[发明专利]用于发射和/或接收信号的天线装置及方法

说明书

根据本发明的天线装置201″″、201″″′包括：信号源502，其用于生成具有基本频率的发射信号；控制装置111以及第一发射通道202a、207a。发射通道包括：第一频率转换装置501a、501b；以及具有第一频率通带的第一发射装置504a″″、504b″″、504a″″′、504b″″′。控制装置111连接至第一频率转换装置501a、501b，以进行发射信号的基本频率到处于第一发射装置504a″″、504b″″、504a″″′、504b″″′的第一频率通带中的第一发射频率的时控转换，以便经由第一发射通道202a、202b、207a、207b提供具有第一发射频率的第一发射信号。

技术领域

本发明涉及测量技术的技术领域。

背景技术

为了确定容器中的填充材料或散装材料的物位，可使用拓扑检测物位测量装置。这些测量装置使用电子信号来扫描填充材料和/或散装材料的表面，并进一步利用从该扫描推导出的填充材料和/或散装材料的三维表面拓扑的认知来确定填充材料的体积(假定填充材料下面的区域是已知的)和/或确定从体积推导出的质量或其它变量(在已知密度的情况下)。为了执行扫描，使电磁波波束掠过填充材料或散装材料，并观察和评估不同角度的反射特性。

电磁波，特别是雷达信号的三维(3D)物位测量或拓扑测量的使用可开拓材料测量中的新的应用目标。

专利DE 102007039397 B3的说明书描述了用于操作具有多个发射器和多个接收器以及相关装置的天线组的方法。WO 2015/052699A1涉及一种借助多个声学发射/接收阵列来评估容器的内容物的方法。WO 2015/120885A1涉及一种用于检测对象的性能的测量装置和方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了天线装置、具有天线装置的物位测量装置、用于发射和/或接收信号的方法、用于发射和/或接收信号的程序单元和用于发射和/或接收信号的计算机可读存储介质。

期望能够创建一种用于测量物位的有效天线装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种天线装置，所述天线装置具有用于生成具有基本频率的发射信号的信号源、控制装置和第一发射通道。发射通道具有第一频率转换装置和第一发射装置，第一发射装置具有第一频率通带。信号源连接至第一频率转换装置，且控制装置连接至第一频率转换装置。控制装置连接至第一频率转换装置，使得其可执行发射信号的基本频率到处于第一发射装置的第一频率通带中的第一发射频率的时控转换，以便在第一发射通道上提供具有第一发射频率的第一发射信号。第一发射信号的基本频率到处于第一频率通带中的第一发射频率的转换根据可指定第一时间进度表来进行。

换言之，控制装置能够以时控的方式控制发射信号的基本频率到第一发射频率的转换。频率的转换可以如下方式进行：例如，在启动天线装置以进行发射和/或接收时，启动频率转换装置，以便将发射信号变换成适用于发射装置的频率范围。特别地，频率转换装置可将发射信号变换成发射装置的通带，从而通过发射装置发送发射信号。因此，可通过接通和断开或者频率转换装置的启动和停用来决定是否发送发射信号。在低频时进行接通和断开，使得可使用低频开关，例如，继电器或电子开关。因此，可避免昂贵的高频部件。

特别地，天线装置可以是被称为多输入多输出(MIMO)物位雷达单元的天线装置，物位雷达单元根据调频连续波(FMCW)原理工作，并且在每个发射周期和发射支路上发送发射信号，发射信号具有频率斜坡(frequency ramp)。例如，发射周期的典型时间为5毫秒。

可设置具有压控振荡器(VCO)和锁相环(PLL)的单个信号源。根据一个实施例，设置有多个发射通道(或组合的发射/接收通道)和多个接收通道。每个发射(或发射/接收通道)和接收通道均具有自己的频率转换装置，例如，频率倍增器。对于从发射信号的基本频率到第一发射频率的时控转换，针对每个频率转换装置设置有开关单元，以便根据可指定时间进度表来接通和断开频率转换装置。如图4和图5所示，也可互相组合地使用各种开关单元，其中，开关单元在两个频率转换装置之间来回切换。