NL8202951A

NL8202951A - Absorptiedetectiestelsel.

Info

Publication number: NL8202951A
Application number: NL8202951A
Authority: NL
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-02-16
Also published as: US4686517A; EP0100128B1; EP0100128A1; DE3368785D1

Description

* . * » » ί VO 3^81

Absorotiedetectiestelsel.

ssss=t;^sssas3=ss===ssss=

De uitvinding Heeft betrekking op een elektromagnetisch detectiestelsel, dat in een detectiezone met behulp van tenminste een zendantennespoel een ondervragingsveld met zwaaiende frequentie opwekt, dat door een een afgestemd circuit bevattende responder, indien deze in de 5 detetciezone aanwezig is, althans deels kan worden geabsorbeerd, waarbij met de zendantennespoel gekoppelde middelen aanwezig zijn om deze absorptie te detecteren.

Dergelijke stelsels zijn reeds in diverse uitvoeringsvormen bekend. De absorptie vindt selectief, d.w.z. bij een voorafbepaalde fre-tO quentie of frequentieband plaats, doordat de responder een afgestemde kring bevat. Door de selectieve absorptie wordt de energie-inhoud van de zendketen gemoduleerd, welke modulatie met behulp van een omhullende-de-tector, welke kan bestaan uit een eenvoudige diode, kan worden gedetecteerd. Deze omhullende-detector geeft dan een. puls af in de vorm van de 15 resonantiecurve van de afgestemde kring van de responder. Deze vorm is bekend en de gedetecteerde puls kan derhalve vergeleken worden met de bekende vorm.

Een bezwaar van de bekende stelsels is, dat andere hoog-frequentie signalen, die niet van een bij het stelsel behorende responder 20 afkomstig zijn door de zendspoel(en) kunnen worden opgevangen en aanleiding kunnen geven tot een aan de uitgang van de omhullende-detector optredende puls. Deze signalen kunnen frequenties hebben, die buiten het zwaaigebied van de zwaaiende ondervragingsfrequentie of binnen dit gebied liggen.

Dergelijke signalen worden uitbandsignalen resp. inband-25 signalen genoemd.

De uitvinding beoogt het geschetste bezwaar te ondervangen en in het algemeen een doeltreffend detectiestelsel van de beschreven soort ter beschikking te stellen waarbij de kans op vals alarm door stoorsignalen is geminimaliseerd.

30 Hiertoe wordt volgens de uitvinding een detectiestelsel van de beschreven soort daardoor gekenmerkt, dat de detectiemiddelen 8202951 . i ' -2- middelen omvatten voor liet elimineren van buiten de band van de zwaaiende frequentie gelegen stoorfrequenties, welke middelen een menginrichting omvatten met een eerste ingang waaraan een van de zendantennespoel afkomstig signaal wordt toegevoerd en een tweede ingang, waaraan het uitgangs-5 signaal van een de zendantennespoel voedende zwaaioscillator wordt toegevoerd, _en met een uitgang, die verbonden is met een laagdoorlaatfilter.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.

Figuur 1 toont schematisch een stelsel van de bekende *· 10 soort; figuur 2 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een stelsel volgens de uitvinding; figuren 3 t/m T tonen enkele signaalvormen, die in een stelsel volgens de uitvinding kunnen optreden.

15 Figuur 1 toont een bekend detectiestelsel, zoals bijvoor beeld. gebruikt kan worden voor detectie van winkeldiefstallen, en dat gebaseerd is op de absorptie van energie uit een ondervragingsveld door een afgestemd circuit.

De te beschermen winkelwaren of andere goederen, die niet 20 zonder toestemming buiten een bepaalde ruimte mogen worden gebracht, zijn voorzien van een responder met afgestemd circuit 1.

Nabij de uitgang(en) van de winkel of andere ruimte wordt door tenminste een raamantenne 2 een ondervragingsveld opgewekt voor het vormen van een detectiezone. De raamantenne wordt via een versterker 3 be-25 krachtigd door een op zichzelf bekende zwaai-oscillator U, waarvan het frequentiezwaaigebied de resonantiefrequentie het afgestemde circuit 1 omvat.

