DE2331328C2 - - Google Patents

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DE2331328C2
DE2331328C2 DE2331328A DE2331328A DE2331328C2 DE 2331328 C2 DE2331328 C2 DE 2331328C2 DE 2331328 A DE2331328 A DE 2331328A DE 2331328 A DE2331328 A DE 2331328A DE 2331328 C2 DE2331328 C2 DE 2331328C2
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Germany
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signal
line
ultrasonic
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DE2331328A
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David Nelson Rockville Md. Us Gershberg
Alex Young Arlington Va. Us Lee
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Description

Die Erfindung geht aus von einer Alarm- bzw. Überwachungsanlage gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-OS 19 29 145 ist eine derartige Alarm- bzw. Überwachungsanlage mit einer Ultraschalleinrichtung sowie einer Mikrowelleneinrichtung bekannt. Ein Nachteil dieser Anlage besteht jedoch darin, daß bei ihrem Ausfall oder bei einer durch Eindringlinge herbeigeführten Zerstörung eines oder mehrerer Teile der Alarmanlage weder Störsignale noch Alarmsignale ausgelöst werden, so daß keine optimale Sicherheit gewährleistet ist.
Aus der US-PS 35 73 817 ist eine Alarmanlage bekannt, deren Sensor-Anordnungen bei Abwesenheit von Empfangs­ signalen Kontrollsignale abgeben, die deren einwandfreien Betriebszustand bestätigen, ohne daß dabei jedoch detaillierte Angaben zu der entsprechenden Realisierung der dann notwendigen Anordnungen gemacht sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Alarm- bzw. Überwachungsanlage zu schaffen, die zur Erreichung optimaler Sicherheit auch bei Ausfall eines oder mehrerer Teile oder Manipulation und Eingriffen durch Eindringlinge Alarm auslöst.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer, perspektivischer Teildarstellung eine Ultraschall/Mikrowellenalarmanlage gemäß der Erfindung mit drei Ultraschallanordnungen und einer einzigen Mikrowellenantenne.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Anlage gemäß der Erfindung, bei der die Signale von einer Ultraschallsonde und einer Mikrowellensonde zur Erzeugung eines Alarmsignals kombiniert werden.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des die Mikrowellensonde auf­ weisenden Teils der Anlage mit einem Bandleiter-Oszillator, der mit einem Brücken- oder Gegentaktmischer verbunden ist.
Fig. 4 zeigt schematisch einen Bandleiter-Oszillator, der mit einem H-Bandleitermischer gekoppelt ist.
Fig. 5 zeigt eine äquivalente Schaltung des Mikrowellenteils der Anlage, aus der sich ergibt, daß eine angepaßte Antenne eine Ohmsche Last darstellt, wenn kein zu über­ wachendes Ziel vorhanden ist.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Ultraschallteils der Anlage gemäß Fig. 2, wobei eine Anzahl von sendenden Strahlerelementen und eine Anzahl von Empfängerelementen vorhanden sind.
Fig. 7a und 7b zeigen schematisch die Schaltungen zur Kombination der Empfängerelemente bzw. der Senderelemente.
Fig. 8 zeigt schematisch einen Oszillator sowie die Verteiler- und Eingriffsüberwachungsschaltung für die Ultraschall- Sendeelemente.
Fig. 9 zeigt in einem Diagramm den Frequenzverlauf eines typischen Ultraschallstrahlers als Funktion der Temperatur.
Fig. 10 zeigt schematisch eine vom Strahlerelement gesteuerte Oszillator- und Treiberschaltung.
Fig. 11 zeigt schematisch eine Prüfmodulator- und Mischschaltung für den Ultraschallteil der Anlage gemäß Fig. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Alarm-Überwachungsanlage zum Schutz eines bestimmten Bereiches, beispielsweise einer Größe von 31 m×15 m, hat eine zentral angeordnete Ultraschallempfangseinheit 10 und äußere Ultraschallsendereinheiten 12 und14, die alle mittels einer Rohrhalterung 16, die außerdem als Kabelführung dient, etwa 1,8 m über dem Boden befestigt sind. Die zentral angeordnete Ultraschallempfangseinheit 10 enthält 4 Ultraschall- Empfangselemente 18, von denen nur zwei gezeigt sind, sowie eine Mikrowellenantenne 20, die sowohl im Sende- als auch im Empfangsbetrieb arbeitet, wie dies erklärt werden wird. Jeder der äußeren Ultraschallsendereinheiten 12 und 14 weist Ultraschall-Sendeelemente 22 auf, von denen nur zwei dargestellt sind. Für einige kleine, zu überwachende Bereiche können ein oder mehrere Ultraschall-Sendeelemente 22 und die Ultraschall- Empfangselemente 18 alle in einer zentralen Ultraschallempfangseinheit untergebracht sein, so daß die äußeren Ultraschallsendereinheiten vermieden werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der zentralen Ultraschallempfangseinheit ein Ultraschall-Sendeelement (nicht gezeigt) vorgesehen, das eine Oszillatorfrequenz steuert, wie dies beschrieben wird. Wenn äußere Wandlereinheiten oder eine zusammengesetzte zentrale Detektoreinheit benutzt wird, so arbeitet die Anlage in der zu beschreibenden Weise.
Die Signale zu und von der zentral angeordneten Ultraschall­ empfangseinheit 10 und den äußeren Ultraschallsendereinheiten 12 und 14 kommen von bzw. gelangen zu einer zentralen Steuerung 24, die die Elektronik enthält. Ein Haupt­ steuerschalter 26 steuert den Betrieb der Anlage, um entweder einen Schutz gegen Eindringlinge zu ermöglichen oder die Anlage abzuschalten, so daß Bewegungen in dem zu überwachenden Bereich möglich sind, ohne daß ein Alarm ausgelöst wird. Alarmsignale von der zentralen Steuerung 24 werden einer Überwachungskonsole 28 zugeführt, die vier Reihen von Alarmanzeigen irgendeiner üblichen Art enthält. Da mehr als ein bestimmter Bereich mittels der gleichen Konsole 28 überwacht werden kann, können eine Anzahl von zentralen Steuerungen 24 mit ihr verbunden sein, wobei eine für jede Alarmanzeige vorgesehen ist, wenn die Konsole voll ausgelastet wird.
