一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计制造技术

本申请涉及一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计，属于雷达物位计技术领域。本申请包括第一微波脉冲源，用于产生第一微波脉冲信号；发射通路，用于接收第一微波脉冲信号，并形成电磁波，以向目标物发射出去；接收通路，用于接收目标物反射回的电磁波，并形成反射信号；第二微波脉冲源，用于产生第二微波脉冲信号，其中，第二微波脉冲信号与第一微波脉冲信号两者之间存在稳定的频差；混频器，用于接收第二微波脉冲信号，以及反射信号，并混频形成用于确定物位距离的混频信号。通过本申请，有助于解决脉冲雷达物位计近端测量盲区的问题，进而提升脉冲雷达物位计的测量可靠性。

A pulse radar level meter for measuring material level in container

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计
本申请属于雷达物位计
，具体涉及一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计。
技术介绍
脉冲雷达物位计是雷达物位计的一种，如图1所示，图1为相关技术中的脉冲雷达物位计的一个典型结构示意图。请参阅图1，处理模块1是负责数据处理的器件，处理模块1通过差频控制器2来控制产生两个具有稳定频率差的微波脉冲信号，具体为：差频控制器2用于差频计算和频率控制，控制第一时钟脉冲源3产生第一时钟脉冲信号，第一微波脉冲源4接收第一时钟脉冲信号并产生第一微波脉冲信号，差频控制器2控制第二时钟脉冲源5产生第二时钟脉冲信号，第二微波脉冲源6接收第二时钟脉冲信号并产生第二微波脉冲信号，第一微波脉冲信号和第二微波脉冲信号之间具有稳定的频差。图1中，脉冲雷达物位计的信号发射和接收共同使用一个微波通路100(下述以发收共用的微波通路100进行表示)，发收共用的微波通路100中的射频连接器(100a、100b)、射频线缆100c、馈源100d、波导100e和天线100f都是收发共用的，通过分支线耦合器7来完成信号发射和接收的隔离。如图2所示，图2为相关技术中的分支线耦合器7的一个典型结构示意图，其具有A、B、C和D四个端口，其中，端口A与第一微波脉冲源4连接，端口B与混频器8连接，端口C与发收共用的微波通路100连接，端口D与吸收器9连接，当端口A作为输入时，端口C和端口D是输出端，端口B是隔离端；当端口C作为输入时，端口A和B是输出端，端口D是隔离端。具体的，当端口A接收到第一微波脉冲源4发送的第一微波脉冲信号时，端口C输出的第一微波脉冲信号进入发收共用的微波通路100，以及端口D输出的第一微波脉冲信号进入吸收器9，被吸收器9吸收掉。端口C输出的第一微波脉冲信号通过发收共用的微波通路100形成电磁波，向目标物发射，然后再通过发收共用的微波通路100接收目标物反射回来的电磁波，并转换为反射信号，发收共用的微波通路100将发射信号通过端口C输入。端口A输出的发射信号，向第一微波脉冲源4输送，不会被接收；端口B输出的发射信号，向混频器8输送，由混频器8接收该反射信号，同时，混频器8还接收第二微波脉冲源6的第二微波脉冲信号，混频器8将反射信号和第二微波脉冲信号混频，得到混频信号。混频器8将混频信号传输给中频放大器10对信号进行放大处理，中频放大器10向A/D转换模块输出放大后的信号，处理模块1从A/D转换模块11采集到这个混频信号，然后对这个信号进行处理，从而得到物位距离。对于如图1所示的脉冲雷达物位计，在实际使用中，一方面，由于分支线耦合器7存在信号隔离方面的不足，体现为：第一微波脉冲源4的第一微波脉冲信号作为发射信号从分支线耦合器7的端口A输入时，会有一少部分从端口B泄露出去，泄露到混频器8中；另一方面，从端口C输出的发射信号，在发收共用的微波通路100中传输时，因发收共用的微波通路100中各个连接点的阻抗匹配无法做到完美，比如，射频连接器(100a、100b)、射频线缆100c、馈源100d、波导100e和天线100f等连接结构无法达到完美的匹配，会导致在发收共用的微波通路100中传输的部分发射信号被直接反射回来，从分支线耦合器7的端口C又进入分支线耦合器7。上述因分支线耦合器7隔离能力不足导致的少部分从端口C泄露的发射信号，以及在发收共用的微波通路100中被直接反射回来的部分发射信号，进入分支线耦合器7后，均会被当作反射信号，然后输送给混频器8进行混频处理，这样就会在脉冲雷达物位计的近端形成一个较强的干扰回波，进而导致造成脉冲雷达物位计在近端具有一个测量盲区。