DE1298019B

DE1298019B - Device for displaying objects

Info

Publication number: DE1298019B
Application number: DENDAT1298019D
Authority: DE
Inventors: Bojko George
Original assignee: Pinkertons Inc
Current assignee: Pinkertons Inc
Priority date: 1964-11-14
Publication date: 1969-06-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen von Gegenständen mit zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Antennen, welche gleichzeitig zum Senden und Empfangen verwendet werden, je einem einer Antenne nachgeschalteten Detektor und einer mit den beiden Detektoren verbundenen gemeinsamen Einrichtung zur Differenzbildung der von den Detektoren gelieferten Spannungen sowie mit einer Anzeigeeinrichtung, der die Differenzspannung zugeführt wird.The invention relates to a device for displaying objects with two antennas arranged at a certain distance from each other, which at the same time are used for sending and receiving, one downstream from an antenna Detector and a common device connected to the two detectors to form the difference between the voltages supplied by the detectors and with a Display device to which the differential voltage is fed.

Bei einer bekannten Schutzeinrichtung (USA.-Patentschrift 2 660 718) speist der Hochfrequenzoszillator eine Sendeantenne und besteht die in einem dem schützenden Bereich entsprechenden Abstand angeordnete Empfangsanlage aus zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Empfangsantennen, denen jeweils ein Detektor nachgeschaltet ist, und aus einem Vergleichsverstärker, dem die beiden Detektorspannungen zur Summen- bzw. Differenzbildung zugeführt werden. Befindet sich in dem Energiefeld der Sendeantenne ein Gegenstand, so wird durch die unterschiedliche Reflexion bzw. Absorption an dem Gegenstand der Abgleich in dem Vergleichsverstärker gestört, und es erfolgt eine Anzeige. Befindet sich jedoch kein Objekt in dem Energiefeld, so liefern die beiden Detektoren gleiche Spannungen mit gleicher Polarität, die in dem Ausgleichsverstärker gegeneinander aufgehoben werden. Da eine eigene Sendeantenne vorgesehen ist, können die Stärke und Phase jedes von den beiden Empfangsantennen empfangenen Signals Schwankungen aufweisen und dadurch einen Fehlalarm auslösen, ohne daß sich beispielsweise ein Eindringling in dem überwachten Gebiet befindet. Ferner hat sich gezeigt, daß die genaue Balance in dem Vergleichsverstärker nur sehr schwierig aufrechterhalten werden kann, so daß dadurch Fehlalarme ausgelöst werden können.In a known protective device (US Pat. No. 2,660,718) the high-frequency oscillator feeds a transmitting antenna and consists in one of the protective area corresponding spaced receiving system from two in a certain distance from each other arranged receiving antennas, each of which a detector is connected downstream, and a comparison amplifier to which the two Detector voltages are supplied to form sums or differences. Located If there is an object in the energy field of the transmitting antenna, the different Reflection or absorption at the object of the adjustment in the comparison amplifier disturbed and an indication is given. However, if there is no object in the energy field, so the two detectors deliver the same voltages with the same polarity, the are canceled out against each other in the equalization amplifier. Since it has its own transmitting antenna provided, the strength and phase of each of the two receiving antennas received signal fluctuations and thus trigger a false alarm, without, for example, an intruder being in the monitored area. It has also been found that the exact balance in the comparison amplifier only very difficult to maintain, causing false alarms can be.

Es ist auch bekannt (deutsche Patentschrift 273 339), Antennen gleichzeitig zum Senden und Empfangen der elektrischen Wellen zu verwenden.It is also known (German patent specification 273 339), antennas at the same time to use for sending and receiving the electric waves.

In der USA.-Patentschrift Re 25100 ist eine Schutzeinrichtung beschrieben, die sich eines Interferenzfeldes mit stehenden Wellen bedient, dessen Änderung durch einen Eindringling zum Auslösen eines Alarms führt. Diese Einrichtung unterscheidet sich somit von dem bekannten Dopplersystem, da der größere Teil der reflektierten Welle zur Antenne mit der gleichen Frequenz zurückkehrt, die die abgestrahlte Welle aufweist. Die Erkennung erfolgt somit im wesentlichen nicht qualitativ durch einen Frequenzvergleich der reflektierten und ausgestrahlten Welle, sondern vielmehr aus einem quantitativen Wechsel in der Antennenimpedanz infolge einer Änderung der Lage der Knotenpunkte des Interferenzfeldes, die von einer Lageänderung des Eindringlings herrührt.In the USA patent specification Re 25100 a protective device is described, which uses an interference field with standing waves, its change by causes an intruder to set off an alarm. This facility is different thus differs from the known Doppler system, since the greater part of the reflected Wave returns to the antenna at the same frequency as the emitted wave having. The detection is therefore essentially not qualitative by one Frequency comparison of the reflected and emitted wave, but rather from a quantitative change in the antenna impedance due to a change in position the nodes of the interference field caused by a change in position of the intruder originates.

Diese Vorrichtung ist jedoch verhältnismäßig empfindlich gegenüber dem Dopplereffekt. Während beim Herumwandern einer Person um die Antenne mit Sicherheit eine Meldung erfolgt, da die Person das Interferenzfeld stört, spricht die Vorrichtung aber noch zusätzlich auf die üblichen Dopplerverschiebungsfrequenzen an, die unmittelbar von sich nähernden oder sich entfernenden Objekten reflektiert oder von nahe gelegenen Sendern erzeugt werden. Somit können die Sender von Polizeiwagen oder Amateuranlagen und große reflektierende Gegenstände, wie Lastwagen und Omnibusse, leicht Fehlalarme bei dieser Einrichtung auslösen. Wenn auch das Auslösen des Alarms bei kleinen sich bewegenden Objekten, wie Hunden, Katzen, Mäusen oder auch dünnen Gegenständen, wie beispielsweise Vorhängen, mit dieser Einrichtung weniger wahrscheinlich ist als mit reinen Dopplersystemen, da sie das Interferenzfeld im wesentlichen nicht unterbrechen, so können sie trotzdem Ursache von Fehlalarmen sein. Auch Spannungsschwankungen oder Störspannungen, die dem System anhaften, können Ursache von Fehlalarmen sein.However, this device is relatively sensitive to this the Doppler effect. While when a person wanders around the antenna with certainty a message is issued that the person is disturbing the interference field, the device speaks but in addition to the usual Doppler shift frequencies, which are immediate reflected from approaching or receding objects, or from nearby objects Transmitters are generated. Thus, the transmitters of police cars or amateur systems can and large reflective objects such as trucks and buses are easily false positives trigger at this facility. Albeit triggering the alarm on small oneself moving objects such as dogs, cats, mice or thin objects such as for example curtains, with this facility is less likely than with pure Doppler systems, since they essentially do not interrupt the interference field, so they can still be the cause of false positives. Also voltage fluctuations or interference voltages clinging to the system can cause false alarms.