Die in Fig. 2 als Blockschaltbild dargestellte Doppler-Alarm­ anlage gemäß Fig. 1 enthält die Ultraschalleinrichtung 30, die sowohl die Sendeelemente 22 als auch die Empfangselemente 18 aufweist, sowie die Mikrowelleneinrichtung 32 mit der Mikrowellenantenne 20. Jede der Einrichtungen 30 und 32 stellt selbst eine vollständige Doppler-Alarmanlage dar, und diese Einrichtungen werden nacheinander beschrieben.
Ein Ausgangs-Alarmsignal von jeder der Einrichtungen 30 und 32 wird den Eingängen einer Kombinationslogikschaltung 34 in der zentralen Steuerung 24 zugeführt, um ein Alarmsignal auf einer Leitung 36 zur Überwachungskonsole 28 zu erzeugen. Normalerweise stellen die Ausgangssignale der Einrichtungen 30 und 32 Logiksignale dar, die sich zwischen einem "oberen" und einem "unteren" Zustand ändern und einem Nicht-Und-Gatter in der Kombinationslogikschaltung 34 zugeführt werden, um ein sich änderndes Logiksignal auf der Leitung 36 zu erzeugen. Gemäß dem Betrieb einer Standardlogikschaltung erscheint auf der Leitung 36 ein Alarmsignal, wenn sich beide Eingangs­ signale der Detektor-Kombinationslogikschaltung 34 von den Einrichtungen 30 und 32 im gleichen logischen Zustand befinden. Die Detektor- Kombinationslogikschaltung 34 schaltet somit nur dann, wenn beide Einrichtungen 30 und 32 gleichzeitig Alarm geben und dadurch eine Bewegung innerhalb des zu überwachenden Bereiches anzeigen. Daher ist eine Redundanz gegeben, durch die die Wahrscheinlichkeit für einen falschen Alarm verringert wird, der häufig bei den bisherigen Alarmanlagen auftrat.
Sowohl die Ultraschall- als auch die Mikrowelleneinrichtung werden dauernd auf richtigen Betrieb sowie auf einen Eingriff, durch jemanden, der versucht, die Anlage zu umgehen bzw. aus­ zuschalten, überwacht. Den Einrichtungen 30 und 32 werden über eine Leitung 38 von der zentralen Steuerung 24 Selbstprüfsignale zugeführt. Sowohl die Ultraschall- als auch die Mikrowellen­ einrichtung liefern Selbstprüf- und Eingriffssignale an eine automatische Selbstprüf- und Eingriffsprüflogikschaltung 40. Diese Signale werden von den Ausgangssignalen des Ultraschall- und Mikrowellensendeoszillators abgeleitet und verschwinden, wenn die Mikrowellenenergie oder die Ultraschallenergie ausfällt oder wenn die Speiseleitung zum Ultraschall-Sendewandler unterbrochen oder kurzgeschlossen wird. Die automatische Selbstprüf- und Eingriffsprüflogikschaltung 40 liefert über die Überwachungskonsole 28 ein Alarmsignal an die Leitung 42, wenn die Eingriffssignale oder die Selbstprüfsignale verschwin­ den. Die automatische Selbstprüf- und Eingriffsprüflogik­ schaltung 40 kann eine Anordnung von Nicht-Und-Gattern oder Oder-Gatter enthalten, um auf der Leitung 42 ein Alarmsignal zu erzeugen, wenn die Selbstprüfsignale oder Eingriffssignale verschwinden.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Mikrowelleneinrichtung 32 gezeigt, die eine Sende/Empfangsantenne 20 enthält, welche mit einem Brücken- oder Gegentakt-Sende/Empfangsmischer 44 gekoppelt ist, der wiederum mit einem Mikrowellenoszillator 46 gekoppelt ist. Ein Doppler-Frequenzsignal vom Mischer 44 wird einem Doppler-Filter/Vorverstärker 48 zugeführt, der die Zeichenstärke vom Mischer aufbaut und den Durchlaßbereich für die Doppler-Frequenz bildet. Der Durchlaßbereich für die Doppler-Frequenz fällt am unteren Ende um etwa 12 dB pro Oktave und am oberen Ende um etwa 36 dB pro Oktave ab. Dieser starke Abfall am oberen Ende verbessert die Sperrung bei 120 Hz, die die Frequenz darstellt, bei der falsche Alarme infolge von von Leuchtstoffröhren erzeugtem Plasma hervorgerufen werden.
Der Doppler-Filter/Vorverstärker 48 ist mit einem Ohmschen Dämpfungsglied 50 versehen, um gemäß einem Befehl auf der Leitung 38 ein externes Prüfsignal von der zentralen Steuerung 24 zuzuführen. Dieses Signal simuliert die Doppler-Frequenzwirkung infolge eines sich bewegenden Eindringlings vom Mischer 44 und löst in einer richtig funktionierenden Anlage einen Alarm aus, während das Prüfsignal auf der Leitung 38 zum Dämpfungsglied 50 gelangt.
Signale von dem Filter/Vorverstärker 48 werden zur weiteren Verstärkung der Doppler-Frequenzsignale einem Filter/Nachver­ stärker 52 zugeführt, dessen Ausgangssignale zu einer Gleich­ richter/Integrierschaltung 54 gelangen, die mittels einer üblichen Zweiweg-Gleichrichterschaltung die Doppler-Signale gleichrichtet und diese gleichgerichteten Signale einer Integrier­ schaltung zuführt. Die gleichgerichteten Signale werden über die Zeit integriert, und wenn ein Doppler-Signal eine ausreichend lange Zeit an der Integrierschaltung angestanden hat, so daß eine Integration bis zu einem vorgegebenen Wert erfolgt, wird einem Alarmpegeldetektor 56 ein Signal zugeführt, das den Detektor schaltet, so daß er auf der Leitung 58 zur Detektorkombinationslogikschaltung 34 ein Alarmsignal erzeugt.
An der Eingangsseite ist die Mikrowelleneinrichtung 32 mit dem Mischer 44 und dem Oszillator 46, wie Fig. 4 zeigt, aus Band­ leiterelementen aufgebaut. Der Mischer 44 hat einen H-förmigen Streifenleiteraufbau, um die Anordnung zu miniaturisieren, die Zahl der falschen Alarme zu verringern, die Zuverlässigkeit zu verbessern und eine größere Wirtschaftlichkeit zu erzielen.
