Vorrichtung zur Ortung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ortung.
Es ist bereits bekannt, zur Erleichterung der Ortung verschütteter Personen, beispielsweise lawinenverschütteter Skifahrer, die betreffenden Personen mit einem Sendegerät auszurüsten, das Schwingungen aussendet, so dass im Falle einer Verschüttung die verschütteten Personen durch Peilung geortet werden können. Ein Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, dass im Unglücksfalle zunächst Peilgeräte herbeigeschafft werden müssen, um den Standort der verschütteten Personen durch bekannte Peilverfahren ausfindig zu machen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Sie betrifft eine Vorrichtung zur Ortung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Sende-Empfänger enthält mit einer sowohl den Sendeteil als auch an den Empfangsteil anschaltbaren Peilantenne.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung im folgenden an Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Antenne;
Fig. 3 eine Antenne und einen Sende-Empfänger im Schnitt;
Fig. 3A eine Befestigungsart des Sende-Empfängers und der Antenne;
Fig. 4 ein-ausführliches Schaltbild für einen Sende Empfänger.
In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Antenne, beispielsweise eine Dipolantenne, welche über einen Umschalter 2 wahlweise an einen Ausgang eines Sendeteils 3 oder an den Eingang eines Empfangsteils 4 eines Sende-Empfängers 5 anschaltbar ist. Der Sende-Empfänger 5 enthält auch einen Indikator 6, beispielsweise einen Hörer und/oder ein Messinstrument, wobei der Indikator 6 an einen Ausgang des Empfangsteils 4 angeschlossen ist.
Der Sende-Empfänger 5 wird aus einer Batterie 7 mit Strom versorgt. Durch Schliessen eines in der Batterieleitung angeordneten Schalters 8 bzw. 9 kann entweder der Sendeteil 3 oder der Empfangsteil 4 in Betrieb gesetzt werden. Die Schalter 8 und 9 können auch mit dem Umschalter 2 derart gekoppelt sein, dass zwangsläufig bei Anschluss der Antenne 1 an den Sendeteil 3 der Schalter 8 geschlossen ist, während bei Anschluss der Antenne 1 an den Empfangsteil 4 der Schalter 9 geschlossen ist. Durch Ausnützung der Richtcharakteristik der Antenne 1, wie sie beispielsweise bei symmetrischer Antenne besonders gut ausgeprägt ist, kann in bekannter Weise eine Peilung auf einen im Sendebetrieb laufenden Sende-Empfänger, bzw. dessen Antenne, vorgenommen werden. Eine Vorrichtung der genannten Art eignet sich ganz besonders als Rettungsgerät, beispielsweise für Skifahrer.
Sind alle Skifahrer einer Gruppe je mit einem, auf Sendebetrieb geschalteten, solchen Sende Empfänger ausgerüstet, und traversiert die Gruppe beispielsweise einen lawinengefährdeten Abhang, so ist bei Auslösung einer Lawine die Wahrscheinlichkeit gross, dass wenigstens einer oder mehrere Skifahrer der Gruppe selbst nicht verschüttet werden, oder sich leicht aus der Verschüttung befreien können. Solche Skifahrer können nun sofort mit der Ortung ihrer verschütteten Kameraden beginnen, indem sie ihre eigenen Geräte auf Empfang umschalten. Diese rasche Einsatzmöglichkeit von Peilgeräten kann von entscheidender Wirkung über Erfolg oder Misserfolg der Rettung sein.
Rettungsgeräte der beschriebenen Art eignen sich nicht nur für Skifahrer, sondern generell für alle Personen, welche Gefahr laufen, verschüttet zu werden oder zu ertrinken. So ist es beispielsweise vorteilhaft, Angehörige des Zivilschutzes bzw. Luftschutzes mit solchen Geräten auszurüsten, damit sie im Falle eines Einsturzes von Gebäuden oder Gebäudeteilen möglichst rasch lokalisiert werden können. Ebenso ist die Aus brüstung von Tauchern mit solchen Geräten empfehlenswert, da ein in Not geratener Taucher vermittelst einer vorbeschriebenen Ortung rascher gerettet werden kann als ohne ein solches Gerät. Im Hinblick auf die unterschiedliche Dämpfung von Schnee, Erdreich, Mauerwerk, Wasser usw. kommt der Wahl einer geeigneten Betriebsfrequenz aber auch der Wahl einer geeigneten Antennenform und Anordnung eine besondere Bedeutung zu.
