WO2014121905A1 - Anordnung, insbesondere anlage, zur signalübertragung - Google Patents

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Josef Schmidt
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    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/16—Continuous control along the route
    • B61L3/22—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation
    • B61L3/225—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation using separate conductors along the route
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3225—Cooperation with the rails or the road
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/22—Longitudinal slot in boundary wall of waveguide or transmission line

Definitions

  • the invention relates to an arrangement, in particular installation, for signal transmission.
  • Signal transmission are that the signals generated by a transmitter a first
  • Damping element are fed, which feeds a first antenna, which projects at least partially into a slot waveguide, in particular into the cavity of the slot waveguide, wherein from another, in the slot waveguide, in particular in the cavity of the slot waveguide, at least partially protruding antenna received signals another Attenuator are fed, which feeds a receiver, in particular wherein the further antenna of the first antenna in slot waveguide direction, in particular rail direction, is arranged spaced, in particular arranged separately.
  • the advantage here is that no override of the receiver occurs.
  • the transmitter downstream of the attenuator signal generated by the transmitter so strongly attenuated that arranged outside the slot waveguide receiver, which are connected to an antenna without the interposition of an attenuator, yet reaches no disturbing signal strength. Because those sent by the transmitter and from
  • Attenuator attenuated signals are very weak, in addition, the slot of the slot waveguide also produces an attenuation.
  • the first and the further attenuator are of similar construction.
  • the advantage here is that for the production of only a single type of attenuators is necessary.
  • the first and / or the further attenuator are designed as electrical attenuator, wherein the first or the further attenuator is disposed on a rail along a rail vehicle of the arrangement, wherein the slot waveguide is laid along the rail, in particular parallel to the rail , is in particular attached to the rail or in one piece, so one piece, is designed with the rail, in particular as a continuous casting.
  • Signal transmission is possible from a stationarily arranged transmitter to a receiver arranged on the vehicle or from a transmitter arranged on the vehicle to a stationarily arranged receiver.
  • the transmission between two rail vehicles executable, and here the disturbance of other receivers is negligible.
  • the rail vehicle can be executed as monorail monorail vehicle.
  • the attenuator has an electrical quadrupole, wherein the electrical quadrupole has a ⁇ or T circuit of impedances, in particular wherein the respective impedance consists of a parallel connection of an inductor and a capacitor with an ohmic resistor, in particular, wherein the quadripole on the input side and output impedance matched, so wave adapted, is adapted to the respectively connected coaxial cable, in particular to 50 ohms.
  • the advantage here is that a cost-effective production of the quadrupole is possible.
  • the emerging from the slot waveguide radiation due to the attenuator is so low that the sensitivity threshold of further arranged in the system receiver is not exceeded.
  • the advantage here is that no interference with other recipients is possible. Also is that of Störstrahlern in the
  • the transmitter is connected via a coaxial cable to the first attenuator and the first attenuator to the first antenna via another coaxial cable
  • the further antenna is connected via a coaxial cable with the second attenuator, which in turn via a coaxial cable with the receiver connected is.
  • the first attenuator is selectively connectable to the transmitter or another receiver
  • the second attenuator is selectively connectable to the receiver or another transmitter, in particular wherein for selection in each case a switch, in particular controllable electronic switch is used.
  • the signal transmission is bidrectional executable. This means that instead of the transmitter, a receiver is connected to the corresponding coaxial cable to the corresponding first attenuator and instead of the receiver at the other end of the signal transmission channel a transmitter is connected via the corresponding coaxial cable with the further attenuator.
  • the slot waveguide has a slot which extends parallel to the rail.
  • the advantage here is that a signal transmission to Rail vehicle is possible.
  • the rail vehicle can be executed as monorail monorail vehicle.
  • FIG. 1 an arrangement according to the invention is schematically sketched.
  • a vehicle 6 is laid along an elongated in a plant
  • the vehicle is preferably a vehicle 6 movable on a rail, wherein the slot waveguide 1 is laid parallel to the rail, in particular is fastened to the rail.
  • a frequency between 1 GHz and 10 GHz is used.
  • the vehicle 6 has a connectable to a transmitter and / or receiver
  • the attenuator is, in particular on its other side, with an antenna
  • the carriage 6 is movable along with the antenna attached to it along the slot of the slot waveguide 1.
  • another antenna is stationarily arranged on the slot waveguide, which by means of a coaxial conductor, a signal from another attenuator 2 can be supplied or a received signal from the antenna to this further attenuator 2 can be moved.
  • This further attenuator 2 is supplied on the other side, in particular input side, a signal by means of a coaxial cable 3 from a transmitter or from this further attenuator 2 dissipated to a receiver.
  • Attenuation member 2 and the slot waveguide 1 to the vehicle allows, wherein the of whose antenna received signal is passed through the attenuator 4 before it reaches the receiver.
  • a signal transmission from the transmitter of the vehicle via the attenuator 4 and the slot waveguide 1 is made possible to the stationarily arranged transmitter, wherein the signal received from the stationary antenna is passed through the attenuator 4 before it reaches the receiver.
  • Attenuators (2, 4) the signal strengths that occur are so small that no interference occurs.
  • radiation components of further transmitters arranged in the system also enter into the slot of the slot waveguide 1, wherein because of the
  • Attenuators (2, 4) this incoming interference is so strongly attenuated that it does not reach a significant level. In this case, an attenuation to -90dBm or less advantageous
  • the attenuators (2, 4) also prevent oversteer of the respective receiver, for example, when the antenna of the vehicle is very close to the stationary antenna.
  • the attenuator (2, 4) is in each case designed as an electrical attenuator, wherein it is designed as an electrical quadrupole, which has a ⁇ or T circuit of impedances, in particular ohmic resistors with optionally parallel-connected capacitor and / or parallel-connected inductance and on both sides, so the input side and output side, is adapted to the wave impedance of the coaxial conductor (3, 5). This is preferably 50 ohms.
  • a communication between two similar vehicles is carried out, each of the vehicles a

