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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Handortungsgerätevorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es
ist bereits eine Handortungsgerätevorrichtung mit zumindest
einem Empfänger, einem Referenznetzwerk und einem ersten
Schalter, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Handortungsgerätevorrichtung
mit zumindest einem Empfänger, einem Referenznetzwerk und
einem ersten Schalter.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Handortungsgerätevorrichtung
zumindest einen zweiten Schalter aufweist, der zusammen mit dem
ersten Schalter dazu vorgesehen ist, zumindest zwei unterschiedliche
Referenzsignalpfade zur Bestimmung von Referenzsignalen auf das
Referenznetzwerk zu schalten. Unter einem „Empfänger” soll
insbesondere ein Element verstanden werden, das eine in einem Empfangssignal
und/oder einem der Referenzsignale enthaltene Information dekodiert
und vorteilhaft einen Werteverlauf, das heißt einen Wert über
eine Zeit, bestimmt. Vorzugsweise weist der Empfänger wenigstens
einen Analog-Digital-Wandler auf. Unter dem Begriff „Referenznetzwerk” soll
insbesondere eine Schaltung verstanden werden, die wenigstens einen
Teil eines Sende- und/oder Empfangskanals nachbildet. Vorzugsweise
weist das Referenznetzwerk wenigstens einen Filter, ein Symmetrierglied und/oder
vorteilhaft ein Dämpfungsglied auf. Vorteilhaft weist zumindest
ein Bereich des Referenznetzwerks einen glei chen räumlichen
Aufbau auf, wie der Sende- und/oder Empfangskanal. Alternativ und/oder
zusätzlich könnte das Referenznetzwerk Bereiche
aufweisen, die ein Verhalten des Sende- und/oder Empfangskanals,
insbesondere ein temperaturabhängiges Verhalten, nachbilden.
Insbesondere soll unter einem „Schalter” in diesem
Zusammenhang ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen
ist, ein Signal wahlweise auf zumindest zwei zumindest teilweise
unterschiedliche Signalpfade zu koppeln. Vorteilhaft ist der Schalter
als ein Halbleiterschalter ausgebildet. Alternativ könnte
der Schalter als ein mechanischer Schalter, beispielsweise als ein Koaxialschalter,
ausgebildet sein. Unter „vorgesehen” soll insbesondere
speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder verbunden
verstanden werden. Insbesondere soll unter dem Begriff „Signalpfad” eine
wirkungsmäßige elektrische Verbindung zwischen
zwei Punkten verstanden werden. Unter einem „Referenzsignalpfad” soll
insbesondere ein Signalpfad zur Übertragung eines Referenzsignals
verstanden werden. Insbesondere soll unter einem „Referenzsignal” ein
Signal verstanden werden, das zumindest eine Information über
einen Zustand, insbesondere einen umgebungsabhängigen Zustand,
des Sende- und/oder Empfangskanals aufweist und/oder vorteilhaft
insbesondere dem Empfänger bereitstellt. Vorzugsweise ist
der Zustand von einer Temperatur, einer Feuchtigkeit und/oder einer
anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Störgröße
abhängig. Durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Handortungsgerätevorrichtung kann konstruktiv einfach
und mit vorteilhaft wenig Aufwand eine besonders effektive Kompensation
von Störgrößen, insbesondere eine Temperaturkompensation
und Kompensation von anderen Störgrößen,
wie beispielsweise Feuchtigkeit, erreicht werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Handortungsgerätevorrichtung
einen Signalerzeuger aufweist, wobei zumindest der erste Schalter
wirkungsmäßig zwischen dem Signalerzeuger und
dem Referenznetzwerk angeordnet ist, wodurch konstruktiv einfach
ein Signal des Signalerzeugers auf einen der Referenzsignalpfade oder