De raamantenne 2 is voorts verbonden met een keten welke de door absorptie van veldenergie door een afgestemd circuit 1 veroor-30 zaakte verandering van de spanning over de antenne kan detecteren. Deze keten omvat een omhullende-detector 5, een analoog filter 6, een tijdslot-inrichting 7 en een alarminrichting 8.

De zwaai-oscillator ^ wordt bestuurd door een besturings-inrichting 9, teneinde de gewenste frequentiezwaai te verkrijgen. De be- 8202951 -3- I « sturingsinrichting "bestuurd tevens de tijdslotinrichting, zodat vastgesteld kan worden of een gedetecteerde puls inderdaad op het juiste tijdstip, dat wil zeggen op het moment dat de zwaaifrequentie de resonantie-frequentie van het afgestemde circuit passeert, optreedt. Indien zulks 5 het geval is, wordt de alarminrichting bekrachtigd.

Zoals reeds vermeld kunnen ondanks de aanwezigheid van de analoge filterinriehting en de tijdslotinrichting toch valse alarmsignalen optreden, die het gevolg zijn van uitbandsignalen.

Volgens de uitvinding kan dit verschijnsel worden onder-10 vangen door detectie met directe conversie (het homodyne principe) toe te passen. Daarbij wordt het antennesignaal toegevoerd aan een gebalanceerde menginrichting evenals het door de versterker aan de antenne(s) toegevoerde zendsignaal- De menginrichting vormthet produkt van beide signalen en de frequentie van het uitgangssignaal is het verschil tussen de frequen-15 tie van het antennesignaal en de frequentie van het zendsignaal. Uitband-signalen leiden tot relatief hoge frequenties van het uitgangssignaal van de menginrichting en kunnen op eenvoudige wijze middels een laagdoor-laatfiler worden verwijderd.

Figuur 2 toont schematisch een stelsel, dat is ingericht 20 om invloeden van uitbandsignalen en, zoals nog zal worden toegelicht, de invloeden van storende inbandsignalen te onderdrukken.

Figuur 2 toont weer een uit één of meer antennes, bijvoorbeeld raamantennes, bestaande antenne-inrichting 2, die via een versterker 3 wordt gevoed met het signaal van een hoogfrequentie zwaai-25 oscillator U, waarvan de frequentie continu varieert over een frequentie-gebied, dat de resonantiefrequentie van het afgestemd circuit 1 omvat, en wel zodanig,dat ook bij spreiding in de resonantiefrequentie van het afgestemd circuit als gevolg van toleranties in de componenten, deze frequenties nog ruim binnen de frequentiezwaai van de zwaai-oscillator vallen.

30 Het uitgangssignaal van de versterker wordt via een duplex- inrichting 10 toegevoerd aan de antenne(s). De duplexinrichting is bovendien, desgewenst via een verzwakken 11, verbonden met een menginrichting, teneinde het antennesignaal aan de menginrichting toe te voeren.

8202951 -U-

Indien een afgestemd circuit 1 zich in de door de antenne-... inrichting in de vorm van een ondervragingsveld gecreëerde detectiezone bevindt, ontstaat, op de momenten, dat de zwaaiende frequentie van het ondérvragingsveld de resonantiefrequentie van het afgestemde circuit 5 passeert, een zodanige magnetische koppeling tussen de antenne-inrichting en het afgestemde circuit, dat het afgestemde circuit energie opneemt uit het ondervragingsveld. Hierdoor daalt de spanning over de antennespoel (en).

Derhalve neemt de spanning over de antennespoel(en) telkens 10 tijdelijk af als de veldfrequentie de resonantiefrequentie van het afge-stemde circuit 1 passeert. Hierdoor wordt in feite het antennesignaal in amplitude gemoduleerd, waarbij zijbandfrequentiecomponenten ten opzichte van de veldfrequentie ontstaan.

De menginrichting ontvangt derhalve aan een eerste ingang 15 13 een signaal, dat de veldfrequentie en twee zijbandfrequenties omvat.

Voorts ontvangt de menginrichting aan een tweede ingang 1^ via een fasecömpensatie netwerk 15 direkt het uitgangssignaal van de zwaai oscillator.

