SE516570C2 - System för överföring av information medelst mikrovågor, samt kommunikationsenhet - Google Patents

Description

20 25 30 'S16 570 2 Det är svårt att få generella frekvenstillstånd för radioöverföringen, eftersom olika radioband är upplåtna i olika länder. Vidare medger kommunikation vid radiofrekvens inte kompakta riktantenner, vilket leder till höga krav på utsänd effekt och problem med interferenser mellan olika utrustningar.

Lösningen med optiskt kodade databärare medger dessutom inte att databäraren ändras till sitt innehåll, och dess informationskapacitet är begränsad. Vidare är optiska system känsliga för smuts och skador på databärarna. Den optiska tekniken har även begränsningar i det maximala avstånd som kan medges vid avläsningen av databäraren, vilken avläsning bör kunna göras på upp till några meters håll.

UPPFINNINGENS ÄNDAMÅL OCH VIKTIGASTE KÄNNETECKEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en lätthanterlig anordning medelst vilken data kan överföras såväl mellan en avlägset belägen terminal och en bärbar kommunikationsenhet, som mellan kommunikationsenhet och databärare.

Med transponderteknik i mikrovågsområdet uppnås en rad kända fördelar, exempelvis kommunikation med god räckvidd, okänslighet för smuts och mekaniska skador, stor kapacitet att lagra information i databäraren etc.

Det tidigare beskrivna problemet har lösts genom att även använda mikrovàgsmediat för kommunikation med till överordnat system anslutna mikrovågsterminaler, varigenom låg vikt och små dimensioner hos kommunikationsenheten uppnås. Vidare uppnås' god räckvidd mellan terminal och kommunikationsenhet, och det är dessutom enkelt att föra data såväl från som till databäraren. Härigenom har ett mycket flexibelt system för varuhantering åstadkommits. l fallet kommunikation med databäraren förutsätts denna vara av s k reflekterande typ, d v s att den vid bestrålning med en första mikrovågssignal 10 15 20 25 30 516 570 3 bi|dar en andra mikrovågssignal där informationssidband enligt kodbärarens datainnehåll tillförts till den första signalen, som återutsänds från transpondern och uppfångas av kommunikationsenheten.

Vid skrivning i databäraren utsänder kommunikationsenheten en modulerad signal till databäraren där minneskretsar får påverkas.

Den signal som utsänds till databäraren kan exempelvis förläggas vid en internationellt upplåten frekvens såsom i ISM-bandet 2.45 GHz, och ha en så låg effekt att den inte kräver speciella frekvenstillstånd, exempelvis 1 mW.

Man kan med den s k radarekvationen visa att en räckvidd mot databärare på mer än fem meter därvid kan uppnås, utan att databäraren behöver tillföra energi till den reflekterade signalen.

Om nu samma signalgenereringskretsar och antenn som används för kommunikation med databäraren även används för kommunikation med en centrala terminalen vinner anordningen i enkelhet. Så kan man med radioekvationer visa att en räckvidd på mer än en km kan uppnås mot en avstämd mW utsänds från mottagare i terminalen, om 1 kommunikationsenheten.

En särskild fördel av att använda mikrovàgor även för dataöverföring mellan kommunikationsenhet och terminal är att man arbetar med riktade antenner, varigenom mindre signal spills bort i icke önskade riktningar och att en selektiv kommunikation kan anordnas.

BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 visar en översiktsbild på en fraktterminal Figur 2 visar en vy över en kommunikationsenhet enligt uppfinningen Figur 3 visare ett blockschema över kommunikationsenheten vid kommunikation med transponder Figur 4 visar samma blockschema vid kommunikation med terminal 10 15 20 25 30 516 570 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL l figur 1 visas en typisk situation vid en fraktterminal, där befraktningsobjekt 1, exempelvis containrar, skall identifieras av en person 2.

Befraktningsobjekten är försedda med mikrovågstranspondrar 3, vilka kommuniceras, d v s läses och eventuellt skrives, med hjälp av en bärbar kommunikationsenhet 4.

Efter fullgjord avläsning vänder sig personen mot terminalbyggnaden 5, vid vilken en terminal 6 förefinns. Genom att rikta kommunikationsenheten 4 mot terminalen 6 kan den avlästa informationen från transpondrarna föras in i det centrala systemet. Proceduren kan även ske omvänt, d v s att personen först laddar kommunikationsenheten med data från terminalen, och därefter för in data i respektive transponder.

