¬ jemnosci Cl, C2 i wzdluznej indukcyjnosci LI, sta¬ nowiacy zwarcie dla wielkich czestotliwosci. Dioda mikrofalowa D dziala jako przelacznik, lub zmien¬ na pojemnosc, a element sprzegajacy w czesci III sluzy do sprzezenia obwodu diody z rezonatorem mikrofalowym, który okresla informacje za pomo¬ ca czestotliwosci rezonansowej. Dioda mikrofalowa, której impedancja moze byc zmieniana za pomoca napiecia sterujacego St przylozonego na wejscie, jest sprzezona indukcyjnie poprzez element sprzegaja¬ cy w czesci m z rezonatorem mikrofalowym, wy¬ konanym na przyklad jako rezonator wspólosiowy M4, przy czym wspólczynnik sprzezenia jest rów¬ ny k. Dioda D moze byc równiez sprzezona pojem- nosciowo.Jako dioda mikrofalowa moze byc korzystnie za¬ stosowana dioda p-i-n, która moze pracowac jako sterowana rezystancja mikrofalowa. W przypadku, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 005 gdy do diody p-i-n nie jest przylozone zadne na¬ piecie, wzglednie jest przylozone napiecie wsteczne, posiada ona duza rezystancje mikrofalowa (kilka ki¬ loomów). Przylozenie napiecia wprowadzajacego diode w stan przewodzenia powoduje zmniejszenie jej rezystancji mikrofalowej. Przez przylozenie od¬ powiednio duzego napiecia (okolo IV) uzyskuje sie bardzo mala rezystancje mikrofalowa (okolo 1 om).Przy prawidlowym doborze wspólczynnika sprze¬ zenia k diody z rezonatorem mikrofalowym i po przylozeniu ujemnego napiecia sterujacego, które w przypadku ekstremalnym moze byc równiez rów¬ ne zero, uzyskuje sie jedynie nieznaczne wytlumie¬ nie rezonatora przez dolaczona do niego równole¬ gle duza rezystancje diody. Przylozenie dodatniego napiecia sterujacego powoduje silne wytlumienie rezonatora przez dolaczona równolegle do niego ma¬ la rezystancje diody. Rezonator jest przez to wyla¬ czony z pracy.Jako diode mikrofalowa mozna korzystnie zasto¬ sowac diode waraktorowa, która moze pracowac ja¬ ko sterowana pojemnosc ihikrofalowa. Przylozenie odpowiedniego napiecia (najczesciej ujemnego na¬ piecia wstecznego) zmienia pojemnosc mikrofalo¬ wa diody i przez przylozenie napiecia sterujacego przestraja sie lub tlumi rezonator. Dioda warakto¬ rowa jest elementem przestrajajacym czestotliwosc rezonatorów. Przykladowo wiec, gdy jest przylozo¬ ne odpowiednie napiecie sterujace do diody wa- raktorowej, wtedy odpowiednio do jej charaktery¬ styki napieciowo-pojemnosciowej zmienia sie po¬ jemnosc diody waraktorowej, a przez to czestotli¬ wosc rezonatora.Zmiana pojemnosci moze byc ciagla, jesli jest za¬ stosowany typ diody, w którym wraz ze wzrostem napiecia wstecznego zmniejsza sie w sposób ciagly pojemnosc. Przez odpowiednie .sprzezenie tej pojem¬ nosci z rezonatorem mikrofalowym mozna za po¬ moca napiecia sterujacego przestrajac w pewnym zakresie w sposób ciagly czestotliwosc rezonanso¬ wa rezonatora.Zmiana pojemnosci moze równiez nastapic skoko¬ wo. Efekt ten mozna wykorzystac do przeprowadze¬ nia okreslonych zmian czestotliwosci za pomoca na¬ piec sterujacych podlegajacyh w pewnym zakresie zmianom. Efekt otrzymywania dwóch stanów uzy¬ skuje sie na przyklad przez odpowiednie dawkowa¬ nie materialu pólprzewodnikowego. Taka dioda przyjmuje w zasadzie dwie okreslone wartosci po¬ jemnosci. Oznacza to, ze po przylozeniu napiecia sterujacego mniejszego od okreslonej wartosci, dio¬ da przyjmuje wartosc pojemnosci równa 1, a po przylozeniu napiecia sterujacego wiekszego od okreslonej wartosci — wartosc pojemnosci równa 2.Figury 2, 3 i 4 przedstawiaja rózne mozliwosci umieszczenia diody mikrofalowej w rezonatorze wy¬ konanym jako rezonator wspólosiowy. Na fig. 2 dio¬ da D jest umieszczona wewnatrz rezonatora, na fig. 3 — w doprowadzeniu 3 elementu sprzegajacego znajdujacego sie w podstawie wnekowej rezonato¬ ra i na fig. 4 — na zewnatrz rezonatora. Wystepu¬ je tu sprzezenie indukcyjne na podstawie wneko¬ wej, przy czym element sprzegajacy