用于料位測量的多系統(tǒng)雷達的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及料位測量。尤其，本發(fā)明涉及一種用于料位雷達的電子模塊、一種具有這種電子模塊的料位雷達、FMCW料位雷達和脈沖料位雷達與切換裝置組合的應用、以及一種用于測量料位的方法。
【背景技術】
[0002]這種料位雷達設備分別根據特定的雷達原理工作。市售的設備應用脈沖或FMCW雷達方法。
[0003]US7，710，125B2描述了一種脈沖雷達方法，其中使用參考通道。DE198 13 604A1描述了一種FMCW雷達方法。
[0004]所謂的脈沖料位雷達設備產生發(fā)射脈沖，所述發(fā)射脈沖借助于發(fā)射天線朝向物料表面發(fā)出。所述脈沖隨后(至少部分地)從物料表面并且必要時也從容器底部、不同的填充介質之間的分離層和/或容器組件或干擾部位反射。被反射的發(fā)射脈沖隨后由接收天線(在此也可以為發(fā)射天線)接收并且轉換成中頻脈沖。此后，進行模擬/數(shù)字轉換和信號處理，所述信號處理最終應提供期望的測量結果。
[0005]另一個料位雷達原理是FMCW原理，所述FMCW原理基于頻率調制的、連續(xù)的波。FMCW料位雷達設備不發(fā)送(離散的)發(fā)出信號脈沖，而是更確切地說由天線朝向物料表面的方向發(fā)出連續(xù)的波，并且更確切地說利用頻率掃描或頻率斜坡來發(fā)出。在此，被反射的信號也由相應的接收天線接收并且轉換成中頻信號，所述中頻信號隨后被輸送給模/數(shù)轉換器和跟隨其后的信號處理裝置。
[0006]脈沖和FMCW雷達設備使用在不同的應用中。這兩族雷達設備的硬件在此構造非常不同，這尤其涉及高頻(HF)前端的構造和其控制。HF前端為雷達設備的下述組件，所述組件直接與發(fā)送信號的產生和中頻接收信號的產生相關聯(lián)。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是，在借助料位雷達設備進行料位測量時提高測量結果的質量。
[0008]該目的通過獨立權利要求的特征來解決。本發(fā)明的改進方案從從屬權利要求和如下說明中得到。
[0009]根據本發(fā)明的第一方面，提出一種用于料位雷達的電子模塊，所述電子模塊具有信號產生裝置和切換裝置。信號產生裝置具有第一子組件和第二子組件。
[0010]第一子組件構成為用于產生第一 FMCW發(fā)送信號和用于產生中頻(ZF)接收信號，所述第一 FMCW發(fā)送信號用于通過料位雷達的天線朝向物料表面的方向發(fā)出，所述中頻接收信號溯源于由天線接收的被反射的第一發(fā)送信號。將“產生”ZF接收信號在此和在下文中理解成，雷達設備接收被反射的發(fā)送信號并且隨后從所接收的信號通過頻率變換產生ZF信號。
[0011]第二子組件構成為用于產生脈沖式的第二發(fā)送信號并且用于產生ZF接收信號，所述脈沖式的第二發(fā)送信號用于通過料位雷達的(可能其他的)天線朝向物料表面的方向發(fā)出，所述ZF溯源于由天線接收的被反射的第二發(fā)送信號。
[0012]切換裝置構成為用于可選擇地(受事件和/或用戶控制地)激活第一子組件和第二子組件。
[0013]換言之，在特定的時刻，能夠分別選擇和使用兩個子組件中的一個子組件，以便測量料位。
[0014]根據本發(fā)明的一個實施方式，第一子組件具有第一 HF前端以產生第一 FMCW發(fā)送信號和用于產生相應的ZF接收信號。同樣地，第二子組件可以具有第二 HF前端以產生脈沖式的第二發(fā)送信號和用于產生ZF接收信號。
[0015]根據本發(fā)明的一個實施方式，第一子組件集成到第二子組件中。替選地，第二子組件也可以集成到第一子組件中。
[0016]在此，可能的是并且能夠提出，第一子組件的特定的構件也可以由第二子組件使用，或者反之。
[0017]根據本發(fā)明的另一個實施方式，切換裝置構成為用于以固定預設的時間順序選擇性地激活第一子組件和/或第二子組件。例如，可以預設的是，周期性地、交替地激活或禁用這兩個子組件。
[0018]根據本發(fā)明的另一個實施方式，切換裝置構成為用于根據例如被反射的第一發(fā)送信號和/或被反射的第二發(fā)送信號的回波信號幅值來激活第一子組件和/或第二子組件。因此，可能的是，回波信號幅值例如在天線的附近區(qū)域中上升超過特定的數(shù)值，電子模塊通過下述方式從FMCW方法切換成脈沖方法:禁用第一子組件而激活第二子組件。
