DE2725169A1

DE2725169A1 - Unterdrueckungsschaltung fuer schwebungsfrequenzstoerungen

Info

Publication number: DE2725169A1
Application number: DE19772725169
Authority: DE
Inventors: George Jay Lichtblau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-14
Filing date: 1977-06-03
Publication date: 1978-09-21
Also published as: MX143644A; ES459235A1; AU511099B2; ZA772858B; DK147169B; DK189477A; JPS5937910Y2; SE7704988L; DK147169C; US4117466A; GB1580412A; JPS53113492A; FR2384306B1; DE2725169C2; SE427882B; IT1082816B; FR2384306A1; JPS59118085U; AU2535277A; CA1073076A

Description

MÜLLER-BORE ■ DEÜFEL SCHÖN · HERTEL 2725

PATENTANWÄLTE

OR. WOLFGANG MÜLLER-BORt ( PATENTANWALT VON 1927 - 197S) DR. PAUL DEUFEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

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Hl/Ma - L 1162

GEORGE JAY LICHTBLAU
Tannery Hill Road
Ridgefield, Connecticut 06810
U.S.A.

Unterdrückungsschaltung für Schwebungsfrequenzstörungen

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MtTHCRXH M · SIBBBRTSTR. 4 · POSTFACH 8βΟ720 · KABEL·: ItUEBOPAT · TEL·. (089) 474009 · TELEX 3-24289

Die Erfindung betrifft allgemein ein elektronisches Sicherheitssystem, und insbesondere eine Schaltungsanordnung für ein solches Sicherheitssystem, mit der Schwebungsfrequenzen unterdrückt bzw. zurückgewiesen werden können, die durch ein interferierendes bzw. störendes Sendersignal verursacht werden.

In den amerikanischen Patentschriften Nr. 3 810 147 und 3 863 244 sind elektronische Sicherheitssysteme beschrieben worden, mit denen die nicht autorisierte Entnahme von Artikeln bzw. Gegenständen festgestellt werden kan.n, die eine Resonanzmarkierungs- bzw. Resonanzkennzeichnungsschaltung enthalten. Bei einem solchen System wird ein Sender verwendet, der einen wiederholt abgetasteten Frequenzbereich erzeugt und eine Antenne speist, die in der zu überwachenden Zone ein abgetastetes bzw. ein diese Zone überstreichendes elektromagnetisches Feld erzeugt. Eine Resonanzmarkierung enthält eine Schaltung, deren Resonanzfrequenz innerhalb des abgetasteten Bandes liegt und die in Abhängigkeit von dem angelegten Feld in Tätigkeit tritt, um bei ihrer charakteristischen bzw. Eigenfrequenz in Resonanz zu schwingen, wobei diese Eigenfrequenz durch den Empfängerteil des Systems abgefühlt bzw. festgestellt und verarbeitet wird, um ein Alarm-Ausgangssignal zu erzeugen, welches die Anwesenheit der Markierung in der überwachten Zone anzeigt. Der Empfänger enthält Signaldiskriminations- bzw. Unterscheidungs-Schaltungen, damit eine Unterscheidung zwischen einer echten Markierung und ungewollten, Streusignalen möglich ist, die sonst fälschlich als Markierung identifiziert werden und deshalb einen falsdien Alarm verursachen könnten. In den oben angegebenen Patentschriften sind bevorzugte Techniken der Signalverarbeitung für solche elektronische Sicherheitssysteme angegeben.