Figur 2 visar en översiktbild över kommunikationsenheten 4.

Enheten ör försedd med antennorgan 5, exempelvis i form av en patch- eller en dipolantenn, med vilken riktad kommunikation med såväl transpondrar som terminal kan företas. I kommunikationsenhetens kåpa 6 och handtag 7 inryms de elektronikkretsar som krävs för mellan lagring av data, samt för sändning och mottagning av mikrovågsfrekvenser.

Lämpligen förses enheten med en avtryckare 8 för att initiera en kommunikationssekvens, samt manöverorgan 9 för växling mellan kommunikation med terminal och transponder, skrivning eller läsning samt för införande av olika parametervärden vid kommunikationen. Så kan exempelvis ett tangentbord vara anordnat på kommunikationsenheten för att fritt kunna skriva in vissa data i transpondrarna.

En indikator 10 används för kontroll av enhetens status, samt för visande av aktuella data. l enheten inryms även en kraftkälla 11 i form av ackumulator 10 15 20 25 30 1516 570 5 eller batteri. Kommunikationsenheten kan dessutom vara försedd med en datalagringskassett, exempelvis i form av minneskort eller datamedia.

Figur 3 visar ett sätt att utföra transponderkommunikation med kommunikationsenheten. Utgående från en mikrovågsoscillator 12 leds en signal 13 vid exempelvis 2.45 GHz till ett antennorgan 14. Antennorganet utsänder denna som en första mikrovàgssignal 15 till en transponderenhets antenn- och modulationsorgan 16, där en andra mikrovågssignal 17 i form av informationssidband bildas utifrån minnesinnehàllet i transponderns oscillator-minneskrets 18.

Den andra, databärande, mikrovàgssignalen återförs till kommunikationsenhetens antennorgan 14, förs därifrån vidare som signal 19 till en blandare 20 för att blandas med signal 21 av samma frekvens som den första mikrovàgssignalen 13. informationssidband och utsänd signal ger efter blandning en lågfrekvent datasignal 21 vilken i en dataavkodare 22 omvandlas till styr- och datasignaler för ett mellanlagringsminne 23 i kommunikationsenheten. På detta sätt har data nu överförts från transpondern till kommunikationsenheten.

Det är även möjligt att skriva data i transpondern. Mellanlagringsminnets 23 data får då påverka mikrovågsgenereringen i 12 på ett för data representativt sätt, så att när signalen mottas av transponderns antennorgan 16 dess minneskretsare 18 kan lagra in data från mellanlagringsminnet 23. På detta sätt har data överförts från kommunikationsenheten till transpondern. mellanlagringsdata mellan Figur 4 visar överföring av kommunikationsenheten och terminal. 10 15 20 25 30 "S16 570 e Mellanlagringsminnet 23, med data från transpondrar, får då påverka mikrovågsgenereringen i 12 på ett för data representativt sätt så att en datasignal 24 bildas till antennorganet 14.

När detta riktas mot terminalens antennorgan 25 kommer en mikrovågssignal med modulerade data 26 att föras till en signalblandare 27 i terminalen, och där blandas med en mikrovågssignal 28 av näraliggande frekvens, alstrad i mikrovågsoscillatorn 29. Exempelvis kan signalen 24 vara pulsmodulerad med data vid 2.45 GHz, och när den blandas med en signal vid 2.46 GHz från oscillatorn 29 alstra en pulsad mellanfrekvens 30 vid 10 MHz som med god brusfaktor mottas, förstärks och avkodas i enheten 31. På detta sätt har data överförts från kommunikationsenheten till terminalen och kan avges till ett överordnat system via dataledaren 32.

Data kan även föras fràn terminal till kommunikationsenhet, exempelvis för att kvittera ett mottaget meddelande från kommunikationsenheten. Härvid får datat via dataledaren 33 påverka mikrovågssignalgenereringen i 29 så att en modulerad signal 34 förs till terminalens antennorgan 25 för att utstrålas i rymden. Signalen, som exempelvis kan vara pulsmodulerad, uppfàngas av kommunikationsenhetens antennorgan 14 och förs till blandaren 20 där den blandas med en näraliggande mikrovågsfrekvens från 12, för att mottas och avkodas med god känslighet i avkodningsenheten 22.

