CN103975255B - 具有至少一个定位装置的手持式工具装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手持式工具装置，其具有计算单元(12a；12b)和至少一个定位装置(14a；14b)，该定位装置被设置用于至少接收定位信号。建议将计算单元(12a；12b)设置用于通过确定该定位信号的圆偏振的部分来求得定位物体(16a)的至少一个位置信息。
Description
现有技术
已经有人提出具有计算单元和至少一个定位装置的手持式工具装置，所述定位装置被设置用于至少接收定位信号。
本发明的公开
本发明涉及一种具有计算单元和至少一个定位装置的手持式工具装置，所述定位装置被设置用于至少接收定位信号。
建议，计算单元被设置用于通过确定定位信号的圆偏振的部分求得定位物体的至少一个位置信息。“计算单元”应该尤其理解为一种具有信息输入、信息处理和信号输出的单元。信息输入最好包括至少一个模拟数字转换器，其在运行期间数字化定位信号的部分。计算单元有利地具有至少一个处理器、存储器、输入和输出机构、其它的部件、运行程序和/或至少一个计算例行程序。计算单元的所述部件最好布置在一个公共的电路板上和/或有利地布置在一个公共的壳体中。定位装置有利地至少确定是否有定位物体位于定位装置的定位区域中。特别有利地，定位装置确定在定位装置和定位物体之间的至少一个距离。“定位装置”应该尤其理解为一种装置，该装置在运行期间发射定位信号和接收由定位物体反射的定位信号的部分。此外，“定位信号”应该理解为尤其是一种信号，定位装置发射该信号用于定位定位物体。定位信号最好具有大于500MHz的带宽，有利地大于1GHz，特别有利地大于2GHz的带宽。备选地，定位装置可以发射窄带的定位信号，由此可以实现结构上特别简单的设计方案。术语“接收”应该尤其理解为，定位装置将由定位物体反射的定位信号的一部分能量从通过绝缘体和/或真空传播的电磁波转换成在电导体中引导的波。此外，“设置”应该理解为尤其是专门地编程、设计和/或装备（配备）。“定位信号的圆偏振的部分”应该尤其理解为定位信号的能量的至少一部分，它的一个电场矢量的大小（数值）至少在某个频率下是恒定的。该场矢量在该频率下最好在360度的周期内回转。特别有利地，在发射期间定位信号的圆偏振部分比定位信号的线性偏振部分大3dB。“确定定位信号的圆偏振的部分”尤其应该理解为以下三种确定中的每一种以及专业人员认为有意义的这些确定的组合。第一，计算单元在运行期间量化定位信号的圆偏振的部分，定位装置由定位信号的两个线性偏振地接收的、尤其是相互正交的部分组合该定位信号。第二，计算单元量化定位信号的由定位装置的定位天线直接地圆偏振地接收的部分。第三，有利地，计算单元量化定位信号的两个线性偏振地接收的、尤其是相互正交的部分和由此计算出定位信号的圆偏振地接收的部分。“位置信息”尤其应该理解为一种信息，该信息描述在定位过程中定位物体的至少一个部分相对于定位装置的至少一种布置。位置信息最好描述定位物体的距离、定位物体的方位、定位物体的形状和/或定位物体被相对于定位装置布置所处的方向。“定位物体”应该尤其理解为在一个工件中、例如在墙壁中，隐蔽地设置的部件，该部件在至少一个电磁特性上与工件相区别，例如电线、水管、支撑体和/或钢筋。术语“求得”尤其应该理解为，计算单元由定位信号的圆偏振的部分的至少一个特性参数计算出定位物体的至少一个位置信息。通过按照本发明的手持式工具装置的设计方案，定位信号在工件表面上和工件的另外的大面积的层上的反射能够被有利地抑制。由此可以实现对定位物体的特别可靠和精确的定位。
在另一个设计方案中建议，定位装置具有定位天线，它被设置用于，至少接收定位信号的两个正交的偏振方向，由此借助于有利地设计的定位天线可以确定定位信号的圆偏振部分和定位物体的其它的信息。“定位天线”应该尤其理解为一种天线，它在至少一个运行状态下发射和尤其是接收用于定位定位物体的信号。定位天线尤其具有小于60度，有利地小于45度，特别有利地小于30度的3dB张角（开度角）。定位天线在定位信号的频率范围的至少一部分中有利地具有大于3dBi，特别有利地大于6dBi，的放大。定位天线优选被设置用于发射宽带的定位信号。“宽带的”尤其应该理解为，一个发射的、反射的和接收的定位信号的幅值在某个频率范围中，该频率范围包括频率范围的中心频率的至少25%，有利地至少50%，具有与定位信号的最大幅值之间小于-10dB的偏差。中心频率优选位于500MHz和12GHz之间，特别优选在1和6GHz之间。“正交的偏振方向”应该尤其理解为相互独立的偏振方向，并且尤其是一个左旋和一个右旋的圆偏振方向或两个具有相互垂直定向的电矢量的线性偏振方向。短语“接收两个正交的偏振方向”应该尤其理解为，定位天线被设置用于接收定位信号的两个正交偏振的部分并且输出到分开的馈电点处。定位天线在至少两个偏振方向上最好具有少于10dB，有利地少于6dB，特别有利地少于3dB差值的天线增益。定位天线在两个正交的偏振方向上最好各具有一个灵敏度的最大值。“馈电点”应该尤其理解为定位天线的一个点，在此处用于发射的定位信号被馈入定位天线中并且在接收后由定位天线发出。
此外建议，计算单元被设置用于，由定位信号的至少两个接收的线性偏振方向确定出定位信号的圆偏振的部分，由此可以在结构上简单地确定宽带定位信号的圆偏振部分。短语“确定定位信号的圆偏振的部分”尤其应该理解为，计算单元将定位信号的两个接收的线性偏振方向相互分开地量化并且由定位信号的量化的偏振方向计算出定位信号的圆偏振的部分。
此外建议，计算单元被设置用于，由反射的定位信号的至少一个共偏振参数和至少一个交叉偏振参数确定出定位信号的圆偏振的部分，由此可以以有利地很少的计算功率（计算力）确定圆偏振的部分。“共偏振参数”尤其应该理解为一种散射参数，它描述至少一个在定位物体上的不改变偏振方向的反射。计算单元优选确定共偏振参数，其中它将以一个偏振方向发射的定位信号和该定位信号的以相同的偏振方向接收的反射进行比较。“交叉偏振参数”应该尤其理解为一种散射参数，它描述定位信号的偏振方向的至少一个由定位物体引起的改变。计算单元优选通过以第一偏振方向发射的定位信号和该定位信号的接收的反射的比较来确定交叉偏振参数，该反射具有与第一偏振方向正交的第二偏振方向。“散射参数”应该尤其理解为一种对定位信号在定位物体上的反射的描述，该描述至少包括有关定位信号的反射的部分的幅值和相位角的信息。散射参数最好描述发射的定位信号和定位信号的反射的部分之间的差异，并且尤其是作为复数的值。计算单元尤其这样地确定散射参数，其中它将发射的定位信号和定位信号的接收的部分以复数方式进行比较。
此外建议，定位装置为了接收每个尤其是线性的偏振方向而具有至少一个馈电点，由此可以实现结构上简单的信号引导。定位天线最好被设置用于在基本上各不受另一个偏振方向影响下接收两个正交的偏振方向。“基本上不受影响”尤其应该理解为，其中一个偏振方向到另一个偏振方向中的过耦合为少于-10dB，有利地少于-20dB，特别少于-30dB。定位装置最好具有四个馈电点，其中，优选定位天线在馈电期间从两个尤其是相对置地设置的馈电点发射出具有相同的偏振方向的定位信号。
此外建议，定位装置被设置用于激励一个单独的馈电点，由此可以特别精确地定位。定位信号尤其可以以不同的发射方向进行发射。短语“激励一个单独的馈电点”应该尤其理解为，定位装置的信号发生器在一种运行状态下将定位信号经由其中一个馈电点发送到定位装置的定位天线上。备选地或附加地，信号发生器可以经由两个馈电点对称地或非对称地激励定位天线。
在本发明的一个有利的设计方案中建议，定位天线设计成LCR天线，由此可以实现特别小的结构尺寸和在大的带宽上的有利的发射特性。此外，“LCR天线(Large-Current-Radiator-Antenne（大电流辐射器天线）)”应该理解为尤其是一种天线，它具有发射元件，在运行中大的电流流动通过该发射元件。LCR天线的辐射体面最好具有小于20欧姆，有利地小于10欧姆，特别有利地小于5欧姆，的波阻。定位信号的磁部分在定位天线的近场中优选至少是定位信号的电部分的两倍。定位天线最好是关于一个对称平面对称地定向，其中，该对称平面垂直于发射元件地定向。定位天线有利地至少部分地由尤其是耐腐蚀的金属板、尤其是由弯曲的金属板，形成，例如由不锈钢和/或镀锌板和/或镀金板等等构造成的金属板。备选地可以设想将定位天线设计成塑料体，其中，表面和/或部分区域，尤其是用于引导信号的表面和/或部分区域，至少部分地被金属化，其中，在设计和/或计算定位天线时应该考虑塑料体的比介电常数。备选地，定位天线可以设计成贴片天线和/或类似偶极的天线。
在另一个设计方案中建议，定位装置被设置用于输出定位信号的圆偏振的部分，由此可以实现定位信号的简单的量化。定位装置有利地具有高频电路，它从定位信号的两个线性偏振部分确定出定位信号的圆偏振的部分。计算单元最好量化由定位装置确定的定位信号的圆偏振的部分。
此外建议，定位装置具有定位天线，该定位天线被设置用于直接地接收定位信号的圆偏振的部分，由此可以使用结构上特别简单的高频电子装置。定位天线在接收圆偏振的信号上最好具有最高的灵敏度，例如一种螺旋定向天线，一种螺旋天线和/或一种另外的、专业人员认为有意义的圆形天线。
本发明此外涉及一种具有按照本发明的手持式工具装置的手持式定位仪。“手持式定位仪”应该尤其理解为一种仪器，它被设置用于，由使用者通过手沿着工件上引导，来识别在工件中隐蔽地设置的构件，例如电线、水管和/或木梁和有利地求得位置、尤其是与仪器之间的距离。手持式定位仪最好具有仪器壳体，其为了操作被设计成可以由使用者抓持。
此外，本发明涉及一种具有按照本发明的手持式工具装置的手持式工具，由此可以特别简单地在加工过程之前检查定位物体上的工件。“手持式工具”尤其应该理解为一种专业人员认为有意义的工具，但是有利地应该理解为是钻机、钻锤、冲击锤、锯子、刨子、起子、凿机（铣刀）、研磨机、角磨机、园艺工具和/或多功能工具。手持式工具最好具有仪器壳体，其为了操作被设计成可以由使用者抓持。
附图
其它的优点从下面的附图说明中得到。在附图中示出了本发明的两个实施例。附图、说明书和权利要求书包含大量特征的组合。专业人员也可以按照目的单独地考虑这些特征并且概括成有意义的其它的组合。
图1以透视图显示了一个工件和一个具有按照本发明的手持式工具装置的手持式定位仪，
图2以示意图显示了图1的手持式工具装置的定位装置和计算单元，
图3以透视图显示了图2的定位装置的定位天线和
图4以示意图显示了图1的手持式工具装置的一个备选实施例。
实施例的说明
图1显示了手持式定位仪30a，其具有手持式工具装置10a、显示单元32a、输入单元34a和仪器壳体36a。使用者在仪器壳体36a处操作时将手持式定位仪30a在工件38a上引导。手持式工具装置10a此时通过仪器壳体36a的背离显示单元32a的一侧将定位信号发射到工件38a中。工件38a在此处是一个壁的一部分。在定位过程期间，在工件38a里面隐蔽地设置的定位物体16a，在此处是一个钢筋，反射一部分定位信号。手持式工具装置10a接收一部分定位信号和由此确定关于定位物体16a的至少一个信息。在该实施例中，手持式工具装置10a确定，是否定位物体16a在主发射方向40a上设置在定位天线20a之前并且确定定位物体16a被设置的深度。