jest przepro¬ wadzony przez doprowadzenie 3 i jest polaczony z przewodem wewnetrznym 2 rezonatora wspól- 006 6 osiowego 1. Element sprzegajacy moze byc sprzezo¬ ny z rezonatorem zarówno indukcyjnie jak równiez pojemnosciowo, a doprowadzenie na podstawie wne¬ kowej moze znajdowac sie zarówno na boku jak 5 równiez na otwartym koncu. Wysterowanie diody mikrofalowej D nastepuje zawsze przez elementy doprowadzajace napiecie stale, a mianowicie przez indukcyjnosc LI i pojemnosci Cl i C2, przy czym pojemnosci poprzeczne Cl i C2 sa doprowadzone io jednostronnie do powierzchni zewnetrznej podsta¬ wy wnekowej rezonatora wspólosiowego. Trudnego polaczenia, wystepujacego przy sprzezeniu induk¬ cyjnym jednego elementu sprzegajacego z czescia wewnetrzna rezonatora, mozna uniknac przez wy- 15 prowadzenie konca tej czesci na górny bok rezo¬ natora. Napiecie sterujace St jest przylozone na wejscie ukladu rezonatora mikrofalowego z dola¬ czonym obwodem diody. Sygnal z rezonatora jest doprowadzany poprzez sciany rezonatora na zew- 20 natrz.Figura 5 przedstawia przyklad wykonania prze¬ laczanego rezonatora z umieszczonym w nim ele¬ mentem sprzegajacym 4, zintegrowana dioda mi- krominiaturowa D i plytka sterujaca 5. Wmonto- 25 wanie diod w obudowy szklane, lub bezposrednie wmontowanie pasywnych szklem diod mikrominia- turowych umozliwia szczególnie prosta i korzystna z punktu widzenia kosztów budowe rezonatora.W zwiazku z malymi wymiarami dioda mikrominia- 30 turowa moze byc w korzystny sposób zintegrowa¬ na w elemencie sprzegajacym, jak to jest równiez przewidziane w przykladzie wykonania. Element sprzegajacy 4 jest wlozony wraz z dioda mikromi¬ niaturowa w doprowadzenie 3 na podstawie wne- 35 kowej rezonatora wspólosiowego 1, przy czym dio¬ da mikrominiaturowa D jest umieszczona mniej wiecej w obrebie doprowadzenia, a element sprze¬ gajacy 4 jest wpuszczony pionowo do przestrzeni rezonatora. Elementy doprowadzajace napiecie sta- 40 le znajduja sie na plytce sterujacej 5 umieszczonej na plaszczyznie zewnetrznej podstawy wnekowej rezonatora wspólosiowego 1. Polaczenie elektryczne elementów doprowadzajacych napiecie stale z dio¬ da mikrominiaturowa D i elementem sprzegajacym 45 4 nastepuje przez koncówke lutownicza 6.Dzieki zastosowaniu róznych typów diod mozna realizowac szereg wykonan przyrzadu.W urzadzeniu odzewowym z rezonatorami mozna zakodowac n cyfr. W systemie pracujacym w kodzie 50 2 z 5, jak kod ZSC 3 lub odwrócony kod ZSC 3, w celu przedstawienia cyfr od 0 do 9 konieczne jest zastosowanie dla kazdej cyfry 2 lub 3 rezonatorów.W ponizszym przykladzie pokazano miejsca cze¬ stotliwosci i stany pracy dla liczby 8 przedstawio- 55 nej dla obu kodów.ZSC 3 X X odwrócony ZSC 3 X X X 60 miejsce czestotliwosci 12 3 4 5 Przy wytlumianiu rezonatorów przez diode p-i-n i zastosowaniu dwóch rezonatorów na cyfre, zmia¬ na informacji nastepuje przez odlaczenie, wzglednie przelaczenie bloków informacyjnych. Przy zastoso-112 006 7 8 waniu pieciu rezonatorów na cyfre, moga byc w ra¬ zie potrzeby ustawione wszystkie cyfry od 0 do 9.Z pieciu rezonatorów, w zaleznosci od zadanej cyf¬ ry, wylacza sie z dzialania za pomoca diody p-i-n- 2 wzglednie 3 rezonatory. W ten sposób, w razie potrzeby mozna zmienic cala informacje. Przy ciag¬ lym przestrajaniu za pomoca diody waraktorowej i przy zastosowaniu dwóch rezonatorów na cyfre, kazdy rezonator jest przestrajany wewnatrz uzy¬ tecznego zakresu czestotliwosci. Kazdy rezonator musi miec przy tym mozliwosc przestrajania do 4 czestotliwosci; na przyklad rezonator 1 moze byc przestrajany w miejscach czestotliwosci 1 do 4 a re¬ zonator 2 w miejscach czestotliwosci 2 do 5. W ra¬ zie potrzeby, mozna przy tym zmienic calkowita in¬ formacje. Odlaczajace sie rezonatory mozna prze- strajac za pomoca diody waraktorowej równiez w zakresie znajdujacym sie poza pasmem uzytecz¬ nym tak, ze uzyskuje