Die Antenne 1 kann, insbesondere bei der Anwendung relativ tiefer Frequenzen, beispielsweise im Bereich von etwa 1 bis einige hundert kHz vorteilhafterweise als induktive Schleife oder Spule ausgebildet sein, da in diesem relativ tiefen Frequenzbereich der Strahlungswirkungsgrad einer offenen Antenne ausserordentlich klein ist. Im Bereich höherer Frequenzen, beispielsweise von einigen megaherts bis zu einigen hundert Megahertz können jedoch Dipol- oder Faltdipolantennen zufolge ihrer besseren Strahlungseigenschaften vorteilhaft sein.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Antenne 1 und den Sende-Empfänger 5 möglichst dicht am Körper zu tragen, beispielsweise auch unter der Kleidung, und Antenne und/oder Sende-Empfänger vermittelst Gurten am Körper zu befestigen. Es ist nämlich bekannt, dass beispielsweise bei Lawinenunglücken äusserlich angehängte Gegenstände, wie Rucksäcke usw., ja selbst Kleidungsstücke von Verschütteten abgerissen werden.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Antenne 1 ist in Fig. 2 dargestellt. In einen Gürtel 10 sind die beiden Hälften 11A und 11B einer Dipolantenne 1 eingelegt, beispielsweise zwischen eine Grundschicht 10A und eine Deckschicht 10B des Gürtels 10.
Die Dipolhälften 11A und 11B können beispielsweise aus flexibler Litze oder aus einem geflochtenen, metallenen Band ausgeführt sein, um die Flexibilität des Gürtels 10 nicht merklich zu behindern. Der Gürtel 10 kann beispielsweise wie dies in Fig. 2 und 3A angedeutet ist, durch einen Schlitz 14 im Sende-Empfänger 5 durchgezogen sein. Vorteilhafterweise wird hierbei der Sende-Empfänger 5 gegen Verschiebung längs des Gürtels 10 gesichert, beispielsweise durch einen Lappen 12 und Druckknopf 13 auf dem Gürtel 10 (vergl. Fig. 3A).
Die Ankopplung der Antenne 1 an den Sende Empfänger kann auf verschiedene Art erfolgen, beispielsweise vermittelst metallener Druckknöpfe 15A und 15B von denen ein Teil jeweils mit dem inneren Ende einer Dipolhälfte in Verbindung steht und der andere Teil eine Eingangsklemme des Sende-Empfängers 5 darstellt.
Eine andere Art der Ankopplung der Antenne 1 an den Sende-Empfänger 5 ist ebenfalls in Fig. 2 und im Schnitt in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine induktive Ankopplung, wobei die beiden Dipolhälften 11A und 11B über eine Spule 16 miteinander verbunden sind. Diese Spule 16 kann vorteilhafterweise zur elektrischen Verlängerung der Dipolantenne 1 benützt werden. Im Sende-Empfänger 5 ist eine Kopplungswicldung 17 angebracht, welche um den Schlitz 14 innerhalb des Gehäuses des Sende-Empfängers 5 angeordnet ist. Die Wicklungen 16 und 17 sind daher miteinander magnetisch gekoppelt, wodurch eine Energie übertragung sowohl beim Senden vom Sendeteil 3 auf die Antenne 1 als auch beim Empfangen von der Antenne 1 zum Empfangsteil 4 zustande kommt.
Insbesondere bei der Benützung relativ tiefer Frequenzen, beispielsweise unter etwa 1 Megahertz, können sich Leiterschleifen sowohl für die Erzeugung des Sendefeldes als auch für den Empfang besser eignen als offene Antennen. Eine Anordnung der Schleifenantenne in einem Gürtel, etwa ähnlich wie in Fig. 2, ist in diesem Falle nur schwierig zuverlässig zu realisieren, da sich ja die Schleife über die Gürtelverbindung, beispielsweise eine Schnalle, elektrisch schliessen müsste.
