生成参考脉冲的微波模块及方法和应用以及料位测量设备技术

本发明专利技术涉及一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块、一种用于确定罐中的料位的料位测量设备、将这种微波模块用于测量料位的应用以及一种用于独立地生成参考脉冲的方法。在根据脉冲－传播时间方法的料位雷达测量设备中，在微波模块内部产生的反射用作测量传播时间的参考。根据本发明专利技术的一个实施例，用于产生参考脉冲的微波模块具有专用采样混合器或者专用振荡器。参考脉冲和回波信号随后可以被分离或者共同被进一步处理。在雷达传感器的发射频率上不需要延迟线路。很大程度上防止了由于泄露信号引起的干扰。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块、一种用于确定罐中的料位的料位测量设备、将这种微波模块用于测量料位的应用以及一种用于独立地生成参考脉冲的方法。在根据脉冲－传播时间方法的料位雷达测量设备中，在微波模块内部产生的反射用作测量传播时间的参考。根据本专利技术的一个实施例，用于产生参考脉冲的微波模块具有专用采样混合器或者专用振荡器。参考脉冲和回波信号随后可以被分离或者共同被进一步处理。在雷达传感器的发射频率上不需要延迟线路。很大程度上防止了由于泄露信号引起的干扰。【专利说明】生成参考脉冲的微波模块及方法和应用以及料位测量设备本专利技术申请是申请日为2007年7月19日的、申请号为200780027937.6 (国际申请号为PCT/EP2007/006450)以及专利技术名称为“在料位雷达测量设备中的独立的参考脉冲生成”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及料位测量。尤其是，本专利技术涉及一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块、一种用于确定罐中的料位的料位测量设备、将这种微波模块用于测量料位的应用以及一种用于独立地生成参考脉冲的方法。
技术介绍
在根据脉冲传播时间方法的料位测量设备中使用在微波模块内部产生的反射作为测量传播时间的参考。 内部产生的反射在幅度、形式和位置方面的稳定性对于测量设备的精度是决定性的，因为任何改变都会导致参考(零点)的漂移。 在目前的料位测量设备中，参考脉冲从不同的反射的混合中获得。各个反射例如通过天线耦合输入、在微波模块上的插接连接、印刷电路板至同轴线路或者波导的过渡部以及通过发射/接收组合器(例如定向耦合器或者循环器)中的泄漏信号来形成。此外，参考脉冲的形式会由于在天线的区域中与填料的非常大的回波叠加而改变非常多，以致出现不精确性。 通过在不同的电路部分之间插入线路(其中这些线路具有至少对应于料位雷达的分辨能力的长度)，可以使不同的反射彼此更好地分离。 为了减小由于在附近区域中的回波造成的影响，具有发射脉冲的长度(譬如对应于传感器的分辨能力)的线路可以使用在发射/接收组合器与从微带线路至同轴线路的过渡部之间。同样，一段同轴线路可以使用在该过渡部与波导耦合输入之间。 然而，在此存在剩余的反射对参考脉冲的影响。例如，如果发射/接收组合器的隔离随着温度改变，这也影响参考脉冲并且由此也影响测量值。 获取参考脉冲的另一可能性在于，信号的一部分已明显更早地在电路中耦合输出并且通过定向耦合器又馈送到混合器中。然而这通常要求发射信号的延迟，由此能够可靠地使不希望的反射与有针对地获得的参考信号分离。然而，传播时间线路在此具有比较大的衰减，该衰减又必须通过放大器来补偿。这导致提高了微波模块的电能消耗。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种用于料位雷达的改进的参考脉冲生成。 根据本专利技术的一个实施例，提出了一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块，该微波模块具有用于提供回波信号的回波信号单元和用于生成参考脉冲的参考脉冲生成单元，其中参考脉冲和回波信号是彼此分离的信号，并且其中参考脉冲生成单元具有专用的第一采样混合器或者专用的振荡器。 回波信号和参考脉冲因此是彼此独立的信号，这些信号可以彼此分离地被进一步处理。例如，为此参考脉冲生成单元具有特别的采样混合器，该采样混合器用于将参考信号降低到中间频率。在另一实施例中，参考脉冲生成单元具有特别的振荡器，振荡器用于独自生成参考脉冲。因此，参考脉冲与发射/接收组合器上的、例如由于没有隔离而会在循环器或者定向耦合器上产生的泄漏信号无关。 