(19)
(11) EP 2 812 946 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
22.05.2019  Patentblatt  2019/21

(21) Anmeldenummer: 13700845.4

(22) Anmeldetag:  14.01.2013
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H01Q 1/32(2006.01)
H01Q 13/22(2006.01)
H04B 5/00(2006.01)
H01Q 1/52(2006.01)
B61L 3/22(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2013/000089
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2013/117290 (15.08.2013 Gazette  2013/33)

(54)

ANLAGE MIT EINEM SCHLITZHOHLLEITER ZUR DATENÜBERTRAGUNG

INSTALLATION COMPRISING A SLOTTED WAVEGUIDE FOR TRANSMITTING DATA

INSTALLATION DOTÉE D'UN GUIDE D'ONDE À FENTE POUR LA TRANSMISSION DE DONNÉES


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30) Priorität: 07.02.2012 DE 102012002183

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
17.12.2014  Patentblatt  2014/51

(73) Patentinhaber: SEW-EURODRIVE GmbH & Co. KG
76646 Bruchsal (DE)

(72) Erfinder:
  • SCHÄFER, Thomas
    76689 Neuthard (DE)
  • BERGER, Ralf
    76297 Stutensee (DE)
  • THOME, Markus
    76646 Bruchsal (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A2- 0 384 020
DE-A1- 2 555 909
US-A- 4 789 049
WO-A2-2011/047777
JP-A- 56 047 101
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung.

    [0002] Es ist allgemein bekannt, dass Daten durch in einen Schlitzhohlleiter ein- und/oder auskoppelbare elektromagnetische Wellenanteile übertragbar sind.

    [0003] Aus der DE 25 55 909 A1 ist eine Einrichtung zur Nachrichtenübertragung bei ortveränderlichen Objekten bekannt.

    [0004] Aus der EP 0 384 020 A2 ist eine Anordnung zur Bildübertragung mit einer Videokamera bekannt.

    [0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung weiterzubilden, wobei ein hoher Datenstrom erreichbar sein soll.

    [0006] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

    [0007] Von Vorteil ist dabei, dass die aus dem Schlitzbereich eintretende oder austretende Strahlung mittels des Kaminabschnitts zumindest ein wenig führbar oder ausrichtbar ist. Somit ist ein in diesen Schlitzbereich hineinragendes Antennenteil gut ankoppelbar. Mittels des Schirmblechs sind weitere in der Anlage angeordnete Strahlungsquellen, beispielsweise W-LAN-Geräte, Mobilfunk-Geräte oder dergleichen, abschirmbar, so dass die Fehlerrate bei der Datenübertragung zwischen Antenne und Schlitzhohlleiter sinkt und daher wiederum eine hohe Datenübertragungsrate ermöglicht wird.

    [0008] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung deckt das Schirmblech den Kaminabschnitt aus einer Querrichtung gesehen ab, also bedeckt das Schirmblech den Kaminabschnitt,
    insbesondere wobei die Querrichtung quer zur Schienenrichtung und/oder quer zur Normalenrichtung der Schlitzöffnung, also quer zu derjenigen Richtung, in welcher die Antenne in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass die aus in der Anlage angeordneten Strahlungsquellen nicht geradlinig auf das Antennenteil auftreffen kann und somit Metallflächen tangieren muss. Auf diese Weise ist eine Abdämpfung der elektromagnetischen Strahlung ermöglicht und die genannten Störquellen sind gut abschirmbar. Bei geringer Beabstandung zwischen schirmblech und Schlitzhohlleiter, insbesondere Schlitzhohlleiterwandung, wird die Strahlung sogar exponentiell abdämpfbar.

    [0009] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bedeutet quer im Wesentlichen senkrecht oder einen Winkel zwischen 70° und 110°. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist, insbesondere bei senkrechter Ausführung.

    [0010] Das Schirmblech weist ein U-förmiges Profil auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Schirmblech als Stanz-Biegeteil einfach fertigbar ist.

    [0011] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Länge des Schirmblechs in Schienenrichtung mindestens der Länge der Antenne. Von Vorteil ist dabei, dass eine effektive Abschirmung erreichbar ist.

