专利名称：一种报警元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种报警元件，它组成了报警系统的一部分。
这种报警元件适用于商品防护系统，也可以用在其他场合，那儿商品或物品具有一个可以用电子方法读取的标记并可以各种方式被使用。
在专利文献中描述过许多种用于商品保护和防护的报警系统。这些系统用于防止商品被人不付款就从商店中拿走。通常，这些系统包括一些贴在被保护商品或物品上的报警元件，和一个固定安装在商场出口附近的探测装置。当一个报警元件被带到商场出口附近时，探测装置就可以在一些遥感器件的帮助下引发一个报警信号。
遥感通常通过发射一个交变磁场来实现，报警元件的存在可因其在交变磁场中特性的改变而被检测出来。
报警元件可以是一组由高层导磁性材料做成的窄细薄长条，该材料的特点在于当它受到一个交变磁场作用时会发射高阶谐波。这种已知的基本原理使得能用复杂且相对昂贵的探测或检测器件来检测小而低廉的报警元件。这种商品保护和防盗报警特别适用于每日营业的商店和商场，在其他出版物中，欧洲专利说明书EP0153286描述了这种报警装置。
已知的报警元件也可以是由一个简单的谐振电路组成。在这种情况下，当谐振电路中的线圈相对较大时，由于与外场耦合较大，容易获得好的Q值，所以可以采用一个简单而且便宜的探测器件。这里，利用一些合适的外包装将内含有线圈的报警片固定在被保护商品上。象刚才提到的，这种报警系统的探测或检测器件可能相对简单和便宜，但是，误发警报的问题却很难避免，因为在商场的环境中经常有导电材料的回路，可以引起与由报警元件引起的谐振相似的谐振。
避免误发警报的一个方法是将报警元件做成分频器的形式。美国专利说明书4,670,740描述了一个分频器形式的报警元件。这种分频器可以仅用一个线圈和一个电容二极管很容易地组成。
在这种情况下，由发射线圈发射的磁场必须相当强，因为能量在报警元件中被远离它的谐振频率的频率吸收。因此，这种便宜而简单的报警元件的响应度或灵敏度较低。
欧洲专利说明书EP0469769公开了一种通过两个互相联系的磁谐振电路来提高响应度或灵敏度的方法。一个电路接收具有一个第一频率的第一磁场，接收到的能量被传送给另一个谐振电路，这个电路发射一个具有一半频率的磁场，这样就形成了一个分频器。尽管与只使用一个谐振电路相比，响应度得到了提高，但这样的报警元件昂贵而且复杂。
本发明涉及一种解决了上述问题的报警元件。这种报警元件不仅简单、便宜，而且它的信号很容易被检测，并且误发警报的问题也很容易避免。
这样，本发明涉及一种组成报警系统一部分的报警元件，该元件用于接收一个由发射器发射的频率为F的交变磁场，并且在不增加能量的情况下转发一个由接收器接收并检测到的交变磁场。本发明的报警元件，其特征在于它有一个电路，该电路包括串联在一起形成闭合回路的一个线圈、一个电容二极管和一个电阻器，以及一个与电阻并联的电容器；其特征在于当二极管两端的电压为0伏特时，线圈和电容二极管中的电容形成以频率F谐振的振荡电路。
下面将根据附图中所描述的本发明的一个实施方式的例子进一步详细描述本发明，在附图中包括；
图1是示意说明监视系统的框图；图2是报警元件的电路图；图3示出了接收器的原理框图；和图4是示意说明接收并检测到的信号。
图1示意地说明了一个商品防护或保护系统，包括一个报警元件1，它用于接收一个由发射器2发射的频率为F的交变磁场，它还用于在不增加能量的情况下转发一个交变磁场，该磁场可被接收器3接收并检测到。发射器2与发射线圈相连，接收器3与接收线圈相连。发射和接收线圈可被放置在一个或多个互相隔开的屏风4、5内，屏风界定出人们离开商场时必须经过的探查区或检测区。图1描述了一个位于探查区中的报警元件。当在探查区中的报警元件的存在被检测出时，接收器3将发送一个信号给一个适合的报警指示器6，如一个光信号和/或一个声音信号。
这样的商品防护系统在今天是非常普遍的，而且已知有多种不同的形式。
本发明的报警元件有一个电路，包括串联在一起构成回路的一个线圈L、一个电容二极管D和一个电阻器R，以及一个与电阻R并联的电容器C，见图2。当二极管D两端的电压为0伏特时，由线圈L和电容二极管D的电容组成的谐振电路将以频率F谐振，即以发射器2发射的磁场频率谐振。
根据一个实施方式，电容器C的电容远远大于电容二极管D的电容。因此，由于电阻R两端的交流电压很低，电容器C对线圈和二极管的谐振频率产生的影响将是微不足道的。