auf einen anderen Pfad, insbesondere auf einen Sendepfad, geschaltet
werden kann. Insbesondere soll unter einem „Signalerzeuger” eine
Vorrichtung verstanden werden, die in zumindest einem Betriebszustand
zumindest ein Sendesignal erzeugt. Vorteilhaft erzeugt der Signalerzeuger
auch die Referenzsignale. Der Signalerzeuger erzeugt vorteilhaft
ein breitbandiges Hochfrequenzsignal, und zwar insbesondere nach
der Norm IEEE 802.15.4a und/oder ein anderes, dem
Fachmann als sinnvoll erscheinendes Hochfrequenz signal. Alternativ
oder zusätzlich könnte der Signalerzeuger ein
Signal für eine kapazitive Messung, eine induktive Messung
und/oder für eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Messung
erzeugen. Unter der Wendung „wirkungsmäßig
dazwischen angeordnet” soll insbesondere verstanden werden,
dass über den Schalter zumindest einer der Referenzsignalpfade
von dem Signalerzeuger zu dem Referenznetzwerk schaltbar ist.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handortungsgerätevorrichtung
eine Antennenweiche aufweist, wobei der zweite Schalter wirkungsmäßig zwischen
dem Referenznetzwerk und der Antennenweiche angeordnet ist, wodurch
konstruktiv einfach das Signal des Signalerzeugers auf eine Antenne oder
auf das Referenznetzwerk geschaltet werden kann. Unter einer „Antennenweiche” soll
insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die beim Senden
ein Signal von dem Signalerzeuger in Richtung einer Antenne leitet
und die beim Empfangen ein Empfangssignal von der Antenne in Richtung
des Empfängers leitet. Vorzugsweise ist die Antennenweiche
als ein Richtkopper ausgebildet, und zwar in einer, dem Fachmann
als sinnvoll erscheinenden Ausbildung. Alternativ könnte
die Antennenweiche als ein Zirkulator ausgebildet sein. Vorzugsweise
ist die Handortungsgerätevorrichtung als eine monostatische
Handortungsgerätevorrichtung ausgebildet, das heißt,
sie sendet und empfängt ein Ortungssignal mit der gleichen
Antenne.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die beiden Schalter dazu vorgesehen sind,
einen Referenzsignalpfad zur Bestimmung eines Übersprechens
zu schalten, wodurch das Übersprechen bestimmt und vorteilhaft
aus einer Ortungsmessung bestimmt und herrausgerechnet werden kann.
Vorzugsweise bleibt das zur Bestimmung eines Übersprechens
verwendete Referenzsignal unausgesendet. Unter einem „Übersprechen” soll
insbesondere ein Signal und zwar ein Teil des Referenzsignals verstanden
werden, den die Antennenweiche ungewollt in Richtung des Empfängers
koppelt. Vorzugsweise gleicht das Übersprechen einem Signal,
das die Antennenweiche beim Senden eines Ortungssignals ungewollt
in Richtung des Empfängers koppelt.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass die beiden Schalter dazu vorgesehen sind,
einen Referenzsignalpfad zur Bestimmung eines Normierungssignals zu
schalten, wodurch eine Verfälschung des Empfangssignals
durch eine insbesondere tem peraturabhängige Veränderung
des Sende- und Empfangskanals bestimmt und herrausgerechnet werden
kann. Unter einem „Normierungssignal” soll insbesondere ein
Signal und zwar ein Anteil des Referenzsignals verstanden werden,
das eine Information über einen Zustand des Referenznetzwerks
aufweist, die es ermöglicht auf einen Zustand des Sende-
und Empfangskanals zu schließen. Insbesondere weist das Normierungssignal
eine Information über eine aktuelle, insbesondere frequenzabhängige
Verstärkung des Sende- und Empfangskanals unabhängig
von einer Funkstrecke auf. Vorzugsweise bleibt das zur Bestimmung
eines Normierungssignals verwendete Referenzsignal unausgesendet.
