天线设备及操作天线设备的方法技术

本发明专利技术涉及天线设备(201、203)，该天线设备包括控制单元(111)和分析单元，其中，所述控制单元被配置成通过至少一个第一发射器单元(202、204、207)发送传输信号，并且其中，所述分析单元被配置成通过至少一个第一接收器单元(205、206、207)接收至少两个接收信号。所述天线设备用于拓扑测量，且在存在相对于质量度量的阈值的偏离时能够切换至纯粹的填充物位测量。

Antenna equipment and method of operating antenna equipment

The invention relates to an antenna device (201, 203), which comprises a control unit (111) and an analysis unit, wherein the control unit is configured to transmit a transmission signal by at least one first emitter unit (202, 204, 207), and wherein the analysis single unit is configured through at least one first receiver unit (2). 05, 206, 207) receive at least two received signals. The antenna device is used for topology measurement and can be switched to pure fill position measurement when deviations from the threshold of the quality metric exist.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线设备及操作天线设备的方法
本专利技术涉及测量
特别地，本专利技术涉及借助电磁波的填充物位测量。
技术介绍
拓扑检测用填充物位测量装置可用于确定容器中的填充材料或散装材料的填充物位。这种测量装置通过电磁波来采样填充材料表面和/或散装材料表面，并且在假定填充材料下方的表面区域是已知的情况下，这种测量装置还能够利用从采样获得的与填充材料和/或散装材料的三维表面拓扑相关的信息，以获得填充材料的体积，并且/或者在密度已知的情况下获得质量或其它能够从中获得的变量。对于采样，来自电磁波的波束在填充材料或散装材料上方被引导，并且在各种角度下监测并分析反射行为。文献DE102007039397B3披露了一种用于操作具有多个发射器和多个接收器的天线组的方法以及相关设备。文献WO2015/052699A1涉及一种通过多个声学发射器/接收器阵列来分析容器的内容物的方法。文献WO2015/120885A1涉及测量设备及用于检测目标的特性的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，披露了天线设备、填充物位测量装置和用于操作天线设备的方法。可能需要促进填充物位的有效测量。独立权利要求限定了本专利技术的主题。从属权利要求和下面的说明给出了本专利技术的其它实施例。根据本专利技术的一个方面，说明了一种天线设备，该天线设备包括控制单元、分析单元、至少一个第一发射器单元以及至少一个第一接收器单元。控制单元被配置成通过至少一个第一发射器单元发送传输信号，并且分析单元通过至少一个第一接收器单元接收至少一个接收信号。另外，控制单元被配置成操作至少一个第一发射器单元，使得能够通过分析单元根据接收的至少一个接收信号确定目标的表面的轮廓。在一个示例中，控制单元和分析单元能够链接，以便控制彼此。在另一示例中，控制单元和分析单元能够彼此独立地操作。分析单元被进一步配置成识别在检测目标的表面的轮廓时的错误，并在识别出错误时驱动控制单元和/或发射器单元，使得分析单元确定目标的表面距发射器单元和/或接收器单元的距离，而不确定目标的表面的轮廓。可以在可指定单个空间方向(例如，大体上垂直于目标的表面的方向和/或在故障的情况下天线设备所困住的方向)上测量距离。在错误的情况下，对于距离的测量来说额外地或替代地，也可以输出用于指示不良的测量质量或显示缺陷的错误讯息。可以在显示器上输出错误讯息，或者可以通过扬声器声学地输出错误讯息。换句话说，被配置成检测目标的表面或表面的拓扑的拓扑测量设备能够在测量设备中的错误的情况下进行切换，以在大体上仅单个空间方向上执行纯粹的距离测量。错误可以是机械故障或可以是测量质量的下降。