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Abstract

Anordnung, insbesondere Anlage, zur Signalübertragung, wobei die von einem Sender erzeugten Signale einem ersten Dämpfungsglied (2) zugeleitet werden, das eine erste Antenne speist, welche zumindest teilweise in einen Schlitzhohlleiter (1), insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1), hineinragt, wobei von einer weiteren, in den Schlitzhohlleiter (1), insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters (1), zumindest teilweise hineinragenden Antenne empfangene Signale einem weiteren Dämpfungsglied (4) zugeleitet werden, das einen Empfänger speist.

Description

Anordnung, insbesondere Anlage, zur Signalübertragung
Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Anordnung, insbesondere Anlage, zur Signalübertragung.
Es ist allgemein bekannt, dass Signale in Form von elektromagnetischen Wellen entlang eines Hohlraumes eines Hohlleiters, insbesondere Schlitzhohlleiters, übertragbar sind. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage weiterzubilden, wobei die Signalübertragung sicher erfolgen soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anordnung, insbesondere Anlage, zur
Signalübertragung sind, dass die von einem Sender erzeugten Signale einem ersten
Dämpfungsglied zugeleitet werden, das eine erste Antenne speist, welche zumindest teilweise in einen Schlitzhohlleiter, insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters, hineinragt, wobei von einer weiteren, in den Schlitzhohlleiter, insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters, zumindest teilweise hineinragenden Antenne empfangene Signale einem weiteren Dämpfungsglied zugeleitet werden, das einen Empfänger speist, insbesondere wobei die weitere Antenne von der ersten Antenne in Schlitzhohlleiterrichtung, insbesondere Schienenrichtung, beabstandet angeordnet ist, insbesondere getrennt angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine Übersteuerung des Empfängers auftritt. Außerdem wird durch das dem Sender nachgeschaltete Dämpfungsglied das vom Sender erzeugte Signal derart stark abgedämpft, dass außerhalb des Schlitzhohlleiters angeordnete Empfänger, die mit einer Antenne ohne Zwischenordnung eines Dämpfungsglieds verbunden sind, trotzdem keine störende Signalstärke erreicht. Denn die vom Sender gesendeten und vom
BESTÄTIGUNGSKOPIE Dämpfungsglied abgedämpften Signale sind sehr schwach, wobei zusätzlich der Schlitz des Schlitzhohlleiters ebenfalls eine Abdämpfung erzeugt.
Weiterer Vorteil ist, dass die Signalübertragungsstrecke bidrektional nutzbar ist mit denselben Vorteilen. Somit ist die Abdämpfung auch bei der umgekehrt gerichteten
Signalübertragung unverändert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und das weitere Dämpfungsglied gleichartig aufgebaut. Von Vorteil ist dabei, dass zur Herstellung nur eine einzige Sorte von Dämpfungsgliedern notwendig ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das erste und/oder das weitere Dämpfungsglied als elektrisches Dämpfungsglied ausgeführt, wobei das erste oder das weitere Dämpfungsglied auf einem entlang einer Schiene schienengeführten Fahrzeug der Anordnung angeordnet ist, wobei der Schlitzhohlleiter entlang der Schiene verlegt ist, insbesondere parallel zur Schiene, insbesondere an der Schiene befestigt ist oder einstückig, also einteilig, mit der Schiene ausgeführt ist, insbesondere als Stranggussteil. Von Vorteil ist dabei, dass die