Ein Mischer entsprechend der Darstellung bewirkt eine Rückmischung für das Signal mit einer einzigen Sende/Empfangsantenne 20, ohne daß übliche Schaltungen mit Zirkulatoren, Hybridschaltungen, Leistungsverstärker und anderen komplizierten Elementen benötigt werden.
Es sei zunächst der Bandleiteroszillator (=Oszikator in Streifen­ leitungstechnik) 46 betrachtet. Ein Transistor 60 ist mit seinem Kollektor geerdet, während sein Emitter an einer Spule 62 und seine Basis an einer Bandleiter­ leitung 64 liegt. Mit der Streifenleitung 64 sind außerdem ein Widerstand 66 und einstellbare Kondensatoren 68 und 70 ge­ koppelt. Der einstellbare Kondensator 68 dient zum Abstimmen der Schwingfrequenz des Oszillators 46, und der Kondensator 70 ermöglicht eine maximale Leistungskopplung zwischen dem Oszillator 46 und dem Mischer 44. Ferner ist ein einen Teil des Oszillators 46 bildender Widerstand 72 mit der Spule 62 und einer Leitungskapazität 74 an einer Klemme 76 verbunden, um eine Gleichspannung für den Oszillator zu liefern.
Die Mikrowellensendefrequenzen vom Oszillator 46 werden der H-förmigen Streifenleitung 78 über den Kondensator 70 zu­ geführt. An das Ausgangsende der Streifenleitung 78 sind die Sende/Empfangsantenne 20 und eine Spule 80 angeschlossen. An den Verbindungspunkten der Leitungsstümpfe und der Haupt­ sendeleitung der H-förmigen Streifenleitung 78 sind Spitzen­ wertdetektordioden 82 und 84 angeschlossen. Die Spitzenwert­ detektordiode 82 bewirkt eine Mischung, um Doppler-Frequenz­ signale einem Widerstands-Kondensatornetzwerk zuzuführen, das einen Widerstand 86 und einen Kondensator 88 aufweist. Dies ist die sogenannte Doppler-Frequenz, die durch Bewegungen innerhalb des zu überwachenden Bereiches erzeugt wird. Die Spitzenwertdetektordiode 84 bewirkt eine Mischung, um Doppler-Frequenzsignale mit Phasenumkehr einem Widerstands- Kondensatornetzwerk zuzuführen, das einen Widerstand 90 und einen Kondensator 92 enthält. Die Widerstände 86 und 90 sind über eine Ausgangsklemme 94 miteinander verbunden, die eine Verbindung zum Filter/Vorverstärker 48 bildet. Eine Leitungs­ kapazität 96 ist der mit den Widerständen 86 und 90 verbundenen Leitung zugeordnet.
Im Betrieb des Oszillators 46 und des Brücken- oder Gegentakt­ mischers 44 wird vom Oszillator 46 eine verhältnismäßig niedrige Betriebsfrequenz erzeugt, beispielsweise 915 MHz. Durch Verwendung einer verhältnismäßig niedrigen Betriebsfrequenz wird der wirksame Frequenzreflexionsquerschnitt eines Ziels innerhalb des zu überwachenden Bereiches klein, wenn die Zielabmessungen klein in bezug auf die Betriebswellenlänge des Oszillators 46 sind. Somit könnte bei kurzen Wellenlängen im Bereich des X-Bandes ein falscher Alarm durch kleine Ziele, etwa Katzen oder Mäuse ausgelöst werden, während bei größeren Wellenlängen entsprechend 900 MHz die Alarmauslösung durch kleine Ziele dieser Art verringert wird. Ein zweiter Vorteil des Betriebs des Oszillators 46 auf einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz ist wirtschaftlicher Art, da er dann durch eine einfache transistorisierte Schaltung mit Streifenleiter realisiert werden kann. Um eine äquivalente Leistung im X-Band zu erzielen, muß üblicherweise ein Hohlraum-Diodenoszillator benutzt werden. Ferner sind die im Mischer 44 für verhältnis­ mäßig niedrige Betriebsfrequenzen zu verwendenden Dioden und anderen Bauelemente wesentlich billiger als entsprechende Bauelemente für im X-Band arbeitende Mischer. Ein dritter Vorteil einer verhältnismäßig niedrigen Arbeitsfrequenz des Oszillators 46 besteht darin, daß in Innenräumen installierte Mikrowellensysteme auf das 120 Hz Plasma ansprechen, das von Leuchtstoffröhren erzeugt wird. Somit ist es vorteilhaft, eine Mikrowellenfrequenz zu wählen, bei der 120 Hz außerhalb des Dopplerfrequenzdurchlaßbereiches für die interessierenden Zielgeschwindigkeiten liegt.
Die Sendefrequenz des Oszillators 46 wird der Eingangsklemme des Mischers 44 zugeführt, was am besten dadurch klar wird, daß man ein sich im zu überwachenden Bereich bewegendes Ziel als eine sich zeitlich ändernde Impedanz ansieht, die auf die Antenne 20 rückstrahlt. Eine derartige Annahme ist als zulässig anzusehen, solange die Geschwindigkeit des Ziels vernachlässigbar klein gegenüber der Geschwindigkeit der Wellenausbreitung ist. Für überwachende Alarmsysteme stellt dies kaum eine Schwierigkeit dar. Ein Ziel erzeugt ein schwaches, räumliches Stehwellenverhältnismuster (VSWR pattern), das bei der Bewegung gezogen wird. Dieses Muster bzw. diese Verteilung wird als sich zeitlich ändernde Impedanz in die Mikrowellenantenne 20 gekoppelt.
Bezogen auf die äquivalente Schaltung gemäß Fig. 5 stellt die Mikrowellenantenne 20 bei nichtvorhandenem Ziel eine Ohmsche Last 20 a (Z 0) dar. Wenn man die Antennenklemmspannung der gesendeten Welle mit E und die Antennenklemmspannung der vom Ziel reflektierten Welle mit V bezeichnet, so lautet die Mikrowellenbereichsgleichung wie folgt:
wobei
x= der Abstand zwischen der Antenne 20 und einem Ziel 98, σ= der Mikrowellenquerschnitt des Ziels 98, λ= die Betriebswellenlänge der Anlage und G= der Gewinn der Antenne 20 ist.
Die sich zeitlich ändernde Impedanz Z(t) an den Klemmen der Antenne 20 ergibt sich aus der folgenden Gleichung:
wobei
ist.
Wenn sich das Ziel 98 mit einer Geschwindigkeit S bewegt, dann ist
x = St (4)
und
wobei der Faktor 2S/λ der Ausdruck für die Doppler-Frequenz ist.