例如，在第一操作模式中通过确定表面的轮廓来确定填充物位的测量方法能够切换到第二操作模式，在第二操作模式中，通过在可指定位置处的距离测量来确定填充物位。这可以是指从根据多个距离测量来确定表面的轮廓切换到根据单个距离测量确定距离。因而，当发生错误时，在从拓扑测量到距离测量的转换之后，通过距离测量来确定填充物位，由此可减小用于每个填充物位测量值的测量数量。因而，为了计算填充物位，也可以进行从接收至少两个接收信号到接收单个接收信号的转换。根据本专利技术的另一方面，提供了一种天线设备，该天线设备包括控制单元、分析单元、至少一个第一发射器单元以及至少一个第一接收器单元。控制单元被配置成通过至少一个发射器单元发送例如为电磁波的传输信号。分析单元被配置成通过至少一个第一接收器单元接收至少两个接收信号。至少一个第一接收器单元和/或多个接收器单元能够大体上同时地或以延迟的方式接收接收信号。分析单元被配置成根据至少两个接收信号来针对至少两个可指定空间方向确定至少两个回波曲线，以便检测目标的表面。为了检测目标的表面，可以例如通过确定距表面上的各种点的多个距离并根据这些距离来确定测量值来确定目标的表面轮廓的测量结果。分析单元被进一步配置成根据针对至少两个不同空间角度的接收信号的测量结果来确定至少两个接收信号的质量度量。质量度量可以例如是接收信号的强度或接收信号的信噪比。如果质量度量偏离质量度量的可指定阈值，即如果质量度量的阈值被超过或没有得到满足，则分析单元也被配置成针对至少两个接收信号指示发射器单元增加传输信号的能量并针对单个可指定空间方向确定单个回波曲线。换句话说，可以确定拓扑测量的质量或目标表面轮廓测量的质量。如果测量的质量没有对应于可指定值，则拓扑测量切换到纯粹的填充物位测量。对于拓扑测量，在天线设备和/或填充物位测量装置中并且特别地在分析单元中监测针对不同的空间方向接收的并且/或者在传感器中计算的回波曲线，而在纯粹的填充物位测量的故障的情况下，根据单个空间方向接收并且/或者计算仅一个回波曲线，以便获得测量值，例如填充物位。单个空间方向可以以大体上垂直于填充物位表面的方式延伸。然而，也可以对单个空间方向进行选择，使得与其它方向相比，在该方向上接收的信号的能量为最大值。为了在一个空间方向上确定接收信号，可以使用在两个空间方向上聚焦的传输信号和相应地聚焦的接收信号。因而，可以使用具有低散射度的信号。可以将透镜或喇叭形天线用于相应的聚集。由设定在相应的相位角度处的多个模拟传输信号的针对性叠加实现的模拟波束成形也可以确保合适的聚焦。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于操作天线设备的方法，该方法包括：通过至少一个第一发射器单元发送传输信号，并通过至少一个第一接收器单元接收至少两个接收信号。该方法进一步根据接收的至少两个接收信号确定目标的表面的轮廓，并识别在确定目标的表面的轮廓时出现的错误。响应于识别出错误的发生，该方法驱动控制单元，使得分析单元确定目标的表面距发射器单元和/或接收器单元的距离，而不确定目标的表面的轮廓。在一个示例中，提供了一种用于操作天线设备的方法，该方法包括：通过至少一个发射器单元发送传输信号，并通过至少一个接收器单元接收至少两个接收信号。该方法还根据至少两个接收信号来针对至少两个可指定空间方向确定至少两个回波曲线，以便检测目标的表面。此外，该方法确定至少两个接收信号的质量度量，并增加传输信号和/或接收信号的能量；如果质量度量偏离针对至少两个接收信号的质量度量的可指定阈值，该方法针对单个可指定空间方向确定单个回波曲线。在另一示例中，在通过物理地调节包括单个发射器单元和单个接收器单元的调节单元进行机械采样的情况下，可以针对不同的空间方向在时间上连续地发送和/或接收传输信号和(由于目标表面上的反射而从传输信号产生的)相关的接收信号。替代地或额外地，可以使用天线阵列，天线阵列使用多个发射器单元和/或多个接收器单元，以便能够通过数字波束成形(DBF)来采样目标表面。数字波束成形包括借助数学方法的采样。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括根据本专利技术的天线设备的填充物位测量装置。填充物位测量装置可以包括处理器。例如，可以提供具有程序代码和程序元件的计算机可读存储介质。该代码/元件在由处理器执行时实施用于操作天线设备的方法。根据本专利技术的另一方面，天线设备包括至少一个第二接收器单元。此外，分析单元被配置成通过至少一个第二接收器单元和至少一个第二接收器单元中的每者来接收至少两个接收信号中的一者；并且，如果质量度量偏离质量度量的可指定阈值，分析单元可以发送额外传输信号。在一个示例中，通过至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线设备(201、203)，其包括：控制单元(111)；分析单元(123)；至少一个第一发射器单元(202、204、207)；至少一个第一接收器单元(205、206、207)，其中，所述控制单元(111)被配置成通过所述至少一个第一发射器单元(202、204、207)发送传输信号，其中，所述分析单元被配置成通过所述至少一个第一接收器单元(205、206、207)接收至少两个接收信号，其中，所述控制单元(111)被配置成操作所述至少一个第一发射器单元(202、204、207)，使得所述分析单元(123)根据接收的所述至少两个接收信号来确定目标(104)的表面(120)的轮廓，其中，所述分析单元(123)被配置成识别在确定所述目标的所述表面的轮廓时的错误，并且其中，所述分析单元(123)被配置成在识别出所述错误时驱动所述控制单元(111)，使得所述分析单元确定所述目标的所述表面距所述发射器单元和/或所述接收器单元的距离，而不确定所述目标的所述表面的轮廓。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种天线设备(201、203)，其包括：控制单元(111)；分析单元(123)；至少一个第一发射器单元(202、204、207)；至少一个第一接收器单元(205、206、207)，其中，所述控制单元(111)被配置成通过所述至少一个第一发射器单元(202、204、207)发送传输信号，其中，所述分析单元被配置成通过所述至少一个第一接收器单元(205、206、207)接收至少两个接收信号，其中，所述控制单元(111)被配置成操作所述至少一个第一发射器单元(202、204、207)，使得所述分析单元(123)根据接收的所述至少两个接收信号来确定目标(104)的表面(120)的轮廓，其中，所述分析单元(123)被配置成识别在确定所述目标的所述表面的轮廓时的错误，并且其中，所述分析单元(123)被配置成在识别出所述错误时驱动所述控制单元(111)，使得所述分析单元确定所述目标的所述表面距所述发射器单元和/或所述接收器单元的距离，而不确定所述目标的所述表面的轮廓。2.根据权利要求1所述的天线设备(201、203)，其中，所述分析单元(123)被配置成根据所述至少两个接收信号来确定至少两个可指定空间方向(101、102、103)的至少两个回波曲线，以便检测所述目标(104)的所述表面(120)的轮廓，其中，所述分析单元(123)被进一步配置成确定所述至少两个接收信号的质量度量，以便识别在确定所述目标(104)的所述表面(120)的轮廓时的所述错误，并且其中，如果所述质量度量偏离所述至少两个接收信号的所述质量度量的可指定阈值，所述分析单元(123)被配置成指示所述发射器单元增加所述传输信号的能量，并针对单个可指定空间方向确定单个回波曲线。3.根据权利要求2所述的天线设备(201、203)，其进一步包括：至少一个第二接收器单元(205、206、207)，其中，所述分析单元(123)被配置成通过所述至少一个第一接收单元(205、206、207)和所述至少一个第二接收单元(205、206、207)中的每者来接收所述至少两个接收信号中的一者，并且其中，如果所述质量度量偏离所述质量度量的所述可指定阈值，所述分析单元(123)被配置成发送额外传输信号，以便增加所述传输信号的能量，并且以便确定所述单个可指定空间方向的回波曲线。4.根据权利要求3所述的天线设备(201、203)，所述天线设备进一步包括：至少一个第二发射器单元(202、204、207)，其中，所述控制单元(111)被配置成在时分复用模式、频分复用模式和/或码分复用模式中操作所述至少一个第一发射器单元(202、204、207)和所述至少一个第二发射器单元(202、204、207)，其中，所述分析单元(123)被配置成通过分析由在所述时分复用模式、所述频分复用模式和/或所述码分复用模式中操作的该至少两个发射器单元(202、204、207)引起的所述接收信号来通过应用数字波束成形方法确定至少两个可指定空间方向的至少两个回波曲线，并且其中，如果所述质量度量偏离所述接收信号的所述质量度量的所述可指定阈值，所述分析单元(123)被进一步配置成将所述时分复用模式、所述频分复用模式和/或所述码分复用模式切换成所述至少一个第一发射器单元(202、204、207)和/或所述至少一个第二发射器单元(202、204、207)和/或所述第一接收器单元(205、206、207)和所述第二接收器单元(205、206、207)中的至少一者的并行操作，以便增加...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·韦勒，
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