PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60117739T2 16.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001154582
Titel Multibandradioempfänger mit geringer Reichweite zum Datenempfang aus Fahrzeugen
Anmelder Johnson Controls Automotive Electronics, Cergy-Pontoise Cédex, FR
Erfinder Eray, Yves, 94300 Vincennes, FR
Vertreter Kutzenberger & Wolff, 50668 Köln
DE-Aktenzeichen 60117739
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 30.04.2001
EP-Aktenzeichen 014011217
EP-Offenlegungsdatum 14.11.2001
EP date of grant 08.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.11.2006
IPC-Hauptklasse H04B 1/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Radioempfänger mit geringer Reichweite, die an Bord von Fahrzeugen zum Empfang von Daten, wie beispielsweise Fernsteuersignale für die Türverriegelung und -entriegelung, installiert sind.

Die klassischen Empfänger derartiger Fernsteuersignale funktionieren in einem einzigen Frequenzband, etwa 434 MHz in Frankreich und 315 MHz in den Vereinigten Staaten und Japan.

Aufgrund dieser Bandunität in einem bestimmten Land, treten häufig Störungen zwischen den tragbaren Fernsteuersendern von Fahrzeugen auf, die auf demselben Parkplatz parken.

Auf internationaler Ebene müssen die Hersteller dieser Empfänger sie jedoch in Abhängigkeit von der Nachfrage der Automobilhersteller entwickeln, d.h. in limitierten Serien, die kostspieliger sind. Es ist darüber hinaus zu erwähnen, dass jetzt in Europa ein weiteres Frequenzband mit 868 MHz zugelassen ist.

Die amerikanische Patentschrift US 5852784 vom Stand der Technik beschreibt einen Mehrbandempfänger.

Die Patentanmelderin trachtet somit danach, einen universalen Mehrbandempfänger bereit zu stellen, der fähig ist, sich an die Übertragungen von Sendern mit mehreren Frequenzbändern anzupassen.

Die Erfindung betrifft den Radioempfänger nach Anspruch 1. Besondere Ausführungsformen werden in den Patentansprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird verständlicher anhand der nachstehenden Beschreibung einer vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers, wobei Bezug auf die beiliegende einzige Figur genommen wird, die die entsprechenden Kreise schematisch darstellt.

Der dargestellte Mehrbandempfänger ist in diesem Beispiel ein Zweibandempfänger und umfasst eine Empfangsantenne eines Trägers, der durch Binärdaten moduliert ist, wobei sich die Antenne zusammensetzt aus einem Antennenelement 1, das in Viertelwelle auf das 868 MHz Band abgestimmt ist und das verbunden ist mit einem identischen Element 4 über einen Sperrkreis L, C, mit Induktivität 2 und Kondensator 3 in parallel, abgestimmt auf das 868 MHz Band. Die Einheit bildet eine auf 434 und 868 MHz abgestimmte resonante Antenne. Das Element 1 ist mit dem Eingang eines Bandpassfilters 5 mit zwei auf 434 und 868 MHz zentrierten Bändern verbunden, der einen rauscharmen Verstärker 10 steuert. Am Ausgang des Verstärkers 10 befindet sich ein Mischer 11 für Frequenzwechsel oder -verlagerung, der ein Signal des verlagerten Trägers mit fester Zwischenfrequenz, hier 10,7 MHz, liefert, das einen Bandpassfilter 12 durchquert, und einen Demodulator 13, der die demodulierten Daten an den nichtinvertierenden Eingang eines Amplitudenvergleichers 15 liefert, sowie an den invertierenden oder subtraktiven Eingang von diesem über einen Integratorkreis 14. Der Integratorkreis 14 liefert einen Bezugsschwellwert, d.h. ungefähr die Hälfte des Spitzenwertes (Bit = 1), den er speichert, der demodulierten Signale. Der Vergleicher 15 liefert demzufolge die Bits 0 und 1 des empfangen Signals.

Erfindungsgemäß wird der Mischer 11 derart gesteuert, dass das eine der Frequenzbänder ausgewählt wird, das die Antenne 1 bis 4 wirksam empfangen kann, d.h. 868 MHz (der Sperrkreis LC isoliert in diesem Fall das Element 4) oder auch die Frequenzhälfte von 434 MHz, für die der Kreis LC 2, 3 durchlässig ist und die Elemente 1 und 4 einem einzigen Element entsprechen, das in Viertelwelle auf 434 MHz abgestimmt ist.

