DE3018471C2 - Hochfrequenz-Koppelanordnung zur Verbindung von Funkstellen in abgeschirmten Räumen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Koppelanordnung zur Verbindung einer Vielzahl von ortsfesten oder beweglichen Funkstellen in einem abgeschirmten Innenraum, beispielsweise einem Tunnel, untereinander oder mit Funkstellen außerhalb dieses Raumes, unter Verwendung einer im abgeschirmten Innenraum geführten, als Koaxialleitung mit längsgeschlitztem Außenleiter ausgebildeten Hochfrequenz-Koppelleitung. Eine solche Koppelanordnung ist im wesentlichen durch die DE-OS 28 10 691 bekannt

Ferner ist durch die DE-OS 28 24 993 eine Anordnung zur Übertragung von Funksignalen von bzw. zu beweglichen Sende» und Empfangsstationen bekannt, die sich in total abgeschirmten, insbesondere unterirdischen Räumen befinden und bei der zur Gewährleistung des Betriebes auch unter erschwerten Bedingungen die als Doppelleiter ausgebildete Antennenleitung aus von Kühlwasser durchflosscnen Metallrohren besteht

Es ist aus der bekannten Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, insbesondere solcher höherer Frequenz, bekannt, daß größere Erd-, Gestein-, Eisenbeton· oder Eisenmengen ebenso wie metallisch abgeschirmte Bauwerke, etwa Flugzeug-Hartgars, die nutzbare Empfangsfeldstärke oftmals bis zum Fortfall einer jeden Verständigungsmöglichkeit dämpfen und daß umgekehrt auch von derartigen Standpunkten abgesetzte Hochfrequenzsignale außerhalb dieses Bereiches nicht oder fast nicht mehr aufnehmbar sind.

Die tägliche Praxis zeigt jedoch, daß es in sehr vielen Fällen, etwa beim Durchfahren von Straßen- oder Bahntunnels mit Personen- oder Lastfahrzeugen, bei großen Eisenbahnbrücken, bei Schiffen in Grnßschleusen, bei der Einschleppung von Flugzeugen in Hangars, bei Bergwerkseinfahrten und bei der Funksteuerung von Fahrzeugen, etwa Hubstaplern, oder der Sprechverbindung mit dem damit befaßten Personal unerläßlich ist, direkte, nicht drahtgebundene Sprechverbindungen zwischen den Leitungsstellen und den peripheren Arbeitseinheiten zur Verfügung zu haben. Dies wird um so deutlicher, je größer das bearbeitete Unternehmen oder Bauvorhaben ist, so daß bei Fehlen der erwähnten Verbindungsmöglichkeiten nicht nur unnötige 3elastun gen des Fuhrparks entstehen können, sondern darüber hinaus noch viel ernstere Fragen der persönlichen

Sicherheit, etwa bei Eintritt eines unvorhergesehenen Ereignisses. Zur Lösung des genannten Problems ist es naturge-

j maß dem Techniker naheliegend, mittels der bekannten leicht tragbaren Funksprechgeräte oder Fahrzeugfunkeinrichtungen untereinander in Verbindung zu bleiben. Es ist im weiteren nicht von besonderer Schwierigkeit, etwa am Ausgang eines Tunnels einen Umsetzer anzuordnen. Es ist im weiteren gerade in den bereits angedeuteten Fällen bekannt durch eben diese Mehrfachumsetzungen über geeignete Stützpunkte die gerade vorhandenen Geräte nutzbringend einzusetzen und damit die angeführten Schwierigkeiten zu überwin den.