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In der Nähe eines solchen Sicherheitssystems, wie es oben beschrieben wurde, gibt es manchmal eine Störungsquelle, die durch dieses System nicht von dem Signal einer Resonanzmarkierung unterschieden werden kann. Die Quelle für diesen Störungstyp ist ein Sender mit fester Frequenz, der ein Signal erzeugt, das eine Schwebung mit der abgetasteten Frequenz des Senders des Sicherheitssystems bildet, so daß ein Schwebungsfrequenzsignal entsteht, das den Signal verarbeitungsschaltungen der bekannten Systeme im wesentlichen gleich einem echten Markierungssignal erscheint. Als Ergebnis hiervon werden die falschen bzw. Streusignale, die durch den Sender mit fester Frequenz erzeugt werden, nicht von den Systemsignalen unterschieden, so daß es zu einem falschen Alarm kommen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine StörungsunterdrUckungsschaltung der angegebenen Gattung zuihaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Schwebungsfrequenzsignale, die durch einen störenden bzw. interferierenden Sender verursacht werden, getrennt festgestellt und dazu verwendet, das Sicherheitssystem für die Dauer der Schwebungsinterferenz zu stören, die üblicherweise nur einen kleinen Bruchteil der Abtast- bzw. Oberstreichzeit des Systemsenders bildet. Resonanzmarkierungen, die auf andere Frequenzen als die Frequenz des störenden Senders abgestimmt sind, können durch das Sicherheitssystem auch in diesem Fall noch festgestellt werden.

Das durch Interferenz eines störenden Senders verursachte Schwebungssignal und der Systemsender enthaltenden

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Frequenzkomponenten, die sich im wesentlichen von der Frequenz Null bis hinauf zu einem Wert erstrecken, der wenigstens zweimal der interferierenden Signalfrequenz entspricht; da die Markierungsschaltung aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise nur eine begrenzte Güte (limited Q) hat, erstrecken sich die Frequenzkomponenten der Resonanzmarkierung nicht bis zu diesem hohen Wert. Ein Hochpaßfilter hat eine Grenzfrequenz, die ausreichend hoch ist, so daß im wesentlichen alle durch die Resonanzmarkierung erzeugten Frequenzkomponenten blockiert werden, während die durch die Schwebung verursachten Frequenzkomponenten durchgelassen werden. Dieses Hochpaßfilter ist mit dem Detektor des Sicherheitssystem gekoppelt, um dessen Ausgangssignal zu empfangen und in Abhängigkeit von einer störenden Schwebung ein Signal zu erzeugen, das den Alarm für die Dauer der Schwebungsstörung sperrt.

Die Erfindung schafft also eine Unterdrückungsschaltung für Schwebungsfrequenz-Störungen bzw. -Interferenzen für ein elektronisches Sicherheitssystem, wobei die Erzeugung einer Alarmanzeige für die Dauer der Schwebungsinterferenz gesperrt wird, die durch einen störenden bzw. interferierenden Sender verursacht wird. Dabei wird ein Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz verwendet, die im wesentlichen alle durch eine Resonanzmarkierungsschaltung erzeugten Frequenzkomponenten blockiert, während die durch die Schwebung verursachten Frequenzkomponenten durchgelassen werden. Das Signal des Hochpaßfilters wird verarbeitet, um ein Sperrsignal zu erzeugen, das die Alarmerzeugung bei Vorliegen und für die Dauer der Schwebungsinterferenz zu sperren.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen Sicherheitssystems nach der vorliegenden Erfindung; und

Fig.2A und 2B Kurvendarstellung für das Frequenzspektrum eines Schwebungsfrequenzsignals bzw. eines Resonanzmarkierungssignals zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein elektronisches Sicherheitssystem dargestellt, das einen mit einer Antenne 12 gekoppelten Sender 10 enthält; die Antenne 10 erzeugt ein elektromagnetisches Feld innerhalb eines vorherbestimmten, zu überwachenden Bereichs; mittels dieses elektromagnetisches Feldes wird der Bereich wiederholt über einen vorgegebenen Frequenzbereich abgetastet. Eine an dem zu überwachenden Bereich vorgesehene Empfangsantenne 14 empfängt Energie, die magnetisch von der Antenne 12 eingekoppelt wird; die Empfangsantenne 14 ist mit einem Hochfrequenz-Eingang 16 gekoppelt, der ein Hochfrequenz-Bandpaßfilter und einen Hochfrequenz-Verstärker enthält. Das Ausgangssignal des Eingangs 16 wird auf einen Detektor bzw. Gleichrichter 18 gegeben, dessen Ausgang mit einem Hochpaßfilter 20 verbunden ist; dieses Hochpaßfilter 20 läßt nur den höheren Frequenzanteil des Signalspektrums durch. Das Ausgangssignal des Filters 20 wird auf ein Tiefpaßfilter 22 gegeben, daß die Trägerfrequenzkomponenten und das hochfrequente Rauschen beseitigt. Das Ausgangssignal des Filters 22 wird auf eine Signalverarbeitungseinrichtung 24 geführt, die eine Rauschunterdrückungsschaltung enthält;dadurch können die Wirksignale vom Rauschen unterschieden werden; die Signalverarbeitungseinrichtung 24 erzeugt ein Ausgangssignal,

