DE2528983A1

DE2528983A1 - Fernmeldesystem

Info

Publication number: DE2528983A1
Application number: DE19752528983
Authority: DE
Inventors: David James Reginald Martin
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1974-08-07
Filing date: 1975-06-28
Publication date: 1976-02-26
Also published as: DE2528983C2; GB1485156A; JPS5176007A; JPS5921565Y2; JPS58109359U; US3979674A; CA1042513A

Description

PATENTANWALT BODE · 4033 HOSEL · FOSTrACH 1140 · TELEFON 02102-60001 · TELEX 8585166

N 5 - 34

Coal Industry (Patents) Limited Hobart House, Grosvenor Place, London, SWlX 7AE, England

Fernmeldesystem

Die Erfindung bezieht sich auf Fernmeldesysteme mit einer festen Station, die mit einer Strahlungsenergie abgebenden Übertragungsleitung verbunden ist, in der wenigstens ein Verstärker vorgesehen ist und die zum Senden von Signalen an und zum Empfangen von Signalen von einer beweglichen Station in der Nähe der Leitung angeordnet ist.

Es ist bekannt, eine Fernmeldeverbindung zwischen einer festen und einer beweglichen Station dadurch herzustellen, daß in einem Tunnel, einem Bergwerk oder längs eines sich geradlinig erstreckenden Weges ein strahlungsenergieabgebendes oder durchlässiges Übertragungskabel verlegt wird, das praktisch die Form eines koaxialen Kabels mit einem perforierten oder unvollständigen äußeren Leiter annehmen kann, wobei das Kabel mit der festen Station anstelle einer normalen Antenne verbunden wird und als solche längs des Weges dient. Eine Fernmeldeverbindung zwischen der festen und der beweglichen Station ergibt sich dann über die Streufelder rund um das Kabel. Die Reichweite eines solchen Systems in Abhängigkeit von der Länge des durchlässigen Kabels, das zweckmäßig mit einer festen Stelle verbunden sein

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kann, ist durch die innere Längsdämpfung im Kabel begrenzt, die zu 'einer fortschreitenden Abschwächung des Signals zwischen der festen und der beweglichen Station führt, wenn die Länge der Übertragungsleitung zwischen diesen ansteigt, obgleich das Streufeld im Hinblick auf die Strahlungsenergie innerhalb des Kabels an jedem Punkt der Übertragungsleitung konstant ist.

Ferner ist es bekannt, daß diese fortschreitende Abschwächung des Signals innerhalb der Übertragungsleitung dadurch kompensiert werden kann, daß periodisch Verstärker in Reihe mit dem durchlässigen Kabel geschaltet werden. Zum Beispiel kann, wenn die Dämpfung des Kabels bei der verwendeten Frequenz 3o dB/km beträgt, ein Verstärker mit einer Verstärkung von 3o dB nach jeweils einem Kilometer Kabellänge in dieses eingesetzt werden. Wenn eine Zweikanal-Verbindung gewünscht wird, können diese Verstärker Zweikanal-Verstärker sein; andererseits läßt sich eine Zweikanal-Verbindung durch Verwendung einer Reihe oder Kette von einfachen Einkanal-Verstärkern erreichen, wenn die feste Station in ihre Bauteile Sender und Empfänger aufgeteilt ist und mit den entgegengesetzten Enden eines durchlässigen Kabelsystems verbunden ist, wie es in der GB-PS 1 371 291 beschrieben ist.

Ein Nachteil solcher Systeme besteht darin, daß die Stärke des zwischen den festen und beweglichen Stationen übertragenen Signals sich entsprechend der Stellung der beweglichen Station im Hinblick auf den nächsten Verstärker ändert. Beim oben gegebenen Beispiel ändert sich z.B. das übertragene Signal um 3odB, entsprechend der Dämpfung eines Kabelabschnittes zwischen benachbarten Verstärker. Gewöhnlich kann .eine solche

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Änderung nur durch Verringerung des Abstandes der Verstärker und durch entsprechende Verringerung ihrer Verstärkung vermindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es , die Signaländerung ohne Änderung des Verstärkerabstandes zu verringern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein weiteres Stück einer strahlungsenergieabgebenden Übertragungsleitung mit der Übertragungsleitung neben dem Verstärker auf dessen einer Seite verbunden ist und sich parallel oder im wesentlichen parallel zur Übertragungsleitung auf der anderen Seite des Verstärkers erstreckt.

Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Verstärkern¹ in Abständen entlang der Übertragungsleitung vorgesehen und die weiteren Stücke von Übertragungsleitung, die mit dem oder den Verstärkern verbunden sind, erstrecken sich nicht weiter als bis zur Hälfte der Länge einer zwei Verstärker verbindenden Übertragungsleitung. Wenn die feste Station ein Sender ist, wird das weitere Stück einer strahlungsenergieabgebenden Übertragungsleitung mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden, und wenn die feste Station ein Empfänger ist, wird die Leitung mit dem Eingang des Verstärkers verbunden. Der Verstärker kann ein Zweikanal- oder Einkanal-Verstärker sein. Die Verstärker sind vorzugsweise Geräte, die hauptsächlich eine Verstärkungsfunktion ausüben, obgleich sie auch Filterkreise aufweisen können.

Wenn in einem System weitere Stücke von Übertragungsleitungen sich beidseits des Verstärkers in beide Richtungen erstrecken,

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können diese Stücke mit den freien Enden von benachbarten Stücken von Übertragungsleitungen durch eine Drossel verbunden sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 (a) ein erstes bekanntes Fernmeldesystem,

Fig. 1 (b) die Größe des längs der Übertragungsleitung übertragenen Signals,

Fig. 1 (c) ein Fernmeldesystem nach der Erfindung,

Fig. 1 (d) die Größe des längs der Übertragungsleitung nach Fig. 1 (c) übertragenen Signals,

Fig. 2 (a) ein weiteres Fernmeldesystem,

Fig. 2 (b) die Größe des längs der Übertragungsleitung nach Fig. 2 (a) übertragenen Signals,

Fig. 2 (c) das erfindungsgemäß ergänzte System nach Fig. 2 (a),

Fig. 2 (d) die Größe des längs der Übertragungsleitung nach Fig. 2 (c) übertragenen Signals,

Fig. 2 (e) eine andere Ausführung des System nach Fig. 2 (c).

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Fig. 1 zeigt in typischer Weise ^-in übliches durchlässiges Speisesystem mit einer festen Station A, die einen Sender und einen Empfänger aufweist und mit einem strahlungsenergieabgebenden oder durchlässigen Übertragungskabel B verbunden ist, das in einem Bergwerk, einem Tunnel oder längs eines mit Radioverbindung zu versehenden Weges verlegt ist. Eine Verbindung zwischen einer benachbarten beweglichen oder von einer Person getragenen Radiostation D in der Nähe des Kabels B wird durch elektromagnetische Streufelder des durchlässigen Kabels B hergestellt. In Abständen, in typischer Weise von einem Kilometer, wird jeweils ein Zweikanal-Verstärker C in Reihe mit dem durchlässigen Kabel B geschaltet, um den Signalpegel wieder herzustellen und die in dem vorgeschalteten Kabelabschnitt aufgetretenen Verluste auszugleichen. Urter diesen Umständen hängt die Übertragung des Signals zwischen der festen Station A und der beweglichen oder von einer Person getragenen Station D von der Position der beweglichen Station D längs des Kabels B ab, und zwar in einer Weise, wie sie in vereinfachter Form in Fig. 1 (b) dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß der Verlust in jedem Kabelabschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern C 3o dB beträgt und daß jeder Verstärker so ausgelegt ist, daß er genau diesen Verlust wieder kompensiert. Dann ergibt sich eine Sägezahn-Wellenform der Signaländerung, wie sie mit der durchgezogenen Linie E dargestellt ist.

Erfindungsgemäß wird ein zusätzliches Stück eines durchlässigen Kabels F mit dem durchlässigen Hauptkabel an einer von der festen Station aus gesehen unmittelbar auf den Verstärker folgenden Stelle verbunden und neben und hinter dem Verstärker in Richtung auf die feste Station über eine

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Strecke zurückgeführt, die vorteilhaft gleich der Hälfte des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern sein kann. Solch ein f.-eiendendes Kabel kann unmittelbar neben dem Hauptkabel und parallel dazu angeordnet sein oder es kann in einigem Abstand davon wie auf der anderen Seite eines Tunnels angeordnet sein. Der Zweck dieses freiendenden Kabels besteht darin, daß gesendete Signal zu ergänzen und einen höheren Pegel des Übertragungssignals zwischen der festen und der beweglichen Station in solchen Bereichen zu erzeugen, in denen, wie in Fig. 1 (b) angegeben, die Übertragung am schwächsten ist. Im Ergebnis wird das Sägezahnmuster des übertragenen Signals in die in Fig. 1 (d) mit G bezeichnete Form umgewandelt, wobei man sieht, daß die gesamte Änderung des Signals von 3odB auf 15 dB verringert worden ist. Der Minimalwert des übertragenen Signals ist auf diese Weise um 15 dB erhöht worden, ohne daß demgegenüber gleichzeitig der Maximalpegel erhöht wurde. Es war nicht notwendig,die Zahl der Verstärker zu vergrößern oder ihre Verstärkung oder ihre Leistungsausgangsdaten zu

vergrößern. Das Ausgangesignal jedes Verstärkers wird gleichin

mäßig oder jedem anderen den entsprechenden Bedingungen angepaßten Verhältnis zwischen dem Hauptkabel und dem Kabel mit dem freien Ende geteilt. Da die .Kosten eines Verstärkers relativ hoch sind im Vergleich mit den Kosten eines Kabels, wird eine beträchtliche Kostenersparnis erzielt gegenüber der Alternative, bei der zur Erzielung des gleichen Ergebnisses mehr Verstärker verwendet werden.

Die Erfindung kann ferner vorteilhaft in Verbindung mit den in der GB-PS 1 371 291 beschriebenen System verwendet werden, das Exnkanal-Verstärker verwendet. Dieses System ist in

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Fig. 2 (a) dargestellt, wobei ein fester Sender H und ein fester Empfänger J mit den gegenüberliegenden Enden eines durchlässigen Koaxialkabels B verbunden sind, das in einem Tunnel, einem Bergwerk oder längs eines Weges, entlang dem eine Verbindung mit beweglichen Stationen, wie z.B. der Station D gewünscht wird, verlegt ist. Das durchlässige Kabel ist in diesem Fall in Abständen durch Einfügung von Einkanal-Verstärkern K unterbrochen. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel, bei dem der Verlust in jedem Kabelabschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Verstärkern 3o dB und die Verstärkung jedes Verstärkers ebenfalls 3o dB beträgt, wird das Signal, wenn es von dem festen Sender H gesendet und von der beweglichen Station D empfangen wird, entsprechend der Position der Station D in die durch die durchgezogene Linie E in Fig.2 dargestellten Form verändert. Das von der beweglichen Station gesendete und von dem festen Empfänger aufgenommene Signal verändert sich entsprechend der Position der beweglichen Station in der in Fig. 2 (b) gezeigten gestrichelten Linie L. In beiden Fällen ändert sich das empfangene Signal in einem Bereich von 3o dB,wie in dem entsprechenden Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Zweikanal-Verstärkern.

Erfindungsgemäß werden in diesem Fall zwei Kabel N, M mit freien Enden an jeden Verstärker angeschlossen, wie in Fig. 2 (d) dargestellt,wobei das eine Kabel M dicht neben dem Ausgang eines Verstärkers K angeschlossen und in Richtung auf den Sender H parallel zum mit dem Verstärkereingang verbundenen durchlässigen Hauptkabel zurückgeführt ist, während das andere Kabel N dicht neben dem Eingang des Verstärkers an das Hauptkabel angeschlossen ist und in Richtung auf den Empfänger J parallel zum

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mit dem Verstärkerausgang verbundenen durchlässigen Hauptkabel weitergeführt ist. Wie vorher, sollte jedes freiendende Kabel vorzugsweise sich über die Hälfte des Abstandes zwischen zwei Verstärkern erstrecken.

In diesem Fall wird auch die Abschwächung des zwischen festen und beweglichen Stationen übertragenen Signals aufgrund der sich ändernden Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker halbiert, so daß eine Abschwächung von früher 3o dB durch die Anordnung der freiendenden Kabel auf 15 dB verringert wird, wie das in Fig. 2 (d) dargestellt ist.

Im Hinblick auf die Ausführung nach Fig. 2 (c) wird bemerkt, daß zur vollständigen Ausnutzung der erfindungsgemäßen Wirkung an den Enden des Systems, d.h. am festen Sender H und am festen Empfänger J die Kabelabschnitte halbiert werden müssen, so daß die Gesamtzahl der Verstärker im System in diesem Fall um 1 erhöht wird.