In einem solchen Falle ist es vorteilhafter, die Schleifenantenne in einem geschlossenen Gürtel unterzubringen, beispielsweise in der Form einiger Windungen flesibler Litze, welche in einem Plasticmaterial eingebettet sein können. Der Anschluss der Antenne an den Sende Empfänger 5 kann in analoger Weise wie in Fig. 2 und 3 gezeigt erfolgen. Es ist aber auch ein permanenter Anschluss des geschlossenen Gürtels an den Sende-Empfänger 5 ausführbat. Ein solcher geschlossener Gürtel kann beispielsweise als Traggürtel schräg über eine Achsel getragen werden, vorteilhafterweise unter dem obersten Kleidungsstück. Es ist aber auch möglich, den Gürtel längselastisch auszuführen, wobei die in ihm eingebetteten Leiterschleifen beispielsweise zickzackförmig geführt sind, so dass eine angemessene Längenveränderung des Gürtels ermöglicht wird.
Ein solcher elastischer Gürtel kann ohne weiteres wie ein normaler Leibgurt um den Körper getragen werden.
Anhand von Fig. 4 wird nun noch ein ausführliches Schaltbild für einen Sende-Empfänger 5 als weiteres Ausf2hrungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Zur Erzielung einer möglichst scharfen Peilwirkung, insbesondere zur Eliminierung der in der Peiltechnik als Antenneneffekt bezeichneten statischen Beeinflussung der Antenne 1 und daraus erfolgender Minimumtrübung ist es vorteilhaft, die Eingangsschaltung des Empfangsteils 4 elektrisch symmetrisch zu gestalten. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, zwischen die Antenne 1 und den Eingang des Empfangsteils 4 eine elektrostatische Abschirmung 31 vorzusehen. Eine solche Abschirmung kann beispielsweise durch eine nicht geschlossene, mit dem Massenpunkt des Sende-Empfängers 5 verbundene, Hülse aus leitendem Material zwischen einer Ankopplungsspule 30 der Antenne 1 und einer Spule 20 im Eingang des Sendeempfängers verwirklicht werden.
Eine solche Abschirmung kann beispielsweise auch durch einen auf eine Isolierhülse aufgetragenen Aquadag-Belag erzielt werden, wobei zur Vermeidung des Entstehens einer unerwünschten Kurzschlusswindung der Aquadag-Belag beispielsweise längs einer Mantellinie eine schmale Fuge aufweist.
Dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist eine Spule 20 mit einem Kondensator 21 zu einem Schwingkreis 22 zusammengeschaltet. Der Schwingkreis 22 kann über die Schalter 2A und 2B des Umschalters 2 an die Kollektoren zweier in Gegentaktanordnung geschalteter Transistoren 23 und 24 angeschlossen werden, wobei über einen weiteren Schalter 2C des Umschalters 2 einer Mittelanzapfung der Spule 20 die an einer Klemme 25 liegende Plusspannung zugeführt wird. Den Basisan schlüsseln der Transistoren 23 und 24 wird über je einen Widerstand 26 bzw. 27 über einen Schalter 2D des Umschalters 2 Plusspannung zugeführt und zwei Kondensatoren 28 bzw. 29 dienen der Rückkopplung.
In der gezeichneten Stellung des Umschalters 2 bildet somit der Schwingkreis 22 mit den beiden Transistoren 23 und 24 und den ihnen zugeordneten Schaltelementen einen Gegentaktoszillator. Der Schwingkreis 22 kann unmittelbar als Sendeorgan wirken, wobei beispielsweise die Spule 20 mit einem Ferritkern versehen sein kann.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist jedoch über die Spule 20 eine Ankopplungsspule 30 gewickelt, an welche eine Schleifenantenne 1 angeschlossen ist.
Vorteilhafterweise werden die beiden Spulen 20 und 30 durch einen statischen Schirm 31 statisch gegeneinander entkoppelt, so dass nur eine magnetische Kopplung zwischen beiden Spulen besteht.