Deshalb besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, die Zahl der Ursachen für auftretende Fehlalarme zu verringern und insbesondere die Fehlalarme zu vermeiden, die durch Änderungen der Betriebsdaten der Sende- und Empfangseinrichtung verursacht werden, die also beispielsweise auf eine Änderung der Oszillatorfrequenz zurückzuführen sind.Therefore, the object on which the invention is based is reduce the number of causes of false positives and in particular to avoid the false alarms caused by changes in the operating data of the transmission and Receiving device are caused, so for example on a change due to the oscillator frequency.

Die vorgenannte Aufgabe ist bei der Vorrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ein Interferenzfeld mit stehenden Wellen erzeugenden Antennen gemeinsam an den Hochfrequenzoszillator angeschlossen sind und die Detektoren gegensinnig geschaltet sind. Somit ist nur ein einziger Oszillator vorgesehen, der gleichzeitig an beide sowohl zum Senden als auch zum Empfangen dienende Antennen angeschlossen ist. Infolge der gegensinnigen Schaltung der Detektoren heben sich irgendwelche Änderungen in den Betriebsdaten gegeneinander auf, da eine Änderung eine entsprechende gleiche Änderung an jeder Antenne hervorruft, so daß die Einrichtung zur Differenzbildung auch dann kein Ausgangssignal erzeugt und ein Fehlalarm vermieden ist.The aforementioned task is the same as that described at the outset in the case of the device Type solved according to the invention in that the an interference field with standing waves Generating antennas are jointly connected to the high-frequency oscillator and the detectors are switched in opposite directions. So there is only a single oscillator provided, which serves both for sending and receiving at the same time Antennas is connected. Lift as a result of the opposite switching of the detectors there are any changes in the operating data against each other because a change causes a corresponding equal change to each antenna, so that the device no output signal is then generated to form the difference and a false alarm is avoided is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zu jeder Antenne gehörende Schwingkreis abstimmbar. Damit werden Störungen durch Fremdsender vermieden. Auch die Dopplerfrequenzverschiebungen werden vermieden, die von Objekten herrühren, die sich senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Antennen bewegen. Für alle anderen Bewegungsrichtungen in dem Energiefeld wird das Ansprechen auf Dopplereffekte mehr oder weniger herabgesetzt. Theoretisch gibt es einen Punkt, an welchem das Ansprechen auf Dopplereffekte bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung gleich demjenigen der Einrichtung nach der bereits genannten USA.-Patentschrift Re 25 100 sein kann, vorausgesetzt, daß die beiden Antennen einen Abstand voneinander haben, der genau gleich einem ganzen Vielfachen der Wellenlänge beträgt. Dies kann jedoch leicht vermieden werden. Bei allen anderen Stellungen ist das Ansprechen auf Dopplereffekte wesentlich vermindert.In a further embodiment of the invention is that belonging to each antenna Tunable oscillating circuit. This avoids interference from third-party transmitters. Even the Doppler frequency shifts that result from objects are avoided, which move perpendicular to the line connecting the two antennas. For all others Direction of movement in the energy field becomes more responsive to Doppler effects or less reduced. Theoretically there is a point at which the response on Doppler effects in the device according to the invention is the same as that of FIG Device according to the aforementioned USA patent specification Re 25 100, provided that that the two antennas have a distance from each other exactly equal to one whole multiples of the wavelength. However, this can easily be avoided. In all other positions, the response to Doppler effects is significantly reduced.

Außerdem vergrößern die durch Änderung der Antennenimpedanz verursachten Frequenzänderungen der ausgestrahlten Welle (was wiederum auf den Oszillator zurückwirkt) zusätzlich die Verzerrung des Interferenzfeldes, die von einer Lageänderung des aufzuspürenden Gegenstandes anfänglich herrührt. Somit hat dies eine vergrößerte Empfindlichkeit der Vorrichtung zur Folge.In addition, those caused by changing the antenna impedance increase Frequency changes of the emitted wave (which in turn affects the oscillator) in addition, the distortion of the interference field caused by a change in position of the initially originates from the object to be tracked. Thus this has an enlarged Sensitivity of the device result.

Das Interferenzfeld der stehenden Wellen ist einerseits heterogen, weil es durch Addition und Subtraktion einer größeren Anzahl überlagerter Reflexionen, die alle mit der Frequenz der übertragenen Welle schwingen, gebildet ist. Daher sind die Knotenpunkte und Maxima der stehenden Welle ungleichmäßig voneinander auf Abstand gehalten, und die Wechsel in ihren Orten finden ungleichmäßig statt, wenn ein Gegenstand in dem Feld die Lage ändert. Das Ergebnis besteht darin, daß die Impedanzen an den beiden Antennen sich nicht gleichmäßig verändern und die Veränderungen sich nicht gegenseitig aufheben.The interference field of the standing waves is on the one hand heterogeneous, because by adding and subtracting a larger number of superimposed reflections, which all vibrate at the frequency of the transmitted wave is formed. Therefore the nodes and maxima of the standing wave are uneven from each other kept at a distance, and the changes in their places take place unevenly, when an object changes position in the field. The result is that the impedances at the two antennas do not change equally and the changes do not cancel each other out.

Aus einer sorgfältigen Analyse des primären Reflexionsfeldes gemäß der Erfindung ist ersichtlich, daß durch ein Antennenpaar oder mehrere Antennenpaare, die mit einer Einrichtung zur Differenzbildung ausgestattet sind, ein sehr wirksames und intensives Feld erzeugt werden kann. Es brauchen nur die primären Reflexionen in Betracht gezogen zu werden. Im allgemeinen wird von den üblichen Gegenständen in Wohnungen, wie z. B. Tischen, Stühlen, Wänden, Fußböden, Decken sowie von Personen usw., nur ein geringer Prozentsatz der übertragenen Energie reflektiert. Bei der Erfindung wird damit gerechnet, daß eine durchschnittliche Reflexionsintensität von etwa 3 bis 1011/o der auf irgendeinen Punkt in einem Raum auftreffenden Energie kennzeichnend ist. Es treten hierbei starke Schwankungen auf in Abhängigkeit von den in Frage kommenden Materialien, und die sekundären Reflexionen können durchaus einen Einfluß auf die Anlage ausüben.From a careful analysis of the primary reflection field according to the invention it can be seen that by a pair of antennas or several pairs of antennas, which are equipped with a device for forming the difference, a very effective one and intense field can be generated. All you need is the primary reflections to be considered. In general it is used by the usual items in apartments, such as B. tables, chairs, walls, floors, ceilings and people etc., only a small percentage of the transmitted energy is reflected. In the Invention is expected to have an average reflection intensity from about 3 to 1011 / o of the energy incident on any point in space is characteristic. There are strong fluctuations depending on the materials in question, and the secondary reflections may well exert an influence on the plant.

Wenn ein Gegenstand in einem Raum angeordnet wird, in welchem sich die Schutzvorrichtung befindet, dann sind primäre Reflexionen von dem Gegenstand an beiden Antennen vorhanden. Somit sind insgesamt theoretisch vier primäre Reflexionen für eine Frequenzverschiebung (Doppler) auf Grund der Bewegung des Gegenstandes vorhanden; da jedoch die Einrichtung zur Differenzbildung normalerweise wenigstens teilweise das Ansprechen auf Dopplerreflexionen aufhebt und da das theoretische Maximum des Dopplereffektes nur auftreten kann, wenn die Antennen um ein ganzes Vielfaches der Wellenlänge voneinander auf Abstand gehalten sind und sich der Gegenstand auf einer Verlängerung der Linie zwischen ihnen nähert, ist die Anzeige von Dopplerenergie bei der Anlage gemäß der Erfindung stark vermindert. Da jedoch die Reflexionen, welche das Feld der stehenden Wellen erzeugt, bei dieser Anlage durch die beiden Antennen stark vergrößert sind, tritt eine Zunahme in der Empfindlichkeit ein. Natürlich nimmt bei einer komplexen Reflexionsumgebung, wie sie in einem Raum vorhanden ist, die Zahl der Reflexionen der stehenden Welle zu, während die Anzahl der primären Dopplerreflexionen gleichbleibt; auch deshalb ist es vorteilhaft, einen Empfang bei einem Interferenzfeld mit den Wellen zu ermöglichen.When an object is placed in a room in which If the guard is located, then there are primary reflections from the object present on both antennas. So there are theoretically four primary reflections in total for a frequency shift (Doppler) due to the movement of the object available; however, since the device for forming the difference is normally at least partially cancels the response to Doppler reflections and there the theoretical The maximum of the Doppler effect can only occur if the antennas are around a whole Multiples of the wavelength are kept at a distance from each other and the object Approaching on an extension of the line between them is the indication of Doppler energy greatly reduced in the system according to the invention. However, since the reflections which generates the field of the standing waves, in this system by the two Antennas are greatly enlarged, there is an increase in sensitivity. Naturally takes place in a complex reflection environment such as that found in a room, the number of reflections of the standing wave increases, while the number of primary Doppler reflections remains the same; this is also why it is beneficial to have a reception in the event of an interference field with the waves.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung, der durch das Interferenzfeld und die Schaltung entsteht, besteht darin, daß sie gegenüber der Bewegung von kleineren Gegenständen, wie z. B. Mäusen, Katzen, Hunden, Vögeln, usw., weniger empfindlich ist, weil diese keine ausreichende Masse haben, um eine bedeutende Verzerrung des Feldes der stehenden Wellen hervorzurufen, und ihre Dopplerstörung wird durch die Einrichtung zur Differenzbildung im großen und ganzen ausgeschaltet.Another advantage of the invention brought about by the interference field and the circuit arises is that it is opposed to the movement of smaller ones Objects such as B. mice, cats, dogs, birds, etc., less sensitive is because these do not have sufficient mass to cause significant distortion of the Field of the standing waves, and their Doppler perturbation is caused by the Device for difference formation by and large switched off.

Die Antennen müssen weit genug voneinander auf Abstand gehalten und so angeordnet sein, daß die heterogene Beschaffenheit des Feldes der stehenden Wellen zu unterschiedlichem Ansprechverhalten der Antennen führt, wenn ein Gegenstand in dem Feld seine Lage ändert. Im allgemeinen ist ein Abstand von mehreren Wellenlängen ausreichend, jedoch sind größere Abstände durchführbar. Sogar bei 15 m Entfernung verstärken die Wellen der entsprechenden Antennen das Feld der stehenden Welle. Bei der Erfindung wird ein Abstand zwischen etwa 4 und 9 m bevorzugt.The antennas must be kept apart and far enough apart be arranged so that the heterogeneous nature of the field of standing waves leads to different responses of the antennas if an object is in the field changes its position. Generally a distance is several wavelengths sufficient, but larger distances are feasible. Even at a distance of 15 m the waves of the corresponding antennas amplify the field of the standing wave. In the invention, a distance between about 4 and 9 m is preferred.

Durch Anordnung stark reflektierender Gegenstände in dem Feld der stehenden Wellen läßt sich die Intensität der primären Reflexionen stark erhöhen. Während dies ohne die Einrichtung zur Differenzbildung gemäß der Erfindung keinen Vorteil bringt, sind bei Verwendung dieser Einrichtung die Dopplerkomponenten, die bei dieser erhöhten Feldintensität auftreten, zum großen Teil eliminiert, während die Komponenten der stehenden Welle verstärkt sind.By placing highly reflective objects in the field of the standing waves, the intensity of the primary reflections can be greatly increased. While this is not possible without the device for forming the difference according to the invention The advantage of using this device are the Doppler components, which occur at this increased field intensity, largely eliminated while the components of the standing wave are reinforced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltschema der Vorrichtung, teilweise in Blockform, F i g. 2 eine perspektivische, von unten gesehene Darstellung einer in einen Antennenständer eingebauten Antenne, F i g. 3 ein Schaltschema eines Antenneneingangskreises und F i g. 4 ein Schaltschema eines anderen Antenneneingangskreises.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Drawing explained in more detail. It shows F i g. 1 shows a circuit diagram of the device, partially in block form, FIG. 2 is a perspective illustration of a seen from below Antenna built into an antenna stand, FIG. 3 is a circuit diagram of an antenna input circuit and F i g. 4 is a circuit diagram of another antenna input circuit.

F i g. 1 zeigt einen Hochfrequenzoszillator 2, der eine kontinuierliche sinusförmige HF-Welle erzeugt, welche von zwei Antennen 4 und 6 ausgestrahlt wird, um ein Interferenzfeld mit stehenden Wellen mit abwechselnden Punkten maximaler und minimaler Energie zu erzeugen, die in dem Bereich eines sich bewegenden Objektes angeordnet sind. Die von dem Objekt und der Umgebung reflektierte Energie wird von den Antennen 4 und 6 empfangen, die eine Spannung an der Impedanz jeder Antenne erzeugt und dadurch einen Stromfluß durch die Impedanzen verursacht. Die von dem Objekt und der Umgebung reflektierte Energie verbindet sich mit der Oszillatorenergie in der Impedanz jeder Antenne, um darin eine neue Spannung zu bilden, welche die Vektorsumme der übertragenen und empfangenen Spannungen darstellt. Die resultierende Spannung jeder Antenne ändert sich in der Amplitude und der Phase mit der Lage des Objektes in dem Interferenzfeld, und dieser Wechsel ermöglicht das Aufspüren des Objektes bzw. eine Lageänderung des Objektes. Die beiden resultierenden Spannungen werden kombiniert und die kombinierte Spannung, welche die Höhe der Intensität des Interferenzfeldes darstellt, wird durch den Kondensator 8 mit einem NF-Verstärker 10 verbunden.F i g. 1 shows a high frequency oscillator 2, which is a continuous Sinusoidal RF wave generated, which is emitted by two antennas 4 and 6, around an interference field with standing waves with alternating points maximum and generate minimal energy in the area of a moving object are arranged. The energy reflected from the object and the environment is from antennas 4 and 6 receive a voltage across the impedance of each antenna generated and thereby caused a current flow through the impedances. The one from that Energy reflected from the object and its surroundings combines with the oscillator energy in the impedance of each antenna in order to create a new voltage therein, which the Represents the vector sum of the transmitted and received voltages. The resulting The voltage of each antenna changes in amplitude and phase with the position of the Object in the interference field, and this change enables the detection of the Object or a change in position of the object. The two resulting tensions are combined and the combined voltage, which is the level of intensity of the Interference field represents is through the capacitor 8 with an LF amplifier 10 connected.

Das verstärkte NF-Signal wird über ein Tiefpaßfilter 12 einer Anzeigeeinrichtung 14 zugeführt, welche eine sichtbare, hörbare oder elektrische Anzeige der Änderung in dem durch die abgestrahlte HF-Energie hervorgerufenen Muster der stehenden Welle vermittelt, welche durch eine Ortsveränderung des darin befindlichen Objektes verursacht wird.The amplified LF signal is passed through a low-pass filter 12 to a display device 14, which is a visual, audible or electrical indication of the change in the standing wave pattern caused by the radiated RF energy mediated, which is caused by a change in location of the object located in it will.

Obwohl der Frequenzbereich für die Vorrichtung nicht kritisch ist, hat sich doch herausgestellt, daß die Wellenlänge von s/4 m für das Aufspüren der Gegenwart einer Person gut geeignet ist, weil die Wellenlänge bei 400 MHz ein Interferenzfeld erzeugt, in welchem die Äquipotentialpunkte durch eine Entfernung voneinander getrennt sind, die im großen und ganzen der Körpergröße des aufzuspürenden Objektes vergleichbar ist. Dieses Feld erzeugt ein äußerst empfindliches System, da nur ein kleiner Wechsel in der Stellung des aufgespürten Objektes eine große Phasenverschiebung verursacht, was zu einem entsprechend großen Wechsel in der Impedanz der Antenne führt.Although the frequency range is not critical to the device, it turned out that the wavelength of s / 4 m for the detection of the Presence of a person is well suited because the wavelength at 400 MHz is an interference field generated in which the equipotential points are separated by a distance are that by and large and all of the height of the person to be tracked Object is comparable. This field creates an extremely sensitive system, since only a small change in the position of the detected object is a big one Phase shift causes what leads to a correspondingly large change in impedance the antenna leads.

Der Oszillator 2 besteht aus einer selbsterregten Doppeltriode 16 und den zugeordneten Bauelementen. Die Elektronenröhre 16 kann eine beliebige Doppeltriode sein, deren Kapazität zwischen den Elektroden ausreicht, um eine Signalrückkopplung in der richtigen Phase und Amplitude zur Aufrechterhaltung der Schwingung zu vermitteln. Die Röhre 16 ist in Gitterschaltung betrieben, wobei die Gittervorspannung von dem Gitterstrom durch einen Gitterwiderstand 18 erzeugt wird. Der Ausgang der Oszillatorröhre 16 liegt an einem HF-Schwingkreis, bestehend aus einer Induktivität 20 und einem Kondensator 22. Die Induktivität 20 besteht aus einem langgestreckten U-förmigem Drahtstück, das an die Anoden der Röhre 16 angeschlossen ist. Der Schwingkreis wird durch Veränderung der Kapazität des Kondensators 22 abgestimmt. Dies wird durch Veränderung des Abstandes zwischen der flachen Abstimmscheibe des Kondensators 22 und der Induktivität 20 herbeigeführt.The oscillator 2 consists of a self-excited double triode 16 and the associated components. The electron tube 16 can be any double triode whose capacitance between the electrodes is sufficient to allow signal feedback to convey in the correct phase and amplitude to maintain the vibration. The tube 16 is operated in a grid connection, the grid bias of the Grid current is generated by a grid resistor 18. The output of the oscillator tube 16 is connected to an HF resonant circuit, consisting of an inductor 20 and a Capacitor 22. The inductor 20 consists of an elongated U-shaped Piece of wire connected to the anodes of tube 16. The oscillating circuit will matched by changing the capacitance of the capacitor 22. This is going through Change the distance between the flat shim of the capacitor 22 and the inductance 20 brought about.

