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DE2236538A1 - Einrichtung zur induktiven kopplung von sende- und empfangseinrichtungen in fahrzeugen mit laengs der fahrstrecke verlegten leitungen - Google Patents

Einrichtung zur induktiven kopplung von sende- und empfangseinrichtungen in fahrzeugen mit laengs der fahrstrecke verlegten leitungen

Info

Publication number
DE2236538A1
DE2236538A1 DE19722236538 DE2236538A DE2236538A1 DE 2236538 A1 DE2236538 A1 DE 2236538A1 DE 19722236538 DE19722236538 DE 19722236538 DE 2236538 A DE2236538 A DE 2236538A DE 2236538 A1 DE2236538 A1 DE 2236538A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicles
coils
lines
inductive coupling
transmitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19722236538
Other languages
English (en)
Inventor
Bruno Dipl Ing Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE19722236538 priority Critical patent/DE2236538A1/de
Publication of DE2236538A1 publication Critical patent/DE2236538A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Description

  • Einrichtung zur induktiven Kopplung von Sende- nnd Empfangs einrichtungen in Fahrzeugen mit längs der Fahrstrecke verlegten Leitungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur induktiven Kopplung von Sende- und/oder Empfangseinrichtungen in Fahrzeugen mit längs der Fahrstrecke verlegten Leitungen, die in einzelne flarkierabschnitte unterteilt sind, unter Benutzung von Fern tspulen, die so an den Fahrzeugen angebracht sind, daß /sie sich über den verlegten Leitungen befinden und so ausgerichtet sind, daß sie von den Magnetfeldern der Jeweils überfahrenen Leitungen durchsetzt werden, wobei über die verlegten Leitungen in einem latenkanal mit einer Träger frequenz Daten von einer streckenfesten Station empfangen und/oder Daten dorthin übermittelt werden.
  • Es ist bekannt, längs von Fahrstrecken Leitungen zu verlegen, insbesondere Doppelleitungen, die in gewissen Abständen (etwa alle 2o m) gekreuzt sind. Diese Leitungen sind in einer streckenfestenStation an Sende- und Empfangseinrichtungen angeschlossen. Die Fahrzeuge sind ebenfalls mit Sende- und Empfangseinrichtungen ausgestattet; das Senden und Empfangen von Informationen zur Zentrale geschieht mit B fe einer mit der längs der Strecke verlegten Doppelleitung induktiv gekoppelten, am Fahrzeug angebrachten Spule, Eine solche Spulellleterts wenn in der atreckentesten 8endeeinrichtung ein Dauersignal in die Doppelleitung eingespeist wird, auf dem Fahrzeug eine EMK, die beim überfahren der Kreuzungsstellen der Doppelleitung durch die Drehung des Peldea an den Kreuzungsstellen kurzzeitig zu Null wird.
  • Auf diese Weise kann die Anzahl von überfahrenen Kreuzungsstellen festgestellt und daraus die Position des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Verschwinden der EMK an den Kreuzungsstellen bedeutet Jedoch zugleich eine Unterbrechung der Möglichkeit einer Informationsübertragung zwischen dem Pahrzeugund der streckenfesten Station, Eine solche Intormationsunterbrechung muß auf Jeden Fall vermieden werden.
  • Um die Informationsunterbrechung an den Kreuzungsstellen zu vermeiden, könnte man in naheliegender Weise daran denken, an Stelle einer Spule zwei Spulen auf einem Fahrzeug anzubringen. Beide Spulen milßten dabei einen solchen Abstand haben, daß sie nicht gleichzeitig über Kreuzungsstellen su stehen klonen. Es würde dann immer in einer Spule Sendeenergie empfangen werden. Die induzierten Spannungen in den beiden Spulen lassen sich Jedoch hochfrequenzseitig nicht addieren, da, wenn eine Spule sich vor einer Kreuzungsstelle, die andere sich'dahinter befindet, die induzierten Spannungen sich um 180° unterscheiden, während, wenn sich beide Spulen zwischen, zwei Kreuzungsstellen befinden, die beiden induzierten Spannungen gleiche Phase haben. Folglich muß man zwei getrennte Kanäle aufbauen, wobei in Jedem Kanal der Jeweiligen Spule Je ein Empfänger nachgeschaltet ist; dies bedeutet aber einen großen Aufwand.
  • Um diesem Mangel abzuhelfen, wird in der DPS 1 255 725 eine Einrichtung zur induktiven Kopplung vorgeschlagen, bei der an den Fahrzeugen zwei induktiv mit der Doppelleitung gekoppelte Spulen(Spule 1 1 und Spule II) in Fahrtrichtung Spulen1(Spule hintereinander angebracht sind, von denen nur die eine (Spule I) unmittelbar an die Sende- und Empfangseinrichtungen im Fahrzeug angeschlossen ist, während.die andere.
  • (Spule II) lediglich mit dieser Spule.(Spule 1) gekoppelt und so abgestimst rist, daß die in ihr vom Strom der Doppelleitung induzierte EMK in ihr einen Strom treibt, der gegen den Strom in der Doppelleitung um » in der Phase verschoben ist und bei der insbesondere die induktive Kopplung zwischen den Spulen (I und II) dadurch bewirkt ist, daß sie sich teilweise überdecken.
  • Messungen mit einer Antenne gemäß der DPS 1 255 725 haben ergeben, daß der Kreuzstelleneinbruch dennoch relativ hoch ist und abhängig vomAii"tennenabstand zum Linienzeiter.
  • Es ist ferner, etwa aus der Offenlegungsschrift 1-530 397, bekannt, zur induktiven Kopplung auch Ferritspulen zu benutzen, die so an den Fahrzeugen angebracht sind, daß sie sich über den verlegten Leitungen befinden und so ausgerichtet sind, daß sie von den Magnetfe-ldern der Jeweils überfahrenen Leitungen durchsetzt werden.