Het uitgangssignaal van de menginrichting omvat dan de 20 zijbandfrequentiecomponenten getransformeerd naar een draaggolffrequentie van nul Herz (directe conversie).

Het ingangssignaal van de menginrichting kan voorts uit-bandsignalen, afkomstig van buiten het stelsel omvatten. Deze stoorsignalen geven na de direkte conversie aanleiding tot signalen met hoge frequenties, 25 die middels een laagdoorlaatfilter 16 worden verwijderd.

Het laagdoorlaatfilter 16 wordt gevolgd door een poortschake-ling 17, die wordt bestuurd door een besturingsinrichting 9> welke ook de zwaai-oscillator bestuurt. De poortschakeling 17 wordt door de besturingsinrichting telkens in de doorlatende toestand gebracht als de zwaaiende 30 oscillatorfrequentie de- resonantiefrequentie van het afgestemde circuit passeert.

Indien bijvoorbeeld de oscillatorfrequentie in de tijd sinus-vorming varieert en de gemiddelde oscillatorfrequentie gelijk is aan de resonantiefrequentie van het afgestemde circuit, dan dient de poortscha- 3202951 -5- keling 17 te geleiden in die periodedelen van de sinus.vorm waarvoor de hoek Q ligt tussen -^5° en +^5°. en-tussen 135° en 225°.

Het door de poortschakeling doorgelaten signaal wordt toegevoerd aan een versterker 18, die instelbaar is teneinde de gevoeligheid 5 van het stelsel te kunnen regelen.

Het uitgangssignaal van de versterker wordt toegevoerd aan een discriminator filterinrichting 19, dat dient om van een afgestemd circuit 1 afkomstige signalen te kunnen scheiden van stoorsignalen met een binnen het zwaaigebied van de zwaai-oscillator gelegen frequentie ' 10 (inbandstoorsignalen).

De discriminatorfilterinrichting werkt als volgt.

Veronderstel, dat een storend signaal, bijvoorbeeld een radiosignaal wordt ontvangen met een frequentie, die dicht bij de re-sonantiefrequentie van het afgestemde circuit 1 ligt. Tengevolge van 15 dit stoorsignaal geeft de menginrichting een uitgangssignaal met een frequentie, welke het verschil is tussen de stoorfrequentie fl en de frequentie van de zwaai-oscillator fo. Als de zwaai-oscillator door het frequentiegebied zwaait, zal deze verschilfrequentie eerst afnemen tot nul Herz, en daarna weer toenamen(zie figuur 3A en bk).

20 Het laagdoorlaatfilter 16 spert de signalen met de hogere frequenties, zodat het signaal, getekend in figuur 5A aan de uitgang van de menginrichting overblijft.

De figuren 3B, ta en 5 3 tonen in vergelijking met een stoorsignaal een van een afgestemd circuit 1 afkomstig signaal fw. Bij 25 een juiste keuze van de afsnijfrequentie van het laagdoorlaatfilter 16 zal het storende signaal enige uitslingeringen vertonen met een hogere frequentie dan een van een responder afkomstig signaal.

In de discriminatorfilterinrichting worden de uitslingeringen met hogere frequentie gescheiden van die uitslingeringen met lage fre-30 quentie. Hiertoe zijn een laagdoorlaatfilter 20 en een parallel geschakeld hoogdoorlaatfilter 21 aanwezig in de discriminatorfilterinrichting. Op deze wijze is een scheiding tot stand gebracht tussen een signaal van een responder en een storend radio-signaal, 8202951 r « -6-

Figuren 6k en 63 tonen het uitgangssignaal van het laag-doorlaatfilter 20 voor resp. een stoorsignaal en een van een responder afkomstig signaal.

Figuren 7A en 7B tonen de corresponderende uitgangssignalen 5 van het hoogdoorlaatfilter 21.