Betrachtet man wieder den allgemeinen Fall der sich zeitlich ändernden Impedanzen, so ist die Hochfrequenz-Restspannung B über der Klemmimpedanz Z(t) (Fig. 5) durch die folgende Gleichung gegeben:
Die Lösung der Gleichung für die vorhandene Impedanz Z(t) führt zu:
wobei ω = 2π. Doppler-Frequenz ist.
Aus Gleichung (7) ergibt sich eine Doppler-Ausgangsfrequenz von der Spitzenwertdetektordiode 82, die eine Spannung proportional zum absoluten Wert der Hochfrequenzspannung B erzeugt. Das von der Diode 82 erzeugte Ausgangssignal ist durch die folgende Formel gegeben:
Diese Formel enthält ein Gleichspannungssignal mit einer über­ lagerten geringen Amplitudenmodulation von Doppler-Frequenz. Die Modulationsintensität ist umgekehrt proportional zu S ²t ², der normalen Ausbreitungsdämpfung für Mikrowellensignale.
Bei den meisten Alarmanlagen nach dem Doppler-Prinzip muß das Doppler-Signal in der Größenordnung von 90 dB verstärkt werden, um einen brauchbaren Pegel zu erhalten. Da der Gleichspannungspegel des Spitzenwertdetektors 82 mehrere Volt betragen kann, wird eine kapazitive Kopplung zwischen dem Detektor 82 und der Doppler-Verstärkerkette mit dem Vorverstärker 48 benutzt. Dadurch wird eine Gleichstromsättigung der Verstärkerkette vermieden, jedoch werden die Verstärker 48 und 52 nicht gegen­ über zeitlichen Änderungen des Gleichspannungspegels isoliert. Eine derartige Änderung ergibt sich aus der Amplitudenmodulation und dem Rauschen des Oszillators 46 und kann in der Einrichtung 32 falsche Alarme auslösen.
Um die Wirkungen der Gleichspannungspegeländerung zu verringern, ist die Spitzenwertdetektordiode 84 mit der Streifenleitungsschaltung 78 verbunden und steht in Verbindung mit der Spitzenwert­ detektordiode 82. Dadurch wird die Gleichspannung an der Klemme 94 ausgeschaltet, so daß sich eine abgeglichene Mischung ergibt. Daraus folgt, daß die Doppler-Frequenzsignale ebenfalls ausgeschaltet werden, falls nicht das Doppler-Ausgangssignal der Detektordiode 84 bezüglich dem Ausgangssignal der Detektordiode 82 in der Phase umgekehrt ist. Dies wird im Mischer gemäß Fig. 4 dadurch erreicht, daß die Detektordiode 84 über der transformierten Hochfrequenzimpedanz Z′(t) gemäß der Gleichung
liegt. Diese Transformation wird mit einer Vierpol-Hochfrequenz­ schaltung erreicht, die als Inversionsschaltung bekannt ist.
Zwei weitere wichtige Merkmale des Mischers 44 stellen die Hochfrequenzspule 80 an der Ausgangsklemme gegen Erde und eine Gleichspannungspegelabfrageverbindung an der Anode der Detektordiode 82 dar. Diese Abfrageverbindung enthält einen Widerstand 99 und eine Leitungskapazität 100. Die Schaltung liefert ein automatisches Selbstprüf- und Eingriffsprüfausgangs­ signal von der Eingangsseite der Mikrowelleneinrichtung 32. Somit ermöglichen diese Prüfausgangssignale eine dauernde Überprüfung am Eingang der Mikrowelleneinrichtung, während das dem Dämpfungsglied 50 zugeführte externe Prüfsignal periodische Überprüfungen der übrigen Bauelemente der Anlage gestattet. Die Hochfrequenzspule 80 dient als Gleich­ spannungsrückführung für die Detektordioden 82 und 84 und als Erdnebenschluß für Störungen niedriger Frequenz (60 Hz), die aus der Umgebung der Anlage auf den Leitungsteil 78 a ge­ koppelt werden könnten.
Es sei nunmehr die Ultraschalleinrichtung 30 betrachtet, die in Fig. 6 als Blockschaltbild dargestellt ist und eine voll­ ständige Ultraschall-Doppler-Alarmanlage darstellt, die ein Alarmsignal auf der Leitung 102 zur Detektorkombinationslogik­ schaltung 34 erzeugt. Die vier Ultraschallempfangswandler 18 sind mit einer Wandlerkombinationsschaltung 104 gekoppelt, deren Ausgangssignal einem Filter/Vorverstärker 106 zugeführt wird. Die Ultraschallsendewandler 22 der äußeren Ultraschall­ sendereinheit 12 sind mit einer Wandlerkombinationsschaltung 108 gekoppelt, die über eine mit einer Überwachungsschaltung 112 verbundene Leitung 110 das Sendesignal empfängt und Prüfsignale aussendet. In gleicher Weise sind die Ultraschallsendewandler 22 der äußeren Ultraschallsendereinheit 14 mit einer Wandlerkombinationsschaltung 114 verbunden, die über eine mit der Überwachungsschaltung 112 verbundene Leitung 116 das Sendesignal empfängt und Prüf­ signale aussendet. Ein wichtiges Merkmal der Ultraschall­ einrichtung 30 besteht in der Schaltungsanordnung zur Aussendung von Ultraschallsignalen und automatischen Selbstprüf- und Ein­ griffsprüfsignalen über die gleichen Leitungen 110 und 116 zur jeweiligen Kombinationsschaltung 108 und 114.
Ein verstärktes Signal vom Filter/Vorverstärker 106 wird mit einer Modulationsfrequenz gemischt, die von einem Oszillator 118 in einer Mischschaltung 120 erzeugt wird. Die modulierten Signale vom Mischer 120 werden in einem Filter/Verstärker 122 auf eine geeignete Größe verstärkt. Die Signale vom Filter/ Verstärker 122 werden einer Gleichrichter/Integrierschaltung 124 zugeführt, wo ein Zweiweg-Gleichrichter die Doppler- Signale in gleichgerichtete Signale umwandelt und diese einer üblichen Integrierschaltung zuführt. Die Integrierschaltung integriert die gleichgerichteten Signale über die Zeit, und bei Erreichen eines vorbestimmten Wertes wird ein Alarmdetektor 126 ausgelöst, um auf der Leitung 102 zur Kombinationslogik­ schaltung 34 ein Alarmsignal zu erzeugen.