Aus dem Normierungssignal ist ein Normierungsfaktor bestimmbar.
Unter einem „Normierungsfaktor” soll insbesondere
ein Quotient aus einem unter kontrollierten Bedingungen, insbesondere
bei einer Werkskalibrierung gemessenen Kalibrierungssignal und einem
zeitnah zu einer Ortungsmessung gemessenen Normierungssignal verstanden
werden. Beispielsweise wird zur Werkskalibrierung die Handortungsgerätevorrichtung bei
vorgegebener Feuchtigkeit über einen längeren Zeitraum
temperiert.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass die Handortungsgerätevorrichtung
eine Recheneinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein zumindest temperaturkompensiertes
Empfangssignal insbesondere in Abhängigkeit von dem Übersprechen
und von dem Normierungssignal zu bestimmen, wodurch konstruktiv
einfach und mit geringem Bauteileaufwand bei verschiedensten Umgebungsbedingungen eine
besonders genaue Ortung erreicht werden kann. Unter einer „Recheneinheit” soll
insbesondere ein Controller mit einem Prozessor, einer Speichereinheit
und/oder ein in der Speichereinheit gespeichertes Betriebs-, Steuer-
und/oder Berechnungsprogramm verstanden werden. Vorzugsweise ist
die Recheneinheit als ein digitaler Signalprozessor ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich könnte die Recheneinheit
als ein RISC-Prozessor ausbildet sein.
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In
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Verlauf
eines Signals in einen Frequenzbereich zu transformieren, wodurch
mit geringem Aufwand eine vorteilhafte und schnelle Datenverarbeitung
erreicht werden kann. Unter der Wendung „in einen Frequenzbereich
transformieren” soll insbesondere eine Umrechnung von einem
Signal im Zeitbereich, beispielsweise einem Spannungsverlauf, in
den insbesondere komplexen Frequenzbereich verstanden werden. Vorteilhaft weist die
Recheneinheit eine Rechenroutine mit einer Fourier-Transformation,
besonders vorteilhaft mit einer schnellen Fourier-Transformation,
auf. Vorzugsweise erfolgt eine Bestimmung des temperaturkompensierten
Empfangssignals zumindest teilweise im Frequenzbereich. Insbesondere
eine Subtraktion des Übersprechens von einem transformierten
Werteverlauf des Empfangssignals und/oder vorteilhaft eine Multiplikation
mit dem Normierungsfaktor erfolgen im Frequenzbereich. Alternativ
oder zusätzlich könnte eine Bestimmung des temperaturkompensierten Empfangssignals
zumindest teilweise im Zeitbereich erfolgen. Insbesondere eine Faltung
mit dem Normierungsfaktor und/oder vorteilhaft eine Subtraktion des Übersprechens
von einem untransformierten Werteverlauf des Empfangssignals erfolgen
im Zeitbereich.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handortungsgerätevorrichtung
zwei Antennenweichen aufweist, die jeweils einen Teil von zwei im
Wesentlichen getrennten Sende- und Empfangskanälen bilden,
wodurch eine besonders genaue Ortung möglich ist, und mit
geringem Aufwand beide Sende- und Empfangskanäle temperaturkompensiert
werden können. Unter einem „Sende- und Empfangskanal” soll
insbesondere eine Vorrichtung zum Aussenden und Empfangen von Signalen
verstanden werden. Vorzugsweise weist ein Sende- und Empfangskanal zumindest
eine Antennenweiche, eine Antenne und einen Empfänger auf.
Unter „im Wesentlichen getrennt” soll hier verstanden
werden, dass die beiden Sende- und Empfangskanäle hauptsächlich
getrennte Bauteile und/oder Signalpfade aufweisen. Vorteilhaft sind
die beiden Sende- und Empfangskanäle bis auf den ersten
Schalter und den Signalerzeuger getrennt ausgebildet.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist,
das Übersprechen und das Normierungssignal gleichzeitig
zu bestimmen, wodurch eine besonders schnelle und zu einer Ortungsmessung
zeitnahe und somit genaue Referenzmessung möglich ist.
