-
System zum selbsttätigen'drahtlosen Übertragen von mehrstelligen
Informationen zwischen gegeneinander bewegbaren Abfrage- und Antwortgeräten Zusatz
ZU Patent . ... ... (Akt.Z.: P 15 16 838.4, VPA 66/2540) Das Hauptpatent . ... ...
(Akt.Z.: P 15 16 838,4, VPA 66/2540) bezieht sich auf ein System zum selbsttätigen
drahtlosen Ubertragen von mehrstelligen Informationen zwischen gegeneinander bewegbaren
Abfrage- und AntwortgerSten, bei dem jedes Abfragegerät in einem vorgegebenen frequenzband
ein periodisch seine Frequenz veränderndes Abfragesignal aussendet, aus dem das
Antwortgerät die der Information zugeordneten Frequenzen durch Filter auswählt und
für jede Stelle der Information eine vorgegebene Anzahl von Antwortfrequenzen zum
Abfragegerät zurticksendet und bei dem der Empfangs teil des Abfragegerätes ein
Uberlagerungsempfänger ist, dessen UberlagerungsschwiRgung aus der Sendeschwingung
abgeleitet ist und zu deren Aussendung und Empfang am Abfragegerät und am Antwortgerät
als Richtantenne auggebildete Sende- und Empfangsantennen angeordnet sind.
-
Unter anderem wird im Hauptpatent vorgeschlagen, die Antworigeräte
mit einem Hochfrequenzleitungsabschnitt zu verstehen, an den Jeweils die vor allem
als auf Resonanz abgestimmte Stichleitungen ausgebildeten Filter für die auszuwählenden
Frequenzen angekoppelt sind und der einzelne Hochfrequenzleitungsabschnitt mit wenigstens
einer vorzugsweise als Richtantenne ausgebildeten Antenne
versehen
ist, die am jeweiligen Antwortgerät 5.0 angeordnet ist, daß das Hauptmaximum ihres
Strahlungsdiagramms beim Vorbeibewegen des Antwortgerätes am Abfragegerät dessen
ebenfalls als Richtantenne ausgebildete Sende-und Empfangsantenne überstreicht.
-
Systeme, wie sie im Hauptpatent beschrieben sind, lassen sich vor
allem in der Eisenbahnsignaltechnik zur Güterwagenerkennung vorteilhaft einsetzen.
Vor allem bei derartiger Anwendung kann jedoch der Fall eintreten, daß die vom Sender
abgestrahlten Mikrowellen nicht nur zum Antwortgerät, sondern außerdem zu weiter
entfernt- gelegenen, reflektierenden Gegenständen gelangen. Die dort .reflektierten
Wellen können Antwortsignale vortäuschen, die von den Nutzsignalen nicht ohne weiteres
unterscheidbar sind.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem System der einleitend
beschriebenen Art diesen Schwierigkeiten wirksam zu begegnen.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Polarisationsrichtung
der Empfangsantenne des Abfragegerätes wenigstens nahezu um 900 gegen die Polarisationsw
richtung der Sendeantenne des Abfragegerätes gedreht ist, und daß zumindest in eine
der beiden Antennenzuleitungen, vorzugsweise in die von der Empfangsantenne zum
EmpSangsteil des Abfragegerätes, eine Richtungsleitung derart eingeschaltet ist,
daß nur Signale in der bestimmungsgemäßen ffbertragungsrichtung in dieser Antennenzuleitung
sich ausbreiten können
Beider Erfindung wird von der ueberlegung
ausgegangen, daß unmittelbare Reflexionen der ausgesendeten Mikrowellen in die Empfangsantenne
des Abfragegerätes dadurch weitgehend ausgeschaltet werden können, daß die ausgesendeten
Mikrowellen polarisationsentkoppelt werden gegen die zu empfangenden Mikrowellen
des Abfragegerätes. Der einfachste Fall für diese Lösung besteht darin, daß linearpolarisierte
Mikrowellen zur Anwendung gelangen und gegen eine gemeinsame Bezugsebene die gesendeten
und die im Abfragegerät empfangenen Mikrowellen in ihrer Polarisationsebene gegensinnig
um je 45° gedreht orientiert sind. Dadurch wird die Polarisationsebene der über
das Abfragegerät zu empfangenden Mikrowellen unter 900 zu der Polarisationsebene
der vom Abfragegerät ausgesendeten Mikrowellen gedreht. Trotzdem sind jedoch noch
Störungen möglich, die beispielsweise darauf beruhen, daß die ausgesendeten Mikrowellen
in die Sendeantenne reflektiert werden und von dort über den eigentlichen Sender
und die entsprechende Kopplungsleitung zum Empfangsüberlagerer gelangen. Diese reflektierten
Mikrowellen bilden mit den unmittelbar vom Sender abgeleiteten berlagerungsschwingungefl'
des Empfang mischers berlagerungsprodukte, die wegen der Wobblüng des Senders Nutzsignale
vortäuschen können. Durch die Einschaltung der Richtungsleitung in die Sendeantennenzuleitung
wird diesem unerwünschten Effekt vorgebeugt.
-
Gleichartige Wirkungen treten auf, wenn nur die Empfangsantenne betrachtet
wird, über die im Regelfall unvermeidbar ein geringer Anteil der Uberlagerungsschwingungen
des Empfangsmischers abgestrahlt wird. Dieser abgestrahlte Anteil gelangt bei störenden
Reflexionen wieder zum Empfangsmischer und täuscht wegen der Wobblung des Senders
ebenfalls Nutæsignale vor. Auch diese Störung kann mittels einer Richtungsleitung
wirksam unterbunden werden.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
-
In der Figur sind ein Abfrage- und ein Antwortgerät schematisch dargestellt.
