DE3128980C2

DE3128980C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung des unerlaubten Hindurchführens von geschützten Gegenständen durch eine Überwachungszone

Info

Publication number: DE3128980C2
Application number: DE3128980A
Authority: DE
Inventors: Michael Nelson Flushing N.Y. Cooper; Peter Anthony East Meadow N.Y. Pokalsky
Original assignee: Knogo Corp
Current assignee: Sensormatic Electronics Corp
Priority date: 1980-08-21
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1987-01-22
Also published as: NL184547B; GB2083978B; ZA813968B; SE8104980L; FR2489001B1; CA1169136A; AU522708B2; DE3128980A1; JPS5771091A; IT8148806A0; NL8103236A; SE448326B; IT1209874B; AU7217181A; BE890017A; US4321586A; JPS5854440B2; FR2489001A1; NL184547C; GB2083978A

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Gegenständen gegen Diebstahl, wobei ein Target (14) vorgesehen ist, das an dem jeweils zu schützenden Gegenstand (12) anzubringen ist. Es werden vom Target (14) in einer Überwachungszone (10) erzeugte elektromagnetische Störungen (S ↓w) mit einem breiteren Frequenzbereich zusammen mit elektromagnetischen Störungen (N ↓c, N ↓p, N ↓s) empfangen, die auf verschiedenen Rauschquellen beruhen. Es werden die relativen Amplituden der empfangenen Signale (S ↓w; N ↓c, N ↓p, N ↓s) miteinander verglichen und es wird dann ein Detektionssignal (76, 104, 106) erzeugt, wenn die auftretenden relativen Signalamplituden denjenigen entsprechen, die bei Vorhandensein eines Targets (14) auftreten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung des unerlaubten Hindurchführens von geschützten Gegenständen durch eine Überwachungszone, in welcher ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, wobei an den durch die betreffende Überwachungszone hindurchgeführten Gegenständen Targets befestigt sind, die zu Störungen des elektromagnetischen Feldes führen, welche bei Auswertung in elektrische Signale umgesetzt werden, aus denen nach Auswertung unter Berücksichtigung des Einflusses von Stör- insbesondere Rauschsignalen ein Detektorsignal erzeugt wird.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Art sind bereits bekannt (DE-AS 24 17 928). Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden zur Verringerung von Fehlalarmen bei Diebstahldetektionssystemen Änderungen eines elektromagnetischen Feldes innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches an einem Kontrollpunkt zur Alarmerzeugung verwendet, wobei die Frequenz von Sendesignalen zwischen vorgegebenen Frequenzen durchlaufend variiert wird, während die zu schützenden Gegenstände mit je einem Resonanzkreis versehen sind, der in einem bestimmten Frequenzbereich bei Durchlauf der Sendesignalfrequenz in Resonanz gerät und dadurch die Alarmerzeugung auslöst. Die Sendesignalfrequenz wird überwacht, und bei jedem Frequenzdurchlauf wird eine Alarmunterdrückung vorgenommen, wenn die Sendesignalfrequenz außerhalb des bestimmten Frequenzbereiches des Sendesignals liegt, bei welchem die Resonanzkreise der zu schützenden Gegenstände ansprechen. Es hat sich gezeigt, daß diese Maßnahmen nicht immer ausreichen, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.
Es ist ferner ein elektronisches System zum Schutz von Gegenständen gegen Diebstahl bekannt (US-PS 35 00 373), bei dem ein Monitor mit einer Antenne verwendet wird, durch die in einer Überwachungszone ein elektromagnetisches Überwachungsfeld erzeugt wird. Die Frequenz dieses Überwachungsfeldes wird zyklisch variiert oder gewobbelt, und zwar mit einer vorgegebenen Rate über einen vorgegebenen Frequenzbereich hinweg. Die Targets, die an den zu schützenden Gegenständen befestigt sind, umfassen einen elektrischen Resonanzkreis, der bei einer Frequenz in Resonanz gelangt, die in dem vorgegebenen Frequenzbereich liegt. Sowie die Frequenz des überwachten Feldes den Wert der Resonanzfrequenz des Targets überläuft, welches durch die Überwachungszone hindurchgeführt wird, werden in dem Monitor Impulse erzeugt, die zur Auslösung eines Alarms verwendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch dieses bekannte System nicht völlig störungsfrei arbeitet.
Es ist ferner bereits ein System bekannt (US-PS 36 96 379), bei dem in Abstand von der für die eigentliche Überwachungszone vorgesehenen Antenne eine zweite Empfangsantenne verwendet ist. Werden Signale mit vorgegebener Amplitude von der zweiten Empfangsantenne aufgenommen, so wird dies als Falschalarm-Situation gewertet. Durch diese Maßnahme ist jedoch ebenfalls nicht ein störungsfreier Betrieb gewährleistet.
Es sind ferner Überwachungssysteme bekannt (US-PS 36 24 631, US-PS 38 10 147), bei denen der Abstand zwischen solchen Signalen ermittelt wird, die auftreten, wenn ein Target mit Hilfe eines Feldes gewobbelter Frequenz abgefragt wird. Auch durch diese Maßnahme läßt sich nicht der gewünschte störungsfreie Betrieb gewährleisten.
Es ist auch schon ein Überwachungssystem bekannt (GB-PS 12 92 380), bei dem ein Gatter im Empfänger nur während der Intervalle geöffnet wird, die auf die Aussendung von Abfragesignalen folgen. Dadurch soll zwar die Sicherheit erhöht werden, mit der Antwortsignale auf Abfragesignale hin von Störsignalen zu unterscheiden sind. Diese Vorgehensweise ist jedoch für Diebstahldetekionssysteme nicht sicher genug.
Es sind ferner Überwachungssysteme bekannt (US-PS 37 10 336, US-PS 37 81 860, US-PS 38 68 669, GB-PS 11 26 996, GB-PS 12 28 647), bei denen das Auftreten eines Signals mit einer zweiten Frequenz zusätzlich zu dem auf ein Target hin erzeugten Signal einer ersten Frequenz überwacht wird, wobei die verwendete Auswerteanordnung gesperrt wird, wenn der Pegel des Signals mit der zweiten Frequenz eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch diese Maßnahme nicht zu einem weitestgehend störungsfreien Betrieb führt.
Es sind schließlich auch schon Überwachungssysteme bekanntgeworden (US-PS 27 94 974, US-PS 35 77 136, US-PS 32 18 556, US-PS 34 65 336, US-PS 38 01 977), bei denen Signale mit einer zweiten oder sogar mit einer dritten Frequenz zusätzlich zu dem durch ein Target erzeugten Signal einer ersten Frequenz überwacht werden, wobei die jeweilige Auswerteanordnung mit Ausnahme des Falles gesperrt ist, daß die Amplitude des durch ein Target hervorgerufenen Signals mit der ersten Frequenz um einen vorgegebenen Betrag oberhalb der Amplitude der Signale mit den anderen Frequenzen liegt. Abgesehen davon, daß mit diesen Maßnahmen ein erheblicher schaltungstechnischer Aufwand verbunden ist, hat sich gezeigt, daß damit immer noch nicht ein weitestgehend störungsfreier Betrieb gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Feststellung des unerlaubten Hindurchführens von geschützten Gegenständen durch eine Überwachungszone auch dann weitestgehend zu gewährleisten, wenn ein erheblicher Anteil an Störungen vorhanden ist.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Feststellung von tatsächlichen Targets sogar dann ermöglicht ist, wenn ein erheblicher Anteil an Störungen vorhanden ist.
Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dient vorzugsweise eine Vorrichtung, wie sie im Anspruch 9 erfaßt ist. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch den Vorteil eines insgesamt geringen Aufwands aus, um eine Feststellung von tatsächlichen Targets auch dann noch vornehmen zu können, wenn ein erheblicher Anteil an Störungen vorhanden ist.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 10 bis 16.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben; in den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Systems zum Schutz von Gegenständen vor Diebstahl;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines im System nach Fig. 1 verwendeten Targets;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Empfängerteils eines Systems nach Fig. 1;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm mit Wellenformen von Tor- bzw. Tastsignalen und Ausgangssignalen an verschiedenen Stellen des Empfängers nach Fig. 3;
Fig. 5 ein Kurvendiagramm, das die Charakteristiken des Frequenzspektrums von Signalen verschiedener Quellen wiedergibt, die im Verstärker nach Fig. 3 auftreten;
Fig. 6 ein Kurvendiagramm ähnlich der Fig. 5, das jedoch die Wirkung selektiver Einstellung des Verstärkungsmaßes für verschiedene Frequenzen wiedergibt;
Fig. 7A und 7B zusammengenommen einen Schaltplan des Sendeteils des erfindungsgemäßen Systems nach Fig. 1 und
Fig. 8A bis 8E zusammen einen Schaltplan des Empfangsteils des erfindungsgemäßen Systems nach Fig. 1

Einzelbeschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Das elektronische System für Schutz gegen Diebstahl, das in Fig. 1 gezeigt ist, wird dazu verwendet, die unerlaubte Mitnahme von Gegenständen durch die Überwachungszone 10 eines Ganges I hindurch zu entdecken. Diese Überwachungszone kann z. B. der Ausgang aus einem Lager oder einer Bücherei sein. Zu schützende Gegenstände, wie z. B. ein Paket 12, sind mit einem Target 14 versehen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Dieses Target besteht aus einem kleinen Wafer, bzw. einer kleinen Marke, in der ein elektronischer Resonanzkreis eingebettet ist, der aus einer Spule 16 und einer Kapazität 18 besteht. Im vorliegenden Falle ist dieser elektronische Resonanzkreis des Target 14 auf die Resonanzfrequenz 1970 kHz abgestimmt.
Wenn eine zulässige Entnahme des geschützten Gegenstandes erfolgt, wird das Target 14 entfernt oder mit Hilfe eines speziellen Werkzeuges unwirksam gemacht. Dies erfolgt durch den Wächter oder eine andere dazu autorisierte Person. Es sind verschiedene Werkzeuge zum Unwirksammachen und zur Entfernung bekannt, die für sich nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.
Sollte eine Person, wie z. B. der Mann 20, versuchen, wie in Fig. 1 gezeigt, das Paket 12 durch den Gang I mit der Überwachungszone 10 hindurchzutransportieren, und zwar ohne daß das Target 14 entfernt worden oder unwirksam gemacht worden ist, detektiert das System das Target und bewirkt einen akustischen Alarm 22.
Das System zur Detektion des Targets 14, das durch die Überwachungszone 10 hindurchgebracht wird, umfaßt eine Sendeantenne 24 in Form einer Spule, die auf einer Seite der Zone 10 angeordnet ist. Es umfaßt weiter eine Empfangsantenne 26, ebenfalls in Form einer Spule, die gegenüber der Sendeantenne 24 angeordnet ist. Der Raum zwischen diesen beiden Antennen ist groß genug, daß eine Person dazwischen hindurchgehen kann. Dieser Zwischenraum ist die den Gang I bildende Überwachungszone 10. Sendeantenne 24 und Empfangsantenne 26 haben jeweils eine Anzahl von Drahtwindungen. In der Fig. sind sie in vertikalen Ebenen angeordnet. Sie können auch wie in der US-PS 41 35 184 beschrieben, jeweils an der Decke und im Boden angeordnet sein. Wie außerdem in der US-PS 40 16 553 beschrieben, können die Antennen die Form von Kompensationsschleifen haben, oder sie können jeweils aus einer Anzahl teilweise überlappender Schleifen bestehen. Die vorliegende Erfindung läßt sich mit allen diesen Arten von Antennen anwenden; der einfacheren Darstellung halber sind hier jedoch nur Antennen mit vertikaler planarer Schleife dargestellt.
Die Sendeantenne 24 wird gespeist und erzeugt ein elektromagnetisches Feld in der Überwachungszone 10 des Ganges I. Dieses Feld hat eine sich ändernde Frequenz, z. B. zwischen 1820 kHz und 2120 kHz. Die Frequenzänderung erfolgt kontinuierlich mit Sinusperioden, z. B. mit 220 Hz. Wenn das Target 14, das eine Resonanzfrequenz in der Gegend von 1970 kHz hat, in die Überwachungszone 10 eingebracht wird, gibt es zweimal während einer jeden Periode ein Überwachungssignal auf seiner Resonanzfrequenz ab. Dies entspricht 440 Signalen pro Sekunde. Das Target 14 wiederum erzeugt Störungen des elektromagnetischen Feldes, die in der Form von Impulsen mit einer Folge von 440 Impulsen/s auftreten. Diese Störungen des elektromagnetischen Feldes werden von der Empfangsantenne 26 aufgenommen. Diese erzeugt entsprechende elektrische Signale. Diese Signale gehen in einen Empfänger 28, der mit der Empfangsantenne 26 verbunden ist. Der Empfänger 28, der nachfolgend noch näher beschrieben wird, selektiert diejenigen Signale, die durch die Targets 24 erzeugt sind und unterscheidet sie von solchen Signalen, die durch externe elektromagnetische Felder, wie z. B. eines Rauschens, erzeugt sind. Die vom Target erzeugten Signale werden dann dazu verwendet, den Alarm 22 auszulösen.
Um die Sendeantenne 24 zu speisen, ist ein frequenzgewobbelter (Hochfrequenz-)Oszillator 30 vorgesehen, dessen Ausgangssignal über einen Multiplexschalter 32 an einen Vorverstärker 34 abgegeben wird. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers gelangt an einen Leistungsverstärker 36. Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 36 gelangt in ein Bandpaßfilter 38, und dessen Ausgangssignal wiederum ist mit der Sendeantenne 24 zwecks Speisung derselben verbunden. Ein Multiplex-Torimpulsgenerator 40 erhält ein 60-Hz-Signal, z. B. vom elektrischen Wechselstromnetz, und setzt dieses in ein Rechteckwellensignal um. Dieses Rechteckwellensignal gelangt an den Multiplexschalter 32 und bewirkt, daß dieser mit der 60-Hz-Folge schaltet. Auf diese Weise erzeugt die Sendeantenne 24 ihre frequenzgewobbelten Überwachungssignale während alternierender Intervalle mit einer 8,33-ms-Dauer. Dies entspricht ungefähr 1,83 Frequenzwobbelwellen während eines jeden Sendeintervalles.
Es können natürlich auch andere Multiplexintervalle verwendet werden. Statt dessen kann auch, sofern die Situation dies zuläßt, das Multiplexen ganz weggelassen werden.
Die dargestellte Ausführungsform ist so wiedergegeben, daß sie die gleichzeitige Überwachung einer benachbarten Überwachungszone 10&min; eines Ganges II ermöglicht. Für diesen Fall ist das Multiplexen dazu verwendet zu ermöglichen, daß diese beiden Überwachungszonen überwacht werden, und zwar ohne gegenseitige Interferenz oder Zweideutigkeit mitzuerfassen. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Überwachungszone 10&min; des Ganges II zwischen der Empfangsantenne 26 und einer zweiten Sendeantenne 24&min; angeordnet, die sich auf der bezüglich der ersten Sendeantenne 24 gegenüberliegenden Seite der Empfangsantenne 26 befindet. Wie dargestellt, wird das Ausgangssignal eines zweiten frequenzgewobbelten Oszillators 30&min; an einen zweiten Multiplexschalter 32&min; abgegeben, der wiederum durch den Multiplex-Torimpulsgenerator 40 gesteuert wird, und zwar bezogen auf den ersten Multiplexschalter 32 mit entgegengesetzter Phase. Das Ausgangssignal des zweiten Multiplexschalters 32&min; gelangt an einen zweiten Vorverstärker 34&min;, dessen Ausgangssignal wiederum mit einem zweiten Leistungsverstärker 36&min; zugeführt wird. Das Ausgangssignal dieses zweiten Leistungsverstärkers 36&min; gelangt über ein Bandpaßfilter 38&min; an die zweite Sendeantenne 24&min;. Aus dem Vorangehenden ist zu ersehen, daß die zwei Sendeantennen 24 und 24&min; während einander entgegengesetzter Halbwellen des Multiplex- Torgenerators 40 gespeist werden.