Es wird bemerkt, daß die Änderungen eines Signair:, das von einer festen zu einer beweglichen oder von einer beweglichen zu einer festen Station übertragen wird, und die erfindungsgemäß verringert werden, hauptsächlich solche sind, die unmittelbar durch Änderungen der Position der beweglichen Station im Hinblick auf die Verstärker erzeugt werden und daß weitere Veränderungen, die darüber hinaus aus Stehwelleneffekten oder Mehrwegeausbreitung in der Nähe der beweglichen Station resultieren, ausgeschlossen sind.

Bei einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung können die freien Enden der Kabel M, N, die sich bei der Ausführung

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nach Fig. 2 (c) nebeneinander befinden, miteinander durch Hochfrequenz-Drosseln P verbunden sein, um einen zweiten nicht unterbrochenen Pfad für Gleich- oder Niederfrequenz-Ströme über die Länge des Systems zu bilden, das Anschlußklemmen R, S aufweist, wie das in Fig. 2 (e) dargestellt ist. Auf diese Weise steht bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 (e) ein zusätzlicher Gleichstrom- oder Niederfrequenz-Strom-Anschluß zu oder vom festen Sender H bei S und entsprechend ein Anschluß zu oder vom festen Empfänger J bei R zur Verfügung. Einer oder beide dieser Anschlüsse können zum Einspeisen von Gleichstromenergie zu den Verstärkern oder zum Steuern des Senders oder Empfängers vom entfernten Ende des Systems verwendet werden. Üblicherweise ist nur ein solch zusätzlicher Anschluß in einem Verstärkersystem verfügbar, wie bei der Ausführung nach Fig. 2 (a) in Form des strahlungsenergieabgebenden Hauptkoaxialkabels selbst.

- Patentansprüche -

- Io -

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Claims

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- Io -

N 5 -

Patentansprüche:

[ 1.yFernmeldesystem mit einer festen Station, die mit einer strahlungsenergieabgebenden Übertragungsleitung ver bunden ist, in der wenigstens ein Verstärker vorgesehen ist und die zum Senden von Signalen an und zum Empfangen von Signalen von einer beweglichen Station in der Nähe der Leitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein weiteres Stück einer strahlungsenergieabgebenden Übertragungsleitung (F) mit der Übertragungsleitung (B) neben dem Verstärker (C) auf dessen einer Seite verbunden ist und sich parallel oder im wesentlichen parallel zur Übertragungsleitung (B) auf der anderen Seite des Verstärkers (C) erstreckt.
2. System nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß eine Mehrzahl von Verstärkern in Abständen entlang der Übertragungsleitung (B) angeordnet sind und an jeden Verstärker (C) ein weiteres Stück einer Übertragungsleitung (F) angeschlossen ist.
3. System nach den Ansprüchen 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Stück oder die weiteren Stücke strahlungsenergieabgebender Übertragungsleitung (F), die mit dem oder mit jedem Verstärker (C) verbunden sind, sich nicht weiter als bis zur Hälfte der Länge eines Abschnittes der übertragungsleitung (B) erstrecken, der zwei Verstärker (C) oder einen Verstärker und die feste Station (A) verbindet .

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4. System nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Station (A) ein Sender ist und daß das weitere Stück strahlungsenergieabgebender Übertragungsleitung (F) mit dem Ausgang des Verstärkers (C) verbunden ist.
5. System nach eii.-.-m der Ansprüche 1- 3, uadurch gekennzeichnet , daß die feste Station (A) ein Empfänger ist und daß das weitere Stück strahlungsenergieabgebender Übertragungsleitung (F) mit dem Eingang des Verstärkers verbunden ist.
6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker Zweikanal-Verstärker sind.
7. System nach einem der Ansprüche 1- 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärker (K) Einkanal-Verstärker sind, an die weitere Stücke (M,N) auf jeder Seite der Verstärker (K) angeschlossen sind.
8. System nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet , daß die benachbarten freien Enden der Übertragungsleitungen (M, N) über eine Drossel (P) miteinander verbunden sind.
9. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (K) Filterschaltkreise enthalten.

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Io. System nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß das freie Ende der weiteren Übertragungsleitung (M, N), das mit einem Verstärker verbunden ist, am Ende des Systems eine zusätzliche Anschlußklemme (R, S) für die Energiezufuhr zu den Verstärkern (K) bildet.

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