    [0012] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schirmblech mit dem Schienenfahrzeug verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass nur ein in Schienenrichtung kurzes Streckenstück abgeschirmt werden muss.

    [0013] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antenne mit einem elektrisch isolierenden Halteteil verbunden, wobei das Schirmblech mit dem Halteteil verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfach herstellbare Anordnung verwendbar ist.

    [0014] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt die Antenne sich in Querrichtung, also quer zur Schienenrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass die Antenne von unten in den Schlitz, welcher in Gravitationsrichtung nach unten geöffnet ist, hineinragt. Somit kann sich keine Flüssigkeit im Schlitzhohlleiter ansammeln und diesen verschmutzen.

    [0015] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand zwischen Schlitzhohlleiter und Schirmblech kleiner als die Hälfte oder sogar kleiner als ein Viertel der Wellenlänge des von der Antenne in den Schlitzhohlleiter eingekoppelten oder ausgekoppelten elektromagnetischen Wellenanteils. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr starke Dämpfung der Störstrahlung ermöglicht ist.

    [0016] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Schirmblech aus Kupfer, Aluminium oder Stahl gefertigt, insbesondere als Stanz-Biegeteil. Von Vorteil ist dabei, dass wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit eine wirksame Dämpfung ermöglicht ist.

    [0017] Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

    [0018] Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
    In der Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung in Schnittansicht gezeigt.

    [0019] Figur 2 zeigt eine zugehörige Schrägansicht.

    [0020] Wie in den Figuren gezeigt ist ein Schlitzhohlleiterprofil 1 mit im Wesentlichem rechteckförmigem Profilquerschnitt vorgesehen, welches in einer Anlage anordenbar ist. Vorzugsweise ist das Schlitzhohlleiterprofil an einem Schienenteil oder an einem mit einem Schienenteil verbundenen Halteteil angeordnet und parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet. Somit ist ein Schienenfahrzeug, welches eine Antenne 4 aufweist entlang des Schienenteils verfahrbar und es sind Daten austauschbar zwischen einer elektronischen Anordnung des Schienenfahrzeugs, das mit der Antenne 4 elektrisch verbunden ist und somit mittels der Antenne 4 elektromagnetische Wellen einkoppelt und/oder auskoppelt in den Schlitzhohlleiter, und einer stationär angeordneten elektronischen Anordnung, welche zur Einkoppelung und/oder Auskoppelung von elektromagnetischen Wellen in den Schlitzhohlleiter ausgeführt ist.

    [0021] Dabei ragt die Antenne 4 des Schienenfahrzeuges zumindest teilweise in den Schlitz des Schlitzhohlleiters hinein und elektromagnetische Wellenanteile einkoppelbar oder auskoppelbar. Auf diese Weise ist die Datenübertragung ermöglicht.

    [0022] Die Antenne ist von einem elektrisch isolierenden Halteteil 5 des Schienenfahrzeuges gehalten. Am Schienenfahrzeug, insbesondere am Halteteil 5, ist auch ein Schirmblech 3 befestigt, welches zur Abschirmung von anderen elektromagnetischen Strahlungsquellen ausgeführt ist.

    [0023] Dabei weist das Schirmblech 3 einen U-förmiges Profil im Querschnitt auf, wobei die Normalenrichtung der Querschnittsebene in Schienenrichtung beziehungsweise Leiterrichtung des Schlitzhohlleiters ausgerichtet ist. In und entgegen der Schienenrichtung ist das Schirmblech beidseitig offen, so dass das Schienenfahrzeug ungehindert verfahrbar ist.

    [0024] Das Schirmblech 3 ist vorzugsweise aus Kupfer, Stahl und/oder Aluminium gefertigt.

    [0025] Der Schlitz ist umrandet von einem Kaminabschnitt 2, der die Schlitzöffnung quer zur Schienenrichtung quasi kragenförmig begrenzt.

    [0026] Das Schirmblech 3 deckt den Kaminabschnitt 2, also den Kragen, von außen in Querrichtung gesehen, also in einer Richtung welcher quer zur Schienenrichtung und quer zur Normalenrichtung der Schlitzöffnung, also in derjenigen Richtung, in welcher die Antenne 4 in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt, ab.