Wie noch nachfolgend näher beschrieben wird, hat der Empfänger 28 außerdem multiplexmäßig arbeitende Anordnungen, die es zulassen, daß dieselbe Empfangsantenne 26 vom Target erzeugte Feldstörungen empfängt, und zwar aus der jeweiligen Überwachungszone 10 oder 10&min;, und ein geeignetes Alarmsignal 22 hervorruft, das der Zone entspricht, in der das Target vorhanden ist.
In Form eines Blockschaltbildes zeigt die Fig. 3 den Empfänger 28. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist ein Empfangs-Bandpaßfilter 42 vorhanden, das so angeschlossen ist, daß es elektrische Signale erhält, die von der Empfangsantenne 26 entsprechend empfangener elektromagnetischer Felder erzeugt sind. Wie noch nachfolgend näher ins einzelne gehend beschrieben wird, dient das Empfangs-Bandpaßfilter 42 nicht nur dazu, einen geeigneten Bereich von Signalfrequenzen hindurchzulassen, d. h. diejenigen, die von den Sendeantennen 24, 24&min; und dem Target 14 erzeugt werden, sondern es dient auch zur Verstärkung eintreffender Signale. Das Ausgangssignal des Empfangs-Bandpaßfilters 42 gelangt an einen (Hochfrequenz-) Detektor 44. Das Ausgangssignal dieses Detektors 44 wird über einen Schaltkreis 46 zur automatischen Verstärkungssteuerung rückgekoppelt, und zwar um den Verstärkungsgrad des Empfangs-Bandpaßfilters 42 einzustellen.
Das Ausgangssignal des Detektors 44, das die Form von Videosignalen hat, gelangt gleichzeitig an drei frequenzselektive Videosignalkanäle. Der erste, hier als 12-kHz-Kanal bezeichnete Kanal, hat ein 12-kHz-Filter 48, einen Videoverstärker 50, einen Detektor 52 und ein Tiefpaßfilter 54, die alle in Reihe liegen. Der zweite als 8-kHz-Kanal bezeichnete Kanal hat ein 8-kHz-Filter 56, einen Videoverstärker 58, einen Detektor 60 und ein Tiefpaßfilter 62, die ebenfalls in Reihe geschaltet sind. Der dritte, hier als 16-kHz-Kanal bezeichnete Kanal hat ein 16-kHz-Filter 64, einen Videoverstärker 66, einen Detektor 68 und ein Tiefpaßfilter 70, die in Reihe geschaltet sind.
Die drei frequenzselektiven Video-(Signal-)Kanäle sind mit Ausnahme von zwei Punkten einander identisch. Erstens sind, wie schon erwähnt, die ersten Filter 48, 56 und 64 bezüglich ihrer Kanäle so abgestimmt, daß sie 12 oder 8 oder 16 kHz jeweils hindurchlassen. Zweitens ist die Verstärkung der Videoverstärker 50 und 66 im 12- bzw. 16-kHz-Kanal vierfach größer als die Verstärkung im Videoverstärker 58 des 8-kHz- Kanals. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Verstärkung der Videoverstärker 50 und 66 im 12- und im 16-kHz-Kanal 16 000. Im Videoverstärker 58 des 8-kHz-Kanals beträgt dagegen die Verstärkung 4 000. Die Bedeutung dieser Bemessung wird nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 erläutert.
Die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter 54 und 62 des 12- bzw. 8-kHz-Kanals gelangen an einen 12/8-kHz-Kanal-Spannungsvergleicher 72. Die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter 62 und 70 des 8-kHz- bzw. 16-kHz-Kanals gelangen an einen 8/16-kHz-Kanal- Spannungsvergleicher 74. Der Vergleicher 72 ist so aufgebaut und angeordnet, daß er immer dann ein Ausgangssignal liefert, wenn das Signal des 8-kHz-Kanals geringere Spannungsamplitude als das Signal des 12-kHz-Kanals hat. Ebenso ist der Vergleicher 74 so aufgebaut und angeordnet, daß er immer dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal des 8-kHz-Kanals in der Spannungsamplitude größer ist als das Ausgangssignal des 16-kHz-Kanals.
Die Ausgangssignale der beiden Spannungsvergleicher 72 und 74 gelangen an eine UND-Verknüpfungsschaltung 76, und deren Ausgangssignal gelangt an einen Impulsgenerator 78. Es sei darauf hingewiesen, daß immer dann Signale von der UND-Verknüpfungsschaltung 76 an den Impulsgenerator 78 abgegeben werden, wenn die Signalamplitude des 8-kHz-Kanals niedriger ist als die des 12-kHz-Kanals, jedoch größer ist als die des 16-kHz-Kanals.
Jedes Eingangssignal von der UND-Verknüpfungsschaltung 76 in dem Impulsgenerator 78 bewirkt, daß dieser einen Impuls genau definierter Höhe und Breite erzeugt. Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die Impulse eine Höhe von 15 V und eine Breite von 250 µs.
Das Ausgangssignal des Impuslgenerators 78 gelangt an einen Multiplexschalter 80 des Ganges I und an einen Multiplexschalter 82 des Ganges II. Diese Schalter werden von einem Multiplex-Torimpulsgenerator 83 gesteuert betätigt, der der Multiplex-Torimpulsgenerator 40 (Fig. 1) sein kann, welcher dem Sender zugeordnet ist. In jedem Falle liefert der Generator 83 60-Hz-Rechteckwellensignale an die Multiplexschalter 80 und 82, so daß ein jeder zu abwechselnden Zeiten für einen Signaldurchgang vom Impulsgenerator 78 ausgehend geschlossen wird. Diese Zeiten entsprechen den Intervallen, zu denen die Sendeantennen 10 und 10&min; (Fig. 1) (der Überwachungszonen 10 und 10&min;) gespeist werden.
Die Impulssignale, die über den Multiplexschalter 80 laufen, werden gleichzeitig an einen Signalkanalschalter 84 des Ganges I und einen Rauschkanalschalter 86 des Ganges I abgegeben. Entsprechend werden die Impulssignale, die über den Multiplexschalter 82 laufen, gleichzeitig an einen Signalkanalschalter 88 des Ganges II und an einen Rauschkanalschalter 90 des Ganges II abgegeben. Die Signalkanalschalter 84 und 88 sind mit dem Ausgang eines Signal/Rausch-Torimpulsgenerators 92 verbunden. Die Rauschkanalschalter 86 und 90sind mit einem anderen Ausgang des Signal/Rausch-Torimpulsgenerators 92 verbunden. Dieser Torimpulsgenerator 92 wird synchron mit der Frequenzwobblung der ausgesandten (Abfrage-) Signale gespeist, so daß der erste Ausgang, der an den Signalkanalschaltern 84 und 88 liegt, auf einem Pegel ist, der genügend hoch ist, diese Schalter zu schließen, um Impulssignale durchzulassen, die während derjenigen Anteile der Frequenzwobbelwelle erzeugt werden, in denen die Sendefrequenz nahe der Target-Resonanzfrequenz, d. h. nahe 1970 kHz, ist. Während dieser Zeit hält der andere Ausgang des Signal/Rausch-Torimpulsgenerators 92, der an den Rauschkanalschaltern 86 und 90 liegt, diese Schalter geöffnet, so daß sie keinerlei Impulssignale hindurchlassen, die während dieser Zeit erzeugt werden. Während der übrigen Anteile des Frequenzwobbelzyklus, nämlich dann, wenn die Sendefrequenz außerhalb der Resonanzfrequenz der Targets liegt, werden die Ausgangssignale des Torimpulsgenerators 92 umgekehrt, so daß die Rauschkanalschalter 86 und 90 jegliche Impulssignale hindurchlassen, die während dieses Zeitraumes erzeugt werden, die Signalkanalschalter 84 und 88 dies jedoch nicht tun.