Die Steuerung des Mischers 11 der Lieferung des Signals mit Zwischenfrequenz wird von der Einheit der Kreise 21 bis 28 übernommen, die in ihrer Gesamtheit über die Bezugsnummer 20 verfügen.

Zu diesem Zwecke ist der Ausgang des Verstärkers 10 mit einem Frequenzbandwähler oder -Diskriminator-Kreis 21 verbunden, der zwei Kreise 211, 212 umfasst, die jeweils auf die beiden Bänder abgestimmt sind und die jeweils ein gleichgerichtetes und integriertes Signal liefern, das das Funkenergieniveau aufweist, das im entsprechenden Band empfangen wird. Die Kreise 211, 212 sind demzufolge Bandpassfilter mit verschobener Frequenz, auf die jeweils ein Gleichrichter und ein Integrator folgen.

Ein Vergleicher 213 vergleicht die Amplituden der beiden Signale des vorgenannten Niveaus und liefert ein Bit, das einem Mikroprozessor 22 entspricht, wodurch er demzufolge das Nutzband angibt, das am meisten Energie liefert.

Der Mikroprozessor 22 steuert den Betrieb eines Frequenzgenerators 23 bis 28, der den lokalen Oszillator bildet, um dessen Frequenz in Abhängigkeit vom Ausgang des Vergleichers 213 und demzufolge in Abhängigkeit vom Nutzband zu regeln.

Der lokale Frequenzgenerator umfasst einen stabilen Master-Oszillator 23, der mit einem ersten Eingang eines Phasenvergleichers 24 verbunden ist, der über einen Bandpassfilter von Regelkreis 26 einen Slave-Oszillator 27 mit regelbarer Frequenz steuert, hier mit Spannungssteuerung (VCO), dessen Ausgang über eine Schleifenverbindung mit einem zweiten Eingang des Phasenvergleichers 24 über einen Teiler durch einen Faktor M, mit der Bezugsnummer 25, verbunden ist. Der Ausgang der VCO 27 steuert den Mischer 11 über einen Teiler durch N, mit der Bezugsnummer 28.

In diesem Beispiel steuert oder regelt der Mikroprozessor 22 die Frequenz des Frequenzgenerators 23 bis 28 gleichzeitig über die Teiler 25 und 28 und über den Oszillator 23 mit regelbarer Frequenz. In einem anderen Beispiel könnte nur eine einzige von diesen drei Steuerungen vorgesehen werden.

Die Teiler 25 und 28 setzten sich jeweils aus einem oder mehreren Zählern zusammen, die die Perioden des Signals zählen, die die Zeituhr bilden, die vom Vorkreis stammen. Diese Zähler liefern identische sukzessive Muster verschiedener Zählzustände, wobei jedes Muster eine bestimmte und regelbare Anzahl von Zuständen umfasst. Die Zähler des entsprechenden Teilers realisieren demzufolge eine Schleifenzählung mit regelbarer Länge und liefern für einen bestimmten Zustand der Schleife, die dekodiert ist, einen Impuls des Wechsels des Zustands einer Nachstufe Teiler durch 2, des Ausgangs des Teilers 25 oder 28. Die Nachstufe Teiler durch 2 liefert demzufolge alternativ ein Signal des Wertes 0 während der Dauer eines Schleifendurchgangs und ein Signal des Wertes 1 mit derselben Dauer während des nächsten Durchgangs. Dieses Signal hat somit einen Faktor der Form 0,5 und sein Energiespektrum ist demzufolge im Wesentlichen auf die Grundfrequenz zentriert, was es dem Mischer 11 erlaubt, mit einem guten Wirkungsgrad zu arbeiten.

In diesem Beispiel erfolgt die Regelung der Schleifenlänge, die die Werte M und N bestimmt, durch das Dekodieren des Zustands „alles 1" der entsprechenden Zählerkette, um bei der Ankunft des nächsten Zeituhrsignals des Vorkreises die Zähler in einen Anfangszustand voreinzustellen, der durch den Mikroprozessor 22 bestimmt wird, anstatt ihn natürlich zurück zum Zustand „alles 0" abfallen zu lassen. Die Anzahl der Zustände, vom somit geregelten Anfangszustand bis zum Endzustand „alles 1", entspricht dem gewünschten wert M oder N, mit dem Faktor 2 bei der Teilerstufe des Ausgangs, der zeitlichen Aufbereitung. Diese Voreinstellung erfolgt, indem die gewünschten Hauptstufen der Zähler auf 1 gesetzt werden, über individuelle parallele Eingangstüren, die jeweils durch ein bestimmtes Bit vom Mikroprozessor 22 gesteuert werden und die alle vom Zustand „alles 1" entriegelt sind.

