用于线扫描器的波导耦合结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于具有线扫描器形式的填充物位雷达天线的波导耦合结构，其中，位于天线侧的波导开口的彼此之间的距离可小于或等于传输信号的波长的一半，其中，相邻的辐射元件之间的距离可大于传输信号的波长的一半。以此方式，可为印刷电路板上的高频前端提供更多的空间。

Waveguide coupling structure for line scanners

The invention relates to a method for filling a radar antenna waveguide coupling structure with line scanner form which is located in the side of the opening between the waveguide antenna of half the distance of each other, can be less than or equal to the wavelength of the signal transmission between adjacent radiating elements, half the distance is greater than the wavelength of the signal transmission. In this way, more space can be provided for the high frequency front-end on the printed circuit board.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于线扫描器的波导耦合结构
本专利技术涉及三维填充物位测量。特别地，本专利技术涉及用于填充物位雷达天线(特别地，其可以是线扫描器)的波导耦合结构、包括波导耦合结构的填充物位雷达天线及包括填充物位雷达天线的填充物位测量装置。
技术介绍
在使用雷达测量装置的三维填充物位测量的领域中出现了全新的应用目标。之前，在测量散装材料时，仅能够测量实际填充物位的总测量值。然而，三维填充物位测量开启了检测容器内包含的散装材料的体积和质量的可能性。对表面拓扑结构的检测甚至能够有利于确定移动液体的填充物位或体积。此类移动液体例如可以在使用搅拌器以及由此在液体表面上产生的流动图案(水龙卷)时产生。对表面拓扑的确定还能够允许得出诸如填充材料的粘性或混合度等其它变量有关的结果。为了检测表面拓扑，使用测量波束对填充材料表面进行采样。例如，由多个辐射元件组成的一维阵列可用于控制测量波束，该阵列允许对填充材料表面进行一维采样(线扫描器)。此外，如果该阵列旋转，则可对该表面进行二维采样。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供小型天线设计并有效地聚焦传输信号。该目的通过独立权利要求中的主题而实现。此外，在从属权利要求中以及下文中描述的实施例中发现本专利技术的其它实施例。本专利技术的第一方面涉及一种用于填充物位雷达天线的波导耦合结构，波导耦合结构包括多个辐射元件的布置和多个波导的布置。每个辐射元件被构造成用于传送和/或接收雷达信号，且每个辐射元件与一个波导相关联。当天线组件连接到波导耦合结构时，相应的辐射元件传送传输信号以使其耦合到波导中，接着波导将耦合的传输信号提供和/或传送到天线组件的天线元件。天线组件包括多个天线元件，每个天线元件被设计和/或构造成用于发射和/或接收相应的雷达信号。通过数字波束成形方法，可设定天线的“观看”方向，并因此可(在辐射元件的一维阵列的情况下)沿着线或(在辐射元件的二维阵列的情况下)二维地对填充材料表面进行采样。每个波导包括布置在天线侧的波导开口，从而将耦合的传输信号发射到天线或其它的与其连接的波导。布置在天线侧的两个相邻的波导开口之间的最大距离例如小于或等于传输信号的波长的一半。传输信号的中心频率可为79GHz(其对应于大约3.8mm的波长)，因此最大距离为1.9mm。每个辐射元件可连接到各自的电子单元，电子单元产生要被(天线)发射的雷达信号或进一步处理的(由天线)接收的雷达信号。电子单元例如通过微带线连接到相应的辐射元件，并通常具有大于传输信号的波长的一半的尺寸。根据本专利技术的一个实施例，两个相邻的辐射元件之间的距离大于位于天线侧的两个相邻的波导开口之间的距离，并例如大于传输信号的波长的一半(λ/2)。例如，相邻的辐射元件之间的距离为位于天线侧的相邻的波导开口之间的距离的两倍。以此方式，即使在相对大的电子单元的情况下，也能够获得面对天线的各个波导开口之间的较小距离。根据本专利技术的另一实施例，每两个辐射元件中的一个辐射元件沿着直的第一线布置。另一方面，剩余的辐射元件沿着以与第一线平行的方式延伸的第二线布置。这两条线之间的距离例如处于传输信号的单个波长的范围内。然而，该距离也可以更大或更小。由于这种未对准，可为电子单元(也称为高频前端)提供空间。还可以仅每三个辐射元件中的一个辐射元件或例如每四个辐射元件中的一个辐射元件沿着直的第一线布置，每三个或每四个辐射元件中的下一个辐射元件沿着第二线布置，并且每三个或每四个辐射元件中的再下一个辐射元件沿着第三线布置。在四组的辐射元件的情况下，每四个辐射元件中的最后一个辐射元件沿着第四线布置，所有的第三线或第四线平行地延伸，但彼此具有明显的距离，使得电子单元具有足够空间。根据本专利技术的又一实施例，辐射元件至少部分地布置在不同平面上。例如，第一线位于(第一基板上的)第一平面上，且第二线位于(第二基板上的)第二平面上，第二平面位于第一平面的上方或下方。由此，可为电子单元提供额外空间。根据本专利技术的又一实施例，位于天线侧的波导开口沿着附加线布置，该附加线位于另一平面中，并通常中心地位于前面两条线的上方。根据本专利技术的又一实施例，至少一个波导(或所有的波导)具有弯曲形状或有角形状，使得与该波导相关的辐射元件没有布置在位于天线侧的波导开口的正下方(或正上方)，而是相对于波导开口横向地偏移。根据本专利技术的又一实施例，所有波导具有相同长度，并因此可使用相同的电子单元。根据本专利技术的又一实施例，所有波导具有相同形状。波导用作用于连接喇叭天线、抛物线槽或其它聚焦设备的接口。因而，通过波导网络，使来自多个相互偏移的辐射元件的传输信号沿着线汇集。矩形波导的使用已被证明在这一方面是有利的。然而，也可以使用圆形波导或具有其它截面的波导。在使用矩形波导时，波导开口可布置成使得波导的窄边布置在一条线中，从而能够在波导之间提供尽可能小的距离。换句话说，波导开口的长边布置成彼此相邻。本专利技术的另一方面涉及包括如上文及下文描述的波导耦合结构的填充物位雷达天线。填充物位雷达天线例如为喇叭雷达阵列天线。根据本专利技术的又一实施例，所述天线还可以是抛物线槽。根据本专利技术的又一实施例，填充物位雷达天线为一维阵列天线(线扫描器)。根据本专利技术的又一实施例，填充物位雷达天线为二维阵列天线，并因此能够二维地采样填充材料表面，而无需在此过程中旋转天线。根据本专利技术的又一方面提供了具有如上文及下文描述的填充物位雷达天线的填充物位测量装置。填充物位测量装置例如被设计为用于确定填充材料表面的拓扑。在下文中，参照附图详细地说明本专利技术的实施例。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例的填充物位测量装置。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的抛物线槽。图3a示出了印刷电路板上的平面辐射元件。图3b示出了波导耦合结构。图4示出了沿着直线布置的多个辐射元件。图5示出了沿着平行延伸的两条直线布置的多个辐射元件。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的波导耦合结构。图7示出了根据本专利技术的又一实施例的波导耦合结构的侧视图。图8示出了图7中的波导耦合结构的立体图。图9示出了根据本专利技术的一个实施例的抛物线槽。图10示出了根据本专利技术的一个实施例的喇叭天线阵列组件。这些附图中的视图为示意性的而不是按照比例尺的。在相同的附图标记用于不同的附图时，这些附图标记表示相同或相似的元件。然而，相同或相似的元件也可以使用不同的附图标记来表示。具体实施方式图1示出了例如具有填充物位测量装置的形式的拓扑检测用填充物位测量装置105，测量装置105可包括如上文及下文描述的填充物位雷达天线。测量装置能够检测来自不同角度范围101、102、103的回波信号或回波曲线。针对所检测的每个回波曲线，确定与填充材料或散装材料104的表面上的相关点的距离。通过数字积分这些距离值并通过对散装材料下方的平面106的假定或在容器几何形状是已知的时，能够确定散装材料堆107的体积。此外，当密度是已知的时，可计算散装材料的质量。填充物位测量装置105包括天线支架108，以用于紧固天线组件(填充物位雷达天线)109。根据填充物位测量装置的设计，天线支架108能够例如通过旋转110或通过倾斜来机械地调整天线的主辐射方向。此外，填充物位测量装置能够被设计成用于执行数字波束成形(digitalenStrahlumformung)。在此方面，填充物位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于填充物位雷达天线的波导耦合结构，其包括：多个辐射元件(303)的布置，每个所述辐射元件被构造成用于传送和/或接收雷达信号(306)；多个波导(701)的布置，针对每个所述辐射元件设置一个所述波导，其中，每个所述波导被构造成用于将所述雷达信号从相应的所述辐射元件传送到天线组件(109，201)的天线元件(202)或者将所述雷达信号从所述天线组件的所述天线元件传送到相应的所述辐射元件，所述天线组件包括多个所述天线元件(202)，每个所述天线元件被构造成用于向填充材料发射一个所述雷达信号并且/或者从所述填充材料接收一个所述雷达信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于填充物位雷达天线的波导耦合结构，其包括：多个辐射元件(303)的布置，每个所述辐射元件被构造成用于传送和/或接收雷达信号(306)；多个波导(701)的布置，针对每个所述辐射元件设置一个所述波导，其中，每个所述波导被构造成用于将所述雷达信号从相应的所述辐射元件传送到天线组件(109，201)的天线元件(202)或者将所述雷达信号从所述天线组件的所述天线元件传送到相应的所述辐射元件，所述天线组件包括多个所述天线元件(202)，每个所述天线元件被构造成用于向填充材料发射一个所述雷达信号并且/或者从所述填充材料接收一个所述雷达信号。2.根据权利要求1所述的波导耦合结构，其中，所述波导均包括位于天线侧的波导开口(802)，所述开口之间的距离(803)小于或等于所述雷达信号的波长的一半。3.根据权利要求1或2所述的波导耦合结构，其中，相邻的所述辐射元件(303)之间的距离(804)大于所述传输信号的波长的一半。4.根据前述权利要求中任一项所述的波导耦合结构，其中，相邻的所述辐射元件(303)之间的距离(804)是位于天线侧的相邻的波导开口(802)之间的距离的两倍。5.根据前述权利要求中任一项所述的波导耦合结构，其中，每两个所述辐射元件(303)中的一个辐射元件沿着直的第一线(805)布置，其中，剩余的所述辐射元件沿着第二线(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特芬·瓦尔德，丹尼尔·舒尔特海斯，
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