Der Signal/Rausch-Torimpulsgenerator 92 muß synchron mit dem Sende-Wobbelzyklus betrieben werden. Um diese Steuerung des Torimpulsgenerators 92 zu synchronisieren, müssen Signale vom Sender selbst vorgesehen sein. Unter gewissen Umständen ist dies nicht durchführbar, und in solchen Fällen können die empfangenen Signale des Empfangs-Bandpaßfilters 42 über eine Signal/Rausch-Torimpuls-Synchronisationsleitung 94 wie in Fig. 3 gezeigt zugeführt werden.
Die Signal- und Rauschkanalschalter 84, 86, 88 und 90 sind mit zugeordneten Tiefpaßfiltern 96, 98, 100 und 102 verbunden. Die Filter 96 und 98 für die Signal- und Rauschkanalschalter 84 und 86 des Ganges I sind mit einem Signal/Rausch-Spannungsvergleicher verbunden. Die Filter 100 und 102 des Ganges II und die Rauschkanalschalter 88 und 90 sind mit einem Signal/ Rausch-Spannungsvergleicher 106 des Ganges II verbunden.
Die Tiefpaßfilter 96, 98, 100 und 102 akkumulieren die Impulse des Impulsgenerators 78, die diesen mit Hilfe der Multiplexschalter 80 und 82 und der Signal- und Rausch- Kanalschalter 84, 86, 88 und 90 zugeleitet werden. Diese Tiefpaßfilter bauen somit eine Ausgangsspannung auf, die der Anzahl der Impulse entspricht, die ihnen zugeführt werden. Wenn die Ausgangsspannung entweder vom Signalkanal- Tiefpaßfilter 96 oder 100 die Ausgangsspannung des zugeordneten Rauschkanal-Tiefpaßfilters 98 oder 100 um einen vorgegebenen Wert - z. B. 0,7 V - übersteigt, spricht der zugeordnete Spannungsgenerator 104 oder 106 auf diese Spannungsdifferenz an und erzeugt ein Alarm auslösendes Signal. Wie in Fig. 3 gezeigt, gelangt dieses Alarmsignal vom Spannungsvergleicher 104 zu einem akustischen Alarmgeber 108 des Ganges I und zu einem optischen Alarmgeber 110 des Ganges I. Das alarmbetätigende Signal des Spannungsvergleichers 106 gelangt an einen Schallalarmgeber 112 und an einen visuellen Alarmgeber 114 jeweils des Ganges II. Die Anzahl und die Anordnung der Alarmgeber bzw. -einrichtungen kann natürlich variiert sein. Diese Alarmeinrichtungen bilden zusammengenommen die Alarmeinrichtung 22 nach Fig. 1.
Die Gesamtarbeitsweise des elektronischen Systems zum Schutz gegen Diebstahl nach den Fig. 1 und 3 wird nachfolgend in Zusammenhang mit dem Zeittaktdiagramm der Fig. 4 beschrieben. Die Kurve A der Fig. 4 ist eine Wiedergabe der Frequenzänderung des Signals des gewobbelten Oszillators 30. Wie ersichtlich, ändert sich diese Frequenz von 1820 kHz auf 2120 kHz in einer Sinusfolge, und zwar über eine Periode, die 220 Hz entspricht, d. h. 4,55 ms beträgt. Zur selben Zeit liefern die Multiplexschalter 32 und 32&min; dieses gewobbelte Frequenzsignal abwechselnd an die voneinander getrennten Sendeantennen 24 und 24&min;, und zwar in Intervallen, die einer halben Periode des 60-Hz-Multiplex-Schaltsignals entsprechen, das sind 8,33 ms. Das bedeutet, daß das gewobbelte (Frequenz-) Signal des Oszillators zunächst der Sendeantenne 24 des Ganges I über eine Dauer von 8,33 ms zugeführt wird. Dann wird dieses Signal der Sendeantenne 24&min; des Ganges II während 8,33 ms zugeführt. Dies ist mit der Rechteckwelle D der Fig. 4 wiedergegeben. Es ist zu erkennen, daß jeder der beiden Gänge Signale für 8,33/4,55 oder 1,83 Frequenz-Wobbelzyklen während eines jeden Intervalls erhält, in dem dessen Sendeantenne 24 oder 24&min; gespeist wird.
Die elektromagnetischen Felder mit der gewobbelten Frequenz, die abwechselnd in den Überwachungszonen 10 und 10&min; der Gänge I und II infolge der oben beschriebenen abwechselnden Speisung der Sendeantennen 24 und 24&min; erzeugt werden, werden durch das Vorhandensein von elektronischen Resonanzkreisen, wie z. B. der Targets 14, gestört, nämlich wenn sich diese an zu schützenden Gegenständen befestigt befinden, die durch diese Überwachungszonen hindurchgebracht werden. Ein jedes Target 14 ist scharf abgestimmt auf einer Frequenz in Resonanz, die im wesentlichen in der Mitte des Frequenz-Wobbelbereiches liegt, d. h. ungefähr bei 1970 kHz liegt. Damit erfolgen zwei Störungen während eines vollen Frequenz-Wobbelzyklus, und ein Mittelwert von 3,66 targeterzeugter Störungen während eines jeden Intervalles auf, in dem eine der Sendeantennen 24 oder 24&min; gespeist wird. Alle diese in den Überwachungszonen 10 und 10&min; der Gänge I und II erzeugten Störungen des magnetischen Feldes werden mittels der gemeinsamen Empfangsantenne 26 empfangen und gelangen über das Empfangs-Bandpaßfilter 42 und den (Radiofrequenz-)Detektor 44 an die drei frequenzselektiven Kanäle, die jeweils durch die 12-kHz-, 8-kHz- und 16-kHz-Filter 48, 56 und 64 gesteuert werden. Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, werden die sich aus diesen Feldstörungen ergebenden elektrischen Signale in den frequenzselektiven Kanälen, den Spannungsvergleichern 72 und 74 und in der UND-Verknüpfungsschaltung 76 verarbeitet, um jene Signale herauszufinden, die dem Spektrum einer Störung, die durch Resonanz des Targets erzeugt ist, am meisten ähnlich sind. Diese ausgewählten Signale werden alle im Impulsgenerator 78 in Impulse mit Standardamplitude (z. B. etwa 15 V) und Standardimpulslänge (z. B. ungefähr 250 µs) umgesetzt.
Das Multiplex-Torimpulssignal D gemäß Fig. 4 gelangt an die Multiplexschalter 80 und 82 des in Fig. 3 gezeigten Empfängers. Dementsprechend werden jegliche Impulse, die vom Impulsgenerator 78 erzeugt sind, während die Sendeantenne 24 des Ganges I gespeist wird, durch die Empfängerschaltung des Ganges I hindurchgelassen, um die Signal-Geräusch-Verarbeitung durchzuführen und eine mögliche Alarmauslösung in den Einrichtungen 108 und 110 für den Gang I zu veranlassen. Umgekehrt werden jegliche Impulse, die vom Impulsgenerator 78 während Speisung der Sendeantenne 24&min; des Ganges II erzeugt werden, durch die Empfängerschaltung des Ganges II hindurchgelassen, um die Signal-Rausch-Verarbeitung durchzuführen und möglichen Alarm in den Einrichtungen 112, 114 für den Gang II auszulösen.