此外，参考脉冲与在发射/接收组合器和天线之间会出现的反射无关。参考脉冲也与附近区域中的大的回波无关，其中这些回波会导致在采样混合器中的过调制效应(Uebersteuerungseffekten)。在雷达传感器的发射频率上不需要延迟线路,该延迟线路由于高的衰减而需要发射放大器。 根据本专利技术的另一实施例，微波模块此外还包括在回波信号单元中的第二采样混合器以及在参考脉冲生成单元中的第一分接器(Abzapfung)，其中第二采样混合器被实施为用于将接收信号转换成第一中频信号形式的回波信号。第一分接器被实施为用于将参考信号从用于发射信号的传输段耦合输出，其中传输段设置在第一振荡器和料位测量设备的探针或者天线之间。第一采样混合器被实施为将耦合输出的参考信号转换为第二中频信号形式的参考脉冲。 于是，设置了两个分离的米样混合器。第一米样混合器用于转换稱合输出的参考信号，而第二采样混合器用于转换接收信号。 根据本专利技术的另一个实施例，微波模块此外包括用于改变发射信号的发射功率的可调节的衰减装置，其中可调节的衰减装置设置在传输段中。 由此可以改变发射功率。 根据本专利技术的另一个实施例，微波模块此外包括用于将扫描脉冲分配到两个采样混合器的功率分配器。 由此，仅仅需要单个的振荡器用于生成扫描脉冲。 根据本专利技术的另一实施例，微波模块还包括用于存储回波信号的第一存储器和用于存储参考脉冲的第二存储器。第一和第二存储器彼此分离，但是可以设置在同一芯片上。 在另一实施例中，微波模块包括存储器，在该存储器中存储有参考脉冲和回波信号。例如，回波信号为此在参考脉冲的位置上被屏蔽并且被参考脉冲替代。为此，A/D转换器借助切换开关首先切换到参考脉冲上。在其扫描之后，切换开关被切换到回波信号上。该切换必须在实际测量范围开始之前进行，以便不丢失数据。 另一可能性在于，使用两个分离的A/D转换器，其相继地将其数字化的值写入存储器。第一 A/D转换器在此仅仅扫描参考脉冲,第二 A/D转换器仅扫描回波信号。由此,省去了中频信号的切换。 根据本专利技术的另一实施例，微波模块还包括切换开关和中频放大器，其中切换开关被实施为用于将回波信号和参考脉冲传输至中频放大器。 由此仅需要单个的中频放大器。 根据本专利技术的另一实施例，微波模块还包括用于放大发射信号的第一放大器，其中第一放大器在第一分接器之后设置在传输段中。 除了可调节的衰减装置或者对其替选地，该第一放大器可以使用在滤波器和定向耦合器之间或者在耦合器与发射/接收组合器之间。这能够实现有效改变发射功率，以便在发射良好的介质中和/或在附近区域中避免过调制。 根据本专利技术的另一实施例，微波模块还包括第二分接器，其中第一放大器设置在传输段中的第一分接器之前，并且其中第二分接器被实施为将扫描脉冲分配到两个采样混合器上。 由此，参考脉冲可以通过两个定向耦合器的耦合衰减被选择得如此大并且实际扫描脉冲被选择得相应小，使得扫描在一定程度上被反转，即发射脉冲的稱合输出部分对扫描脉冲的耦合输出部分进行扫描。 根据本专利技术的另一实施例，微波模块还包括用于对耦合输出的参考信号进行整流的第一整流器和用于对扫描信号进行整流的第二整流器，其中两个整流器分别设置在第一米样混合器之前。 这会导致采样混合器和中频放大器的结构简单。 根据本专利技术的另一实施例，整流器实施为检测器。 此外，根据另一实施例，微波模块可以包括用于生成参考脉冲的第二振荡器和用于使发射信号在其至天线或者探针的路径上延迟的延迟器。 回波信号和参考脉冲在时间上远地分离，使得参考脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为料位测量设备独立地生成参考脉冲的微波模块，该微波模块包括：用于提供回波信号的回波信号单元，其包括生成发射脉冲的第一脉冲生成器(101)；生成采样脉冲的采样脉冲生成器；生成参考脉冲的参考脉冲生成单元，所述参考脉冲生成单元包括第一采样混合器(206)，所述第一采样混合器将由第二脉冲生成器(601)生成的参考信号连同所述采样脉冲的至少一部分转换成第二中频信号形式的参考脉冲；第二采样混合器(207)，所述第二采样混合器将接收信号连同采样脉冲的至少一部分转换为第一中频信号形式的回波信号，所述接收信号是在发射脉冲通过天线之后从填料介质的表面所反射的信号；其中参考脉冲和回波信号是彼此分离的信号。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·费伦巴赫，丹尼尔·舒尔特海斯，克里斯托弗·穆勒，伯哈德·科尔贝，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE