[发明专利]高灵敏度频率调制雷达物位计系统

权利要求书

1.一种雷达物位计系统(1)，用于确定包含在储罐(5)中的产品(6)的填充水平，所述的雷达物位计系统(1)包括：

收发机(10；20)，用于生成、发射和接收频率调制的电磁信号；

发射传播装置(3；24；40；45；50)，与所述收发机(10；20)电连接，并设置为向包含在储罐(5)中的产品(6)的表面(7)传播发射的电磁信号；和

接收传播装置(3；26；40；45；50)，与所述收发机(10；20)电连接，并设置为向所述收发机(10)返回由发射的电磁信号在阻抗变换部分处受到反射而产生的回波信号，包括由所述表面处的反射产生的表面回波信号，

其中，所述收发机(10；20)包括：

信号发生器(21)，用于生成具有预定中心频率的频率调制信号(S_G)；

发射机分支(23)，经由第一频率变换器(25)将所述信号发生器(21)的输出端与所述发射传播装置(24)连接，所述第一频率变换器(25)用于对所述频率调制信号(S_G)的频率进行变换，以提供所述发射的电磁信号(S_T)；

接收机分支(27)，与所述接收传播置(26)连接，用于接收所述表面回波信号(S_R)；以及

混频器(29)，具有经由用于变换所述频率调制信号(S_G)的频率的第二频率变换器(30)连接到所述信号发生器(21)的第一输入端，以及连接到所述接收机分支(27)的第二输入端，用于形成表示所述发射的电磁信号(S_T)与所述表面回波信号(S_R)之间的相位差的中频信号(S_IF)，以及

其中，对所述发射的电磁信号与所述回波信号，所述发射传播装置与所述接收传播装置之间的信号隔离至少为30dB，

所述雷达物位计系统(1)还包括连接到所述收发机(10)的处理电路(11)，用于根据所述中频信号(S_IF)确定所述填充水平。

2.根据权利要求1的雷达物位计系统(1)，其中，所述发射传播装置和所述接收传播装置被提供为包含发射机部分(41；51)和接收机部分(42；52)的双功能结构(3；40；45；50)。

3.根据权利要求2的雷达物位计系统(1)，其中所述双功能结构是贴片天线装置(3；40；45)，所述发射机部分包括多个发射机贴片(41)，以及所述接收机部分包括多个接收机贴片(42)。

4.根据权利要求3的雷达物位计系统(1)，其中所述发射机贴片(41)和所述接收机贴片(42)设置在单个支撑部件上。

5.根据权利要求4的雷达物位计系统(1)，其中所述发射机贴片(41)和所述接收机贴片(42)以当所述雷达物位计系统工作时发射机贴片与接收机贴片之间无电流通过的方式被设置在所述支撑部件上。

6.根据权利要求4或者5的雷达物位计系统(1)，其中所述收发机(10)被额外设置在所述支撑部件上。

7.根据权利要求2的雷达物位计系统(1)，其中所述双功能结构为被分成发射机喇叭(51)和接收机喇叭(52)的喇叭天线(50)。

8.根据权利要求1的雷达物位计系统(1)，其中所述发射传播装置与所述接收传播装置在空间上是分开的。

9.根据权利要求8的雷达物位计系统(1)，其中所述发射传播装置和所述接收传播装置中的每一个为喇叭天线、抛物面天线、贴片天线和拉杆天线的任一种。

10.根据前述任一权利要求的雷达物位计系统(1)，其中所述第一频率变换器(25)为具有第一预定乘法因子(N)的第一倍频器，以及所述第二频率变换器(30)为具有第二预定乘法因子(N)的第二倍频器。

11.根据权利要求10的雷达物位计系统(1)，其中所述第二乘法因子基本与所述第一乘法因子相等。

12.根据前述任一权利要求的雷达物位计系统(1)，还包括设置在接收机分支(27)上的低噪声放大器(28)，以放大所述接收的回波信号(S_R)。

13.根据前述任一权利要求的雷达物位计系统(1)，其中，所述发射传播结构(3；24；40；45；50)是发射机天线，设置为向包含在储罐(5)中的产品(6)的表面(7)辐射发射的电磁信号(S_T)，以及所述接收传播装置(3；26；40；45；50)是接收机天线，设置为捕获由所述发射的电磁信号(S_T)在阻抗变换部分处受到反射而产生的回波信号(S_R)。