Die Signal-Rausch-Verarbeitung wird wie in den Kurven A, B und C der Fig. 4 gezeigt, durch Aufteilung der Wobbelfrequenz in einen Signalkanal, entsprechend denjenigen Frequenzen, die näher der Mitte des Wobbelbereiches liegen, und in einen Rauschkanal entsprechend denjenigen Frequenzen, die näher den Extremwerten des Wobbelbereiches liegen, durchgeführt. Bei der vorliegenden, bevorzugten Ausführungsform sind die Signal- und Rausch-Kanäle so ausgewählt, daß sie gleiche Dauer mit den Signalkanälen haben, die um die Mittenfrequenz des Wobbelbereiches herum liegen (wiedergegeben durch vertikale Schraffierung bei Kurve A). Bei Sinus-Wobbelung von 1820 kHz bis 2120 kHz mit einer 220-Hz-Folge treten während einer jeden Wobbelperiode zwei Rausch-Torimpulse (Kurve B) und zwei Signal-Torimpulse (Kurve C) auf, jede mit 1137 µs. Desweiteren umfassen die Signal-Torimpulse jene Anteile der Wobbelperiode, wenn die ausgesendete Frequenz zwischen 1864 kHz und 2076 kHz liegt. Die Rausch-Torimpulse umfassen jene Anteile der Wobbelperiode, wenn die Sendefrequenz niedriger als 1864 kHz oder größer als 2076 kHz ist. Von elektromagnetischen Feldstörungen, die während eines Signal- Torimpulses auftreten, kann erwartet werden, daß sie auf das Vorliegen eines tatsächlichen Target beruhen, da die Target-Schaltkreise so abgestimmt sind, daß sie im wesentlichen in der Mitte des Signal-Torimpulsfrequenzbereiches liegen. Jene Signale, die während eines Signal-Torimpulses auftreten, werden in einem Signalkanal verarbeitet. Wenn jedoch Signale während eines Rausch-Torimpulses auftreten - das ist die Kurve B der Fig. 4 - kann man von solchen Signalen erwarten, daß sie auf irgendwelchen externen bzw. fremden Umständen beruhen, statt auf tatsächliches Target zurückzuführen sind; dies deshalb, weil die Kreise tatsächlicher Targets nicht so abgestimmt sind, daß sie in Resonanz bei den Frequenzen sind, die während eines Rausch-Torimpulses ausgesendet werden. Jegliche Signale, die während eines Rausch-Torimpulses auftreten, werden in einem Rauschkanal verarbeitet und dazu benutzt, die im Signalkanal verarbeiteten Signale zu sperren. Diese sperrende Funktion wird deshalb durchgeführt, da falsche Signale, d. h. solche Signale, die nicht von einem tatsächlichen Target herrühren und die während eines Rausch- Torimpulses festgestellt werden, oftmals von falschen Signalen während benachbarter Signal-Torimpulse begleitet sind. Wenn somit Signale während der Rausch-Torimpulse erzeugt werden, deutet dies darauf, daß diese während benachbarter Signal- Torimpulse erzeugten Signale fragwürdigen Wert haben.
Die Torimpulssignale für Rauschen und Signal, wie sie durch die Kurven B und C in Fig. 4 gezeigt sind, können im Sender erzeugt werden und über Torimpuls-Schalterleitungen für Signal und Rauschen an den Empfänger abgegeben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch werden die Signal- und Rausch-Torimpulssignale von den Wobbelfrequenz-Sendesignalen abgeleitet, die man am Empfangs-Bandpaßfilter 42 im Empfänger erhält. Wie nachfolgend näher erläutert wird, werden die empfangenen Sendesignale über die Leitung 94 (Fig. 3) dem Signal/Rausch-Torimpulsgenerator 92 zugeführt. Dieser benutzt diese Signale dazu, Rausch-Torimpulssignale entsprechend der Kurve B nach Fig. 4 und Signal-Rausch- Signale entsprechend der Kurve C nach Fig. 4 zu erzeugen. Wenn die Signal-Torimpulssignale ihren Zustand "EIN" haben, sind die Signalkanalschalter 84 und 88 geschlossen, so daß, abhängig davon, welcher der Multiplexschalter 80 und 82 geschlossen ist, die Impulse, die im Impulsgenerator 78 erzeugt sind, durch eines der Signalkanal-Tiefpaßfilter 96 und 100 gelangen. Während anderer Zeiten, d. h. wenn die Rausch- Torimpulssignale ihren Zustand "EIN" haben, sind die Rauschkanalschalter 86 und 90 geschlossen, und Impulse vom Impulsgenerator 78 gelangen über das eine oder über das andere der Rauschkanal-Tiefpaßfilter 98 oder 102.
Die Signalkanal-Tiefpaßfilter 96 und 100 sind so aufgebaut, daß sie wenigstens 10 Impulse vom Impulsgenerator 78 ohne irgendwelche Impulse, die ihren zugeordneten Rauschkanal- Tiefpaßfiltern 98 und 102 zugeführt sind, benötigen, um die notwendige Differenz der Ausgangsspannung von 0,7 V zu erreichen, die den Spannungsvergleicher 104 oder 106 aktivieren, um ein Alarmsignal auszulösen. Wenn während derjenigen Zeit, während der Signalkanal-Tiefpaßfilter Ladeimpulse empfangen, Impulse auch im Rauschkanal-Tiefpaßfilter 98 und 102 empfangen werden, muß eine größere Anzahl von Impulsen von den Signalkanal-Tiefpaßfiltern 96 und 100 akkumuliert werden, um die notwendigen 0,7-V-Differenz der Ausgangsspannung zu erreichen. Wie oben angedeutet, treten nur 1,83 Wobbel-Frequenzzyklen während eines jeden Multiplexintervalles auf und - bei Vorhandensein eines tatsächlichen Targets - treten während eines jeden Multiplexintervalles nur 3,66 vom Target erzeugte Störungen auf. Um den Tiefpaßfiltern 96 und 100 in den Signalkanälen zu ermöglichen, die notwendigen 10 oder mehr Impulse zu akkumulieren, ist es notwendig, die während eines Multiplexintervalles erzeugten Impulse mit Impulsen zu akkumulieren, die während folgender Multiplexintervalle erzeugt werden. Wie dies noch näher später erläutert wird, sind sämtliche Signal- und Rausch-Tiefpaßfilter 96, 98, 100 und 102 so ausgebildet, daß sie jegliche ihnen während der Multiplex-Intervalle zugeführten Signale beibehalten, wenn sie keine Impulse erhalten. Danach werden, wenn ein jedes Signal- oder Rausch-Tiefpaßfilter später anfängt, zusätzliche Impulse während eines folgenden Multiplex-Intervalls zu empfangen, die neuen Impulse mit denjenigen akkumuliert, die während eines vorangegangenen Multiplex-Intervalls empfangen worden sind.
Soweit sind zwei Wege beschrieben worden, nach denen ein erfindungsgemäßes elektronisches System für Diebstahlschutz nach den Fig. 1 bis 3 arbeitet, um von einem Target erzeugte Signale von Fremd-Rauschsignalen oder falschen Signalen zu unterscheiden. Der erste beschriebene Weg macht vom Multiplexprinzip Gebrauch, um die in einer Überwachungszone erzeugten Feldstörungen daran zu hindern, die in der benachbarten Überwachungszone durchgeführte Detektion zu beeinflussen bzw. zu stören. Der zweite Weg macht von Signal- und Rausch-Torimpulsen Gebrauch, so daß Feldstörungen, die erzeugt worden sind, während die Sendefrequenz außerhalb des Target-Resonanzbereiches lag, die Erzeugung von solchen Alarmsignalen sperren, welche auf Störungen beruhen, die detektiert bzw. empfangen werden, wenn die Sendefrequenz im Target-Resonanzbereich liegt.