Wird der Umschalter 2 in die entgegengesetzte Stellung umgeschaltet, so wird vermittelst der Schalter 2B und 2C der Schwingkreis 22 und damit die Antennenschleife 1 an einen Verstärker 32 angeschaltet, der zusammen mit den ihm zugeordneten Schaltelementen den Empfangsteil 4 des Sende-Empfängers 5 bildet.
Ein solcher Verstärker kann beispielsweise ein integrierter Verstärker des Typs TAA 370 der Firma Philips sein, sofern die Betriebsfrequenz des Sende-Empfängers im Niederfrequenzgebiet liegt. Es sind aber auch Verstärker für den Hochfrequenzbereich erhältlich, die vorteilhafterweise dann verwendet werden, wenn die Betriebsfrequenz oberhalb des Niederfrequenzbereiches liegt. Bezüglich der Anschaltung des Verstärkers 32 und die dazu benötigten weiteren Schaltelemente wird auf Philips Data Handbook, Part 5, Januar 1969, verwiesen.
An den Ausgang des Verstärkers 32, der zugleich den Ausgang des Empfangsteils 4 darstellt, ist als Indikator 6, beispielsweise ein Hörer, angeschlossen. Mittelst der Schleifantenne 1 kann durch Schwenken dieser Antenne in bekannter Weise ein Tonminimum bei der Peilung erzielt werden. Die Peilung kann aber beispielsweise auch durch optische Anzeige des Peilminimums vorgenommen werden. Zu diesem Zweck kann die Ausgangswechselspannung des Verstärkers 32 mittelst einer Diode 34 gleichgerichtet und über einen Schalter 35 einem Messinstrument 36 zugeführt werden.
Das Messinstrument 36 kann dabei vorteilhafter weise auch für die Batteriekontrolle benützt werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, die Batteriespannung, welche an den Klemmen 25 und 37 liegt, unter Belastung zu messen. Dies kann dadurch geschehen, dass das Messinstrument 36 an einen als Last wirkenden Stromkreis mit den Widerständen 38 und 39 durch Drücken eines Tastschalters 40 angeschaltet wird. Anhand von Belastungsversuchen der für den Betrieb des Sende Empfängers vorgesehenen Batterietyps lässt sich durch eine solche Batteriekontrolle eine bestimmte Grenzspannung der Batterie ermitteln, welche eine noch definierte, minimale Betriebsdauer erwarten lässt. Diese Grenzspannung kann auf der Skala des Messinstrumentes 36 markiert sein.
Durch Drücken des Tastschalters 40 lässt sich dann der Batteriezustand bzw. die Stromreserve feststellen.
Device for location
The invention relates to a device for positioning.
It is already known to make it easier to locate buried people, for example skiers buried in avalanches, to equip the person concerned with a transmitter that emits vibrations so that in the event of a burial, the buried people can be located by direction finding. A disadvantage of the known devices is that, in the event of an accident, direction finding devices must first be brought in in order to locate the location of the buried people using known direction finding methods.
The present invention avoids this disadvantage. It relates to a device for locating, which is characterized in that it contains a transceiver with a direction finding antenna that can be connected to both the transmitting part and the receiving part.
The invention is explained below using exemplary embodiments with the aid of the accompanying drawing. Show:
1 shows a block diagram of the device;
2 shows an embodiment of an antenna;
3 shows an antenna and a transceiver in section;
3A shows a manner of fastening the transceiver and the antenna;
4 shows a detailed circuit diagram for a transceiver.
In FIG. 1, 1 denotes an antenna, for example a dipole antenna, which can be connected to an output of a transmitting part 3 or to the input of a receiving part 4 of a transceiver 5 via a changeover switch 2. The transceiver 5 also contains an indicator 6, for example an earpiece and / or a measuring instrument, the indicator 6 being connected to an output of the receiving part 4.