本发明基于这样的理解，即让这种报警元件在探查区的总磁场中产生一个周期性的变化，这种周期性的变化被接收线圈和接收器3接收，并在接收器中由于辐度以适当的方式变化而被检测到。
这样，由于报警元件具有与发射频率相同的谐振频率，因此就得到了不需要发射大功率磁场的报警系统。这种报警元件还生成了非常容易检测或探测到的信号。它也不昂贵，例如，与介绍中讲过的分频器相比，它的额外费用只是两个便宜的元件电阻器R和电容器C。而且，由于报警元件引起的是周期性变化，误发警报是相当不可能的。因为在使用报警元件的商店或商场中，通常不会有这样的器件它会产生周期性变化并被接收器接收而被认为是从报警元件发出的。
因此，当电容二极管D两端的电压为0伏特时，由线圈L和电容二极管D的电容组成的谐振电路会以频率F发生谐振。当线圈受到谐振频率为F的交变磁场的作用时，在电容二极管D上就建立了一个交流电压。这里，时间常数是由谐振电路LD的带宽决定的。当电容二极管D两端的电压到达二极管D的正向导通电压时，二极管开始导通，电容器C被充电。由此谐振频率被改变，且存储在谐振电路LD中的能量的大部分被转化成直流电流，接着被存储在电容器C中。这个过程很迅速。一旦电容器C充满了电，振荡电路就不再谐振且因此不再对外场有大的交变影响。经过一段时间以后，这段时间由电阻R和电容器C决定，当电容器C两端的电压低到使谐振电路LD重新从外场吸收能量时，这个过程就再次重复。
因此，这种报警元件是以一种调幅发射器的方式工作的，这种发射器的载波与检测器装置发射的信号是同步的。两个载波和边带都被调节在谐振电路的带宽之内，这意味着无论作为发射器还是接收器，这种报警元件都是有效的。
根据一个优选的实施方式，在电压过零点电容二极管的导数值dc/du较高。这个导数值越高，则给定一个电压变化时二极管电容的变化也越大。这意味着一个高的导数值将允许采用更弱的磁场，且对一个具有给定强度的发射磁场可以提供更大的可检测的幅度变化，适于这个目的的电容二极管为BB105。
根据一个优选的实施方式，选择电阻器R的电阻值和电容器C的电容值，以使电容器C的放电时间常数在0.1到5毫秒之间。
例如，当R＝200kΩ，C＝1000PF和F＝8MHZ时，上述过程将耗时约0.5毫秒，这样该过程就以约2KHZ的频率重复。
频率F的适宜范围在5KHZ到10GHZ之间。
根据一个优选的实施方式，这里频率F在1.5MHZ和15MHZ之间，发射器2用于发射一个频率为F的调频场，为了放宽对报警元件的部件的容差要求，调制频率为20至200HZ，且带有频率摆动。同时，由于受到强大的无线电发射器干扰而使接收器检测器件的响应度或灵敏度降低的风险被减少了。
频率F在前述频率范围时的频率摆动最好超过频率F的±2％，但小于它的±10％，且优选的频率摆动是频率F的±5％。
实际上，可以使发射器的调制频率为25HZ，且具有一个大小为发射频率±5％的频率摆动。
根据本发明的一个优选的实施方式，只有当频率F随调制频率升高时，发射器才发射；当频率F下降时，发射器不发射。
这样的好处在于当一个频率摆动又重新开始之前，被存储在报警元件中的能量会被完全消耗，这又意味着报警元件在对应于调制的特定时刻发射脉冲，这就方便了脉冲的检测。
根据另外一个实施方式，这里频率F范围在5KHZ-500KHZ之间，调制频率是随机的，其上限为大约10KHZ。然而，要选择好频率摆动和调制频率，使被发射器发射的信号F，包括边带，都落在谐振电路的带宽之内。这会导致干扰的有效抑制，尤其是在同时使用几个报警系统时。在这里，频率摆动幅度的数量级与报警元件的谐振带宽是一样的。
图1中的示意说明包括一个发射器2和一个接收器3。发射器包括一个振荡器7，它是发射器天线8的发射源，见图3。在前述实施方式中，由振荡器产生的信号在被发射之前先被调制。该目的通过调制器9来达到。接收器3接收一个来自接收器天线10的信号。接收器天线可由一个或多个调谐线圈组成。接收器3包括一个第一混频器11，用来将被接收的信号与被发射的信号下变频。
因此，在接收器中进行与载波频率的频率混合，这是检测调幅信号的通用方法。
用第一带通滤波器12从混频器11中滤除了直流电压和高频信号，留下了具有图4所示波形的检测信号。
为得到一个与相位无关的信号，提供了与第一混频器11和第一带通滤波器12并联的移相电路15，它使被发射的信号相位移动90°。这个信号被送入第二混频器16，在这里接收到的信号被下变频。下变频后信号被第二带通滤波器17滤波，经过滤波的信号被送入检测器电路13。从第一带通滤波器得到的信号也被送入检测器电路。检测器电路13从带通滤波器送来的两个信号中挑选出检测幅度最大的信号。