Die Speisespannung für die Anoden der Doppeltriode 16 wird dem elektrischen Mittelpunkt der-U-förmigen Induktivität 20 über eine HF-Drossel 24 zugeführt; ein Kondensator 26 ist parallel geschaltet.The supply voltage for the anodes of the double triode 16 is fed to the electrical center point of the U-shaped inductance 20 via an HF choke 24; a capacitor 26 is connected in parallel.

Der HF-Ausgang der Oszillatorröhre 16 wird an den Antennenstromkreis über eine Koppelinduktivität 28 angeschlossen, die in derselben Weise wie die Induktivität 20 ausgebildet ist und in einer Ebene parallel zur Ebene der Induktivität 20 in einer Entfernung angeordnet ist, die durch das Ausmaß der zwischen den entsprechenden Induktivitäten gewünschten induktiven Kopplung bestimmt ist.The RF output of the oscillator tube 16 is fed to the antenna circuit connected via a coupling inductance 28, which is in the same way as the inductance 20 is formed and in a plane parallel to the plane of the inductor 20 in a distance is arranged by the extent of between the corresponding Inductances desired inductive coupling is determined.

Die induzierte HF-Schwingung in der Induktivität 28 wird über identische Stromkreise, die durch die Kondensatoren 30 und 32, die Buchsen 34 und 36 und die Antennenspeiseleitungen 38 und 40 gebildet sind, den Antennen 4 und 6 zugeführt. HF-Drosseln 42 und 44 blockieren die Hochfrequenzschwingung vor dem Eintritt in die Einrichtung zur Differenzbildung, die aus den Widerständen 46 und 48, den Potentiometern 50 und 52 und den Widerständen 54 und 56 besteht.The induced HF oscillation in the inductance 28 is fed to the antennas 4 and 6 via identical circuits which are formed by the capacitors 30 and 32, the sockets 34 and 36 and the antenna feed lines 38 and 40. HF chokes 42 and 44 block the high-frequency oscillation before it enters the device for forming the difference, which consists of resistors 46 and 48, potentiometers 50 and 52 and resistors 54 and 56.

In F i g. 2 ist eine Antenne, von unten gesehen, in perspektivischerDarstellung mit dem Antennenständer 58, dem Antennenelement 60 und der Eingangsschaltung 62, die im Antennenständer 58 auf einer Metallplatte 63 angeordnet ist, dargestellt. Die Metallplatte 63 ist mechanisch und elektrisch mit dem Antennenständer 58 verbunden, um eine gemeinsame Erde für die Eingangsschaltung 62 vorzusehen. Der Antennenständer 58 wird durch Schleuderguß aus Aluminium in Form einer abgeflachten Halbkugel mit einem Durchmesser von etwa 14 cm und einer Höhe von etwa 5 cm hergestellt. Das Antennenelement 60 besteht aus einer Aluminiumstange von etwa 23 cm Länge und knapp 1 cm Durchmesser. Das Antennenelement 60 ist an dem flachen Teil der Halbkugel des Antennenständers 58 be- i festigt, jedoch durch einen Durchführungs-Porzellanisolator 64, von dem ein Teil in F i g. 2 gezeigt ist, elektrisch von ihm isoliert. Die innerhalb des Antennenständers 58 angeordneten Eingangsschaltungen 62 sind in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Bei der Anordnung gemäß F i g. 1 würde der Stromkreis der F i g. 3 in der einen Antenne verwendet werden, während der Stromkreis der F i g. 4 in der anderen Antenne zur Anwendung käme. Obwohl nur ein Antennenpaar gezeigt ist, ist die Erfindung auch bei mehreren Antennenpaaren anwendbar.In Fig. Fig. 2 is a perspective view of an antenna seen from below with the antenna stand 58, the antenna element 60 and the input circuit 62, which is arranged in the antenna stand 58 on a metal plate 63 is shown. The metal plate 63 is mechanically and electrically connected to the antenna stand 58, to provide a common ground for input circuit 62. The antenna stand 58 is centrifugally cast from aluminum in the form of a flattened hemisphere with a diameter of about 14 cm and a height of about 5 cm. The antenna element 60 consists of an aluminum rod about 23 cm long and almost 1 cm in diameter. The antenna element 60 is on the flat part of the hemisphere of the antenna stand 58 attached, but by a feed-through porcelain insulator 64 from the a part in FIG. 2 is electrically isolated from it. The inside of the Antenna stand 58 arranged input circuits 62 are shown in FIGS. 3 and 4 shown. In the arrangement according to FIG. 1 would be the circuit of FIG. 3 in one antenna can be used while the circuit of FIG. 4 in the other Antenna would be used. Although only one pair of antennas is shown, the invention is can also be used with several pairs of antennas.