  • Der-Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur induktiven Kopplung von Sende- und Empfangseinrichtungen in Fahrzeugen mit längs der Fahrstrecke verlegten Leitern anzugeben, die von den vorstehend genannten Mängeln frei ist.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei gleichsinnig gewickelte, in Fahrtrichtung versetzt angebrachte Ferritspulen mit Jeweils in Serie vorgeschalteten RC-Gliedernparallel auf den Eingang der Sende-/Empfangseinrichtung eines Fahrzeugs geführt sind und daß der eine der so gebildeten parallelen Schwingkreise auf eine erste Resonanzfrequenz, die kleiner als die Trägerfrequenz ist, der andere auf eine zweite Resonanzfrequenz, die größer als die Trägerfrequenz ist, abgestimmt sind, wobei'die Resonanzfrequenzen und die Induktivitäten der Spulen, die Kapazitäten der Kondensatoren und die Widerstände 80 bemessen sind, daß sich für die parallel geschalteten Kreise die erforderliche Bandbreite für den Datenkanal, die geeignete Anpassung an die Sende-/Empfangseinrichtung und eine optimale Cd. h. derartige, daß der Pegeleinbruch an einer Markierstelle gering ist und somit die übertragung nicht unterbrochen wird) Phasenverschiebung für die Summe der Spannungen beider Kreise (etwa 900) ergibt.
  • Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung in dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbei spiel näher beschrieben.
  • Es zeigt die Figur 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung, Figur 2 die entsprechende elektrische Schaltung und die Figuren 3a, 3b, 3c den Verlauf des Empfangspegels an der Antenne.
  • In der Figur 1 sind mit 1 und 2 zwei Ferritspulen dargestellt; die Spule 1 habe eine Induktivität L1 und die Spule 2 eine Induktivität 12. Das Empfangs-/Sende-Gerät auf dem Fahrzeug sei mit E angedeutet, es habe die Eingangsklemmen 3 und 4; die beiden Ferritspulen sind in Fahrtrichtung hintereinander am Fahrzeug befestigt. Sie befinden sich über einer Außenseite einer Kreuzstellen versehenen, längs der Strecke verlegten Doppelleitung, und zwar so, daß sie von den Magnetfeldern der jeweils an dieser Außenseite liegenden Leitungsteile durchsetzt werden. Die eine Eingangsklemme 3 des Empfangs-Sende-Gerätes E ist über einen Widerstand R1 mit nachgeschaltetem Kondensator C1 mit der Ferritspule 1 verbunden; diese ist mit ihrem -anderen Ende an die andere Eingangsklemme 4 des Empfangs-/Sende-Geräts E angeschlossen.
  • Außerdem ist die-Eingangsklemme 3 über einen Widerstand R2 mit nachgeschaltetem Eondensator C2 mit der Ferritspule 2 verbanden; diese ist mit ihrem anderen Ende an die Eingangsklemme 4 angeschlossen. Beide Spulen sind gleichsinnig-gewickelt.
  • Die Figur 2 zeigt das elektrische Schaltungsbild der bisher beschriebenen Einrichtung. Sie besteht aus zwei parallel geschalteten Schwingkreisen K1 und E2, wobei der erste Schwingkreis (K1) aus R1 a1, L1, der zweite (K2) aus C2, L2 gebildet-wird. Der erste Schwingkreis wird auf eine Resonanzfrequenz fl < fo, der zweite auf eine Resonanzfrequenz f2> fo mit fO : Trägerfrequenz der Datenübertragung, abgestimmt. Die parallel geschalteten Kreise weisen einen Bandcharakter auf.
  • Die genannten induktivitäten, Kapszitäten der Eondensatoren und die Widerstände werden so bemessen, daß sich für die parallel geschalteten Kreise die erforderliche Bandbreite für den Datenkanal,.die geeignete Anpassung an die Sende-/Empfangseinrichtung des Fahrzeugs und eine optimale Phasenverschiebung (möglichst 900) für die Summe der Spannungen beider Kreise ergibt.
  • In der Figur 3a sind mit 5 und 6 die beiden Leiter der verlegten Doppelleitung bezeichnet, die in bestimmten Abständen Xreuzstellen (x) wie die dargestellte besitzt.
  • Die magnetische Feldstärke 3 über den Leitungsteilen an einer Außenseite ist darüber dargestellt. Es seien Jetzt fünf verschiedene Positionen der Antenne, bestehend aus den beiden Ferritspulen, betrachtet. Die Antenne bewege sich in Pfeilrichtung. Dann entstehen nacheinander fünf verschiedene Situationen hinsichtlich der Feldeinwirkung auf die beiden Spulen: (1) das Feld wirkt auf beide Spulen gleichsinnig; (2) die in Fahrtrichtung vorn liegende Spule empfängt kein Feld; (3) die empfangenen Felder wirken gegensinnig; -(4) die in Fahrtrichtung hinten liegende Spule empfängt kein Feld; (5) das Feld wirkt auf beide Spulen wieder gleichsinnig.
  • Der Verlauf der Empfangspegel CUE) an den Klemmen 3 und 4 des Empfangs-/Sendegeräts E in den fünf verschiedenen Fällen ist in Fig. 3c dargestellt. Der Abschnitt a bezeichnet die maximale Pegelabsenkung an der Kreuzstelle (x), Schließlich besteht noch ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Antennen gegenüber der eingangs beschriebenen Rahmenantenne: Die Rahmenantenne muß, wenn sie das Magnetfeld eines Leiters erfassen will, möglichst senkrecht stehend über diesem Leiter angeordnet sein. Das bedingt, daß bei vorgeschriebenem Mindestabstand tinienleiter - unterer Teil der Antenne, die Wirksamkeit des Magnetfeldes bei der Rahmenantenne geringer ist als bei Anbringung der erfindungsgemäßen Antenne in Höhe des unteren Rahmenteils der Rahmenantenne. Es wird also bei der erfindungsgemäßen Antenne eine kleinere Übertragungsdämpfung als bei der Rahmenantenne erreicht.