Das Antwortgerät besteht hierbei aus einer Empfangsantenne 1, einer Sendeantenne
2 sowie einem von Resonatoren gebildeten Verschldsselungsnetz 3.
-
Statt zweier getrennter Antennen im Antwortgerät ist auch, wie bereits
im Hauptpatent angegeben, eine Ausführung möglich, bei der eine einzige Richtantenne
für den Empfang des Abfragesignales und die Aussendung des Antwortsignales vorgesehen'
ist. An die Hochfrequenzleitung, die mit der Richtantenne verbunden ist, sind ähnlich
wie bei der AusfUhrung mit zwei getrennten Antennen, reine Resonanzkreise bestimmter
Frequenzabstimmung anzuschalten. Wesentlich ist jedoch, daß das der Richtantenne
abgewandte Ende des Hochfrequenzleitungsabschnittes möglichst total reflektierend,
vor allem durchFeinen Leitungskurzschluß abgeschlossen ist.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet die Anlage mit linear
polarisieren Wellen. Es steht das Antwortgerät gerade einem Abfragegerät mit einer
Sendeäntenne 4 und einer Empfangsantenne 5 gegenüber. Die Polarisationsrichtung
von Sendeantenne 4 und der EmpSangsaEtenne 5 des Abfragegerätes sind um 900 gegeneinander
verdreht.
-
Bei zwei Antennen im Antwortgerät ist die PolArisation der Antenne
1 der der Sendeantenne 4 entsprechend und die Polarisation der Antenne 2 der' der
Antenne 5 entsprechend. Bei einer für das Antwortgerät ist diese in der Polarisationsrichtung
gegenüber den Abfragegeräteantennen um 450 gedreht. Ein in der Frequenz gewobbelter
Sender 6 erzeugt, wie im Haupt patent angegeben,'das' für die Abfrage benötigie,
periodisch frequenzveränderbare Abfragesignal, das über einen Richtkoppler
7
an die Sendeantenne 4 des Abfragegerätes gegeben wird. Im Richtkoppler 7 wird außerdem
ein geringer Teil der Sendeenergie ausgekoppelt und über einen weiteren Richtungskoppler
7' einem Empfangsmischer 8, dem ein Tiefpaß 9 nachgeschaltet ist, zugeführt. Im
Empfangs mischer entsteht beim Empfang eines Signals vqn der Antenne 2 und gleichzeitigem
Durchwobbeln des Frequenzbandes eine Impulsfolge, die das Nutzsignal darstellt,
welches für die weitere Auswertung entsprechend dem Hauptpatent bestimmt ist. Die
Sendeenergie des Antwortgerätes wird'nämlich von der Antenne 5 des Abfragegerätes
aufgenommen und zum Empfangsmischer 8 geleitet.
-
Im Abfragegerät ist erfindungsgemäß im Sende- und Empfangsweg jeweils
eine Richtungsleitung 10 bzw. 1i derart eingeschaltet, daß im Sende- und Empfangsweg
nur Signale in der einen, gewünschten Richtung übertragen werden. Durch diese Richtungsleitungen
und die erwähnte Drehung der Polarisationsrichtungen der linear polarisietren Sende-und
Empfangsantenne des Abfragegerätes und dee Antwortgerätes wird ein störungsfreier
Empfang und damit eine exakte Auswertung der-NutzsignaIe gewährleistet. Die Drehung
der Polarisationsrichtungen verhindert nämlich, daß an entfernten, insbesondere
metallischen Gegenständen, wie Eisenmasten, Eisenbahnwagen oder Gebäuden; reflektierte
Teile der Sende energie als Störsignal zusätzlich zum Nutzsignal auf die Empfangsantenne
des Abfragegerätes treffen und evtl. von der Empfangsantenne abgestrahlte Energie
durch Reflexionen als Störsignal auf die Sendeantenne des Abfragegerätes gelangen.
Im Ridhtungskoppler 7 sind die Anschlüsse a und c bzw. b und d gegenseitig entkoppelt.
Der Anschluß a wird, wie angedeutet, zweckmäßig reflexionefrei abgeschlossen. Allerdings
ist die Entkopplung nicht vollständig. Hlnaiohtlich
des Richtungskopplers
7' mit den Anschlüssen a' bis d' gelten diese Bedingungen entsprechend. Die eingeschalteten
Richtungsleitungen ihrerseits verhindern, daß an die Sendeantenne des Abfragegerätes
gelangende, von Reflexionen herrührende Störsignale, über den. Sendeweg des Abfragegerätes
in den Empfangsmischer 8 gelangen, und daß vom Sender abgeleitete Uberlagerungsschwingungen
vom Empfangsmischer 8 über den Empfangsweg an die Empfangsantenne 5 zu Reflexionsstellen
und von dort über die Empfangsantenne 5 wieder zum Empfangsmischer 8 gelangen. Es
ist damit auch möglich, die Anforderungen an die Entkopplung in dem Richtungskoppler
7 bzw. in dem Empfangsmischer 8 sowie gegebenenfalls auch an die Anpassung des Senders
wesentlich zu vermindern, bezogen auf denxFall ohne Richtungsleltungen.
-
1 Figur 1 Patentanspruch