Die beiden Antennen 4 und 6 werden über die Antennenspeiseleitungen 38 und 40, die Buchsen 34 und 36 und Kondensatoren 30 bzw. 32 an den Oszillator 2 angeschlossen. Die Antennenspeiseleitung kann eine beliebige übertragungsleitung sein, und es wird normalerweise ein koaxiales Kabel benutzt. Der äußere Leiter oder Schutzleiter der Leitungen 38 und 40 ist am Oszillator 2 durch die Hülsen der Buchsen 34 bzw. 36 und an den Antennen 4 und 6 durch die Hülsen entsprechender Buchsen 71 in dem Antennenständer 58 geerdet. Nach den F i g. 3 und 4 ist der Innenleiter der Speiseleitungen an dem Antennenschwingkreisleiter 66 angeschlossen, und zwar an einem Punkt über Erde, bei dem der Widerstand gleich dem Wellenwiderstand der Speiseleitung ist. Das eine Ende des Antennenschwingkreisleisters 66 ist durch den Kondensator 68 mit Erde verbunden.The two antennas 4 and 6 are connected to the antenna feed lines 38 and 40, sockets 34 and 36, and capacitors 30 and 32, respectively, to the oscillator 2 connected. The antenna feed line can be any transmission line and a coaxial cable is usually used. The outer conductor or The protective conductor of the lines 38 and 40 is on the oscillator 2 through the sleeves of the sockets 34 or 36 and on the antennas 4 and 6 through the sleeves of corresponding sockets 71 grounded in the antenna stand 58. According to the F i g. 3 and 4 is the inner conductor of the Feed lines connected to the antenna resonant circuit conductor 66, namely to a point above ground at which the resistance is equal to the wave resistance of the feed line is. One end of the antenna circuit conductor 66 is through the capacitor 68 connected to earth.

Der Antennenschwingkreis, welcher aus dem Leiter 66 als Induktivität und einem veränderbaren - Kondensator 70 besteht, wird auf die Betriebsfrequenz des Oszillators 2 durch Einstellen der Kapazität des Kondensators 70 abgestimmt. Wenn der Antennenschwingkreis auf Resonanz abgestimmt ist, dann wird ein Höchstmaß der Hochfrequenzschwingungsenergie von dem Oszillator 2 auf den Antennenschwingkreis übertragen und durch einen in Reihe geschalteten Kondensator 72 mit dem Antennenelement 60 verbunden. Die kapazitive Kopplung des Antennenschwingkreises mit dem Antennenelement 60 verbessert wesentlich das Amplitudenverhältnis der Anordnung und macht die Empfindlichkeit der Anlage verhältnismäßig unabhängig von der Antennenbelastung. Der Wert des Kondensators 72 ist so gewählt, daß er eine ausreichende Kapazität zum Blockieren oder erheblichen Abschwächen von Störfrequenzen aufweist, die unterhalb des Bereichs der Signalfrequenzen liegen, und dabei doch den Signalfrequenzen einen wirksamen Hochfrequenzkurzschluß bietet. Die Interferenz durch Störfrequenzen wird ferner durch die Resonanz des scharf abgestimmten Antennenschwingkreises mit hohem Q-Wert vermindert. Störfrequenzen, welche trotzdem in den schmalen Frequenzbereich des abgestimmten Antennenschwingkreises fallen, haben keinen Einfiuß auf die Anzeigevorrichtung für das sich bewegende Objekt, weil die durch diese Übertragung erzeugten Signalspannungen in der Einrichtung 74 aufgehoben werden.The antenna resonant circuit, which consists of the conductor 66 as an inductance and a variable - capacitor 70 is set to the operating frequency of the oscillator 2 is tuned by adjusting the capacitance of the capacitor 70. If the antenna's resonant circuit is tuned to resonance, then it becomes a maximum the high frequency oscillation energy from the oscillator 2 to the antenna resonant circuit and through a series capacitor 72 to the antenna element 60 connected. The capacitive coupling of the antenna resonant circuit with the antenna element 60 significantly improves the amplitude ratio of the device and renders the sensitivity the system is relatively independent of the antenna load. The value of the capacitor 72 is chosen to have sufficient blocking or significant capacity Attenuation of interference frequencies which are below the range of the signal frequencies lie, and yet the signal frequencies an effective high-frequency short circuit offers. The interference from spurious frequencies is also caused by the resonance of the sharply tuned antenna resonant circuit with a high Q value. Interference frequencies, which nevertheless fall into the narrow frequency range of the tuned antenna resonant circuit do not affect the moving object indicator, because the signal voltages generated by this transmission in the device 74 To get picked up.