Jetzt wird der Betrieb des Empfängers näher beschrieben.

Der Betrieb der Hauptkette der Kreise 5 und 10 bis 15 ist klassisch und allgemein bekannt, wodurch sich weitere Erläuterungen erübrigen.

Der Kreiswähler 21 funktioniert permanent oder zyklisch, um ohne nennenswerte Verzögerung den Mikroprozessor 22 und demzufolge den Mischer 11 zu steuern, um die Nachstufen 12 bis 15 mit Nutzsignal zu versorgen.

Wenn Funksignale in einem der Bänder empfangen werden, identifiziert der Vergleicher 213 diese durch Vergleich der jeweiligen Niveaus der Signale der beiden Bänder, die von den Kreisen 211 und 212 kommen, und meldet ihn dem Mikroprozessor 22. Hier wird davon ausgegangen, dass der gleichzeitige Empfang von Nutzsignalen in den beiden Bändern ausgeschlossen ist. Um zu vermeiden, dass das Rauschen eines Ruhebandes das Niveau des Nutzsignals vom anderen Band überschreitet, das mit weniger Empfindlichkeit erkannt wird, wird vorzugsweise für den Vergleich der empfangenen Niveaus das Verhältnis der Empfindlichkeiten in den jeweiligen beiden Bändern berücksichtigt, beispielsweise durch die verhältnismäßige Verstärkung oder Abschwächung des Ausgangssignals vom Kreis 211 oder 212, der geeignet ist, um die beiden Erkennungsempfindlichkeiten anzugleichen.

Die VCO 27 oszilliert bei einer Frequenz, die M mal höher als die vom Oszillator 23 ist, und kann somit unter guten Bedingungen funktionieren. Sie liefert eine Frequenz, die N mal schwächer als ihre am Mischer 11 ist. Diese Frequenz verfügt in diesem Beispiel über eine Abweichung von 10,7 MHz gegenüber der Trägerantenne, die zur o.g. Zwischenfrequenz verlagert werden soll. Die Frequenz am Ausgang des lokalen Oszillators 23 bis 28 muss demzufolge 868 ± 10,7 = 857,3 MHz oder 878,7 MHz für das hohe Band sein, oder aber 434 MHz niedriger als weiter oben, d.h. 423,3 oder 444,7 MHz für das niedrige Band.

Um von der einen der Frequenzen des hohen Bandes zu einer der Frequenzen des niedrigen Bandes und umgekehrt zu wechseln, ändert der Mikroprozessor 22 beispielsweise den Koeffizienten M oder N nach einem Faktor 2 oder einem benachbarten und gleicht die Einstellung der Änderung des anderen Koeffizienten N oder M ab. Es versteht sich, dass hohe Zahlen M und N eine umso präzisere Einstellung ermöglichen. Der Oszillator 23 kann ebenfalls eingestellt werden, hier jedoch in einem begrenzten Bereich, das er eine gute Trennschärfe aufweist, die für die Frequenzstabilität sorgt.

Als Variante könnte vorgesehen werden, den Teiler 25, der am Eingang des Vergleichers 24, der mit der VCO 27 verbunden ist, zwischen geschaltet ist, durch einen Multiplier der Stelle M zu ersetzen, der am gegenüberliegenden Eingang zwischen geschaltet ist. Sowohl in dem einen, als auch in dem anderen Fall realisiert der Teiler 25 oder der gegenüberliegende äquivalente Multiplier einen Frequenzwechsel, um den Slave-Oszillator 27 in Abhängigkeit von der Frequenz des Master-Oszillators 23 abzustimmen.

Zum Verhindern nutzloser Kommutierungen durch Rauschen im Vergleicher 213 in Abwesenheit von jedwedem Nutzsignal an der Antenne 1 bis 4, kann ein Schwellenkreis mit einem zusätzlichen Doppelvergleicher vorgesehen werden, der jedes der beiden Signale am Eingang des Vergleichers 213 mit einer niedrigen Schwelle, die an die Empfindlichkeit in jedem Band angepasst ist, vergleicht, und der, wenn keines der beiden Signale die entsprechende untere Schwelle übersteigt, den Vergleicher 213 in einem vorbestimmten Zustand blockiert oder dem Mikroprozessor 22 die Abwesenheit von jedwedem Nutzsignal meldet, um jede neue Steuerung seinerseits zu inhibieren. Als Variante erfüllt der Vergleicher 213 selbst diese Schutzfunktion gegen Rauschen aus und seine Eingänge umfassen in diesem Fall jeweils einen Kreis mit Schwellen, der ein gewisses Spannungsniveau von jedem der beiden von den Kreisen 211 und 212 empfangenen Niveausignale trennt. Dieser Kreis mit Schwellen kann als Variante in den letztgenannten Kreisen vorgesehen werden.

Zur Behandlung des Falls der Abwesenheit jedweder externer Steuerung an den beiden Eingängen aufgrund der Abwesenheit vom Nutzsignal und den Kreisen mit Schwelle, die das Rauschen unterdrücken, umfasst der Vergleicher 213 in diesem Fall vorzugsweise einen Polarisationskreis, der vorrangig gegenüber der Ruhe von einem seiner beiden Eingänge ist, wie hoher Rückstellwiderstand gegenüber einer positiven Spannung, die eine interne Steuerung mit niedrigem Niveau liefert, was jede Oszillation des Ausgangs verhindert. Dieser Eingang ist somit in Abwesenheit von jedweder externer Steuerung vorrangig gegenüber dem anderen. Diese interne Steuerung wird wirkungslos, sobald ein externes Nutzsignal am anderen Eingang erscheint und beseitigt demzufolge den Ruhezustand.


Anspruch[de]
Radioempfänger mit geringer Reichweite zum Datenempfang aus Fahrzeugen, der Antennenmittel (14) umfasst, die angeordnet sind, um mehrere Frequenzbänder zu empfangen, wobei die Antennenmittel mit einem Block (1015) zur Verarbeitung eines Trägers verbunden sind, der in einem bestimmten und von einem Datensignal modulierten Frequenzband empfangen wird, wobei der Block (1015) Mittel (11, 2328) zur Frequenzverlagerung des Trägers umfasst, die mit Mitteln (13) zur Demodulation des verlagerten Trägers verbunden sind, die angeordnet sind, um die demodulierten Daten zu liefern, wobei der Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass er Frequenzdiskriminatormittel (21, 22) umfasst, die mit den Antennenmitteln (14) verbunden sind, die angeordnet sind, um jeweilige Empfangsniveaus in den Bändern zu bestimmen, um sie miteinander zu vergleichen und um die Mittel der Frequenzverlagerung (11, 2328) in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches zu steuern. Empfänger nach Anspruch 1, in dem die Mittel zur Frequenzverlagerung einen Regelkreis (2427) eines Slave-Oszillators (27) auf einem Master-Oszillator (23) umfasst. Empfänger nach Anspruch 2, in dem der Regelkreis (2427) einen Phasenvergleicher (24) umfasst, der mit den beiden Oszillatoren (23, 27) durch zwei jeweilige Eingänge verbunden ist, mit einem regelbaren Kreis (25) des Frequenzwechsels, der zwischen einem der Eingänge geschaltet ist und der angeordnet ist, um durch die Diskriminatormittel (21, 22) gesteuert zu werden. Empfänger nach einem der Ansprüche 2 und 3, in dem der Regelkreis (2427) einen Mischer (11) steuert, zur Frequenzverlagerung des empfangenen Signals, über einen Frequenzteiler (28), der angeordnet ist, um durch die Diskriminatormittel (21, 22) gesteuert zu werden. Empfänger nach einem der Ansprüche 2 und 4, in dem der Master-Oszillator (23) angeordnet ist, um in der Frequenz durch die Diskriminatormittel (21, 22) gesteuert zu werden. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem die Diskriminatormittel (21, 22) zwei Bandpassfilter (211, 212) mit verschobener Frequenz umfassen, die mit den Eingängen eines Vergleichers (213) der Auswahl des Frequenzbands verbunden sind. Empfänger nach Anspruch 6, in dem der Vergleicher (213) am Eingang zwei Kreise mit Rauschunterdrückungsschwelle umfasst. Empfänger nach Anspruch 7, in dem der Vergleicher (213) einen Ruhe-Polarisationskreis umfasst, der vorrangig der einen seiner Eingänge gegenüber dem anderen ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com