Der dritte Weg, nach dem das erfindungsgemäße elektronische System für Diebstahlschutz nach den Fig. 1 bis 3 arbeitet, um vom Target erzeugte Signale gegenüber Störsignalen auszuwählen, ist derjenige, diejenigen empfangenen Signale zu identifizieren, deren Frequenzspektrum im vorgegebenen Grenzen dem Resonanzkreis des Targets entspricht. Die Art und Weise in der dies durchzuführen ist, geht am besten aus den Diagrammen der Fig. 5 und 6 hervor.
Fig. 5 zeigt ein Kurvenbild spektraler Charakteristiken, in dem die Amplitude über der Frequenz aufgetragen ist.
Es gilt für Signale, die am Ausgang des Empfangsdetektors 44 abhängig von Störungen des elektromagnetischen Feldes auftreten, wobei eine jede auf verschiedenen Quellen beruht, nämlich auf targeterzeugte Störungen S _w, auf Dauer-Rauschen N _c, auf Impuls-Rauschen N _p und auf sogenanntes Shopping-Cart-Rauschen N _s, das von Einkaufswagen herrührt. Das Dauer-Rauschen N _c ist das natürliche elektromagnetische Rauschen, das in der Atmosphäre vorliegt. Wie dargestellt, weist es im wesentlichen über der Frequenz gleichbleibende Amplitude auf. Das Impulsrauschen N _p ist das Ergebnis elektromagnetischer Feldstörungen, die in Form plötzlicher Impulse auftreten, wie z. B. herrührend von Schaltern, elektrischen Maschinen, Fluoreszenzlampen usw.; Impuls-Rauschen wird im allgemeinen als künstliches Rauschen bezeichnet, obwohl einige Anteile dieses Rauschens durch natürliche Phänomene, wie z. B. Blitz, verursacht werden. Die spektrale Charakteristik des Impulsrauschens kann durch die Gleichung N _p = @O:°KK°k:°Kf°k&udf54; wiedergegeben werden, worin K eine Konstante ist, und f ist die Frequenz des Rauschens. Das Frequenzspektrum dieses Rauschens wird wiedergegeben durch die Kurve N _p in Fig. 5. Das sogenannte Shopping-Cart-Rauschen N _s ist ein typisches künstliches Rauschen, dessen Auswirkungen ersichtlich nur im Zusammenhang mit dem Problem der elektronischen Diebstahlsicherung von Belang ist. Es ist festgestellt worden, daß dann, wenn zwei Metallstücke aneinander reiben - so wie das bei Einkaufswagen auftritt, die durch einen Türweg geschoben werden - wenigstens während des Auftretens der Abfragesignale eine zwar niedrige Amplitude aufweisende, jedoch merkbare elektromagnetische Feldstörung hervorgerufen wird, die eine spektrale Charakteristik hat, wie sie durch die Kurve N _s in Fig. 5 wiedergegeben ist.
Die spektrale Charakteristik von Störungen S _w des magnetischen Feldes ist definiert durch die Gleichung S _w = e ^-fK/Q, worin e die Basis des natürlichen Logarithmus, f die Frequenz der Feldstörung, K eine Konstante und Q die Resonanzcharakteristik des Targetkreises bedenken. Das Band der Kurven in Fig. 5, das vom Target erzeugte Störungen S _w wiedergibt, entspricht Target-Kreisen, die unterschiedliche Q-Werte haben.
Irgendeine oder mehrere der verschiedenen Rauschsignal- Amplituden oder die Amplitude des Targetsignals können größer oder kleiner sein als in Fig. 5 gezeigt ist. Dennoch behält jede ihre einzigartige Beziehung zwischen Amplitude und Frequenz bei. Das bedeutet, die spektralen Charakteristiken bleiben im wesentlichen dieselben. Die vorliegende Erfindung nutzt diese Tatsache aus, um das Vorhandensein der vom Target erzeugten Signale sicherzustellen und diese Signale von verschiedenen durch Rauschen erzeugten Signalen zu unterscheiden, und zwar selbst dann, wenn die vom Target erzeugten Signale sehr kleine Amplitude haben. Das bedeutet, daß entsprechend der vorliegenden Erfindung, ein Target ausselektiert wird, und zwar selbst dann, wenn die relativen Amplituden von allen empfangenen Signalen bei jeder der verschiedenen Frequenzen in vorgegebenen Grenzen den relativen Amplituden von nur durch Target erzeugten Signalen bei diesen Frequenzen entsprechen. Obgleich die spektralen Kurven des Target und der meisten durch Rauschen erzeugten Signale durch eine nicht-lineare Funktion oder eine Funktion höherer Ordnung definiert sind, werden die Signalamplituden bei wenigstens drei verschiedenen Frequenzen abgefragt und verglichen, so z. B. bei Frequenzen von 8 kHz, 12 kHz und 16 kHz.
Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß das Rauschen N _c bei jeder der ausgewählten Frequenzen dieselbe Amplitude hat. Dagegen sind die Signale N _p des Impulsrauschens, die Rauschsignale N _s der Einkaufswagen und die durch ein Target erzeugten Signale S _w derart, daß sie progressiv niedrigere Amplitude mit steigenden Frequenzen haben. Daher ist es nicht möglich, durch einfachen Vergleich der Signalamplituden bei verschiedenen Frequenzen durch ein Target erzeugte Signale S _w von Impulsrausch- Signalen N _p oder von Rausch-Signalen N _s durch Einkaufswagen zu unterscheiden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird das Signal und das Rauschen in den verschiedenen frequenzselektiven Kanälen unterschiedlicher Verstärkung unterworfen, nämlich entsprechend den unterschiedlichen Verstärkungscharakteristiken der Videoverstärker 50, 58 und 66 in einem jeden der Kanäle. Die Signale und das Rauschen im 8-kHz-Kanal werden speziell einer Verstärkung im Videoverstärker 58 unterworfen, die 4000 beträgt. Dagegen werden die Signale und das Rauschen in einem jeden der 12-kHz- und 16-kHz-Kanäle um 16 000 verstärkt.
Der Effekt dieser unterschiedlichen Verstärkungswerte ist in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 6 entsprechen die Kurven N _c&min;, N _p&min; und N _s&min; den Kurven N _c, N _p, S _w und N _s der Fig. 5, ausgenommen, daß die Kurven in Fig. 6 das Frequenzspektrum der Signale repräsentieren, wenn diese unterschiedlichen Verstärkungen bei unterschiedlichen Frequenzen unterworfen sind. Es ist aus Fig. 6 zu ersehen, daß mit selektiver Verstärkung, die in den unterschiedlichen frequenzselektiven Kanälen vorgesehen ist, die relative Ordnung der Amplitude des Targetsignals bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich ist, gegenüber der relativen Ordnung der Amplitude einer jeden Art von Rauschen bei diesen Frequenzen. Dies ist auf der folgenden Tabelle ersichtlich: Tabelle &udf53;np120&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz11&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Mit der in den verschiedenen Frequenzkanälen vorgesehenen selektiven Verstärkung nimmt das Spektrum des Targetsignals S _w eine Form derart an, daß deren Ordnung oder Größenordnung der Amplitude bei verschiedenen Frequenzen einzigartig und ungleich der Ordnung bzw. Größenordnung der Amplitude einer jeden der verschiedenen Arten von Rauschen bei diesen Frequenzen ist. Das heißt, daß nur das Targetsignal-Spektrum eine Maximalamplitude im 12-kHz-Kanal aufweist. Im 8-kHz- Kanal hat es eine mittlere Amplitude und eine minimale Amplitude im 16-kHz-Kanal. Dieses einzigartige Verhältnis bezüglich der vom Target erzeugten Amplituden ist darüber hinaus unabhängig von der Amplitude sowohl von den Targetsignalen als auch von jeglichem der verschiedenen Rauscharten. Wenn somit die Ausgangsamplitude des 8-kHz-Kanals geringer als diejenige des 12-kHz-Kanals ist, jedoch größer als diejenige des 16-kHz-Kanals ist, weist dies auf das Vorhandensein eines Targets hin, selbst wenn die Amplituden dieser Signale sehr hoch oder sehr niedrig sind. Auf diese Weise verhindert die Erfindung falschen Alarm, der in anderem Falle verursacht werden könnte durch ein eingestreutes Rauschen, das nicht von einem Target herrührt.