sie calkowite przestrojenie.W przypadku calkowitego przestrojenia mozna zre¬ alizowac znów urzadzenie odzewowe z dwoma re¬ zonatorami na cyfre, albo z piecioma rezonatorami na cyfre, przy czym zasada dzialania takiego urza¬ dzenia odzewowego odpowiada opisanemu uprzed¬ nio przypadkowi wytlumiania przez diode p-i-n.Przy skokowym przestrajaniu za pomoca diod pól¬ przewodnikowych, które moga przyjmowac rózne dyskretne stany pojemnosciowe, kazdy rezonator moze na przyklad miec dwie czestotliwosci rezo¬ nansowe. Przy uzyciu dwóch rezonatorów na cyfre mozna ustawic cztery rózne liczby, a przy uzyciu wiekszej ilosci rezonatotrów na cyfre mozna usta¬ wic odpowiednio wiecej liczb.Figura 6 jest podana w celu blizszego opisu przy¬ kladu wykonania urzadzenia wedlug wynalazku, która w przypadku urzadzenia odzewowego przed¬ stawia odcinek przewodu wielkiej czestotliwosci, do którego dolaczonych jest kilka rezonatorów wedlug wynalazku w wykonaniu z fig. 2.Figura 6 przedstawia odcinek przewodu 7 wiel¬ kiej czestotliwosci, który jest wykonany jako falo¬ wód i, do którego sa dolaczone pojedyncze rezona¬ tory 1. Na fig. 6 jest przedstawione polaczenie dwóch rezonatorów typu pokazanego na fig. 2. W odpo¬ wiednim wykonaniu moga równiez zostac zastoso¬ wane wzdluz falowodów rezonatory odpowiadajace rezonatorom pokazanym na fig. 3, 4 i 5.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie odzewowe do samoczynnej, bezprze¬ wodowej transmisji wielopozycyjnej informacji, zwlaszcza informacji o numerach elektrowozów ko¬ lejowych poruszajacych sie wzgledem stacjonar¬ nych przyrzadów odzewowych, miedzy ruchomymi wzgledem siebie przyrzadami odzewowymi i urza¬ dzeniami odzewowymi umieszczonymi na zasila¬ nych w energie jednostkach nosnych, w którym to urzadzeniu kazdy przyrzad odzewowy wysyla syg¬ nal odzewowy zmieniajacy okresowo swoja czestot¬ liwosc w okreslonym pasmie czestotliwosci, leza¬ cym w zakresie mikrofalowym, który to sygnal od¬ zewowy uruchamia kazdorazowo urzadzenie odze¬ wowe i za pomoca filtrów skladajacych sie z rezo¬ natorów liniowych wielkiej czestotliwosci wybiera sygnaly o czestotliwosci odpowiadajacej informacji, przy czym filtry sa dostorojone na rezonans dla tych czestotliwosci i w wyniku dostarczania infor¬ macji urzadzenie odzewowe wysyla z powrotem do przyrzadu pewna okreslona liczbe sygnalów o cze¬ stotliwosciach odzewowych i kazde urzadzenie odze¬ wowe jest zaopatrzone w odcinek linii wielkiej cze¬ stotliwosci, z którym sprzezone sa filtry okreslonych czestotliwosci, przy czym jako filtry okreslonych czestotliwosci zastosowane sa dostrojone na stale filtry wykonane w technice wspólosiowej lub falo¬ wodowej, które dla ustawienia zadanej informacji moga byc pojedynczo wylaczane przez silne prze¬ strojenie lub silne wytlumienie, znamienne tym, ze kazdy rezonator (1) jest wyposazony w diode mi¬ krofalowa (D), która jest sprzezona z odpowiednim rezonatorem (1) i jest dostrajana za pomoca napie¬ cia sterujacego (St) oraz dioda mikrofalowa (D) jest wykonana jako dioda na plytce scalonej, przy czym jest scalona w indukcyjnym elemencie sprzegaja¬ cym (4), który jest wkladany do otworu (3) obudo¬ wy rezonatora. 2. Urzadzenie odzewowe wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tym, ze dioda mikrofalowa (D), jest dioda p-i-n. 3. Urzadzenie odzewowe wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne tym, ze dioda mikrofalowa (D) jest dioda waraktorowa. 4. Urzadzenie odzewowe wedlug zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, ze przewody odprowadza¬ jace napiecie sterujace (St) do diody mikrofalowej (D) naniesione na plytke sterujaca (5) umieszczona na stronie zewnetrznej obudowy rezonatora. 10 15 20 25 30 35 40112 006 Fig.l st L1 4=C1 C2± I D I -W ?¦ ^ m 1!!ti tt DR4 IV Fig.2 Fig. 3 Fig. A Fig.5 3. 6.?H A 4-H Sa5a v w v < l-S _J Fig. 6 y X , X 2T^St ^^Vl Ljfc/^_ ^x—st PL