Signalübertragung von einem stationär angeordneten Sender zu einem auf dem Fahrzeug angeordneten Empfänger ermöglicht ist oder von einem auf dem Fahrzeug angeordneten Sender zu einem stationär angeordneten Empfänger. Alternativ ist auch die Übertragung zwischen zwei Schienenfahrzeugen ausführbar, wobei auch hier die Störung anderer Empfänger vernachlässigbar ist.
Beispielsweise ist das Schienenfahrzeug als Einschienenhängebahn-Fahrzeug ausführbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Dämpfungsglied einen elektrischen Vierpol auf, wobei der elektrische Vierpol eine ττ- oder T-Schaltung von Impedanzen aufweist, insbesondere wobei die jeweilige Impedanz aus einer Parallelschaltung einer Induktivität und einer Kapazität mit einem Ohmschen Widerständen besteht, insbesondere wobei der Vierpol eingangsseitig und ausgangsseitig impedanzangepasst, also wellenangepasst, ist an das jeweils angeschlossene Koaxialkabel, insbesondere auf 50 Ohm angepasst. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstige Herstellung des Vierpols ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die aus dem Schlitzhohlleiter austretende Strahlung infolge des Dämpfungsglieds derart gering, dass die Empfindlichkeitsschwelle weiterer in der Anlage angeordneter Empfänger nicht überschritten wird. Von Vorteil ist dabei, dass keine Störung anderer Empfänger ermöglicht ist. Auch ist die von Störstrahlern in den
Schlitzhohlleiter eingestrahlte Strahlung nicht störend, da diese Strahlung von dem weiteren Dämpfungsglied abgedämpft wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sender über ein Koaxialkabel mit dem ersten Dämpfungsglied verbunden und das erste Dämpfungsglied mit der ersten Antenne über ein weiteres Koaxialkabel, wobei die weitere Antenne über ein Koaxialkabel mit dem zweiten Dämpfungsglied verbunden ist, das wiederum über ein Koaxialkabel mit dem Empfänger verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass einfache Verbindungsmittel angewendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Dämpfungsglied wahlweise mit dem Sender oder einem weiteren Empfänger verbindbar, das zweite Dämpfungsglied wahlweise mit dem Empfänger oder einem weiteren Sender verbindbar ist, insbesondere wobei zur Auswahl jeweils ein Umschalter, insbesondere steuerbarer elektronischer Umschalter, eingesetzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Signalübertragung bidrektional ausführbar ist. Dies bedeutet, dass statt des Senders ein Empfänger mit dem entsprechenden Koaxialkabel zum entsprechenden ersten Dämpfungsglied verbunden wird und statt des Empfängers am anderen Ende des Signalübertragungskanals ein Sender über das entsprechende Koaxialkabel mit dem weiteren Dämpfungsglied verbunden wird. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schlitzhohlleiter einen Schlitz auf, der sich parallel zur Schiene erstreckt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Signalübertragung zum Schienenfahrzeug ermöglicht ist. Beispielsweise ist das Schienenfahrzeug als Einschienenhängebahn-Fahrzeug ausführbar.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert.
In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung schematisch skizziert. Dabei ist ein Fahrzeug 6 entlang eines in einer Anlage langgestreckt verlegten
Schlitzhohlleiters 1 bewegbar.
Vorzugsweise ist hierzu das Fahrzeug ein auf einer Schiene bewegbares Fahrzeug 6, wobei der Schlitzhohlleiter 1 parallel zur Schiene verlegt ist, insbesondere an der Schiene befestigt ist.
Zur Signalübertragung wird eine Frequenz zwischen 1GHz und 10 GHz verwendet.