Der scheinbaren Leichtigkeit dieser Lösung steht jedoch ein zunächst nicht erwartetes Hindernis gegenüber. Ein jedes der erwähnten Betriebsgeräte benötigt zu seiner erfolgreichen Betätigung eine ihm

so fest zugeordnete Frequenz. Diese Frequenz muß in elektronischen Schaltungen mit Quarzsteuerung auf einen sehr geringen Fehlerprozentsatz hin eingehalten werden. Wenn man von den quarzstabilisierten und derzeit verbreiteten sogenannten CB-Funkgeräten absieht deren Leistung bekanntlich durch die bestehenden Vorschriften begrenzt ist und die alle im gleichen Frequenzbereich arbeiten und sich demgemäß oft völlig stören, erfordern Geräte für die angeführten Verwendungszwecke eine andere Entwurfslogik. Es kommt in diesen Fällen verständlicherweise «nicht so sehr auf Anschaffungs- oder Betriebskosten an, als auf die absolute Sicherheit der mit ihnen erzielten Verständigung. Demgemäß ist eine Überlagerung von Frequenzen von benachbarten oder im Nahbereich arbeitenden Stationen mit Sicherheit auszuschließen. Ebenso kann an eine Begrenzung der Leistung aus Sicherheitsgründen nicht gedacht werden, so daß mit jedem weiteren neu zugelassenen Gerät auch eine neue, diesem Gerät ausschließlich oder zumindest räumlich begrenzt ausschließlich zugeordnete Frequenz belegt wird. Es ist nun eine Eigentümlichkeit des elektromagnetischen Spektrums, daß seine Bandbreite nur von einer bestimmten Anzahl von Einzelfrequenzen einer bestimmten Band breite belegt werden kann. Diese Schwierigkeit kann quantitativ durch aufwendige Hilfsverfahren in einzelnen koordinierbaren Bereichen von Informationsnetzen umgangen werden. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, zumindest

in jenen Bereichen, die einer koordinierten Planung zugänglich sind, für den weiträumigen Verkehr zwischen Funkstellen in abgeschirmten Räumen, für die nach dem Gesagten stets Umsetzer und Relaisfunkstrecken erforderlich sind, eine Einrichtung zu schaffen, die die jeweilige Frequenz des verwendeten Gerätes unter Verzicht auf irgendwelche Frequenzumsetzungen und damit unter Verzicht auf zusätzliche Frequenzzuteilungen unmittelbar an die Gegenstelle, die auf der

gleichen Frequenz arbeitet, weiterleitet

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß der Innenleiter der mit ihrem AußenleUerschlitz den Antennen der Funkstellen zugewendeten Koaxialleitung mit mindestens einer ι Frequenzweiche verbunden ist, deren Ausgänge über Verstärker bzw. über Richtkoppler und Verstärker mit den diesen Frequenzen jeweils zugeordneten Antennen im Außenraum verbunden sind

Der Vorteil, der durch die erfindungsgemäße Lösung in gewonnen wird, folgt unmittelbar aus dem bereits in der Einleifung Gesagten. Das Koppelsystem enthält keine Sender oder Umsetzer, es erzeugt daher auch keinerlei Eigenschwingungen. Die Kopplung zum Fahrzeug selbst wird über eine leitungsgeführte Nahfeldkopplung ι ^Γ> realisiert. Beim Ein- und Ausfahren in die abgeschirmte Zone müssen keinerlei Änderungen oder Frequenzwechsel an der Funkanlage des Fahrzeuges vorgenommen werden. Der direkte Funkverkehr zwischen zwei oder mehreren Fahrzeugen innerhalb der behinderten Zone isS möglich.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 die elektrische Anordnung des Koppelsystems,

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch die Tunnelröhre mit der Hochfrequenz-Koppelleitung.

Der Anwendungsbereich der Erfindung beschränkt sich jedoch keineswegs auf die dargestellte Ausführungsform eines Tunnelfunksystems, sondern ist in allen bereits in der Einleitung angeführten Anwendungsberei- » chen möglich.

In Fig. 1 sind zwei Kraftfahrzeuge 1 und Γ dargestellt, deren Empfangs- bzw. Sendeantennen 2, 2' mit der innerhalb des strichlierten Bereiches gezeichneten Koppelleitung 3 elektromagnetisch verbunden sind, wobei die Koppelleitung 3 über eine Frequenzweiche 4 mit den Antennenverstärkern 5,5' der UKW-Antenne 6 in Verbindung steht Die von der Antenne 6 gelieferten Hochfrequenzsignale, zum Beispiel UKW- und Fernseh-Rundfunk-Programme gelangen somit zur Koppelleitu ng 3 und von da zur Antenne 2' des Privatfahrzeugs Γ.