Die externe Selbstprüfung und die Eingriffsprüfung der Ultra­ schalleinrichtung 30 wird mittels eines mit dem Oszillator 118 gekoppelten Prüfmodulators 128 durchgeführt. Ein Selbst­ prüf-Steuersignal auf einer Leitung 130 löst den Prüfmodulator 128 aus, so daß dieser auf der Leitung 132 zum Filter/Vorver­ stärker 106 ein Prüfsignal erzeugt. Das externe Selbstprüf­ steuersignal auf der Leitung 130 kann nicht direkt auf den Ultraschall-Doppler-Filter/Verstärker 122 gekoppelt werden, um eine zuverlässige Prüfung der Ultraschalleinrichtung 30 zu bewirken. Eine derartige Prüfung würde den Vorverstärker 106 und den Mischer 120 vollständig umgehen und eine Anzeige für den ordnungsgemäßen Zustand der Anlage geben,selbst wenn eines dieser Elemente oder beide Elemente in fehlerhaftem Zustand wären. Daher wird das mit einer Frequenz innerhalb des Doppler-Durchlaßbereiches modulierte Ultraschallsignal auf den Ultraschall-Vorverstärker 106 gekoppelt, um die Anlage vollständig zu prüfen.
Das Prüfsignal auf der Leitung 130 ist eine Rechteckwelle von der zentralen Steuerung 24, und der Prüfmodulator 128 weist einen einfachen Schalter auf, der bei einem Prüfsignalverlauf Impulse von Ultraschallsignalen erzeugt. Diese Impulse, die auf der Leitung 132 erzeugt werden, sind in für eine Prüfung des Ultraschall-Vorverstärkers geeigneter Weise gedämpft und werden dann auf den Eingang des Verstärkers 106 gekoppelt.
Die verstärkten Prüfimpulse vom Vorverstärker 106 gelangen zum Mischer 120, der periodisch unabgeglichen wird, um ein Ausgangssignal für den Verstärker 122 zu erzeugen. Ein wichtiger Punkt ist, daß die Ultraschallprüfimpulse auf der Leitung 132 und das Ultraschall-Mischer-Treiber-Signal vom Oszillator 118 nicht um 90° phasenverschoben sein dürfen, da sonst eine sehr geringe Unabgeglichenheit des Mischers und ein kleines Ausgangssignal erzeugt wird.
Es seien nunmehr die Wandlerkombinationsschaltungen 104, 108 und 114 betrachtet, wobei die Kombinationsschaltung 104 in Fig. 7a und die Kombinationsschaltungen 108 und 114 in Fig. 7b dargestellt sind. Die einfachste Möglichkeit zur Kombination mehrerer Wandler besteht in einer Parallelschaltung. Unglück­ licherweise ist jedoch bei parallel geschalteten Wandlern nur sehr selten ein abgeglichenes Verhalten zu erreichen, da ihre Resonanzfrequenzen und ihre Impedanzen in der Praxis selten aneinander angepaßt sind. Werden die parallelgeschalteten Wandler beispielsweise als ein Sender betrieben, so verbraucht der Wandler bzw. die Wandler, deren Serienresonanz­ frequenzen am nächsten zur Treiberfrequenz liegen, einen großen Teil der Leistung, da die übrigen Wandler höhere Impedanzen bilden. Somit ist für einen erfolgreichen Betrieb einer Alarmanlage mit mehreren Wandlern zur Überwachung eines großen Bereiches irgendeine Art von Trenn/Breitbandschaltung erforderlich.
Die empfangenden Wandlerelemente 18 werden durch Verwendung der Schaltung gemäß Fig. 7a zusammengefaßt, welche aus einer Grundfilterschaltung abgeleitet ist und in der jeder der Wandler 18 in einer Resonanzschaltung mit einer Induktivität 134 gekoppelt ist. Somit werden die Wandler 18 in Bandpaßfiltern angeordnet, und diese Filter sind voneinander durch Widerstände 136 getrennt. Die Impedanzverhältnisse werden so gewählt, daß die Widerstände 136 nur geringe Auswirkungen auf den Wirkungsgrad der Anordnung haben.
Die Sendewandlerelemente 22 werden gemäß Fig. 7b zusammengefaßt, wobei jeder Wandler 22 in Reihe mit einer Induktivität 138 liegt, um eine Grundfilterschaltung zu bilden, die wiederum die Wandler in einem Bandpaßfilter enthält. Die Filter sind voneinander durch Widerstände 140 getrennt. Die in Fig. 7b gezeigte Ultraschallenergiequelle enthält den Oszillator 118 aus Fig. 6.
Gemäß Fig. 8 ist jede der äußeren Wandlereinheiten 12 und14 mit der Überwachungsschaltung 112 gekoppelt, die wiederum auf einer Leitung 142 ein Frequenzsignal vom Oszillator 118 erhält. Die Überwachungsschaltung 112 verteilt Ultraschallenergie auf die sendenden äußeren Einheiten 12 und 14 und empfängt über die beiden Leitungen 144 und 146 automatische Selbstprüf- und Überwachungsprüfinformationen von den äußeren Einheiten. Die in Reihe mit den Wandlern 22 liegenden Spulen 138 und Wider­ stände 140 bilden eine Trenn/Breitbandschaltung der vorstehend erwähnten Art.
Der Ultraschallgenerator 118 ist über einen Kondensator 148 mit der Leitung 144 gekoppelt und liegt entsprechend über einem Kondensator 150 an der Leitung 146. Die Kopplung mit der Wandlerseite des Kondensators 148 stellt eine Fehleran­ zeigeschaltung mit Widerständen 152 und 154 dar, wobei der Widerstand 154 parallel zu einem Kondensator 156 liegt. Ein Fehleranzeigesignal auf der Leitung 158 wird in die Kombinations­ logikschaltung 40 gemäß Fig. 2 gekoppelt. An das Wandlerende des Kondensators 150 ist eine Fehlerschaltung mit Widerständen 160 und 162 angeschlossen, und dem Widerstand 162 liegt ein Kondensator 164 parallel. Ein Fehleranzeigesignal erscheint auf der Leitung 166 und wird ebenfalls der Kombinationslogik­ schaltung 40 aus Fig. 2 zugeführt.