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welches die Anwesenheit einer Resonanzmarkierungsschaltung 15 in dem zu überwachenden Bereich darstellt. Diese Ausgangssignale werden auf eine Alarmeinrichtung 26 oder eine andere Vorrichtung zur Ausnutzung des Ausgangssignals geführt, um die Feststellung einer Resonanzmarkierung in dem zu überwachenden Bereich anzuzeigen. Das hier beschriebene System wird auch in den oben angegebenen amerikanischen Patentschriften erläutert und dient dazu, die Anwesenheit der Markierung in dem zu überwachenden Bereich festzustellen und dies durch einen Alarm anzuzeigen.

In der Nähe dieses Sicherheitssystems befinden sich ein interferierender bzw. störender Sender 28 und eine zugeordnete Antenne 29; der Sender 28 und die Antenne 29 erzeugen in dem angetasteten bzw. überstrichenen Frequenzbereich des Senders 10 einen Träger mit fester Frequenz, der sich dem Signal von dem Sender 10 überlagern, also mit ihm interferieren bzw. in Schwebung kommen kann, wenn die Frequenz des Senders 10 bei der Abtastung die Frequenz des Senders 28 durchläuft. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die durch den interferierenden Sender 28 verursachten Schwebungsfrequenzsignale diskriminiert, also von den Wirksignalen unterschieden, um bei Anwesenheit dieser interferierenden Signale einen falschen Alarm zu verhindern. Die Ausgangssignale von dem Detektor 18 werden an ein Hochpaßfilter 30 angelegt, dessen Grenzfrequenz ausreichend hoch ist, um im wesentlichen alle, durch die Resonanzmarkierungsschaltung 15 erzeugten Frequenzkomponenten zu blockieren, während die Frequenzkomponenten durchgelassen werden, die durch die Schwebungsinterferenz zwischen den Signalen von dem Sender 10 und dem störenden Sender 28 verursacht werden. Das Ausgangssignal von dem Filter 30, welches die Schwebungstoninterferenz (beat note interference) darstellt, wird über einen Videoverstärker 32 auf einen Schwellen-

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detektor 34 geführt. Der Schwellendetektor enthält eine Referenzschwelle, die einen Signalpegel definiert, unter dem aufgrund der kleinen bzw. schwachen Pegel der Störsignale kein Sperrsignal erzeugt oder benötigt wird. Obersteigen die Signale von dem Videoverstärker 32 diesen Schwellenwert, so gibt der Schwellendetektor 34 ein Signal auf einen Multivibrator 36, der einen Sperrimpuls mit fester Dauer erzeugt, dessen Dauer der Dauer des Schwebungsfrequenzsignals entspricht, das durch die Oberlagerung bzw. Interferenz bzw. Schwebung des Signals mit fester Frequenz des störenden Senders 28 und des überstreichenden bzw. abgetasteten Frequenzsignals von dem Sender 10 erzeugt wird. Der Sperrimpuls wird auf die Signalsverarbeitungseinrichtung 24 gegeben, so daß beim Vorliegen dieses Sperrimpulses die Alarmbetätigung verhindert wird. Dieses System kann also während der Dauer der Schwebungsstörung bzw. Interferenzstörung keinen falschen Alarm erzeugen.