Die vorliegende Erfindung erlaubt außerdem, daß tatsächliche Targets selbst bei Vorhandensein eines gewissen Maßes verschiedener Arten von Rauschsignalen detektiert werden. Diese verschiedenen Rauschsignale gehen durch die verschiedenen frequenzselektiven Kanäle hindurch, und zwar zusammen mit den Targetsignalen. Sie kombinieren sich additiv in jedem Kanal. Da diese eingestreuten Signale oder Rauschsignale Amplitudenverhältnisse bei ausgewählten Frequenzen haben, die unterschiedlich gegenüber denjenigen sind, die von tatsächlichen Targets erzeugt sind, können sie in einzelnen Fällen die Signale der wahren Targets übertreffen und kombinierte Signale als Frequenzkanal- Ausgangssignal erzeugen, deren Amplitudenverhältnis nicht mit demjenigen von tatsächlichen Targets übereinstimmt. Diese unterschiedlichen Rauschquellen können dennoch nicht die Detektion eines tatsächlichen Targets verhindern, es sei denn, daß sie bezüglich der Amplitude hoch genug sind, eine Umordnung in der Amplitudenordnung der kombinierten Signale der verschiedenen Frequenzkanäle zu verursachen.
Die Amplitude, bei der diese eingestreuten Signale eines solche Umordnung verursachen, hängt ab von dem Amplitudenunterschied der durch ein tatsächliches Target bei den ausgewählten Frequenzen erzeugt wird. Wie im Band S _w&min; der Fig. 6 zu ersehen ist, werden Targetkreise mit höherem Q-Wert (wiedergegeben durch S _w&min;H) durch Einflüsse anderer Störungen weniger betroffen als Targetkreise mit niedrigem Q-Wert (wiedergegeben durch S _w&min;L). Das bedeutet, daß ein Target mit hohem Q-Wert solche Ausgangssignale erzeugt, daß die Amplitudenfrequenz bei 8 kHz, 12 kHz und 16 kHz maximiert ist und daher ein großer Betrag für ein eingestreutes Rauschen notwendig wäre, um die Ordnung der Ausgangsamplituden bei diesen Frequenzen in Fig. 6 zu ändern.
Die Fig. 7A und 7B zeigen im Detail die Schaltung eines bevorzugten Senders, wie er bei der Erfindung verwendet wird. Die Fig. 8A bis 8E zeigen im Detail Schaltungen des bevorzugten Empfängers, wie er bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In diesen Schaltungen sind Widerstände, Kapazitäten, Spulen, Transformatoren und Transistoren in ihrer üblichen Form gezeigt. Zusätzlich sind verschiedene integrierte Schaltkreise angegeben und die in den Figuren gezeigten Pin-Zahlen bzw. Zahlen der Anschlüsse (der integrierten Schaltkreise) entsprechen denjenigen tatsächlicher Schaltkreise. In einigen Fällen sind zwei verschiedene Schaltkreiselemente in einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis-Chip vereinigt. Diese Elemente sind mit einer gemeinsamen Ziffer in der Figur angegeben, haben aber unterschiedliche Buchstaben-Suffixe.

Claims

1. Verfahren zur Feststellung des unerlaubten Hindurchführens von geschützten Gegenständen durch eine Überwachungszone, in welcher ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, wobei an den durch die betreffende Überwachungszone hindurchgeführten Gegenständen Targets befestigt sind, die zu Störungen des elektromagnetischen Feldes führen, welche bei Auswertung in elektrische Signale umgesetzt werden, aus denen nach Auswertung unter Berücksichtigung des Einflusses von Stör- insbesondere Rauschsignalen ein Detektorsignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale zumindest drei frequenzselektiven Kanälen unterschiedlicher Frequenz parallel zugeführt werden und daß die Amplituden der Ausgangssignale dieser Kanäle miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis dann das Detektorsignal erzeugt wird, wenn die Amplituden innerhalb von Toleranzbereichen ein bestimmtes Verhältnis zueinander aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrischen Signale (S _w; N _c, N _p, N _s ) in den einzelnen Kanälen (56, 48, 64) derart unterschiedlich verstärkt werden, daß die relativen Werte der Ausgangsamplituden (62, 54, 70) der Kanäle (56, 48, 64) für vom Target (14) erzeugte Signale (S _w ) verschieden sind von den relativen Werten der Ausgangsamplituden (62, 54, 70) der Kanäle (56, 48, 64) für durch Rauschen erzeugte Signale (N _c, N _p, N _s ).

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei drei Kanälen die Signale in den frequenzselektiven Kanälen (48, 64) mit höheren Frequenzen mehr verstärkt werden als die Signale in dem frequenzselektiven Kanal (56) mit niedrigerer Frequenz.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Signale des frequenzselektiven Kanals (56) mit niedrigerer Frequenz getrennt mit den Signalen eines jeden der beiden frequenzselektiven Kanäle (48, 64) mit höheren Frequenzen verglichen (72 bzw. 74) werden und wobei dann ein Detektionssignal (76) erzeugt wird, wenn das Signal im frequenzselektiven Kanal (56) mit niedrigerer Frequenz einen Amplitudenwert hat, der zwischen den Amplitudenwerten der Signale der beiden frequenzselektiven Kanäle (48, 64) mit höheren Frequenzen liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Signal in einem jeden der frequenzselektiven Kanäle (56, 48, 64) durch einen Amplituden-Detektor (60, 52, 68) und durch ein Tiefpaßfilter (62, 44, 70) hindurchgeführt wird, ehe der Vergleich (72, 74) ihrer Amplitudenwerte erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Targets (14) einen elektrischen Resonanzkreis (16, 18) enthalten, der auf eine vorgegebene Frequenz abgestimmt ist, daß die Targets (14) einem in der Frequenz gewobbelten elektromagnetischem Feld ausgesetzt werden, das die vorgegebene Frequenz des Resonanzkreises (16, 18) enthält, daß die elektrischen Signale durch drei parallel liegende frequenzselektive Kanäle (56, 48, 64) hindurchgeführt werden, wobei ein erster Kanal (56) so abgestimmt ist, daß er Signale im Bereich von 8 kHz hindurchläßt, daß ein zweiter Kanal (48) so abgestimmt ist, daß er Signale im Bereich von 12 kHz hindurchläßt und daß der dritte Kanal (64) so abgestimmt ist, daß er Signale im Bereich von 16 kHz hindurchläßt, wobei die Verstärkung (50, 66) des zweiten und des dritten Kanals (48, 64) ungefähr viermal so groß wie die Verstärkung (58) des ersten Kanals (56) ist und wobei die Ausgangssignale der Kanäle (56, 48, 64) miteinander verglichen werden (72, 74), um Detektionssignale (76) dann zu erzeugen, wenn die Ausgangsamplitude des ersten Kanals (56) niedriger ist als die Ausgangsamplitude des zweiten Kanals (48) und größer ist als die Ausgangsamplitude des dritten Kanals (64).

7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgegebene Frequenz des elektrischen Resonanzkreises (16, 18) des Targets (14) ungefähr 1970 kHz beträgt.