The transceiver 5 is supplied with power from a battery 7. By closing a switch 8 or 9 arranged in the battery line, either the transmitting part 3 or the receiving part 4 can be put into operation. The switches 8 and 9 can also be coupled to the changeover switch 2 in such a way that the switch 8 is inevitably closed when the antenna 1 is connected to the transmitting part 3, while the switch 9 is closed when the antenna 1 is connected to the receiving part 4. By utilizing the directional characteristic of the antenna 1, as it is particularly well developed, for example, in the case of a symmetrical antenna, a bearing can be carried out in a known manner on a transceiver or its antenna that is operating in transmission mode. A device of the type mentioned is particularly suitable as a rescue device, for example for skiers.
If all skiers in a group are each equipped with such a transceiver, which is switched to transmission mode, and if the group traverses, for example, an avalanche-endangered slope, if an avalanche is triggered, the probability is high that at least one or more skiers in the group will not be buried themselves, or can easily free themselves from the spill. Such skiers can now immediately start locating their buried comrades by switching their own devices to receive. This rapid deployment of direction finders can have a decisive effect on the success or failure of the rescue.
Rescue devices of the type described are not only suitable for skiers, but generally for all people who run the risk of being buried or drowning. For example, it is advantageous to equip members of the civil defense or air defense with such devices so that they can be located as quickly as possible in the event of a building or building part collapse. Equipping divers with such devices is also recommended, since a diver in distress can be rescued more quickly by means of a previously described location than without such a device. With regard to the different attenuation of snow, soil, masonry, water, etc., the choice of a suitable operating frequency but also the choice of a suitable antenna shape and arrangement are of particular importance.
The antenna 1 can, in particular when using relatively low frequencies, for example in the range from about 1 to a few hundred kHz, advantageously be designed as an inductive loop or coil, since the radiation efficiency of an open antenna is extremely low in this relatively low frequency range. In the range of higher frequencies, for example from a few megaherts to a few hundred megahertz, dipole or folded dipole antennas can be advantageous due to their better radiation properties.
It is also advantageous to wear the antenna 1 and the transceiver 5 as close as possible to the body, for example also under clothing, and to fasten the antenna and / or transceiver to the body by means of straps. It is known that in avalanche accidents, for example, externally attached objects, such as rucksacks, etc., and even items of clothing, are torn off by victims.
A particularly advantageous embodiment of the antenna 1 is shown in FIG. The two halves 11A and 11B of a dipole antenna 1 are inserted into a belt 10, for example between a base layer 10A and a cover layer 10B of the belt 10.
The dipole halves 11A and 11B can be made, for example, of flexible stranded wire or of a braided, metal band so as not to noticeably impede the flexibility of the belt 10. The belt 10 can, for example, as indicated in FIGS. 2 and 3A, be pulled through a slot 14 in the transceiver 5. In this case, the transceiver 5 is advantageously secured against displacement along the belt 10, for example by means of a flap 12 and push button 13 on the belt 10 (see FIG. 3A).
The coupling of the antenna 1 to the transceiver can be done in various ways, for example by means of metal push buttons 15A and 15B, one part of which is connected to the inner end of a dipole half and the other part represents an input terminal of the transceiver 5.
Another type of coupling of the antenna 1 to the transceiver 5 is also shown in FIG. 2 and in section in FIG. This is an inductive coupling, the two dipole halves 11A and 11B being connected to one another via a coil 16. This coil 16 can advantageously be used to electrically extend the dipole antenna 1. In the transceiver 5, a coupling winding 17 is attached, which is arranged around the slot 14 within the housing of the transceiver 5. The windings 16 and 17 are therefore magnetically coupled to one another, as a result of which energy is transmitted both when transmitting from the transmitting part 3 to the antenna 1 and when receiving from the antenna 1 to the receiving part 4.
In particular when using relatively low frequencies, for example below about 1 megahertz, conductor loops can be more suitable than open antennas both for generating the transmission field and for reception. An arrangement of the loop antenna in a belt, roughly similar to that in FIG. 2, can only be reliably implemented with difficulty in this case, since the loop would have to close electrically via the belt connection, for example a buckle.