An die Verbindung der Widerstandselemente 140 der Wandler­ einheiten 12 und 14 ist eine Diode 168 angeschlossen. Da es keinen Gleichspannungsweg von der Wandlerseite der Kondensatoren 148 und 150 nach Erde gibt, außer über die Fehlerschaltungs­ widerstände 152, 154 oder 160, 162, legen die Dioden 168 jeder äußeren Einheit die entsprechende Leitung auf einen Gleichspannungswert. Dieser Wert nähert sich der Spitzenaus­ steuerung des Ultraschalloszillators 118, wodurch sich ein Zustand ergibt, in dem die Dioden 168 einen geringen Einfluß auf den Betrieb der Sendewandler 22 haben.
Jede der Fehleranzeigeschaltungen kann als Spitzendetektor mit einer entfernt angeordneten Diode 168 angesehen werden. Die Abtrennung der Diode 168 von irgendeiner Fehlerschaltung, etwa durch einen Bruch der Leitungen 144, 146, so daß der Gehäuseeingriffsschalter 502 geöffnet wird, oder durch einen Kurzschluß der Leitungen, bewirkt das Verschwinden der Aus­ gangsspannung des Gleichspannungsdetektors. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Fehler des Ultraschalloszillators 118 das gleiche Ergebnis hervorruft.
In der ersten äußeren Ultraschallsendereinheit 12 bildet der Kondensator 148 den Ausgangskondensator des Spitzendetektors für den Teil der Anlage mit den Reihenwiderständen 152 und 154, die den Detektorlastwiderstand darstellen. Die Anordnung des Kondensators 156 über dem Widerstand 154 ermöglicht ein Ausfiltern der Ultraschallfrequenzkomponenten. Wenn der Gleichspannungswert am Verbindungspunkt der Widerstände 152 und 154 verschwindet, stellt dies ein Fehlerzustandssignal auf der Leitung 158 zur Kombinationslogikschaltung 40 dar. In gleicher Weise bildet der Kondensator 150 für die zweite äußere Wandlereinheit 14 den Aus­ gangskondensator der Spitzendetektorschaltung mit den in Reihe liegenden Widerständen 160 und 162, die als Detektorlastwiderstand dienen. Der Kondensator 164 wirkt außerdem als Filter zum Entfernen der Ultraschallfrequenzkomponente. Verschwindet ein Gleichspannungssignal am Verbindungspunkt der Widerstände 160 und 162, so stellt dies ein Fehleranzeigesignal auf der mit der Kombinationslogikschaltung 40 verbundenen Leitung 166 dar.
Die Ultraschallelemente sowohl für die Empfängerwandler 18 als auch die Sendewandler 22 haben eine Frequenz/Temperaturcharakteristik gemäß der Kurve 168′ aus Fig. 9. Da diese Kurve die ideale Sendefrequenz für die Ultraschalleinrichtung 30 darstellt, erfordert die maximale Empfindlichkeit der Anlage über einen großen Temperaturbereich, daß das Frequenzsignal vom Oszillator 118 dieser Kurve folgt, d. h. bei einer Erhöhung der Temperatur sollte die Ausgangsfrequenz des Oszillators 118 entlang der Kurve 168′ abnehmen.
In Fig. 10 ist der Oszillator 118 schematisch dargestellt, wobei ein zusätzlicher Ultraschallwandler 170 in der zentralen Detektoreinheit 10 vorgesehen ist, der über einen Widerstand 174 zur Steuerung der an der Klemme 176 auftretenden Ausgangs­ frequenz des Oszillators 118 an einen Eingang eines Verstärkers 172 angeschlossen ist. Neben seiner Frequenzsteuerfunktion strahlt der Wandler 170 ausreichend Ultraschalleistung von der Detektoreinheit 10 ab, um die äußeren Einheiten 12 und 14 überflüssig zu machen, falls der zu überwachende Bereich ver­ hältnismäßig klein ist.
Ferner ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 172 eine Widerstandsschaltung verbunden, die die Widerstände 178, 180 und 182 enthält. Eine positive Rückkopplungsschleife über dem Verstärker 172 enthält einen Widerstand 184, der mit dem Verstärkerausgang und dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers verbunden ist. Die Treiberschaltung für den invertierenden Eingang des Verstärkers 172 enthält einen in Reihe mit einem Kondensator 188 liegenden Widerstand 186, wobei eine Rückkopplungsschleife einen Widerstand 190 und einen Kondensator 192 aufweist.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 172 arbeitet über einen Kopplungskondensator 198 auf eine Ausgangs-Leistungsschaltstufe mit komplementärsymmetrischen Transistoren 194 und 196, die mit ihren Kollektoren gemeinsam über einen Kondensator 200 an der Ausgangsklemme 176 liegen. Der Emitter des Transistors 194 ist geerdet, und der Emitter des Transistors 196 liegt über eine Klemme 202 an einer Gleichspannungsquelle. Der Basis­ strom für den Transistor 194 wird durch die Widerstände 204 und 206 und der Basisstrom für den Transistor 196 durch die Widerstände 208 und 210 geliefert.
Der Oszillator 118 ist ein RC-Kippgenerator, jedoch überbrückt der Wandler 170 den nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers über den Widerstand 174 nach Erde. Der Oszillator ist somit gegen die Parallelresonanz des Ultraschallwandlers 170 gesperrt, da die Überbrückungswirkung auf die positive Rückkopplung mindestens bei dieser Frequenz auftritt. Ein Merkmal des Oszillators 118 gemäß Fig. 10 besteht darin, daß das Ultra­ schallsignal keine Sinuswelle, sondern eine Rechteckwelle mit einer Spannung von 12 Volt (Spitze-Spitze) ist. Messungen zeigen, daß die vom Wandler 22 abgestrahlte Ultraschallenergie etwas größer ist, als wenn ein sinusförmiges Signal mit einer Spannung von 12 Volt (Spitze-Spitze) die Einrichtung treibt.