In diesem Zusammenhang soll unter „gleichzeitig” insbesondere
verstanden werden, dass die Recheneinheit bei einer Stellung der
Schalter das Übersprechen eines Sende- und Empfangskanals
bestimmt und bei gleicher Stellung der Schalter und insbesondere
zu einem gleichen Zeitpunkt das Normierungssignal des anderen Sende-
und Empfangskanals bestimmt.
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Ferner
geht die Erfindung von einem Handortungsgerät mit einer
Handortungsgerätevorrichtung aus, wobei sämtliche,
dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Handortungsgeräte,
wie insbesondere Entfernungsmessgeräte, Feuchtigkeitsortungsgeräte
und/oder Wandortungsgeräte zum Betreiben mit einer Handortungsgerätevorrichtung
denkbar wären, wodurch konstruktiv einfach ein besonders
genaues Handortungsgerät bereitgestellt werden kann. Vorteilhaft
ist das Handortungsgerät dazu vorgesehen, in einer Wand
angeordnete Objekte wie Stromleitungen und/oder Wasserleitungen
und/oder Wandeigenschaften, wie Holzelemente, Steinelemente und/oder
Träger, zu orten, das heißt insbesondere einen
Abstand zu einer Wandoberfläche zu bestimmen.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und
zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Handortungsgerät mit
einer erfindungsgemäßen Handortungsgerätevorrichtung,
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2 die
Handortungsgerätevorrichtung aus 1 mit einem
Sende- und/oder Empfangskanal in einer schematischen Darstellung
und
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3 ein
alternatives Ausführungsbeispiel der Handortungsgerätevorrichtung
aus 1 mit zwei Sende- und/oder Empfangskanälen
in einer schematischen Darstellung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Handortungsgerät 40a mit
einer Handortungsgerätevorrichtung 110a, einem
Handgriff 42a, einem Display 44a, vier Rollen 46a und
einem Gehäuse 48a. Bei einem Messvorgang bewegt
ein nicht näher dargestellter Bediener das Handortungsgerät 40a auf
den Rollen 46a entlang eines Messobjekts, vorzugsweise
entlang einer Wand, einer Decke oder eines Bodens eines Gebäudes.
Somit ist das Handortungsgerät 40a als ein Handwandortungsgerät
ausgebildet. Die Handortungsgerätevorrichtung 10a ist
innerhalb des Gehäuses 48a angeordnet. Sie sendet
ein Sendesignal in eine von dem Display 44a abgewandte
Richtung.
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Wie 2 zeigt,
weist die Handortungsgerätevorrichtung 10a einen
Empfänger 12a, ein Referenznetzwerk 16a,
einen ersten Schalter 18a, einen zweiten Schalter 20a,
einen Signalerzeuger 28a, eine Antennenweiche 30a,
eine Recheneinheit 34a, eine Antenne 50a und ein
Abschlusselement 52a auf. Der Signalerzeuger 28a erzeugt
ein Signal, das als ein hochfrequentes ultrabreitbandiges Hochfrequenzsignal
ausgebildet ist. Das Signal dient als Sendesignal und als Referenzsignal.
Das Hochfrequenzsignal weist eine Bandbreite größer
als 500 MHz auf. Eine Leitung 54a der Handortungsgerätevorrichtung 10a verbindet
den Signalerzeuger 28a mit dem ersten Schalter 18a.
Die Leitung 54a ist, wie alle dargestellten, nicht näher
bezeichneten Leitungen, dazu vorgesehen, das ultrabreitbandige Hochfrequenzsignal
zu übertragen.
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Der
erste Schalter 18a ist mit dem Referenznetzwerk 16a,
mit der Antennenweiche 30a und mit dem Abschlusselement 52a verbunden.
Alternativ könnte ein erster Schalter ein Abschlusselement
aufweisen. Der erste Schalter 18a ist als ein Halbleiterschalter
ausgebildet. Er schaltet in einem ersten Schaltzustand eine leitende
Verbindung zwischen dem Signalerzeuger 28a und der Antennenweiche 30a und
zwischen dem Referenznetzwerk 16a und dem Abschlusselement 52a.
In einem zweiten Schaltzustand schaltet der erste Schalter 18a eine leitende
Verbindung zwischen dem Signalerzeuger 28a und dem Referenznetzwerk 16a.
Somit ist der erste Schalter 18a wirkungsmäßig
zwischen dem Signalerzeuger 28a und dem Referenznetzwerk 16a angeordnet.
In dem zweiten Schaltzustand verbindet der erste Schalter 18a die
Antennenweiche 30a mit dem Abschlusselement 52a.
Das Abschlusselement 52a absorbiert ankommende Signale
weitgehend reflexionsfrei. Anstelle des Abschlusselements 52a könnte
in dem ersten Schaltzustand ein Dämpfungsglied des Referenznetzwerks 16a am
offenen Tor des Schalters 18a entstehende Reflexionen unterdrücken.
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Die
Antennenweiche 30a ist als ein Richtkoppler, und zwar als
3-Tor, ausgebildet. Sie ist mit dem Empfänger 12a,
dem ersten Schalter 18a und dem zweiten Schalter 20a verbunden.
Die Antennenweiche 30a koppelt ein von dem ersten Schalter 18a kommendes
Signal im Wesentlichen nur in Richtung des zweiten Schalters 20a weiter.
Einen kleinen, ungewollten Anteil des Signals koppelt die Antennenweiche 30a in
Richtung des Empfängers 12a. Dieser Anteil wird
im Folgenden mit Übersprechen RA bezeichnet.
Die Antennenweiche 30a koppelt von dem zweiten Schalter 20a kommende
Signale, das heißt ein Referenzsignal und ein Empfangssignal,
im Wesentlichen nur in Richtung des Empfängers 12a weiter.
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Der
zweite Schalter 20a ist mit dem Referenznetzwerk 16a,
der Antennenweiche 30a und der Antenne 50a verbunden.
In einem ersten Schaltzustand verbindet der zweite Schalter 20a das
Referenznetzwerk 16a mit der Antennenweiche 30a.
Somit ist der zweite Schalter 20a wirkungsmäßig
zwischen dem Referenznetzwerk 16a und der Antennenweiche 30a angeordnet.
In einem zweiten Schaltzustand verbindet der zweite Schalter 20a die
Antenne 50a mit der Antennenweiche 30a.
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Der
Signalerzeuger 28a, die Antennenweiche 30a und
die Antenne 50a bilden gemeinsam einen Sendekanal. Zusätzlich
könnte der Sendekanal einen Filter, ein Symmetrierglied,
einen Verstärker, einen Modulator und/oder andere, dem
Fachmann als sinnvoll erscheinende Elemente aufweisen. Die Antenne 50a,
die Antennenweiche 30a und der Empfänger 12a bilden
gemeinsam einen Empfangskanal. Zusätzlich könnte
der Empfangskanal einen Filter, ein Symmetrierglied, einen Verstärker,
einen Mischer, einen Zwischenfrequenzfilter, einen Demodulator und/oder
andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Elemente aufweisen.
Der Sendekanal und der Empfangskanal sind teilweise einstückig
als Sende- und Empfangskanal 36a ausgebildet. Somit ist
die Handortungsgerätevorrichtung 10a einkanalig ausgebildet.
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Ein
Sende- und Empfangspfad 56a verläuft von dem Signalerzeuger 28a, über
den ersten Schalter 18a, über die Antennenweiche 30a, über
den zweiten Schalter 20a zu der Antenne 50a. Von
dort aus wird der Sende- und Empfangspfad 56a von einem
Funkkanal gebildet, der sich von der Antenne 50a durch
einen Teil eines Messobjekts 58a zu einem Reflektor 60a des
Messobjekts 58a er streckt. Der Reflektor 60a reflektiert
ein den Sende- und Empfangspfad 56a entlanglaufendes Ortungssignal
zurück zu der Antenne 50a. Vor der Antenne 50a verläuft
der Sende- und Empfangspfad 56a über den zweiten
Schalter 20a zu der Antennenweiche 30a und über
die Antennenweiche 30a weiter zu dem Empfänger 12a.
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Die
zwei Schalter 18a, 20a schalten in zwei unterschiedlichen
Betriebszuständen zwei unterschiedliche Referenzsignalpfade 24a, 26a zur
Bestimmung von Referenzsignalen auf das Referenznetzwerk 16a.
Die Referenzsignalpfade 24a, 26a sind teilweise
von dem Sende- und Empfangspfad 56a verschieden. Der erste
Referenzsignalpfad 24a verläuft von dem Signalerzeuger über
den ersten Schalter 18a, über die Antennenweiche 30a, über den
zweiten Schalter 20a in das Referenznetzwerk 16a.
Von dem Referenznetzwerk 16a verläuft der erste
Referenzsignalpfad 24a auf das Abschlusselement 52a.
Der erste Referenzsignalpfad 24a endet in dem Abschlusselement 52a.
Alternativ könnte der erste Referenzsignalpfad 24a auch
unabgeschlossen enden, wobei Reflexionen durch ein Dämpfungsglied
des Referenznetzwerks 16a weitgehend verhindert werden.
Weil der erste Referenzsignalpfad 24a über die
Antennenweiche 30a läuft und gleichzeitig der
zweite Schalter 20a die Antenne 50a von der Antennenweiche 30a abkoppelt,
kann mit einem über den ersten Referenzsignalpfad 24a laufenden
Referenzsignal das Übersprechen RA der
Antennenweiche 30a von dem Sendepfad in den Empfangspfad bestimmt
werden.
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Der
zweite Referenzsignalpfad 26a verläuft von dem
Signalerzeuger über den ersten Schalter 18a, über
das Referenznetzwerk 16a, über den zweiten Schalter 20a, über
die Antennenweiche 30a, zu dem Empfänger 12a.
Das Referenznetzwerk 16a weist, nicht näher dargestellt,
ein Dämpfungsglied und zwei Symmetrierglieder auf. Das
Dämpfungsglied ist als ein auf einen Wellenwiderstand angepasstes
pi-Dämpfungsglied ausgebildet. Die Symmetrierglieder sind
als Baluns ausgebildet. Somit weist der Referenzsignalpfad 26a im
Wesentlichen die gleichen umgebungsabhängigen Eigenschaften
auf, wie der Sende- und Empfangspfad 56a ohne eine Abhängigkeit
von dem Funkkanal. Somit sind die beiden Schalter 18a, 20a dazu
vorgesehen, den Referenzsignalpfad 26a zur Bestimmung eines
Normierungssignals RM zu schalten.
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Der
Empfänger 12a weist einen Demodulator und einen
Analog-Digital-Wandler auf. Der Demodulator transferiert ein Empfangssignal
F auf eine Mittenfrequenz und in eine Bandbreite, die der Analog-Digital-Wandler
verarbeiten kann. Der Empfänger 12a und der Signalerzeuger 28a sind
mit der Recheneinheit 34a verbunden. Die Recheneinheit 34a ist
als ein digitaler Signalprozessor (DSP) ausgebildet. Bei einer Ortung
steuert die Recheneinheit 34a den Signalerzeuger 28a so,
dass dieser ein Signal ausgibt. Das Signal durchläuft den
Sende- und Empfangspfad 56a und wird von dem Analog-Digital-Wandler
digitalisiert. Die Recheneinheit 34a wertet eine Signallaufzeit
zwischen dem Signalerzeuger 28a und dem Empfänger 12a aus.
Diese Signallaufzeit ist von einer Länge des Funkkanals
und Störgrößen wie von einer Temperatur,
einer Feuchtigkeit und anderen Störgrößen
des Sende- und Empfangspfads 56a abhängig. Zudem
wirkt über die Antennenweiche 30a ein Teil einer
Sendeenergie direkt auf den Empfänger 12a.
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Zeitnah
zu einer Ortung bestimmt die Recheneinheit 34a das Übersprechen
RA und das Normierungssignal RM.
Die Recheneinheit 34a weist Rechenroutinen zur Bestimmung
eines temperaturkompensierten Empfangssignals Fcomp auf.
Zudem weist die Recheneinheit 34a einen Speicher auf, in
dem ein bei bestimmten äußeren Bedingungen aufgenommenes
Kalibrierungssignal RM,Ref gespeichert ist.
Das Kalibrierungssignal RM,Ref wurde z.
B. in einer Klimakammer aufgenommen. Das temperaturkompensierte
Empfangssignal Fcomp berechnet sich im Frequenzbereich
aus dem Empfangssignal F nach folgender Vorschrift: Fcomp = (F – Ra)(RM,Ref/RM)
- Fcomp:
- temperaturkompensiertes
Empfangssignal
- F:
- Empfangssignal
- RA:
- Übersprechen
- RM,Ref:
- Kalibrierungssignal
- RM:
- Normierungssignal
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Die
Recheneinheit 34a subtrahiert im Zeitbereich das Übersprechen
RA von dem Empfangssignal F. Eine Subtraktion
ist sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich möglich.
Das Ergebnis faltet die Recheneinheit 34a mittels einer
schnellen Faltung mit einem Normierungsfaktor. Das heißt
die Recheneinheit 34a transformiert das Ergebnis der Subtraktion
und das Normierungssignal RM in den Frequenzbereich,
und zwar mittels einer schnellen Fourier-Transformation (FFT). Das
Kalibrierungssignal RM,Ref ist im Speicher
im Frequenzbereich hinterlegt. Die Recheneinheit 34a multipliziert
im Frequenzbereich das Ergebnis der Subtraktion mit dem Kalibrierungssignal
RM,Ref und dividiert es durch das Normierungssignal
RM, und zwar jeweils in komplexer Form. Anschließend
transformiert die Recheneinheit 34a das Endergebnis, das
heißt das temperaturkompensierte Empfangssignal in den
Zeitbereich, und zwar mittels einer inversen schnellen Fourier-Transformation.
Aus dem temperaturkompensierten Empfangssignal im Zeitbereich bestimmt
die Recheneinheit 34a die Signallaufzeit zwischen dem Signalerzeuger 28a und
dem Empfänger 12a und daraus einen Abstand zwischen
der Antenne 50a und dem Reflektor 60a. Somit ist
die Recheneinheit 34a dazu vorgesehen, einen Verlauf eines
der Signale in den Frequenzbereich zu transformieren.
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In
der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die
Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede
zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich
gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile
mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die
Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele
verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele
ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels
in den 1 und 2 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel
der 3 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Handortungsgerätevorrichtung 10b,
die einen ersten Empfänger 12b, einen zweiten
Empfänger 14b, ein Referenznetzwerk 16b,
einen ersten Schalter 18b, einen ersten, zweiten Schalter 20b,
einen zweiten, zweiten Schalter 22b, einen Signalerzeuger 28b,
eine erste Antennenweiche 30b und eine zweite Antennenweiche 32b umfasst.
Diese Bauteile bilden zwei im Wesentlichen getrennte Sende- und
Empfangskanäle 36b, 38b, und zwar bilden
einer der Empfänger 12b, 14b, einer der
zweiten Schalter 20b, 22b und eine der Antennenweichen 30b, 32b jeweils
einen Teil der zwei im Wesentlichen getrennten Sende- und Empfangskanäle 36b, 38b.