In such a case it is more advantageous to accommodate the loop antenna in a closed belt, for example in the form of a few turns of flexible stranded wire, which can be embedded in a plastic material. The antenna can be connected to the transceiver 5 in a manner analogous to that shown in FIGS. 2 and 3. However, a permanent connection of the closed belt to the transceiver 5 is also implemented. Such a closed belt can, for example, be worn as a carrying belt at an angle over an armpit, advantageously under the topmost item of clothing. However, it is also possible to make the belt longitudinally elastic, the conductor loops embedded in it being guided in a zigzag shape, for example, so that an appropriate change in length of the belt is made possible.
Such an elastic belt can easily be worn around the body like a normal waist belt.
A detailed circuit diagram for a transceiver 5 as a further exemplary embodiment of the invention will now be explained with reference to FIG.
To achieve a directional effect as sharp as possible, in particular to eliminate the static influence on antenna 1 and the resulting minimum clouding, which is known in direction finding technology, it is advantageous to make the input circuit of receiving part 4 electrically symmetrical. It can also be advantageous to provide an electrostatic shield 31 between the antenna 1 and the input of the receiving part 4. Such a shield can be implemented, for example, by a non-closed, connected to the ground point of the transceiver 5, sleeve made of conductive material between a coupling coil 30 of the antenna 1 and a coil 20 in the input of the transceiver.
Such a shield can also be achieved, for example, by an Aquadag covering applied to an insulating sleeve, the Aquadag covering having a narrow joint along a surface line, for example, to avoid the occurrence of an undesired short-circuit turn.
In the exemplary embodiment according to FIG. 4, a coil 20 is interconnected with a capacitor 21 to form an oscillating circuit 22. The resonant circuit 22 can be connected via the switches 2A and 2B of the changeover switch 2 to the collectors of two transistors 23 and 24 connected in a push-pull arrangement, with the positive voltage at a terminal 25 being fed to a center tap of the coil 20 via a further switch 2C of the changeover switch 2 . The Basisan keys of the transistors 23 and 24 is supplied via a resistor 26 and 27 via a switch 2D of the switch 2 plus voltage and two capacitors 28 and 29 are used for feedback.
In the illustrated position of the changeover switch 2, the resonant circuit 22 with the two transistors 23 and 24 and the switching elements assigned to them thus forms a push-pull oscillator. The oscillating circuit 22 can act directly as a transmitting member, wherein, for example, the coil 20 can be provided with a ferrite core.
In the exemplary embodiment according to FIG. 4, however, a coupling coil 30 is wound over the coil 20, to which a loop antenna 1 is connected.
The two coils 20 and 30 are advantageously statically decoupled from one another by a static screen 31, so that there is only a magnetic coupling between the two coils.
If the switch 2 is switched to the opposite position, the oscillating circuit 22 and thus the antenna loop 1 are connected to an amplifier 32 via switches 2B and 2C, which together with the switching elements assigned to it forms the receiving part 4 of the transceiver 5.
Such an amplifier can be, for example, an integrated amplifier of the type TAA 370 from Philips, provided the operating frequency of the transceiver is in the low frequency range. However, amplifiers for the high frequency range are also available, which are advantageously used when the operating frequency is above the low frequency range. With regard to the connection of the amplifier 32 and the additional switching elements required for this, reference is made to Philips Data Handbook, Part 5, January 1969.
An indicator 6, for example a receiver, is connected to the output of the amplifier 32, which at the same time represents the output of the receiving part 4. In the middle of the loop antenna 1, by pivoting this antenna, a sound minimum can be achieved in the bearing in a known manner. The bearing can also be carried out, for example, by means of an optical display of the bearing minimum. For this purpose, the AC output voltage of the amplifier 32 can be rectified by means of a diode 34 and fed to a measuring instrument 36 via a switch 35.
The measuring instrument 36 can advantageously also be used for checking the battery, it being particularly advantageous to measure the battery voltage, which is applied to the terminals 25 and 37, under load. This can be done in that the measuring instrument 36 is connected to a circuit acting as a load with the resistors 38 and 39 by pressing a pushbutton switch 40. On the basis of load tests of the battery type provided for the operation of the transceiver, such a battery check can be used to determine a certain limit voltage of the battery, which can be expected to have a still defined, minimum operating time. This limit voltage can be marked on the scale of the measuring instrument 36.
The battery status or the power reserve can then be determined by pressing the push button switch 40.