Fig. 11 zeigt den Prüfmodulator 128, der mit dem Vorverstärker 106 gekoppelt ist, der ein Ausgangssignal für den Brücken- oder Gegentaktmischer 120 liefert. Ein Frequenzsignal von der Quelle 118, die an die Klemme 212 angeschlossen ist, wird sowohl dem Mischer 120 als auch dem Prüfmodulator 128 zugeführt. Für letzteren erfolgt die Zufuhr über eine Reihenschaltung von Widerstand 214 und Kondensator 216. Der Kondensator 216 liegt an einem Verbindungspunkt 218, an den auch die Widerstände 220 und 222 sowie die Anode einer Diode 224 an­ geschlossen sind. Der Widerstand 220 liegt an einer auf einen vorbestimmten Wert eingestellten Gleichspannungsquelle. Der Widerstand 222 ist mit einer Prüfsignaleingangsklemme 226 verbunden und erhält über die Leitung 130 das Selbstprüfsteuer­ signal. An den Widerstand 222 ist außerdem eine Parallelschaltung von Widerstand 228 und Kondensator 230 angeschlossen.
Wird der Klemme 226 ein Prüfsignal zugeführt, so kommt die Diode 224 in den leitenden Zustand und führt dem Vorverstärker 106 über eine Reihenschaltung von Widerstand 232 und Kondensator 234 ein Eingangssignal zu. Ein Widerstand 236 vervollständigt eine Teilerschaltung mit dem Widerstand 232. Ferner ist mit dem Eingang des Vorverstärkers 106 eine Empfind­ lichkeitssteuerschaltung gekoppelt, die einen veränderbaren Widerstand 238 in Reihenschaltung mit einem geerdeten Widerstand 240 enthält. Die Empfindlichkeitssteuerschaltung empfängt an einer Klemme 242 Signale von der Kombinationsschaltung 104. Der Widerstand 240 liegt in Reihe mit dem veränderbaren Wider­ stand 238, so daß die Prüfschaltung bei Steuereinstellung für eine minimale Empfindlichkeit immer noch funktionsfähig ist.
Ein Ausgangssignal des Verstärkers 106 wird dem Mittelabgriff einer unterteilten Sekundärwicklung 244 eines Mischertransformators 246 zugeführt, der eine über den Widerstand 250 mit der Klemme 212 verbundene Primärwicklung 248 aufweist. An die Enden der Sekundärwicklung 244 sind Dioden 252 und 254 ange­ schlossen. Diese Dioden sind über Widerstände 256 und 258 sowie über Kondensatoren 260 und 262 geerdet. Der Ausgang des Verstärkers 106 liegt außerdem über einen Widerstand 264 an Erde. Ein Ausgangssignal vom Mischer 120 tritt an einer Klemme 266 auf und wird dem Filter/Verstärker 122 zugeführt.
Der Prüfmodulator arbeitet wie folgt: Die Widerstände 220, 222 und 228 bilden einen Gleichspannungsteiler, der die Diode 224 in Sperrichtung vorspannt, solange kein Prüfsignal an der Klemme 226 auftritt. Der Widerstand 214, der Kondensator 216 und der Widerstand 222 bilden eine Ultraschallfrequenz- Spannungsteiler/Phasenschieber, der der Anode der Diode 224 eine Ultraschallspannung zuführt. Die Größe der Ultraschall­ spannung reicht jedoch nicht aus, um die Vorspannung zu überwinden, und es fließt kein Strom zur Erzeugung eines Ausgangssignals über dem Lastwiderstand 236 durch die Diode 224. Die Zufuhr eines Prüfsignals über den Widerstand 228 bringt die Diode 224 periodisch in den leitenden Zustand und bewirkt Ultra­ schallsignalimpulse über dem Widerstand 236. Diese Impulse werden über den Widerstand 232 und den Kondensator 234 auf den Eingang des Vorverstärkers 106 gekoppelt. Der Widerstand 232 ist so gewählt, daß sich in Zusammenhang mit den anderen Schaltungsimpedanzen eine entsprechende Dämpfung ergibt.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ultraschallsende-Empfängerwandler so gewählt sind, daß sie eine große Richtwirkung haben. Dadurch können gewisse kritische Teilbereiche des zu überwachenden Bereiches besonders überwacht werden. So kann beispielsweise ein Paar von Sende/ Empfängerwandlern direkt auf eine Registrierkasse, ein Fenster oder andere besondere Gegenstände gerichtet sein, um in diesen Bereichen eine besondere Empfindlichkeit zu erzeugen. Andererseits ist es möglich, die Wandler von schwierigen Stellen, etwa Raumheizungen, Austrittsöffnungen von Klimaanlagen und anderen möglichen Quellen für falsche Signale wegzurichten.

Claims (8)

1. Alarm- bzw. Überwachungsanlage zur Erzeugung einer Anzeige bei Auftreten einer Bewegung innerhalb eines zu überwachenden Bereiches
  • - mit einer auf Bewegung innerhalb des zu überwachenden Bereiches ansprechenden Ultraschalleinrichtung (30), die ein sich mit einer Bewegung änderndes Ausgangs­ signal erzeugt,
  • - mit einer in den zu überwachenden Bereich Mikrowellen abstrahlenden Mikrowelleneinrichtung (32), die auf von einem Körper reflektierte Wellen anspricht und ein Aus­ gangssignal erzeugt, und
  • - mit einer sowohl mit der Ultraschalleinrichtung (30) als auch mit der Mikrowelleneinrichtung (32) verbundenen Detektorkombinationsschaltung (34) zur Erzeugung eines Alarmsignals, wenn das Ausgangssignal der Ultraschalleinrichtung (30) sowie das Ausgangssignal der Mikrowelleneinrichtung (32) gleichzeitig einen Bewegung im zu überwachenden Bereich anzeigenden Wert haben,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Ultraschalleinrichtung (30) folgende Elemente aufweist:
    eine Anzahl mit einer ersten Wandlerkombinationsschaltung (108) gekoppelter Ultraschallsendewandler (22) einer ersten Ultraschallsendereinheit (12),
    eine Anzahl mit einer zweiten Wandlerkombinationsschaltung (114) gekoppelter Ultraschallsendewandler (22) einer zweiten Ultraschallsendereinheit (14), wobei die Wandler­ kombinationsschaltungen (108, 114) jeweils über eine Leitung (110, 116) sowohl zur Aufnahme von Sendeenergie als auch zur Abgabe von Selbstprüf- und Eingriffsprüf­ signalen mit einer über eine Leitung (142) an einen Oszillator (118) angeschlossenen Überwachungsschaltung (112) zur Abgabe eines Ausgangssignals über Leitungen (158, 166) an eine außerhalb der Ultraschalleinrichtung (30) angeordnete Prüflogikschaltung (40) verbunden sind,