Die Sende- und Empfangskanäle 36b, 38b sind
dazu vorgesehen, einen Teil von zwei Sende- und Empfangspfaden 56b zu
bilden.
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Der
erste Schalter 18b ist mit dem Signalerzeuger 28b und
den beiden Antennenweichen 30b, 32b verbunden.
Der erste Schalter 18b leitet ein Sendesignal oder die
Referenzsignale entweder auf die erste Antennenweiche 30b des
ersten Sende- und Empfangskanals 36b oder die zweite Antennenweiche 32b des
zweiten Sende- und Empfangskanals 38b. Die zweiten Schalter 20b, 22b sind
jeweils mit dem Referenznetzwerk 16b, mit einer der Antennenweichen 30b, 32b und
mit einer von zwei Antennen 50b der Handortungsgerätevorrichtung 10b verbunden.
Die zweiten Schalter 20b, 22b leiten ein Sendesignal
von der jeweiligen Antennenweiche 30b, 32b zu
der jeweiligen Antenne 50b weiter.
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Jeder
der zweiten Schalter 20b, 22b schaltet zusammen
mit dem ersten Schalter 18b in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen
zwei unterschiedliche Referenzsignalpfade 24b, 26b zur
Bestimmung von Referenzsignalen auf das Referenznetzwerk 16b.
Jeder der Referenzsignalpfade 24b, 26b dient zur
Bestimmung eines Übersprechens RA,1 oder
RA,2 einer der Antennenweichen 30b, 32b und
zur Bestimmung eines Normierungssignals RM,1 oder
RM,2. Der erste Referenzsignalpfad 24b verläuft
von dem Signalerzeuger 28b über den ersten Schalter 18b, über die
erste Antennenweiche 30b des ersten Sende- und Empfangskanals 36b, über
den ersten, zweiten Schalter 20b, über das Referenznetzwerk 16b über den
zweiten, zweiten Schalter 22b, über die zweite Antennenweiche 32b zu
dem zweiten Empfänger 14b. Wenn der erste Referenzsignalpfad 24b geschaltet
ist, kann die Recheneinheit 34b über den ersten
Empfänger 12b ein Übersprechen RA,1 der ersten Antennenweiche 30b bestimmen.
Gleichzeitig kann die Recheneinheit 34b über den
zweiten Empfänger 14b das Normierungssignal RM,2 bestimmen.
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Zur
Schaltung des zweiten Referenzsignalpfads 26b ist der Signalerzeuger 28b mit
der zweiten Antennenweiche 32b verbunden. Die Stellungen
der zweiten Schalter 20b sind gleich wie bei der Schaltung
des ersten Referenzsignalpfads 24b. Somit sind die Schalter 18b, 20b, 22b dazu
vorgesehen, die beiden Referenzsignalpfade 24b, 26b über
die zwei Antennenweichen 30b, 32b zu schalten.
Wenn der zweite Referenzsignalpfad 26b geschaltet ist,
kann die Recheneinheit 34b über den zweiten Empfänger 14b ein Übersprechen
RA,2 der zweiten Antennenweiche 32b bestimmen.
Gleichzeitig kann die Recheneinheit 34b über den
ersten Empfänger 12b das Normierungssignal RM,1 bestimmen.
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Ein
temperaturkompensiertes Empfangssignal Fcomp kann
für jeden Sende- und Empfangskanal 36b, 38b getrennt
berechnet werden, nachdem mittels der Referenzsignalpfade 24b, 26b für
beide Sende- und Empfangskanäle 36b, 38b ein Übersprechen RA,1, RA,2 und ein
Normierungssignal RM,1, RM,2 nach der
im anderen Ausführungsbeispiel beschriebenen Methode bestimmt
wurden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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