    [0027] Somit umgibt das Schirmblech 3 den Kaminabschnitt 2 von außen zumindest teilweise.

    [0028] Etwaige, in der Umgebung angeordnete Strahlungsquellen sind deshalb gut abgeschirmt, da das Schirmblech 3 und/oder der Kaminabschnitt 2 jede geradlinige Verbindungslinie zwischen der Strahlungsquelle und einem Oberflächenpunkt der Antenne unterbricht. Somit ist nur eine Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen zwischen der Strahlungsquelle und der Antenne 4 möglich unter Wechselwirkung mit dem Material des Schirmblechs 3 und/oder mit dem Material des Schlitzhohlleiters.

    Bezugszeichenliste



    [0029] 
    1. 1 Schlitzhohlleiterprofil
    2. 2 Kaminabschnitt
    3. 3 Schirmblech, U-förmig
    4. 4 Antenne
    5. 5 Halteteil, insbesondere elektrisch isolierendes Halteteil



    Ansprüche

    1. Anlage mit einem Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung,
    wobei ein Schienenfahrzeug eine Antenne (4) aufweist, welche in den Schlitzbereich des Schlitzhohlleiters zumindest teilweise hineinragt,
    wobei der Schlitzhohlleiter parallel zu einem Schienenteil angeordnet und/oder mit diesem verbunden ist, wobei das Schienenfahrzeug entlang des Schienenteils bewegbar ist,
    wobei der Schlitzhohlleiter einen Kaminabschnitt (2) aufweist, der den Schlitzbereich begrenzt,
    wobei der Kaminabschnitt (2) die Schlitzöffnung quer zur Schienenrichtung quasi kragenförmig begrenzt,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Schirmblech (3) zumindest teilweise über den Kaminabschnitt (2) übergestülpt ist,
    so dass das Schirmblech (3) und/oder der Kaminabschnitt (2) jede geradlinige Verbindungslinie zwischen einer etwaigen, in der Umgebung angeordneten Strahlungsquelle und einem Oberflächenpunkt der Antenne (4) unterbricht,
    wobei das Schirmblech (3) ein U-förmiges Profil im Querschnitt aufweist und mit dem Schienenfahrzeug verbunden ist.
     
    2. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schirmblech (3) den Kaminabschnitt (2) aus einer Querrichtung gesehen abdeckt, also bedeckt,
    insbesondere wobei die Querrichtung quer zur Schienenrichtung und/oder quer zur Normalenrichtung der Schlitzöffnung ist, also quer zu derjenigen Richtung, in welcher die Antenne (4) in den Schlitz zumindest teilweise hineinragt.
     
    3. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    quer im Wesentlichen senkrecht oder einen Winkel zwischen 70° und 110° bedeutet.
     
    4. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Länge des Schirmblechs (3) in Schienenrichtung mindestens der Länge der Antenne (4) entspricht.
     
    5. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4) mit einem elektrisch isolierenden Halteteil (5) verbunden ist, wobei das Schirmblech (3) mit dem Halteteil (5) verbunden ist.
     
    6. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenne (4) sich in Querrichtung erstreckt, also quer zur Schienenrichtung.
     
    7. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Abstand zwischen Schlitzhohlleiter und Schirmblech (3) kleiner ist als die Hälfte oder sogar kleiner als ein Viertel der Wellenlänge des von der Antennen (4) in den Schlitzhohlleiter eingekoppelten oder ausgekoppelten elektromagnetischen Wellen, insbesondere Wellenanteil.
     
    8. Anlage nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schirmblech (3) aus Kupfer, Aluminium oder Stahl gefertigt ist, insbesondere als Stanz-Biegeteil.
     


    Claims

    1. Installation comprising a slotted waveguide for data transmission,
    wherein a rail vehicle comprises an antenna (4) that protrudes into the slot region of the slotted waveguide at least in part,
    wherein the slotted waveguide is arranged in parallel with a rail part and/or is connected thereto, wherein the rail vehicle is movable along the rail part,
    wherein the slotted waveguide comprises a conduit portion (2) that delimits the slot region, wherein the conduit portion (2) delimits the slot opening transversely to the rail direction in a practically collar-like manner,
    characterised in that
    a shield plate (3) is placed over the conduit portion (2) at least in part, such that the shield plate (3) and/or the conduit portion (2) break(s) every straight connecting line between any radiation source arranged in the surrounding area and a surface point of the antenna (4), wherein the shield plate (3) has a U-shaped profile in cross section and is connected to the rail vehicle.
     