脉冲14组成了具有报警片特性的频率的脉冲序列。就是说，上述过程以这个频率反复发生。在所描述的实施方式中，过程以2KHZ的频率重复。图4中，参考标记V代表电压，即幅度，在代表时间。该信号由带通滤波器产生。
根据一个简单的实施方式，检测器电路13可以位于带通滤波器之后，在该例中带通滤波器的带宽较窄。检测器电路将只检测由脉冲序列得到的信号的出现，这里脉冲序列的出现表明报警元件1被认为是放在于探查区中。然后，检测器电路向报警指示器件6发出一个信号。
在一个更进一步的实施方式中，检测器电路13被用于检测脉冲重复频率和/或脉冲序列的脉冲形状，并以此为基础决定是否指示一个报警。在这种情况下，检测器电路可能包括一个微处理器，它被编程以确定脉冲的重复频率和/或分析脉冲的形状，且将脉冲重复频率与预定的频率相比较，和/或将脉冲形状与预定的形状进行比较。
这个实施方式从发出错误报警的角度来说是很安全的，因为不仅是脉冲序列中的幅度变化被检测，而且由于干扰而产生的具有错误的脉冲重复频率和/或脉冲形状的所有脉冲序列也会被选出。
前面描述了若干实施方式的例子。当然这些实施方式是可以进行修改的。例如，接收器和发射器可以由其他结构组成。而且，报警元件的部件也可以不同于提到的值。
因此，本发明并不局限于上面描述和说明过的实施方式，而可在下面权利要求书的范围内进行变动。
权利要求
1.一种组成报警系统一部分的报警元件(4)，它用于接收由一个发射器(2)发射的、频率为F的交变磁场，这里报警元件在不增加能量的情况下转发一个交变磁场，该磁场被报警系统中的接收器接收并检测，其特征在于报警元件(4)有一个电路，包括串联在一起组成回路的一个线圈(L)、一个电容二极管(D)和一个电阻器(R)，以及一个与电阻器(R)相并联的电容器(C)；并且当二极管(D)两端的电压为零时，线圈(L)和电容二极管(D)中的电容组成的谐振电路以频率F谐振。
2.根据权利要求1的组成报警系统一部分的报警元件，其特征在于电容器(C)的电容远远大于电容二极管(D)的电容。
3.根据权利要求2的组成报警系统一部分的报警元件，其特征在于选择电阻器(R)的电阻值和电容器(C)的电容值，使电容器(C)的放电时间常数为0.1到5毫秒。
4.根据以上任一项权利要求的组成报警系统一部分的报警元件，其特征在于发射器(2)用于发射频率F在1.5MHZ与15MHZ之间的调频场，这里调制频率为20至200HZ，且为了放宽对组成报警元件(4)的部件(L，R，C，D)的容差要求，具有一个频率摆动，且同时抑制了干扰。
5.根据权利要求4的组成报警系统一部分的报警元件，其特征在于频率摆动超过频率F的±2％但小于±10％，且优选的频率摆动为频率F的±5％。
6.根据权利要求1、2或3的组成报警系统一部分的报警元件，其频率F在5KHZ-500KHZ之间，其特征在于发射器(2)用于发射一个调制频率为随机的调频场。
7.根据权利要求4、5或6的组成报警系统一部分的报警元件，其特征在于只有当频率F随调制频率上升时，发射器(2)才发射；当频率下降时，发射器不发射。
8.根据以上任一项权利要求的组成报警系统一部分的报警元件，通过所述报警元件的电路，报警元件(4)所转发的交变磁场包含具有给定脉冲重复频率的脉冲序列，其特征在于接收器(3)包括一个检测电路(12、13)，它用来检测脉冲重复频率和/或脉冲的形状，且将脉冲重复频率与预定的频率进行比较和/或分析脉冲的形状，当脉冲重复频率和/或脉冲形状之间各自一致时，向报警指示器件(6)发出一个信号。
全文摘要
一种组成报警系统一部分的报警元件，它用于接收一个由发射器(2)发射的频率为F的交变磁场，然后在不增加能量的情况下转发一个交变磁场，该交变磁场被一个接收器(3)接收并检测。本发明的特征在于报警元件(4)有一个电路，包括串联在一起构成回路的一个线圈(L)，一个电容二极管(D)和一个电阻器(R)，以及一个与电阻器(R)并联的电容器(C)，线圈(L)和电容二极管(D)中的电容组成一个谐振电路，当二极管(D)两端的电压为零伏特时，它以频率F谐振。
文档编号G08B13/24GK1140504SQ95191506
公开日1997年1月15日 申请日期1995年2月2日 优先权日1994年2月7日
发明者雷夫·阿斯布林克 申请人:雷夫·阿斯布林克