在图2中详细示出的手持式工具装置10a包括计算单元12a和定位装置14a。定位装置14a具有定位天线20a、第一天线转换开关42a、第二天线转换开关42a、信号发生器44a、天线连接器（天线变换装置）45a和模拟数字转换器46a。信号发生器44a产生定位信号。定位信号具有8GHz的带宽和5GHz的中心频率。计算单元12a控制定位信号的产生。备选地或附加地，信号发生器可以将定位信号尤其是经由天线转换开关传递到计算单元，计算单元将该未发射的定位信号量化。定位天线20a具有四个馈电点（供给点）22a，24a，26a，28a。天线连接器45a布置在信号发生器44a和其中一个天线转换开关42a之间。它设计成定向耦合器。它将来自信号发生器44a的定位信号传导到天线转换开关42a。此外它将来自天线转换开关42a的定位信号的一个反射（返回）部分在模拟数字转换器46a的方向上传导。天线转换开关42a将该定位信号传导到定位天线20a的单独的馈电点22a，24a，26a，28a。计算单元12a控制天线转换开关42a，43a。因此定位装置14a被设置用于激励单独的馈电点22a，24a，26a，28a。天线转换开关42a将定位信号依次地传导到全部的馈电点22a，24a，26a，28a。所示的是，天线转换开关42a将定位信号传导到第一馈电点22a。未详细示出的是定位装置14的滤波器，放大器，混频器和调制器。备选地，定位装置可以具有两个接收器，尤其是带有两个模拟数字转换器的接收器。在此，接收器接收被反射到馈电的馈电点的定位信号并且接收器接收被反射到未馈电的馈电点的定位信号。由此可以取消第二天线转换开关43。
图3显示了手持式工具装置10a的定位天线20a。定位天线20a设计成LCR天线。定位天线20a包括四个馈电点22a，24a，26a，28a，一个辐射体面48a，一个接地面50a和四个适配器52a。定位天线20a在运行期间相互分开地发射和接收定位信号的两个正交的偏振方向。为此，定位天线20a的四个馈电点22a，24a，26a，28a被单独地激励并且被接收的一部分定位信号被从定位天线20a输出到四个馈电点22a，24a，26a，28a。接地面50a在主发射方向40a的方向上反射由辐射体面48a在其方向上发射的定位信号的部分。
辐射体面48a在运行期间在主发射方向40a上发射和接收定位信号。它是方形形状的。馈电点22a，24a，26a，28a经由适配器52a激励辐射体面48a以反射出定位信号。在此，适配器52a将馈电点22a，24a，26a，28a的波阻（特性阻抗），在此处为50欧姆，变换成辐射体面48a的波阻，它在此处小于10欧姆。适配器52a梯形地从馈电点22a，24a，26a，28a延伸到辐射体面48a。辐射体面48a和适配器52a由一个一体地构造成的传导面形成。
在此，适配器52a从辐射体面48a在馈电点22a，24a，26a，28a的方向上逐渐地锥形变窄。馈电点22a，24a，26a，28a布置在一个由接地面50a形成的（展开的）平面中。接地面50a在馈电点22a，24a，26a，28a处与辐射体面48a平行地延伸。定位天线20a的另一种设计方案可以从文献DE102008041651A1中获取。
定位天线20a接收一部分被定位物体16a反射的定位信号，并且是相互分开地接收两个正交的线性的偏振方向。馈电点22a，24a，26a，28a将定位信号的该被接收的部分传导到天线转换开关42a。其中的两个馈电点22a，24a传导定位信号的具有第一线性偏振方向的、被接收的部分。其中的两个馈电点26a，28a传导定位信号的具有与第一偏振方向正交的第二线性偏振方向的、被接收的部分。在该实施例中，第一偏振方向垂直地定向并且第二偏振方向水平地定向。天线转换开关42a分别将由未被馈电的馈电点24a，26a，28a之一发出的定位信号的部分传导到模拟数字转换器46a。所示出的是，天线转换开关42a将定位信号的该部分从第二馈电点24a传导到模拟数字转换器46a。模拟数字转换器46a依次量化来自该三个馈电点24a，26a，28a的定位信号部分。