Eine Antenne 7 und eine Antenne 8 sind gleichfalls über Zwisehenverstärker mit einem Richtkoppler orler Gyrator 9 verbunden, dessen gemeinsamer Eingang am anderen Kanal der Frequenzweiche 4 mündet Die von der Antenne 2 des Einsatzfahrzeuges 1 abgesetzten Nachrichten gelangen gleichfalls über Koppelleitung 3, Frequenzweiche 4 und Gyrator 9 zum Außensender 10, der sie auf der jeweiligen Frequenz über die Antenne 7 abstrahlt. Umgekehrt werden eintreffende Signale von der Antenne 8 über den Antennenverstärker 11, den Gyrator 9, die Frequenzweiche 4 und die Koppelleiiung 3 zur nun als Empfangsantenne dienenden Antenne 2 des Einsatzfahrzeuges 1 übermittelt Die dargestellte Gyratorschaltung ist auch durch eine Richtkoppelschaltung 12, die der Einfachheit halber am anderen Ende der Leitung 3 dargestellt wurde, ersetzbar.

F i g. 2 stellt die Anordnung der Hochfrequenz-Koppelleitung 3 in der oberen Bogenwölbung des Tunnelprofils 13 dar.

Durch die erfindungsgemäße A'isgestaltung der Koppelleitung 3 wird sowohl für nieorigere als auch für höhere Frequenzen der gewünschte Felcistärkenverlauf bzw. Empfindlichkeitsverlauf in der Ebene des Tunnelquerschnittes erzielt Die Verbindung des Innenleiters der Hochfrequenz-Koppelleitung 3 mit der Frequenzweiche 4 erlaubt es, die jeweils erforderlichen Breitbandverstärker und Antennensysteme an die Leitung selbsttätig anzukoppeln. Durch die Verwendung der Zwisehenverstärker im Übertragungsweg zwischen Frequenzweiche 4 und Außenantennen 6,7,8 ist es möglich, die Leitungsdämpfung der Koppelleitung 3 in allen Frequenzbereichen der Bandbreiten dieser Verstärker entsprechend auszugleichen. Die Verwendung der Richtkoppler 9 bzw. 12 gestattet es, ohne zusätzliche Frequenzwandlung und unter voller Ausnützung von Antennengewinn der Empfangsantenne 8 und der Sendeantenne 9 bzw. analog im Bereich des Richtkopplers 12 die optimale Leistungsanpassung zwischen Fahrzeug 1, Koppelleitung 3 und dem Rest des Systems nach außen herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hochfrequenz-Koppelanordnung zur Verbindung einer Vielzahl von ortsfesten oder beweglichen Funkstellen in einem abgeschirmten Innenraum, beispielsweise einem Tunnel, untereinander oder mit Funkstellen außerhalb dieses Raumes, unter Verwendung einer im abgeschirmten Innenraum geführten, als Koaxialleitung mit längsgeschlitztem Außenleiter ausgebildeten Hochfrequenz-Koppelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter der mit ihrem Außenleiterschlitz den Antennen (2, T) der Funkstellen (1, 1') zugewendeten Koaxialleitung mit mindestens einer Frequenzweiche (4) verbunden ist, deren Ausgänge über Verstärker (5,5') bzw. über Richtkoppler (9,12) und Verstärker (10, 11) mit den diesen Frequenzen jeweils zugeordneten Antennen (6 bzw. 7, 8) im Außenraum verbunden sind.

2. Hochfrequenz-Koppelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (5,5') zwischen Frequenzweiche (4) und Antenne (6) und der Verstärker (U) im Empfangsweg zwischen Antenne (8) und Richtkoppler (9, 12) breitbandig ausgebildet sind.

3. Hochfrequenz-Koppelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Übertragungsweg für jede Übertragungsrichtung je ein Verstärker (10, 11) vorgesehen ist, wobei die Übertragungsrichtungen durch den Richtkoppler (9) getrennt sind.