8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei diejenigen Detektorsignale (78), die in Zeitintervallen auftreten, in denen das elektromagnetische Überwachungsfeld Frequenzwerte nahe der Resonanzfrequenz (1970 kHz) der Targets (14) hat, durch einen Signalkanal (84, 88) hindurchgegeben werden und daß Detektorsignale (78) die in anderen Zeitintervallen erzeugt werden, durch einen Rauschkanal (86, 90) hindurchgegeben werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangssignale des Signalkanals (84, 88) und die des Rauschkanals (86, 90) jeweils akkumuliert werden (96, 98, 100, 102) und wobei dann ein Alarmsignal (108, 110, 112, 114) erzeugt wird, wenn die Anzahl der akkumulierten Signale aus den Signalkanälen (84, 88) um einen vorgegebenen Betrag die Anzahl der akkumulierten Signale übersteigt, die vom Rauschkanal (86, 90) erhalten werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer Einrichtung zur Erzeugung und Ausstrahlung eines elektromagnetischen Feldes mindestens innerhalb einer Überwachungszone, mit einer Einrichtung zum Empfang des elektromagnetischen Feldes, die Feldstörungen in elektrische Signale umwandelt, mit einer Einrichtung zur Auswertung der elektrischen Signale unter Berücksichtigung von Stör- insbesondere Rauschsignalen, und mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Detektorsignales dann, wenn die Auswerte-Einrichtung erkannt hat, daß die elektrischen Signale auf durch ein Target verursachten Feldstörungen beruhen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte-Einrichtung wenigstens drei frequenzselektive Kanäle (56, 48, 64) unterschiedlicher Frequenz aufweist, die eingangsseitig parallel geschaltet sind, daß jede dieser Frequenzen innerhalb des Spektralbereiches der von einem Target (14) erzeugten Signale liegt, daß die Auswerte-Einrichtung einen Einrichtungsteil (72, 74) zum Vergleich der Amplituden der Ausgangssignale der Kanäle aufweist, und der Einrichtung zur Erzeugung des Detektorsignales das Auswerteergebnis des Vergleicher- Einrichtungsteiles (72, 74) zugeführt wird, so daß ein Detektionssignal erzeugt wird, wenn die Amplituden der Ausgangssignale der Kanäle innerhalb eines Toleranzbereiches ein bestimmtes Verhältnis zueinander aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß die frequenzselektiven Kanäle (56, 58, 64) unterschiedlich große Verstärkungen (58, 50, 66) derart haben, daß die relativen Werte der Ausgangssignalamplituden der Kanäle (84, 88) für vom Target erzeugte Signale (S _w ) verschieden sind gegenüber den relativen Werten der Ausgangssignalamplituden der Kanäle (86, 90) für durch Rauschen erzeugte Signale (N _c, N _p, N _s ).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß bei drei Kanälen die frequenzselektiven Kanäle (48, 64) mit höheren Durchlaßfrequenzen höhere Verstärkung (50, 66) haben als der frequenzselektive Kanal (56) mit niedrigerer Durchlaßfrequenz.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung zum Vergleich der Ausgangssignalamplituden der frequenzselektiven Kanäle (56, 48, 64) einen ersten und einen zweiten Vergleicher (72, 74) für Signalamplituden, eine Einrichtung (62) zur Zuführung der Signale eines der frequenzselektiven Kanäle (56) als ein erstes Eingangssignal an je einen ersten Eingang der beiden Vergleicher (72, 74), eine Einrichtung (54) zur Zuführung von Signalen eines zweiten der frequenzselektiven Kanäle (48) als ein zweiten Eingangssignal an den ersten Vergleicher (72), eine Einrichtung (70) zur Zuführung von Signalen des dritten der frequenzselektiven Kanäle (64) als ein zweites Eingangssignal an den zweiten Vergleicher (74) und eine UND-Verknüpfungsschaltung (76) hat, wobei der erste Vergleicher (72) so aufgebaut ist, daß er ein Ausgangssignal dann erzeugt, wenn die Amplitude des ersten Eingangssignals an seinem ersten Eingang größer ist als die Amplitude des zweiten Eingangssignals an seinem anderen Eingang, und der zweite Vergleicher (74) so aufgebaut ist, daß er dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Signal an seinem ersten Eingang kleiner ist als die Amplitude des Signals an seinem anderen Eingang, und wobei die UND-Verknüpfungsschaltung (76) mit den Ausgängen dieser Vergleicher (72, 74) verbunden ist und dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Vergleicher (72, 74) gleichzeitig Ausgangssignale erzeugen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die frequenzselektiven Kanäle (56, 48, 64) jeweils einen Amplituden-Detektor (60, 62, 68) und ein Tiefpaßfilter (62, 54, 70) haben.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Targets (14) einen Resonanzkreis (16, 18) haben, der auf eine vorgegebene Frequenz abgestimmt ist, daß die Einrichtung (30, 26) zur Erzeugung und Ausstrahlung des elektromagnetischen Feldes gewobbelt ist, derart, daß die Frequenz des Targets (14) in den Wobbelbereich fällt, daß die frequenzselektiven Kanäle (56, 48, 64) einen ersten Kanal (56) umfassen, der auf eine Durchlaßfrequenz im Bereich von 8 kHz abgestimmt ist, einen zweiten Kanal (48) umfassen, der auf eine Durchlaßfrequenz im Bereich von 12 kHz abgestimmt ist, und einen dritten Kanal (64) umfassen, der auf eine Durchlaßfrequenz im Bereich von 16 kHz abgestimmt ist, wobei der zweite Kanal (48) und der dritte Kanal (64) eine Signalverstärkung (50, 66) von ungefähr dem Vierfachen der Signalverstärkung (58) des ersten Kanals (56) haben; daß ein erster Signalpegelvergleicher (72) so angeschlossen ist, daß er Ausgangssignale des ersten und des zweiten Kanals (56, 48) erhält und dann ein Ausgangssignal liefert, wenn die Amplitude des Ausgangssignals des ersten Kanals (56) kleiner als die Amplitude des Ausgangssignals des zweiten Kanals (48) ist, daß ein zweiter Signalpegelverstärker (74) so angeschlossen ist, daß er Ausgangssignale des ersten Kanals (56) und des dritten Kanals (66) erhält, um dann ein Ausgangssignal zu liefern, wenn die Amplitude des Ausgangssignals des ersten Kanals (56) größer als die Amplitude des Ausgangssignals des dritten Kanals (64) ist, und daß eine UND-Verknüpfungsschaltung (76) so angeschlossen ist, daß sie die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Signalpegelvergleichers (72, 74) erhält, um dann ein Detektionssignal zu liefern, wenn die Ausgangssignale dieser Vergleicher (72, 74) gleichzeitig auftreten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgegebene Frequenz des Resonanzkreises (16, 18) des Targets (14) ungefähr 1970 kHz beträgt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, mit einem Signalkanal (84, 88), einem Rauschkanal (86, 90) und einer Einrichtung (92), mit der dem Signalkanal (84, 88) solche Detektionssignale (78) zugeführt werden, die während des Zeitintervalles erzeugt sind, in denen die Frequenz des Überwachungsfeldes auf oder nahe der vorgegebenen Resonanzfrequenz der Targets (14) ist, einer Einrichtung, mit der die Detektionssignale (78), die in anderen Zeitintervallen erzeugt werden, in den Rauschkanal (86, 90) geleitet werden; gekennzeichnet durch eine Einrichtung (96, 98, 100, 102) zur Akkumulation der im Signalkanal (84, 88) und zur Akkumulation der im Rauschkanal (86, 90) jeweils auftretenden Signale, und durch eine Vergleichereinrichtung (104, 106), die mit der Einrichtung (96, 98, 100, 102) zur Akkumulation verbunden ist, damit sie ein Alarmauslösesignal liefert, wenn die Anzahl der akkumulierten Signale in dem Signalkanal (84, 88) um einen vorgegebenen Betrag die Anzahl der akkumulierten Signale im Rauschkanal (86, 90) übersteigt.