[其他]微波高度测量方法和装置

权利要求书

1、采用微波信号来确定从一根天线到一固态或液态物质表面的距离（H）的方法，上述微波信号是在相继的扫频过程中产生的，並且其频率在每个扫频过程中基本上平稳地沿着一个方向进行变化;其中所述微波信号的一部分由所述天线发射出去並射向所述表面，在被所述表面反射並经厉了与所述距离相应的传播时间之后，这部分微波信号得到接收，並在被接收时与此时所发射的微波信号进行混频，从而得到具有测量频率（fm）的测量信号;上述测量频率（fm）取决于所述距离（H）;而所述微波信号的另一部分受到相应于已知长度（L）的延迟，並在延迟之后得到接收，並且通过与此时所产生的微波信号进行混频，从而被转换成具有基准频率（fr）的基准信号;所述基准频率（fr）对应于所述已知长度（L）並同所述测量频率（fm）相联系，以便能够根据所述已知长度来计算所述距离（H）;所述方法的特征在于下列步骤：

A.在每一次扫频中形成一种控制信号，这种控制信号的频率大致等于该扫频过程中测量信号的期望频率，在每一次扫频中通过下列步骤来形成上述控制信号：

（1）用一个可变整数（Q）来乘基准信号的频率（fr）;对上述可变整数（Q）进行适当选择，以便其基本上同所述距离（H）之近似值（h）除以所述已知长度（L）所得的商成正比;

（2）用一个固定数（Z）来除所得到的频率;

B.将所述控制信号同测量信号进行比较以确定这些信号之间的位相差;

C.确定该控制信号同该测量信号之间的相位差在扫频过程的预定部分中所发生的任何变化的数值。

D.依照所确定的位相差的所述变化数值，计算出修正项，将该修正项加到所述距离（H）之所述近似值（h）上，从而给出所述距离。

2、如权利要求1的方法，其中扫频的所述预定部分是一个测量间隔，在这个测量间隔中产生出了所述测量信号和所述基准信号，其特征在于：

（1）在所述测量间隔中产生出各个取样脉冲，这些取样脉冲的频率同所述基准信号的频率（fr）之间具有预定的比值，从而在每对相继取样脉冲之间确定一个取样间隔;

（2）通过下列步骤来确定位相差的所述变化：

（a）在一个测量间隔中，对于多个所述取样间隔中的每一个都确定位相差的值，並且

（b）计算出所述位相差值的加权平均值，这些所述位差值是为所述各个取样间隔而确定的。

3、如权利要求1的方法，其中所述控制信号的特征在于：

（1）以正比于基准信号频率（fr）与所述可变整数（Q）的乘积的速度来产生脉冲;

（2）在包含有所述固定数目（Z）的所述脉冲的重复循环中，对所述脉冲进行计数;

（3）对于在一个循环中以上述方式所计数的每一个脉冲，都发出至少一个输出信号;该输出信号对应于正弦波形上某一点的值，这个点表示一个角度的函数，这个角度是由在一个循环中所计数的脉冲的数字位置来代表的，从而使由此产生的一系列输出对应于一个正弦波形;这种正弦波形易于同所述测量信号进行混频，以进行所述位相差探测。

4、如权利要求3的方法，其特征在于在一个循环中进行了计数的每一个所述脉冲，都发出两个输出信号，其中一个输出信号对应于所述角度的正弦函数，而另一个输出信号对应于所述角度的余弦函数。

5、如权利要求1的方法，其中在形成所述控制信号的过程中，基准信号的所述频率fr进一步地同一个常整数乘数（A）相乘，随后用所述固定整数（Z）来除所得到的频率，其特征在于用下列方法来得到所要确定的距离：

H＝A.L.Q/Z+A.L.F/2πM

其中L为所述已知长度。Q是所述可变整数，F是在扫频的所述预定部分中的总相移，A是所述整数乘数，Z是所述固定整数，M是在扫频的所述预定部分中发生的基准信号振荡的数目，上述的基准信号具有所述基准频率（fr）。

6、如权利要求2的方法，其特征在于所述测量间隔由整数个取样间隔和整数个基准信号振荡构成，上述的基准信号具有所述基准频率（fr）。