[0019]在相反的情況下，當特定的回波(例如料位回波)的回波信號幅值下降到特定的閾值之下或者位于所述閾值之下時，電子模塊可以從脈沖方法切換至FMCW方法。
[0020]根據本發(fā)明的另一個實施方式，切換裝置構成為用于根據所測量的料位來激活第一子組件和/或第二子組件。
[0021]因此，例如可以提出，當料位相對高時，即物料表面處于天線的附近區(qū)域中時，電子模塊從第一子組件切換至第二子組件。
[0022]在料位低的情況下例如可以提出，電子模塊從第二子組件切換至第一子組件。
[0023]根據本發(fā)明的另一個實施方式，切換裝置構成為用于根據在被反射的第二發(fā)送信號中多重回波的存在來激活第一子組件。
[0024]即如果在脈沖方法之后測量和確定:在被反射的第二發(fā)送信號中不存在可相關聯(lián)的回波、例如多重回波，那么電子模塊可以切換至FMCW方法。
[0025]這會是有利的，因為在FMCW雷達的情況下多重反射映射于較高的ZF頻域中，隨后所述多重反射可以被濾除。
[0026]根據本發(fā)明的另一個實施方式，電子模塊具有唯一的數(shù)字信號處理裝置，以用于對被反射的發(fā)送信號進行處理。在所述數(shù)字信號處理裝置之前，可以設有模/數(shù)轉換器。
[0027]因此，可能的是，F(xiàn)MCW中頻信號(測量信號，所述測量信號由被反射的發(fā)送信號引起)和ZF脈沖信號通過相同的信號處理裝置處理。對此，不僅FMCW系統(tǒng)的HF前端而且脈沖系統(tǒng)的HF前端經由模/數(shù)轉換器連接于數(shù)字信號處理裝置。
[0028]根據本發(fā)明的另一個方面，提出一種具有在上文中和在下文中描述的電子模塊的料位雷達。
[0029]根據本發(fā)明的另一個實施方式，料位雷達具有唯一的天線，信號產生裝置連接到所述天線上，并且所述天線構成為用于發(fā)出發(fā)送信號并且用于接收被反射的發(fā)送信號。
[0030]替選地，例如可以設有兩個分開的發(fā)送/接收天線，其中一個發(fā)送/接收天線連接于FMCW系統(tǒng)的HF前端并且另一個發(fā)送/接收天線連接于脈沖系統(tǒng)的HF前端。
[0031]根據本發(fā)明的另一個方面，提出FMCW料位雷達和脈沖料位雷達與切換裝置組合的應用，以選擇性地激活FMCW料位雷達和脈沖料位雷達。
[0032]兩個料位雷達可以是分開的設備，所述設備例如分別具有自己的天線，以及自己的數(shù)字信號處理裝置。
[0033]也可以提出，兩個料位雷達中的每個料位雷達具有其自己的天線，然而，對由兩個料位雷達產生的ZF信號的信號處理在共同的數(shù)字信號處理裝置中進行。
[0034]根據本發(fā)明的另一個方面，提出一種用于測量料位的方法，其中首先通過料位雷達的信號產生裝置的第一子組件產生FMCW發(fā)送信號。隨后，將FMCW發(fā)送信號朝向物料表面的方向通過料位雷達的天線發(fā)出。隨后，所述信號(此外)在物料表面上反射并且得到的、被反射的發(fā)送信號隨后由料位雷達接收。隨后，從所接收的、被反射的發(fā)送信號產生ZF接收信號，所述ZF接收信號溯源于由天線接收的、被反射的第一發(fā)送信號。
[0035]隨后，激活信號產生裝置的第二子組件，隨后通過第二子組件產生脈沖式的第二發(fā)送信號，所述第二發(fā)送信號隨后朝向物料表面的方向通過料位雷達的天線發(fā)出。相應的被反射的發(fā)送信號由天線接收并且隨后從其產生ZF接收信號。
[0036]因此，可能的是，在脈沖雷達方法和FMCW雷達方法之間進行切換。
【附圖說明】
[0037]在下文中，參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
[0038]圖1示出根據本發(fā)明的一個實施例的料位雷達的部件。
[0039]圖2示出根據本發(fā)明的另一個實施例的料位雷達的部件。
[0040]圖3示出根據本發(fā)明的另一個實施例的料位雷達的部件。
[0041]圖4示出根據本發(fā)明的另一個實施例的料位雷達的部件。
[0042]圖5示出根據本發(fā)明的另一個實施例的裝入到容器中的料位雷達。
[0043]圖6示出可在圖2、圖3或圖4的實施例中使用的耦合器的示例。
[0044]圖7示出根據本發(fā)明的一個實施例的方法的流程圖。
[0045]圖8示出根據本發(fā)明的另一個實施例的料位雷達的部件。
[0046]圖9示出根據本發(fā)明的另一個實施例的料位雷達的部件。
【具體實施方式】
[0047]附圖中的圖示是示意性的而非按照比