Die Aufhebung der Wirkungen der Störfrequenzen, die in den Frequenzbereich des abgestimmten Antennenschwingkreises fallen, wird am besten bei einer Betrachtung der F i g. 3 und 4 und des in F i g. 1 schematisch gezeigten Oszillators verständlich. Die Antennenschwingkreise der F i g. 3 und 4 sind identisch, abgesehen von den Kristallgleichrichtern 76 und 78, welche mit umgekehrter Polarität mit Bezug aufeinander angeschlossen sind. Jegliche Störfrequenz, die in dem Bereich der abgestimmten Antennen liegt, erzeugt eine Spannung an jedem An- tennenschwingkreis. Die in den Schwingkreisen er- zeugten Hochfrequenzspannungenwerden durch die Detektoren 76 und 78 gleichgerichtet. Da die Detek- toren 76 und 78 gegensinnig geschaltet sind; wie es in den F i g. 3 und 4 gezeigt ist, haben die gleich- gerichteten Signalspannungen von den Detektoren entsprechend umgekehrtes Vorzeichen. Die Hoch- frequenz von der Antenne 4 wird durch den Kon- densator 68 kurzgeschlossen; und das gleichgerichtete und gefilterte Signal erscheint an dem Potentio- meter 50. In gleicher Weise wird die Hochfrequenz von der Antenne 6 durch den Kondensator 68 a kurzgeschlossen, und das gleichgerichtete und gefilterte Signal erscheint an dem Potentiometer 52: Die gleichgerichteten Signalspannungen von den beiden Antennen werden durch die Antennenspeiseleitungen 38 und 40 und die Drosselspulen 42 und 44 zu der Einrichtung 74, die aus den Widerständen 46 und 48, den Potentiometern 50 und 52 sowie den Widerständen 54 und 56 gemäß der Darstellung in F i g. 1 besteht, geführt. Die Potentiometer 50 und 52 werden zunächst so eingestellt, daß etwaige Unterschiede in den Widerstandswerten kompensiert werden, wodurch die Ausgangsspannung der Einrichtung 74 gleich Null ist, wenn am Eingang die Signale umgekehrten Vorzeichens gleich sind. Wenn die Antennenspeiseleitungen 38 und 40 ungleich lang sind, dann kann die Einrichtung 74 auch so eingestellt werden, daß die zusätzliche Signaldämpfung, die durch die längere Speiseleitung erzeugt wird, kompensiert wird. In jedem Fall sollte jedoch beachtet werden, daß die Kombination der gegensinnig geschalteten Detektoren 76 und 78 und die Einrichtung 74 ein Mittel zur Aufhebung von Frequenzschwankungen des Oszillators 2 bildet. Wenn die Antennenspeiseleitungen von gleicher Länge sind, dann erzeugen die Frequenzschwankungen gleiche Signale mit umgekehrten Vorzeichen, welche der Einrichtung 74 zugeführt und gegeneinander von ihr aufgehoben werden. In gleicher Weise sind bei ungleicher Länge der Antennenspeiseleitungen die der Einrichtung 74 zugeführten Signale von entgegengesetztem Vorzeichen, unterscheiden sich aber in der Größe. Die anfängliche Einstellung der Potentiometer 50 und 52 schafft aber einen Ausgleich für diese Ungleichheit, und die Ausgangsspannung bleibt gleich Null. Die Ausgangsspannung der Einrichtung 74 wird von dem Verbindungspunkt der Widerstände 54 und 56 abgenommen; an diesem liegt die Differenz der der Einrichtung zugeführten Spannungen.The cancellation of the effects of the interference frequencies, which fall in the frequency range of the tuned antenna resonant circuit, is best shown when considering FIG. 3 and 4 and the one in FIG. 1 understandable oscillator shown schematically. The antenna resonant circuits of FIG. 3 and 4 are identical except for the crystal rectifiers 76 and 78 which are connected with reversed polarity with respect to each other. Any interference frequency that is in the range of the tuned antennas generates a voltage at each resonant circuit. The in the oscillating circles high frequency voltages generated by the Detectors 76 and 78 rectified. Since the detec- gates 76 and 78 are connected in opposite directions; like it in Figs. 3 and 4 have the same directed signal voltages from the detectors correspondingly reversed sign. The high frequency from antenna 4 is determined by the con- capacitor 68 shorted; and the rectified and filtered signal appears at the potentiometer meter 50. In the same way, the high frequency from the antenna 6 through the capacitor 68 a, and the rectified and filtered signal appears at the potentiometer 52: The rectified signal voltages from the two antennas are through the antenna feed lines 38 and 40 and the inductors 42 and 44 to the device 74, which from resistors 46 and 48, potentiometers 50 and 52 and resistors 54 and 56 as shown in FIG. 1 exists, led. The potentiometers 50 and 52 are initially set in such a way that any differences in the resistance values are compensated for, whereby the output voltage of the device 74 is equal to zero when the signals of the opposite sign at the input are equal. If the antenna feed lines 38 and 40 are of unequal length, then the device 74 can also be set in such a way that the additional signal attenuation which is generated by the longer feed line is compensated for. In any case, however, it should be noted that the combination of detectors 76 and 78, which are switched in opposite directions, and the device 74 form a means for canceling out frequency fluctuations of the oscillator 2. If the antenna feed lines are of the same length, then the frequency fluctuations produce the same signals with the opposite sign, which are fed to the device 74 and canceled out against each other by it. In the same way, if the antenna feed lines are not the same length, the signals fed to the device 74 are of opposite signs, but differ in size. However, the initial setting of potentiometers 50 and 52 compensates for this inequality and the output voltage remains zero. The output voltage of device 74 is taken from the junction of resistors 54 and 56; this is the difference between the voltages supplied to the device.

Wie bereits erwähnt, erzeugen die Störfrequenzen, die in den Empfangsbereich der Antennen fallen, an jedem Antennenschwingkreis Hochfrequenzspannungen. Da jedoch die gleichgerichteten Spannungen von den Störfrequenzen infolge der gegensinnig geschalteten Detektoren 76 und 78 gleiche, jedoch entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen, werden die Spannungen in der Einrichtung 74 gegeneinander aufgehoben. Somit ist die Spannung an der Einrichtung zum Anzeigen des beweglichen Objektes gleich Null.As already mentioned, these generate interference frequencies in the reception area of the antennas fall, high-frequency voltages are applied to each antenna resonant circuit. However, since the rectified voltages from the interference frequencies as a result of the opposite directions connected detectors 76 and 78 have the same but opposite signs, the tensions in the device 74 are canceled with respect to one another. So is the voltage across the device for displaying the moving object is zero.

Das gegenseitige Aufheben der von den Störfrequenzen herrührenden Spannungen ist nur möglich, weil diese Wellen normalerweise an beiden Antennen im wesentlichen mit der gleichen Modulationseinhüllenden einfallen und somit gleiche Detektorspannungen entgegengesetzten Vorzeichens erzeugen, die in der Einrichtung 74 gegeneinander aufgehoben werden können. " Eine ähnliche ' Aufhebungvon Signalen könnte theoretisch in ' def ungewöhnlichen Situation auftreten, die durch die Bewegung des aufzuspürenden Gegenstandes längs einer Linie hervorgerufen wird, welche von beiden Antennen gleich weit entfernt ist. Dabei werden von beiden Antennen gleichzeitig vom Gegenstand reflektierte Signale empfangen, wodurch gleiche Signale entgegengesetzten Vorzeichens durch die Detektoren 76 und 78 erzeugt würden. Diese Signale werden in der Einrichtung 74 in derselben Weise gegeneinander aufgehoben wie die Signale von Störfrequenzen, die in den Frequenzbereich der abgestimmten Antenne fallen: Dieser Fall ist jedoch sehr unwahrscheinlich.The mutual cancellation of the interfering frequencies Tension is only possible because these waves are normally imposed on both antennas essentially with the same modulation envelope and thus the same Detector voltages of opposite signs generate that in the device 74 can be set aside against each other. "A similar 'cancellation of signals could theoretically occur in 'def unusual situation caused by the movement of the object to be tracked along a line which is caused by both antennas are equidistant. Both antennas are used at the same time Receiving signals reflected from the object, causing like signals to be opposite Signed by the detectors 76 and 78 would be generated. These signals are canceled in the device 74 in the same way as the signals of interference frequencies that fall within the frequency range of the tuned antenna: However, this case is very unlikely.