如图3和图4所示，图3为脉冲雷达物位计的一个测量结果示意图，图4为脉冲雷达物位计的另一个测量结果示意图，图3和图4中，I处为因分支线耦合器7隔离能力不足导致的少部分从端口C泄露出的发射信号，以及在发收共用的微波通路100中被直接反射回来的部分发射信号，形成的近端干扰波；II处为目标物反射波。图3中示出的是目标物距离脉冲雷达物位计较远的情形，该情形下，近端干扰波和目标物反射波能被有效区分出来，而当目标物距离脉冲雷达物位计较近时，如图4所示，会因近端干扰波的干扰，导致目标物反射波无法被有效识别，从而形成近端测量盲区，导致脉冲雷达物位计近端测量不可靠。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计，有助于解决脉冲雷达物位计近端测量盲区的问题，进而提升脉冲雷达物位计的测量可靠性。为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：本申请提供一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计，包括：第一微波脉冲源，用于产生第一微波脉冲信号；发射通路，用于接收所述第一微波脉冲源产生的第一微波脉冲信号形成电磁波，以向目标物发射出去；接收通路，用于接收所述目标物反射回的电磁波，并形成反射信号；第二微波脉冲源，用于产生第二微波脉冲信号，其中，所述第二微波脉冲信号与所述第一微波脉冲信号两者之间存在稳定的频差；混频器，用于接收所述第二微波脉冲信号，以及所述反射信号，并混频形成用于确定物位距离的混频信号。进一步地，所述发射通路成竖直方向设置，在自上而下的电磁波发射方向上，具有一定空间跨度，包括：发射馈源，用于接收所述第一微波脉冲信号，并转变为电磁波；发射天线，用于将所述发射馈源产生的电磁波向所述目标物发射出去；所述发射天线在电磁波发射方向上具有跨度；所述接收通路成竖直方向设置，在自下而上的电磁波接收方向上，具有一定空间跨度，包括：接收天线，用于接收所述目标物反射回的电磁波；所述接收天线在电磁波发射方向上具有跨度；接收馈源，用于将所述接收天线接收到的电磁波转变为所述反射信号，并输送给所述混频器。进一步地，所述发射通路还包括：发射波导，用于将所述发射馈源产生的电磁波传输至所述发射天线；所述接收通路还包括：接收波导，用于将所述接收天线接收到的电磁波传输至所述接收馈源。进一步地，所述发射馈源与所述第一微波脉冲源直接或间接连接，以及所述接收馈源与所述混频器直接或间接连接。进一步地，所述第一微波脉冲源与所述发射馈源之间通过第一射频线缆传输信号，以及所述混频器与所述接收馈源之间通过第二射频线缆传输信号；其中，所述第一射频线缆与所述第一微波脉冲源之间，所述第一射频线缆与所述发射馈源之间，所述第二射频线缆与所述混频器之间，以及所述第二射频线缆与所述接收馈源之间，均通过射频连接器连接。进一步地，如果所述发射通路包括所述发射馈源和所述发射天线，但不包括所述发射波导，以及所述接收通路包括所述接收馈源和所述接收天线，但不包括所述接收波导，则所述发射馈源、所述接收馈源均形成在同一电路板上，且所述发射馈源位于所述发射天线中，以及所述接收馈源位于所述接收天线中；或者，如果所述发射通路包括所述发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计，其特征在于，包括：/n第一微波脉冲源，用于产生第一微波脉冲信号；/n发射通路，用于接收所述第一微波脉冲信号，并形成电磁波，以向目标物发射出去；/n接收通路，用于接收所述目标物反射回的电磁波，并形成反射信号；/n第二微波脉冲源，用于产生第二微波脉冲信号，其中，所述第二微波脉冲信号与所述第一微波脉冲信号两者之间存在稳定的频差；/n混频器，用于接收所述第二微波脉冲信号，以及所述反射信号，并混频形成用于确定物位距离的混频信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量容器内物料物位的脉冲雷达物位计，其特征在于，包括：
第一微波脉冲源，用于产生第一微波脉冲信号；
发射通路，用于接收所述第一微波脉冲信号，并形成电磁波，以向目标物发射出去；
接收通路，用于接收所述目标物反射回的电磁波，并形成反射信号；
第二微波脉冲源，用于产生第二微波脉冲信号，其中，所述第二微波脉冲信号与所述第一微波脉冲信号两者之间存在稳定的频差；
混频器，用于接收所述第二微波脉冲信号，以及所述反射信号，并混频形成用于确定物位距离的混频信号。


2.根据权利要求1所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
所述发射通路成竖直方向设置，在自上而下的电磁波发射方向上，具有一定空间跨度，包括：
发射馈源，用于接收所述第一微波脉冲信号，并转变为电磁波；
发射天线，用于将所述发射馈源产生的电磁波向所述目标物发射出去；
所述发射天线在电磁波发射方向上具有跨度；
所述接收通路成竖直方向设置，在自下而上的电磁波接收方向上，具有一定空间跨度，包括：
接收天线，用于接收所述目标物反射回的电磁波；
所述接收天线在电磁波发射方向上具有跨度；
接收馈源，用于将所述接收天线接收到的电磁波转变为所述反射信号，并输送给所述混频器。


3.根据权利要求2所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
所述发射通路还包括：
发射波导，用于将所述发射馈源产生的电磁波传输至所述发射天线；
所述接收通路还包括：
接收波导，用于将所述接收天线接收到的电磁波传输至所述接收馈源。


4.根据权利要求2或3所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
所述发射馈源与所述第一微波脉冲源直接或间接连接，以及所述接收馈源与所述混频器直接或间接连接。


5.根据权利要求4所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
所述第一微波脉冲源与所述发射馈源之间通过第一射频线缆传输信号，以及所述混频器与所述接收馈源之间通过第二射频线缆传输信号；
其中，所述第一射频线缆与所述第一微波脉冲源之间，所述第一射频线缆与所述发射馈源之间，所述第二射频线缆与所述混频器之间，以及所述第二射频线缆与所述接收馈源之间，均通过射频连接器连接。


6.根据权利要求4所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
如果所述发射通路包括所述发射馈源和所述发射天线，但不包括所述发射波导，以及所述接收通路包括所述接收馈源和所述接收天线，但不包括所述接收波导，则所述发射馈源、所述接收馈源均形成在同一电路板上，且所述发射馈源位于所述发射天线中，以及所述接收馈源位于所述接收天线中；或者，
如果所述发射通路包括所述发射馈源、所述发射波导和所述发射天线，以及所述接收通路包括所述接收馈源、所述接收波导和所述接收天线，则所述发射馈源、所述接收馈源均形成在所述电路板上，且所述发射馈源位于所述发射波导中，以及所述接收馈源位于所述接收波导中。


7.根据权利要求6所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
如果所述发射通路包括所述发射馈源和所述发射天线，但不包括所述发射波导，以及所述接收通路包括所述接收馈源和所述接收天线，但不包括所述接收波导，则利用形成在所述电路板上的第一微带线伸入所述发射天线中的部分形成所述发射馈源，其中，所述第一微带线与所述第一微波脉冲源直接连接；以及利用形成在所述电路板上的第二微带线伸入所述接收天线中的部分形成所述接收馈源，其中，所述第二微带线与所述混频器直接连接；或者，
如果所述发射通路包括所述发射馈源、所述发射波导和所述发射天线，以及所述接收通路包括所述接收馈源、所述接收波导和所述接收天线，则利用所述第一微带线伸入所述发射波导中的部分形成所述发射馈源；以及利用所述第二微带线伸入所述接收波导中的部分形成所述接收馈源。


8.根据权利要求6所述的脉冲雷达物位计，其特征在于，
如果所述发射通路包括所述发射馈源和所述发射天线，但不包括所述发射波导，以及所述接收通路包括所述接收馈源和所述接收天线，但不包括所述接收波导，则利用形成在所述电路板上的第一微带天线形成所述发射馈源，其中，所述第一微带天线位于所述发射天线中，且所述第一微带天线与所述第一微波脉冲源直接连接；以及利用形成在所述电路板上的第二微带天线形成所述接收馈源，其中，所述第二微带天线位于所述接收天线中，且所述第二微带线与所述混频器直接连接；或者，
如果所述发射通路包括所述发射馈源、所述发射波导和所述发射天线，以及所述接收通路包括所述接收馈源、所述接收波导和所述接收天线，则利用所述第一微带天线形成所述发射馈源，其中，所述第一微带天线位于所述发射波导中，且所述第一微带天线与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：呼秀山，夏阳，
申请(专利权)人：北京锐达仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11