    eine Anzahl mit einer dritten Wandlerkombinationsschaltung (104) gekoppelter Ultraschallempfangswandler (18) einer räumlich zwischen den beiden Ultraschallsenderein­ heiten (12, 14) angeordnete Ultraschallempfangseinheit (10),
    eine mit der dritten Wandlerkombinationsschaltung (104) und dem Oszillator (118) verbundene Ultraschall- Aus­ wertelogik (106, 120, 122, 124, 126) zur Auswertung der von den Ultraschallempfangswandlern (18) empfangenen Signale und zur Weiterleitung eines Ausgangssignals über eine Leitung (102) an die Detektorkombinations­ schaltung (34) und
    einen an den Oszillator (118) angeschlossenen, von einer zentralen Steuereinheit (24) außerhalb der Ultraschalleinrichtung (30) über eine Leitung (130) mit einem Selbstprüfeingangssignal beaufschlagten Prüfmodulator (128) zur Erzeugung eines über eine Leitung (132) an die Ultraschall-Auswertelogik (106, 120, 122, 124, 126) weitergeleiteten Prüfsignals zur Prüfung der Ultra­ schall-Auswertelogik (106, 120, 122, 124, 126), wobei diese im fehlerfreien Zustand bei Vorliegen eines vom Prüfmodulator (128) abgegebenen Prüfsignals ein von einem eingedrungenen Objekt verursachtes Alarmsignal über die Leitung (102) an die Detektorkombinationsschaltung (34) abgibt;
  • - daß die Mikrowelleneinrichtung (32) folgende Elemente aufweist:
    eine Sende/Empfangsantenne (20),
    einen weiteren Oszillator (46) in Streifenleitungstechnik
    sowie einen mit der Sende/Empfangsantenne (20) und dem Oszillator (46) verbundenen Mischer (44), dessen Ausgangssig­ nale an eine Mikrowellen-Auswertelogik (48, 52, 54, 56) weitergeleitet werden und der eine Gleichspannungspegel- Abfrageverbindung (99, 100) zur Abgabe von automatischen Selbstprüf- und Eingriffsprüfsignalen aufweist, die an die außerhalb der Mikrowelleneinrichtung (32) angeordnete Prüflogikschaltung (40) gelegt werden, wobei die Ausgangssignale der Mikrowellen-Auswertelogik (48, 52, 54, 56) über eine Leitung (58) der Detektorkom­ binationsschaltung (34) zugeleitet werden, und
    ein über eine Leitung (38) mit einem von der außerhalb der Mikrowelleneinrichtung (32) angeordneten, zentralen Steuereinheit (24) erzeugten, externen Prüfsignal beaufschlagtes Dämpfungsglied (50) zur Abgabe eines an die Mikrowellen-Auswertelogik (48, 52, 54, 56) weiterge­ leiteten Prüfsignals zur Prüfung der Mikrowellen-Aus­ wertelogik (48, 52, 54, 56), wobei diese im fehlerfreien Zustand bei Vorliegen eines vom Dämpfungsglied (50) erzeugten Prüfsignals ein Alarmsignal über die Leitung (58) an die Detektorkombinationsschaltung (34) abgibt; und
  • - daß die mit der Ultraschalleinrichtung (30) über die Leitungen (158, 166) gekoppelte und mit der Mikrowellen­ einrichtung (32) über eine weitere Leitung verbundene Prüflogikschaltung (40) bei Ausfall des Ausgangssignals der Überwachungsschaltung (112) und/oder der von der Gleichspannungspegel-Abfrageverbindung (99, 100) abgegebenen Signale über eine Signalleitung (42) ein Alarmsignal an die zentrale Steuereinheit (24) weitergeleitet, der auch über eine Leitung (36) das Ausgangssignal der Detektorkombinationsschaltung (34) zugeleitet wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschalleinrichtung (30) eine Anzahl von Frequenzfiltern (138) für einen Parallelbetrieb mehrerer Sender, von denen jeder eine Anzahl von Ultraschallsendewandlern (22) besitzt, eine Anzahl von Widerständen (140), die jeweils in Reihe mit einem der Frequenzfilter (138) geschaltet sind, und Mittel aufweist, um die Frequenzfilter (138) und die damit in Reihe liegenden Widerstände (140) parallel zu dem Oszillator (118) zu schalten.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüflogikschaltung (40) einen Spitzenspannungsdetektor mit einer Diode (168) aufweist, die an die gemeinsame Verbindung der Widerstände (140) angeschlossen ist, und die einen Ausgangs-Kondensator (148) besitzt, der an eine Elektrode der Diode (168) und an einen Ausgang des Oszillators (118) angeschlossen ist.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (118) einen Widerstand (182) und einen Kondensator (188) aufweist, die an einen Operationsverstärker (172) angeschlossen sind, und daß ein Ultraschallwandler (170) an eine Klemme des Operationsverstärkers (172) angeschlossen ist, um die Ausgangsfrequenz des Oszillators (118) auf die Frequenz-Temperatur­ kennlinie des Ultraschallwandlers (170) zu bringen, der außerdem als Sendeelement in der Anlage verwendet wird.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (118) eine Ausgangs-Leistungsschalt­ stufe (194, 196) aufweist, die an den Ausgang des Operationsverstärkers (172) angeschlossen ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (44) einen HF-Impedanz-Inverter (78) aufweist, der mit einem Ende an die Sende-/Empfangsantenne (20) und mit dem anderen Ende an den Ausgang des Oszillators (46) angeschlossen ist; daß ein erster Spitzenspannungs­ detektor (82) am antennenseitigen Ende (78 a) des HF-Impedanz-Inverters (78) zur Erfassung der HF-Spannungsamplitude an der Sende-/Empfangsantenne (20) liegt; daß ein zweiter Spitzenspannungsdetektor (84) am oszillatorseitigen Ende des HF-Impedanz-Inverters (78) zur Erfassung der HF-Spannungsamplitude am Oszillator (46) liegt; und daß Schaltelemente (86, 88, 90, 92, 96) vorhanden sind, durch welche die von jedem der Spitzenspannungsdetektoren (82, 84) erfassten Signalpegel zu einem gleichspannungfreien Gegentakt-Mischerausgangs­ signal zusammengefaßt werden, das an einen Eingang der Mikrowellen-Verarbeitungsschaltung (48, 52, 54, 56) gelegt wird.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Impedanz-Inverter (78) eine HF-Drossel (80) aufweist, die an dessen antennenseitiges Ende (78 a) angeschlossen ist.
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