Da die Phase und der Zeitpunkt des Eintreffens der an einem sich bewegenden Gegenstand reflektierten Wellen an beiden Antennen unterschiedlich sind, sind die gleichgerichteten Spannungen von den Antennen 4 und 6 ungleich und haben entgegengesetztes Vorzeichen. Daher erzeugt die Signaladdition in der Einrichtung 74 eine resultierende Spannung, deren Amplitude und Phase sich gemäß der Bewegung des Gegenstandes durch das Interferenzfeld der stehenden Wellen ändert.As the phase and time of arrival of a moving The object reflected waves at the two antennas are different rectified voltages from antennas 4 and 6 are unequal and have opposite Sign. The signal addition in device 74 therefore produces a resulting one Voltage, the amplitude and phase of which vary according to the movement of the object the interference field of the standing waves changes.

Die resultierende Spannung wird von der Verbindung der Widerstände 54 und 56 über die Leitung 80 abgenommen. Die Leitung 80 tritt durch einen Durchführungskondensator 84 aus dem Oszillatorgehäuse 82 heraus und ist über den Kondensator 8 mit dem Eingang des NF-Verstärkers 10 verbunden. Die kapazitive Verbindung der Einrichtung 74 mit dem NF-Verstärker 10 verhindert ein Ansprechen der Anlage auf die Vorspannung, die durch die Gleichrichtung der Oszillatorenergie erzeugt wird, während sie Schwankungen in der Signalspannung durchläßt, welche die Bewegung des Gegenstandes entweder durch das Interferenzfeld der stehenden Wellen, die durch Anordnung der Antennen innerhalb eines Raumes erzeugt wurde, oder durch das Interferenzfeld, welches durch Anordnung der Antennen in einer im wesentlichen nicht reflektierenden Umgebung erzeugt wird, darstellen. Diese durch Bewegung hervorgerufenen Signalschwankungen ändern sich in der Größenordnung von 1 bis 10 Hz, und liegen somit unterhalb des Bereiches der Störfrequenzen.The resulting voltage is from the connection of the resistors 54 and 56 removed via line 80. Line 80 passes through a feed-through capacitor 84 out of the oscillator housing 82 and is via the capacitor 8 to the input of the LF amplifier 10 connected. The capacitive connection of the device 74 with the LF amplifier 10 prevents the system from responding to the bias voltage that by rectifying the oscillator energy generated while it fluctuates in the signal voltage that passes through the movement of the object either the interference field of the standing waves created by placing the antennas inside of a room, or by the interference field, which by arrangement the antenna is generated in an essentially non-reflective environment, represent. These signal fluctuations caused by movement change on the order of 1 to 10 Hz, and are thus below the range of Interference frequencies.

Diese Signalschwankungen, welche in Amplitude und Phase die Gegenwart eines sich bewegenden Objektes anzeigen, werden durch den NF-Verstärker 10 verstärkt und auf ein Tiefpaßfilter 12 mit einem Durchlaßbereich von 0,1 bis 10 Hz übertragen. Die Signale innerhalb dieses Frequenzbereiches werden auf die Anzeigevorrichtung 14 übertragen, um eine sichtbare, hörbare oder elektrische Anzeige des sich bewegenden Objektes zu geben. Die Anzeigevorrichtung 14 kann offensichtlich mit einem beliebigen Alarmstromkreis oder einer anderen Signaleinrichtung verbunden werden, die an beliebiger Stelle angeordnet ist. Die Stromkreise für den NF-Verstärker, das Tiefpaßfilter und die Anzeigeeinrichtung sind nicht dargestellt, da sie bekannt sind.These signal fluctuations, which are present in amplitude and phase display of a moving object are amplified by the LF amplifier 10 and transmitted to a low pass filter 12 with a pass band of 0.1 to 10 Hz. The signals within this frequency range are sent to the display device 14 transmitted to provide a visual, audible, or electrical indication of moving Object to give. The display device 14 can obviously be configured with any one of Alarm circuit or any other signaling device connected to any Place is arranged. The circuits for the audio amplifier, the low-pass filter and the display device are not shown as they are known.

Claims

Claims: 1. Device for displaying objects with two antennas arranged at a certain distance from one another, which are used simultaneously for transmitting and receiving, a detector connected downstream of an antenna and a common device connected to the two detectors for forming the difference between the two detectors supplied Voltages and a display device to which the differential voltage is supplied, characterized in that the antennas (4, 6) generating an interference field with standing waves are connected together to the high-frequency oscillator (2) and the detectors (76; 78) are connected in opposite directions.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the resonant circuits of the antennas (4, 6) for Reception of a narrow frequency range are tunable.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the display device (14) only voltages corresponding to changes in the impedance of the antenna resonant circuits, the frequency of which is lower than 30 Hz.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (74) for forming the difference with the display device (14) is coupled through a capacitor (8).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (74) for forming the difference has a first branch which is connected to a first antenna feed line (38) and consists of a first resistor (46) and a first potentiometer (50) consists, and a second branch which is connected to a second antenna feed line (40) and consists of a second resistor (48) and a second potentiometer (52) , and that a third resistor (54) with one end at the movable contact of the first potentiometer (50) and a fourth resistor (56) is connected at one end to the movable contact of the second potentiometer (52), the third and fourth resistors (54, 56) being connected to one another at their other ends and to the Connection the differential voltage is present.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna resonance circuits are parallel resonance circuits which are connected to the high-frequency oscillator via an antenna feed line (38, 40) and a capacitance (72, 72 a), the resonance frequency of each resonance circuit being substantially is equal to the frequency of the oscillator (2).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the oscillator (2) consists of an electron tube (16), a U-shaped inductance (20) connected to it and a U-shaped coupling inductance (28) which is parallel to the plane the inductance (20) is arranged, and that the antenna feed line (38, 40) is coupled by separate capacitors (30, 32) to the one and the other end of the coupling inductance (28). B. Device according to one of the preceding claims, characterized in that each antenna (4, 6) consists of an antenna stand (58) in the form of a flattened hemisphere and a vertical antenna element (60) which is insulated on the antenna stand and whose length is approximately d / 4 corresponds to exists.