I syfte att säkerställa att meddelandet når rätt destination och med avsändaridentitet är det även lämpligt att i signalen innefatta identifikationskoder, inte bara ifrån transpondrarna utan även ifrån kommunikationsenhet och terminal.

En rad möjligheter föreligger beträffande modulationsformerna. Så kan exempelvis såväl amplitud- som fasmodulering föreligga mellan transponder och kommunikationsenhet, liksom mellan kommunikationsenhet och terminal.

Exempel på alternativ är pulsmodulering ASK (Amplitude Shift Keying), PSK 10 15 20 ' 516 570 7 (Phase Shift Keying) och QPSK (Qadrature Phase Shift Keying), där var och en av metoderna kan nyttjas med olika kodning, exempelvis med olika former a direkt eller differentiellt frekvensskift och fasskift.

Olika möjlighet ges även av antennorganens utformning. Så kan exempelvis terminalens antenn vara av rundstrålande karaktär för att täcka upp en stor kommunikationsenheten har en riktad geografisk yta medan antennkarakteristik för att få selektiv kommunikation och god räckvidd.

Kommunikationsenheten kan utföras med sitt eller sina aktiva antennelement i patch- eller dipolteknik. Vidare kan riktverkan uppnås genom att dessa grupperas i en array på känt sätt.

Ett annat sätt att åstadkomma riktverkan är att i likhet med i en Yagiantenn förlägga en eller flera resonanta direktorer i fältet närmast framför det aktiva antennelementet, samt att dessutom förlägga en signalreflektor på lämpligt avstånd bakom det aktiva antennelementet. Direktörerna kan exempelvis vara utförda som trådelement eller metallytor, medan reflektorn i en föredragen utföringsform utförs av en yta, lämpligen av metall.

För att minska den fysiska utsträckningen längs antennens strålningsaxel kan direktorerna förläggas i ett dielektriskt material, varigenom deras inbördes avstånd kan minsaks relativt om de vore placerade i luft.

Claims (8)

10 15 20 25 30 516 570 PATE NTKRAV

1. System för kommunikation, d v s överföring av information medelst mikrovågor i åtminstone en riktning mellan åtminstone en databärare, s k transponder (3), och en terminal, s k centralenhet (6) k ä nn e t e c k n at a v en kommunikationsenhet (4), försedd med ett första organ (14) för riktad emottagning och sändning av information från och eventuellt till den nämnda transpondern (3) på relativt kort avstånd, samt till och eventuellt från den relativt stort kommunikationsenheten (4) även är försedd med ett minne (23) för nämnda centralenheten (6) på avstånd, varvid mellanlagring av sådan information.

2. Kommunikationsenhet (4) för användning i ett system för kommunikation, d v s överföring av information medelst mikrovågor i åtminstone en riktning mellan åtminstone en databärare, s k transponder (3), och en terminal, s k centralenhet (6) kä n n ete c kn a d a v att den är försedd med ett första organ (14) för riktad emottagning och sändning från och eventuellt till den nämnda transpondern (3) på relativt kort avstånd, samt till och eventuellt från den nämnda centralenheten (5) på relativt stort avstånd, varvid den även är försedd med ett minne (23) för mellanlagring av sådan information.

3. Kommunikationsenhet enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att det nämnda första organet innefattar en antennanordning (14) avsedd för kommunikation såväl med transpondern (3) som med centralenheten (5).

4. Kommunikationsenhet enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den nämnda antennanordningen är utförd i form av åtminstone en patchantenn (14). 10 15 516 svu 9

5. Kommunikationsenhet enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den nämnda antennanordningen är utförd i form av åtminstone en dipo|antenn (14).

6. Kommunikationsenhet enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att den nämnda antennanordningen är utförd i form av en riktad patchantenn, framför vilken åtminstone en direktor är placerad (14).

7. Kommunikationsenhet enligt något av krav 2-6, k ä n n e t e c k n a d a v att den är inrättad att kommunicera med såväl transpondern (3) som centralenheten (6) medelst mikrovågor av väsentligen samma frekvens.

8. Kommunikationsenhet enligt något av krav 2-7, k ä n n e t e c k n a d (10) för kommunikationsenhetens (4) kommunikationsfunktioner. av att den innefattar ett tredje organ indikering av