    2. Installation according to claim 1,
    characterised in that
    the shield plate (3) covers, i.e. shields, the conduit portion (2) when viewed from a transverse direction,
    wherein in particular the transverse direction is transverse to the rail direction and/or transverse to the normal direction of the slot opening, i.e. transverse to the direction in which the antenna (4) protrudes at least in part into the slot.
     
    3. Installation according to at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    transverse means substantially perpendicular or an angle between 70° and 110°.
     
    4. Installation according to at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the length of the shield plate (3) in the rail direction corresponds to at least the length of the antenna (4).
     
    5. Installation according to at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the antenna (4) is connected to an electrically insulating retaining part (5), wherein the shield plate (3) is connected to the retaining part (5).
     
    6. Installation according to at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the antenna (4) extends in the transverse direction, i.e. transversely to the rail direction.
     
    7. Installation according to at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the distance between the slotted waveguide and the shield plate (3) is smaller than half, or even smaller than a quarter, of the wavelength of the electromagnetic waves, in particular the wave fraction, input or decoupled by the antenna (4) into the slotted waveguide.
     
    8. Installation according to at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the shield plate (3) is made of copper, aluminium or steel, in particular as a steel bent part.
     


    Revendications

    1. Installation dotée d'un guide d'onde à fente pour la transmission de données,
    sachant qu'un véhicule ferroviaire présente une antenne (4) qui pénètre au moins partiellement dans la région de la fente du guide d'onde à fente,
    sachant que le guide d'onde à fente est disposé parallèlement à un élément de rail et/ou est relié à celui-ci, sachant que le véhicule ferroviaire peut être déplacé le long de l'élément de rail,
    sachant que le guide d'onde à fente présente une portion en forme de cheminée (2) qui délimite la région de la fente,
    sachant que la portion en forme de cheminée (2) délimite l'ouverture de fente transversalement à la direction du rail quasiment en forme de collet,
    caractérisée en ce qu'une tôle de blindage (3) coiffe au moins en partie la portion en forme de cheminée (2),
    de sorte que la tôle de blindage (3) et/ou la portion en forme de cheminée (2) coupe toute droite de liaison entre une éventuelle source de rayonnement disposée dans l'environnement et un point de la surface de l'antenne (4),
    sachant que la tôle de blindage (3) présente en coupe transversale un profil en forme de U et est reliée au véhicule ferroviaire.
     
    2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la tôle de blindage (3) recouvre la portion en forme de cheminée (2), considéré depuis une direction transversale, donc la couvre,
    sachant en particulier que la direction transversale est transversale à la direction du rail et/ou transversale à la direction normale de l'ouverture de fente, donc transversale à la direction dans laquelle l'antenne (4) pénètre au moins partiellement dans la fente.
     
    3. Installation selon au moins une des revendications précédentes, caractérisée en ce que « transversale » signifie sensiblement perpendiculaire ou un angle compris entre 70° et 110°.
     
    4. Installation selon au moins une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la longueur de la tôle de blindage (3) dans la direction du rail correspond au moins à la longueur de l'antenne (4).
     
    5. Installation selon au moins une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'antenne (4) est reliée à un élément de maintien (5) électriquement isolant, sachant que la tôle de blindage (3) est reliée à l'élément de maintien (5).
     
    6. Installation selon au moins une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'antenne (4) s'étend en direction transversale, donc transversalement à la direction du rail.
     
    7. Installation selon au moins une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la distance entre le guide d'onde à fente et la tôle de blindage (3) est inférieure à la moitié ou même inférieure à un quart de la longueur d'onde de l'onde électromagnétique couplée ou découplée par l'antenne (4) dans le guide d'onde à fente, en particulier de la partie d'onde.
     
    8. Installation selon au moins une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tôle de blindage (3) est fabriquée en cuivre, en aluminium ou en acier, en particulier sous la forme d'une pièce découpée et pliée.
     




    Zeichnung











    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente