用于物位测量的高频模块、雷达物位计及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种用于物位测量的高频模块、雷达物位计及其制造方法。高频模块包括：发射装置，导波装置和PCB板，其中，发射装置包括：辐射元件和非导电盖体，该辐射元件和非导电盖体设置在PCB板的同侧，并且非导电盖体与PCB板限定形成辐射腔，使得辐射元件置于该辐射腔之内，其中，导波装置与发射装置安装在PCB板的同侧，并且形成与辐射元件对应的导波通路，非导电盖体覆盖辐射元件的盖体部分与导波装置的形成导波通路的部分的底缘相接，且盖体部分的高度被设置使得该辐射元件的辐射面到导波通路的起点之间的距离小于辐射元件所发射电磁波的波长。该高频模块通过非导电模块盖对辐射元件进行密封，不会发生密封件所带来的不必要反射。

High frequency module, radar bit meter and its manufacturing method for location measurement

【技术实现步骤摘要】
用于物位测量的高频模块、雷达物位计及其制造方法
本专利技术涉及物位测量技术，具体而言，涉及一种用于物位测量的高频模块和应用该高频模块的雷达物位计，以及对它们的加工方法。
技术介绍
雷达物位计是一种通过测量雷达发射信号与反射信号接收之间的时间间隔来测量物位计信号发射点到被测物料点之间的距离的测量仪器。对于具有波导的雷达物位计而言，通常由雷达物位计的高频模块的信号发生装置产生电磁信号，再由该高频模块的辐射元件向外发射，该发射信号然后由波导传输。出于防爆的安全原因考虑，需要防止爆炸性的物质或气体混合物从盛放被测物料的容器内部进入到雷达物位计的内部。例如，中国专利技术专利申请公开CN104428943A和中国专利技术专利申请公开CN104428944A均公开了一种具有密封件的波导耦合输入装置、高频模块、料位雷达和应用，通过在波导的起始区域设置该密封件来以气密的方式使得高频模块相对于环境隔离。而这种专门设置密封件的方案需要波导起始区域、通向波导主要区域的过渡区域及波导主要区域之间的相互尺寸关系(内径相互大小关系)配合，还需要在波导内部和外部设置腹板等辅助部件，结构复杂且密封件的偏离位置也会导致失去密封效果或者装置故障，另外，密封件与波导的连接处也会对于辐射元件所发射的信号产生不必要的反射。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的用于物位测量的高频模块，其通过非导电模块盖对辐射元件进行密封，不会发生密封件所带来的不必要反射，并且结构更简单，加工工序得以简化，成本也得以降低。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于物位测量的高频模块，其包括：发射装置，导波装置和PCB板，其中，所述发射装置包括：辐射元件和非导电盖体，该辐射元件和非导电盖体设置在PCB板的同侧，并且所述非导电盖体与所述PCB板限定形成辐射腔，使得所述辐射元件置于该辐射腔之内，其中，所述导波装置与所述发射装置安装在所述PCB板的同侧，并且形成与所述辐射元件对应的导波通路，所述非导电盖体覆盖所述辐射元件的盖体部分与所述导波装置的形成所述导波通路的部分的底缘相接，且所述盖体部分的高度被设置使得该辐射元件的辐射面到所述导波通路的起点之间的距离小于所述辐射元件所发射电磁波的波长。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述非导电盖体覆盖所述辐射元件的盖体部分的高度为所述辐射元件所发射电磁波的波长的一半。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，用PTFE塑料或PP塑料制作所述非导电盖体覆盖所述辐射元件的盖体部分，该盖体部分的高度是1.34mm。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述非导电盖体覆盖所述辐射元件的盖体部分与所述导波装置形成导波通路的管壁底缘相接。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述导波通路是柱状空腔或具有变径腔体结构。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述导波装置形成所述导波通路的部分由金属材料制成。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述辐射元件安装在所述PCB板的绝缘层上，所述非导电盖体安装在所述PCB板上。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述高频模块还包括雷达信号收发装置，该雷达信号收发装置包括一个或多个芯片，并与所述发射装置的辐射元件电连接，该芯片包括产生由所述辐射元件发射的电磁波的微波芯片或者具有这样的功能。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，在所述PCB板的绝缘层的表面涂敷金属层，然后在该金属层上形成电路布线，将所述雷达信号收发装置与所述辐射元件电连接。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，通过微带线将由所述芯片产生的电磁波信号传输到所述辐射元件。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述芯片和所述微带线与所述辐射元件设置在所述PCB板的同侧，并且将所述芯片或者所述芯片和所述微带线设置于吸波材料所限定的空间内。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述吸波材料设置在所述非导电盖体限定的空间内。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述辐射元件是具有较小面积的薄片状器件。根据本专利技术实施例的高频模块，例如，所述高频模块适用于75-120GHz的雷达物位测量应用。根据本专利技术的另一方面，提供了一种雷达物位计，其包括前述的高频模块。根据本专利技术的又一方面，提供了一种雷达物位计的制造方法，其包括：在PCB板的绝缘层上形成部分金属层；在所述绝缘层上安装辐射元件；在关于所述绝缘层与所述辐射元件相同的一侧安装雷达信号收发装置和非导电盖体；在同一侧对位安装导波装置；将高频模块安装于雷达物位计表头的外壳部分；向由雷达物位计表头外壳部分所限定的空间内填充密封胶。根据本专利技术的再一方面，提供了一种通过前述方法制造的雷达物位计。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1是根据本专利技术一个实施例的用于雷达物位计的高频模块的分解视图；图2A是图1所示的高频模块组装后的立体视图；图2B是图1所示的高频模块组装后的另一个角度的立体视图；图3A是图1所示的高频模块组装后的局部正面剖视图；图3B是图1所示的高频模块组装后的局部侧面剖视图；图4A示意性地示出了具有图1所示的高频模块的雷达物位计的局部正面剖视图；图4B示意性地示出了具有图1所示的高频模块的雷达物位计的局部侧面剖视图；图5A和图5B示意性地示出了根据本专利技术另一个实施例的高频模块的正面局部剖视图和侧面局部剖视图；图6A和图6B示意性地示出了根据本专利技术又一个实施例的高频模块的正面局部剖视图和侧面局部剖视图。附图文字100发射装置101辐射元件102非导电盖体103辐射腔200导波装置201导波通路300PCB板301绝缘层302金属层303基板400雷达信号收发装置401芯片402微带线403吸波材料501螺钉502胶带具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。图1是根据本专利技术一个实施例的用于雷达物位计的高频模块的分解视图。如图1所示，发射装置100包括辐射元件101和非导电盖体102，以及在辐射元件101和非导电盖体102之间形成的辐射腔103。其中，辐射元件101和非导电盖体102在PCB板300的同侧设置，具体而言，辐射元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于物位测量的高频模块，其特征在于，包括：发射装置(100)，导波装置(200)和PCB板(300)，其中，所述发射装置(100)包括：辐射元件(101)和非导电盖体(102)，该辐射元件(101)和非导电盖体(102)设置在PCB板(300)的同侧，并且所述非导电盖体(102)与所述PCB板(300)限定形成辐射腔(103)，使得所述辐射元件(101)置于该辐射腔(103)之内，其中，所述导波装置(200)与所述发射装置(100)安装在所述PCB板(300)的同侧，并且形成与所述辐射元件(101)对应的导波通路(201)，所述非导电盖体(102)覆盖所述辐射元件(101)的盖体部分(1021)与所述导波装置(200)的形成所述导波通路(201)的部分的底缘相接，且所述盖体部分(1021)的高度被设置使得该辐射元件(101)的辐射面到所述导波通路(201)的起点之间的距离小于所述辐射元件(101)所发射电磁波的波长。

【技术特征摘要】
1.一种用于物位测量的高频模块，其特征在于，包括：发射装置(100)，导波装置(200)和PCB板(300)，其中，所述发射装置(100)包括：辐射元件(101)和非导电盖体(102)，该辐射元件(101)和非导电盖体(102)设置在PCB板(300)的同侧，并且所述非导电盖体(102)与所述PCB板(300)限定形成辐射腔(103)，使得所述辐射元件(101)置于该辐射腔(103)之内，其中，所述导波装置(200)与所述发射装置(100)安装在所述PCB板(300)的同侧，并且形成与所述辐射元件(101)对应的导波通路(201)，所述非导电盖体(102)覆盖所述辐射元件(101)的盖体部分(1021)与所述导波装置(200)的形成所述导波通路(201)的部分的底缘相接，且所述盖体部分(1021)的高度被设置使得该辐射元件(101)的辐射面到所述导波通路(201)的起点之间的距离小于所述辐射元件(101)所发射电磁波的波长。2.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，所述非导电盖体(102)覆盖所述辐射元件(101)的盖体部分(1021)的高度为所述辐射元件(101)所发射电磁波的波长的一半。3.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，用PTFE塑料或PP塑料制作所述非导电盖体(102)覆盖所述辐射元件(101)的盖体部分(1021)，该盖体部分(1021)的高度是1.34mm。4.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，所述非导电盖体(102)覆盖所述辐射元件(101)的盖体部分(1021)与所述导波装置(200)形成导波通路(201)的管壁底缘相接。5.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，所述导波通路(201)是柱状空腔或具有变径腔体结构。6.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，所述导波装置(200)形成所述导波通路(201)的部分由金属材料制成。7.根据权利要求1所述的高频模块，其特征在于，所述辐射元件(101)安装在所述PCB板(300)的绝缘层上，所述非导电盖体(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雷，
申请(专利权)人：北京古大仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11