Das Fahrzeug 6 weist eine mit einem Sender und/oder Empfänger verbindbare
Kommunikationsschnittstelle auf, an die das Ausgangssignal eines Dämpfungsgliedes 4 mittels eines Koaxialkabels 5 heranführbar ist oder das vom Sender erzeugte Signal über das Koaxialkabel 5 an das Dämpfungsglied 4 heranführbar ist.
Das Dämpfungsglied ist, insbesondere an seiner anderen Seite, mit einer Antenne
verbunden, die in den Schlitzhohlleiter 1 zumindest teilweise hineinragt. Somit sind Signale ein- oder auskoppelbar.
Der Fahrwagen 6 ist zusammen mit der an ihm befestigten Antenne entlang des Schlitzes des Schlitzhohlleiters 1 bewegbar.
Ebenso ist eine weitere Antenne stationär am Schlitzhohlleiter angeordnet, welcher mittels eines Koaxialleiters ein Signal von einem weiteren Dämpfungsglied 2 zuführbar ist oder ein von der Antenne empfangenes Signal an dieses weitere Dämpfungsglied 2 heranführbar ist. Diesem weiteren Dämpfungsglied 2 wird auf der anderen Seite, insbesondere Eingangsseite, ein Signal mittels eines Koaxialkabels 3 zugeführt von einem Sender oder von diesem weiteren Dämpfungsglied 2 abgeführt an einen Empfänger.
Somit ist eine Signalübertragung von dem stationär angeordneten Sender über das
Dämpfungsglied 2 und den Schlitzhohlleiter 1 an das Fahrzeug ermöglicht, wobei das von dessen Antenne empfangene Signal durch das Dämpfungsglied 4 geleitet wird, bevor es zum Empfänger gelangt.
Umgekehrt ist auch eine Signalübertragung vom Sender des Fahrzeugs aus über das Dämpfungsglied 4 und den Schlitzhohlleiter 1 an den stationär angeordneten Sender ermöglicht, wobei das von der stationär angeordneten Antenne empfangene Signal durch das Dämpfungsglied 4 geleitet wird, bevor es zum Empfänger gelangt.
Durch den Schlitz des Schlitzhohlleiters treten auch Strahlungsanteile 7 aus und gelangen zu weiteren in der Anlage angeordneten Empfängern, wobei allerdings wegen der
Dämpfungsglieder (2, 4) die auftretenden Signalstärken derart gering sind, dass keine Störung auftritt. Entsprechend treten auch Strahlungsanteile von weiteren in der Anlage angeordneten Sendern in den Schlitz des Schlitzhohlleiters 1 ein, wobei wegen der
Dämpfungsglieder (2, 4) diese eintretende Störstrahlung derart stark abgedämpft wird, dass sie keinen wesentlichen Pegel erreicht. Dabei ist eine Abdämpfung auf -90dBm oder weniger vorteilhaft
Die Dämpfungsglieder (2, 4) verhindern auch ein Übersteuern des jeweiligen Empfängers, wenn beispielsweise die Antenne des Fahrzeugs sehr nahe zur stationär angeordnete Antenne ist.
Das Dämpfungsglied (2, 4) ist jeweils als elektrisches Dämpfungsglied ausgeführt, wobei es als elektrischer Vierpol ausgeführt ist, der eine ττ- oder T-Schaltung von Impedanzen, insbesondere Ohmsche Widerstände mit gegebenenfalls jeweils parallel geschaltetem Kondensator und/oder parallel geschalteter Induktivität, aufweist und beidseitig, also eingangsseitig und ausgangsseitig, an die Wellenimpedanz des Koaxialleiters (3, 5) angepasst ist. Diese liegt vorzugsweise bei 50 Ohm.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist eine Kommunikation zwischen zwei gleichartigen Fahrzeugen ausgeführt, wobei jedes der Fahrzeuge ein
Dämpfungsglied 4 aufweist. Wiederum ist die austretende Strahlung auf ein geringes Maß abgedämpft, die eintretende Störstrahlung ebenfalls abgedämpft und ein Übersteuern verhindert. Bezugszeichenliste Schlitzhohlleiter
Dämpfungsglied, elektrisch
Koaxialkabel
Dämpfungsglied, elektrisch
Koaxialkabel
Fahrzeug
austretende Strahlungsanteile oder eintretende Strahlungsanteile