Ook andere storende signalen als ruis, pulsvormige storingen, etc. leveren signaalcomponenten met hogere frequentie op in het discriminatorfilter. 37a de separatie worden de signaalcomponenten afzonderlijk gelijkgericht. De filters 20 en 21 zijn hiertoe voorzien van 10 gelijkrichters 20a en 21a. De twee gelijkspanningen worden zodanig aan een integratorcircuit 22 toegevoerd, dat de integrator-uitgangsspanning gaat stijgen tengevolge van laagfrequentie signalen. Signalen uit het hoogfrequentie kanaal van het discriminatorfilter doen de integrator-uitgangsspanning echter dalen, en wel zodanig dat bij verschijnen van 15 beide signaalcomponenten, de integrator-uitgangsspanning ook daalt.

De integrator wordt gevolgd door een spanningscomparator 23 die een bekrachtigingspuls afgeeft aan een alarminrichting 2b zodra de uitgangsspanning boven een bepaalde drempelwaarde uitstijgt. De stijgsnel-heid van de integrator is bij voorkeur zodanig dat ongeveer tien- zwaai-20 periodes, waarbij een van een responder afkomstig signaal . ontvangen wordt, nodig zijn om de alarmsignaal in werking te stellen.

Opgemerkt wordt dat diverse modificaties van de bij wijze van uitvoeringsvoorbeeld beschreven schakelingen voor de deskundige voor de hand liggen. Dergelijke modificaties worden geacht binnen het kader van 25 de uitvinding te vallen.

8 2 9 2 8 5 1

Claims

2· =* -7-
1, Elektromagnetisch detect!estelsel, dat in een detectiezone met "behulp van tenminste één zendantennespoêleen ondervragingsveld met' zwaaiende frequentie opwekt, dat door een een afgestemd circuit bevattende responder, indien deze in de detectiezone aanwezig is, althans deels kan 5 worden geabsorbeerd, waarbij .met de zendantennespoel gekoppelde detectie-middelen aanwezig zijn om deze absorptie te detecteren, met het kenmerk, dat de detectiemiddelen middelen omvatten voor het elimineren van buiten de band van de zwaaiende frequentie gelegen stoorfrequenties, welke middelen een menginrichting omvatten met een 10 eerste ingang waaraan een van de zendantennespoel afkomstig signaal wordt toegevoerd en een tweede ingang, waaraan het uitgangssignaal van een de zendantennespoël voedende zwaai-oscillator wordt toegevoerd, en met een uitgang, die verbonden is met een laagdoorlaatfilter.
2. Elektromagnetisch detectiestelsel volgens conclusie 1, 15 gekenmerkt door een discriminatorfilterinrichting, voor het scheiden van door het laagdoorlaatfilter doorgelaten van een responder afkomstige signalen en van door het laagdoorlaatfilter doorgelaten stoorsignalen, die een frequentie hebben die nabij de frequentie van de respondersignalen ligt, middels een tweede laagdoorlaatfilter.
3. Elektromagnetisch detectiestélsel volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de discriminatorfilterinrichting een parallel met het tweede laagdoorlaatfilter verbonden hoogdoorlaatfilter omvat, it, Elektromagnetisch detectiestelsel volgens conclusie 3, m et het kenmerk, dat de discriminatorfilterinrichting een eerste 25 gelijkrichter voor het gelijkrichten van de uitgangssignalen van het tweede laagdoorlaatfilter omvat, alsmede een tweede gelijkrichter voor het gelijkrichten van de uitgangssignalen van het hoogdoorlaatfilter, en dat de uitgangssignalen van de eerste en tweede gelijkrichter worden toegevoerd aan de een eerste resp. tweede ingang van een integrator. 8202951 -8- •r
5. Elektromagnetisch detectiestelsel volgens conclusie l·, met het kenmerk, dat een signaal aan de ene ingang van de integrator een toename van het uitgangssignaal van de integrator bewerkstelligt, terwijl een signaal aan de andere ingang van de integrator 5 een afname van het uitgangssignaal bewerkstelligt. 6. _ Inrichting volgens conclusie 5, u e t het kenmerk, dat de uitgang van de integrator via een niveaudetector met een alarm-inrichting is gekoppeld, waarbij de niveaudetector een bekrachtigings-signaal voor de alarminrichting afgeeft als het uitgangssignaal van de 10 integrator een vooraf bepaalde waarde heeft bereikt. 8202951