Das Frequenzspektrum der Schwebungsfrequenzstörung ist in Fig. 2A dargestellt; dieses Frequenzspektrum hat über einen breiten Frequenzbereich, der von der Frequenz Null bis zu einem Minimum, das der doppelten Trägerfrequenz des störenden Senders 28 entspricht, eineim allgemeinen gleichmäßige Amplitude. Das durch die Resonanz der Markierung 15 gelieferte Frequenzspektrum ist in Fig. 2B dargestellt; dieses Frequenzspektrum beginnt mit der Modulationsfrequenz f , und seine Amplitude nimmt mit zunehmender Frequenz ab, wobei die höherfrequenten Komponenten des Markierungsspektrums viel kleiner bzw. weniger sind als die höherfrequenten Komponenten, die sich in dem störenden Frequenzspektrum befinden, wie in Fig. 2A dargestellt ist. das Hochpaßfilter 30 hat eine Grenzfrequenz, über der aufgrund der Markierungsschaltung keine wesentlichen Frequenzkomponenten vorhanden sind. Bei der

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dargestellten Ausführungsform hat die Markierungsschaltung eine Hochfrequenzgrenze von 10 kHz. Die Grenzfrequenz des Filters 30 beträgt 17 kHz, so daß praktisch alle durch die Resonanzmarkierung erzeugten Signale blockiert werden, während die durch die Schwebungsinterferenz erzeugten Frequenzkomponenten durchgelassen werden.

Die Verarbeitung des Sperrimpulses von dem Multivibrator 36, mit dem die Erregung der Alarmeinrichtung 26 verhindert wird, kann mittels einer herkömmlichen Schaltungsanordnung erfolgen, die im allgemeinen ein Verknüpfungsglied enthält, das bei Vorliegen des Sperrimpulses die Anlegung eines erregenden Signalgan die Alarmeinrichtung 26 verhindert. Selbstverständlich kann das von dem Hochpaßfilter 30 abgeleitete Sperrsignal auch durch andere Schaltungseinrichtungen, als sie hier gezeigt worden sind, erzeugt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform, jedoch nicht notwendigerweise, sollte das Sperrsignal eine feste Dauer haben, damit die Wirkungen möglichst gering werden, die durch die Bandbreite des Sperrsignal kanals erzeugt werden.

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e e r s e i t e

Claims

MÜLLER-BORE ■ DEUFEL · ICHÖ^I · HERTEL 2725 1

PATENTANWÄLTE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BOR^ (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.

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Patentansprüche

Störungsunterdrückungsschaltung für ein elektronisches Sicherheitssystem mit einem Sender, der ein wiederholt abgetastetes Frequenzband erzeugt, mit einer Resonanzmarkierung, deren Resonanzfrequenz in dem abgetasteten Band liegt, und mit einem Empfänger zur Feststellung einer etwaigen, durch das abgetastete Feld erzeugten Resonanzfrequenz der Markierung und zur Erzeugung einer f.ntsorechenden Alarmanzeige, gekennzei chnet durch eine in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Detektors betätigbare Einrichtung zur Feststellung von Schwebungsfrequenzen, die durch Interferenzen bzw. Störungen des abgetasteten Senders und der Senderfrequenz eines störenden Senders verursacht werden, und durch eine auf diese Feststellung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, das den Alarm für die Dauer der Schwebungsinterferenz sperrt.