Claims

Patentansprüche:
1. Anordnung, insbesondere Anlage, zur Signalübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass die von einem Sender erzeugten Signale einem ersten Dämpfungsglied zugeleitet werden, das eine erste Antenne speist, welche zumindest teilweise in einen Schlitzhohlleiter, insbesondere in den Hohlraum des Schlitzhohlleiters, hineinragt, wobei von einer weiteren, in den Schlitzhohlleiter, insbesondere in den Hohlraum des
Schlitzhohlleiters, zumindest teilweise hineinragenden Antenne empfangene Signale einem weiteren Dämpfungsglied zugeleitet werden, das einen Empfänger speist, insbesondere wobei die weitere Antenne von der ersten Antenne in Schlitzhohlleiterrichtung, insbesondere Schienenrichtung, beabstandet und/oder getrennt angeordnet ist.
2. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste und das weitere Dämpfungsglied gleichartig aufgebaut sind.
3. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste und/oder das weitere Dämpfungsglied als elektrisches Dämpfungsglied ausgeführt sind, wobei das erste oder das weitere Dämpfungsglied auf einem entlang einer Schiene schienengeführten Fahrzeug der Anordnung angeordnet ist, wobei der Schlitzhohlleiter entlang der Schiene verlegt ist, insbesondere parallel zur Schiene, insbesondere an der Schiene befestigt ist oder einstückig, also einteilig, mit der Schiene ausgeführt ist, insbesondere als Stranggussteil.
4. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Dämpfungsglied einen elektrischen Vierpol aufweist, wobei der elektrische Vierpol eine ττ- oder T-Schaltung von Impedanzen aufweist, insbesondere wobei die jeweilige Impedanz aus einer Parallelschaltung einer Induktivität und einer Kapazität in Kombination mit Ohmschen Widerständen besteht, insbesondere wobei der Vierpol eingangsseitig und ausgangsseitig impedanzangepasst, insbesondere wellenangepasst, ist an das jeweils angeschlossene Koaxialkabel,
insbesondere auf 50 Ohm angepasst.
5. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Schlitzhohlleiter austretende Strahlung infolge des Dämpfungsglieds derart gering ist, dass die Empfindlichkeitsschwelle weiterer in der Anlage angeordneter Empfänger nicht überschritten wird.
6. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sender über ein Koaxialkabel mit dem ersten Dämpfungsglied verbunden ist und das erste Dämpfungsglied mit der ersten Antenne über ein weiteres Koaxialkabel, wobei die weitere Antenne über ein Koaxialkabel mit dem zweiten Dämpfungsglied verbunden ist, das wiederum über ein Koaxialkabel mit dem Empfänger verbunden ist.
7. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Dämpfungsglied wahlweise mit dem Sender oder einem weiteren Empfänger verbindbar ist, das zweite Dämpfungsglied wahlweise mit dem Empfänger oder einem weiteren Sender verbindbar ist, insbesondere wobei zur Auswahl jeweils ein Umschalter, insbesondere steuerbarer elektronischer Umschalter, eingesetzt ist.
8. Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schlitzhohlleiter einen Schlitz aufweist, der sich parallel zur Schiene erstreckt.
9. Anlage mit einer Anordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche.
10. Anlage nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anlage als Einschienenhängebahn ausgeführt ist.
PCT/EP2014/000234 2013-02-11 2014-01-29 Anordnung, insbesondere anlage, zur signalübertragung WO2014121905A1 (de)

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PL14703028T PL2954592T3 (pl) 2013-02-11 2014-01-29 Zespół, zwłaszcza instalacja dla transmisji sygnałów

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