Claims (1)

  1. P n t E n't; a n s p r u c h
    Einrichtung zur induktiven Kopplung von Sende- und/oder Empfangseinrichtungen in Fahrzeugen mit längs der Fahrstrecke verlegten Leitungen, die in einzelne Markierabschnitte unterteilt sind, unter Benutzung von Ferritspulen, die so an den Fahrzeugen angebracht sind, daß sie sich über den verlegten Leitungen befinden und so ausgerichtet sind, daß sie von den Nagnetfeldern der jeweils überfahrenen Leitungen durchsetzt werden, wobei über die verlegten Leitungen in einem Datenkanal mit einer Trägerfrequenz Daten von einer streckenfesten Station empfangen und/oder Daten dorthin übermittelt l>erden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwei gleichsinnig gewickelte, in Fahrtrichtung versetzt angebrachte Ferritspulen (1, 2) mit jeweils in Serie vorgeschalteten RC-Gliedern (R1, C1 bzw. X , C2) parallel auf den Eingang (E) der Selnde-/Empfangseinrichtung eines Fahrzeugs geführt sind und daß der eine der so gebildeten parallelen Schwingkreise auf eine erste Resonanzfrequenz cm1), die kleiner als die Trägerfrequenz ist, der andere auf eine zweite Resonanzfrequenz (f2), die größer als die Trägerfrequenz ist, abgestimmt sind, wobei die Resonanzfrequenzen und die Induktivitäten (L1 L2) der Spulen., die Kapazitäten der Kondensatoren und die Widerstände so bemessen sind, daß sich für die parallel geschalteten Kreise die erforderliche Bandbieite für den Datenkanal, die geeignete Anpassung an die Sende-/Empfangseinrichtung und eine optimale Cd. h. derartige, daß der Pegleinbruch an einer Markierstelle gering ist und somit die Übertragung nicht unterbrochen wird) Phasenverschiebeng für die Sumrne der Spannungen beider preise (etwa 900) ergibt.
    Leerseite
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2840092A1 (de) * 1978-09-12 1980-03-20 Licentia Gmbh Pegeleinbruchfreie hf-uebertragung von einem fahrzeug zu einer ortsfesten station
DE3010370A1 (de) * 1980-03-15 1981-09-24 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Pegeleinbruchfreie hf-uebertragung zwischen einem fahrzeug und einer ortsfesten station

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2840092A1 (de) * 1978-09-12 1980-03-20 Licentia Gmbh Pegeleinbruchfreie hf-uebertragung von einem fahrzeug zu einer ortsfesten station
DE3010370A1 (de) * 1980-03-15 1981-09-24 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Pegeleinbruchfreie hf-uebertragung zwischen einem fahrzeug und einer ortsfesten station

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