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MÜNCHEN 8β · SIEBERTSTR. 4 · POSTFACH 860720 · KABEL·: MVEBOFAT · TEL. (088) «740 03 · TELEX 3-84283

ORIGINAL INSPECTED

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2. Störungsunterdrückungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Festellung der Schwebungsfrequenzen ein Hochpaßfilter (30) mit einer Grenzfrequenz aufweist, die im wesentlichen zur Blockierung aller Frequenzkomponenten ausreicht, die durch die Resonanzmarkierung erzeugt werden, während die durch die Schwebungsinterferenzen verursachten Frequenzkomponenten durchgelassen werden.
3. Störungsunterdrückungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmsperreinrichtung eine in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Hochpaßfilters (30) betätigbare Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Sperrsignals mit einer Dauer enthält, die der Dauer der Schwebungsinterferenz entspricht.
4. Elektronisches Sicherheitssystem, gekennzeichnet durch einen Sender zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes in einem vorherbestimmten Bereich mit einer Frequenz, die wiederholt durch einen vorherbestimmten Bereich abgetastet wird, durch eine Resonanzmarkierungsschaltung mit wenigstens einer Resonanzfrequenz innerhalb des vorherbestimmten Bereichs von Frequenzen, durch einen Empfänger zur Feststellung der Anwesenheit wenigstens einer Resonanzfrequenz von einer Markierungsschaltung in dem vorherbestimmten Bereich, durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das die Alarmbetätigung in Abhängigkeit von einem Signal des Empfängers angibt, durch einen in Abhängigkeit von dem Signal des Empfängers betätigbare Einrichtung zur Feststellung der Schwebungs frequenzen, die durch Interferenzen zwischen der abgetasteten Frequenz des Senders und der Senderfrequenz

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eines interferierenden Senders erzeugt werden, und durch eine bei dieser Feststellung betätigbare Einrichtung zur Erzeugung eines Signals, das die Alarmanzeige für die Dauer der Schwebungsfrequenz sperrt.
5. Elektronisches Sicherheitssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Feststellung der Schwebungsfrequenzen ein Hochpaßfilter (30) mit einer Grenzfrequenz aufweist, die ausreicht, um im wesentlichen alle durch die Resonanzmarkierung erzeugten Frequenzkomponenten zu blockieren, während die durch die Schwebungsinterferenz verursachten Frequenzkomponenten durchgelassen werden.
6. Elektronisches Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Sperrsignals eine Schwellenwerteinrichtung aufweist, die in Abhängigkeit von einem Signal von dem Hochpaßfilter (30) mit einer Größe über einem vorherbestimmten Schwellenwert betätigt wird, um das Sperrsignal zu erzeugen.
7. Elektronisches Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Sperrsignals eine Schwellenwertanordnung, die in Abhängigkeit von einem Signal von dem Hochpaßfilter (30) mit einer Größe über einem vorherbestimmten Schwellenwert betätigt wird, um ein Signal zu erzeugen, und ein Verknüpfungsglied aufweist, das in Abhängigkeit von dem Signal von der Schwellenwertanordnung betätigt wird, um einen

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Sperrimpuls mit fester Dauer zu liefern, die der Dauer des Schwebungsfrequenzsignais entspricht, das durch Schwebungen des interferierenden Sendersignals und des abgetasteten Signals des Senders erzeugt wird.
8. Elektronisches Sicherheitssystem, gekennzeichnet durch einen Sender zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes in einem vorherbestimmten Bereich mit einer Frequenz, die wiederholt über einen vorherbestimmten Frequenzbereich abgetastet wird, durch eine Resonanzmarkierungsschaltung mit wenigstens einer Resonanzfrequenz in dem vorherbestimmten Frequenzbereich, durch einen Empfänger zur Feststellung der Anwesenheit wenigstens einer Resonanzfrequenz von einer Markierungsschaltung, die sich in dem vorherbestimmten Bereich befindet, durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer Ausgangsanzeige für eine Alarmbetätigung in Abhängigkeit von einem Signal von dem Empfänger, durch eine in Abhängigkeit von dem Signal von dem Empfänger betätigbare Einrichtung zur Feststellung der Schwebungsfrequenzen, die durch Interferenz zwischen der abgetasteten Frequenz des Senders und der Senderfrequenz eines interferierenden Senders erzeugt wird, und durch eine auf diese Feststellung ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals für die Anzeige der Schwebungsinterferenz.

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