计算单元12a具有定位例行程序，它在定位期间求得定位物体16a的位置信息。定位例行程序从定位信号的两个量化的部分中确定定位信号的圆偏振的（圆极化的）部分。为此，计算单元12a确定该反射的两个复数的共偏振（极化）参数svv，shh，和两个复数的交叉偏振（极化）参数shv，sVh。第一共偏振参数svv描述，以第一偏振方向发射的定位信号的哪个部分被以第一偏振方向反射。第二共偏振参数shh描述，以第二偏振方向发射的定位信号的哪个部分被以第二偏振方向反射。第一交叉偏振参数shv描述，以第二偏振方向发射的定位信号的哪个部分被以第一偏振方向反射。第二交叉偏振参数sVh描述，以第一偏振方向发射的定位信号的哪个部分被以第二偏振方向反射。散射参数svv，shh，shv，svh各包括在不同的频率下有关定位信号的被反射的部分的幅值和相位角的信息。为了确定定位物体16a的共偏振参数svv，shh，和交叉偏振参数shv，svh，在计算单元12a中储存的定位天线20a的散射参数中，从定位信号的被量化的部分中减去尤其一个串扰（Übersprechen）。共偏振参数svv，shh，和交叉偏振参数shv，svh最好描述在发射的定位信号和定位信号的被反射的部分之间的差别。
定位例行程序按照公式确定定位信号scirc的圆偏振的部分:
scirc＝(svv-shh)+j(shv-svh)。
因此，计算单元12a被设置用于由定位信号的共偏振参数和交叉偏振参数确定出定位信号的圆偏振的部分。定位天线20a直到定位物体16a并且返回到定位天线20a的信号持续时间（信号传播时间）在频率范围中导致一种与该定位信号的频率成比例的相位移（相位差）。计算单元12在不同的频率情况下由定位信号scirc的圆偏振的部分确定相位移并且由相位移计算定位物体16a和定位天线20a之间的距离。
在图4中显示了本发明的另一个实施例。下面的说明和附图基本上局限于这些实施例之间的差别，其中，关于相同名称的部件，尤其是涉及具有相同的附图标记的部件，原则上也可以参见图1的另外的实施例的附图和/或说明。为了区别这些实施例，字母a被加在图1至3中的实施例的附图标记之后。在图4的实施例中用字母b替换字母a。
图2显示了具有计算单元12b和定位装置14b的手持式工具装置10b。定位装置14b在运行期间发射和接收圆偏振的定位信号。计算单元12b通过确定定位信号的圆偏振的部分求得定位物体的位置信息。计算单元12b确定由定位物体反射的定位信号的部分的一个复数值并且由此确定出定位物体和定位天线20b之间的距离。
定位装置14b具有定位天线20b，信号发生器44b，模拟数字转换器46b，接地面50b和天线连接器54b。定位天线20b设计成螺旋天线。定位天线20b在运行期间直接地发射和接收定位信号的圆偏振的部分。在此，天线连接器54b将定位信号从信号发生器44b传导到定位天线20b和从定位天线20b传导到模拟数字转换器46b。模拟数字转换器46b量化定位信号的该反射的圆偏振的部分。定位装置14b将定位信号的圆偏振的部分输出到计算单元12b。备选地，模拟数字转换器和计算单元可以至少部分地一体地构成。此外，定位装置14b具有平衡—不平衡转换器（Balun）56b，它转换定位信号对定位天线差分馈电。
Claims (10)
1.手持式工具装置，其具有计算单元(12a；12b)和至少一个定位装置(14a；14b)，其中，所述定位装置(14a；14b)具有定位天线(20a；20b)，所述定位天线被设置用于相互分开地发射和相互分开地接收定位信号的至少两个正交的线性的偏振方向，其特征在于，所述计算单元(12a；12b)被设置用于通过在不同的频率情况下由所述定位信号的至少两个接收的线性的偏振方向确定所述定位信号的圆偏振的部分的相位移求得定位物体(16a)的至少一个位置信息。
2.根据权利要求1所述的手持式工具装置，其特征在于，所述计算单元(12a；12b)被设置用于由反射的定位信号的至少一个共偏振参数和至少一个交叉偏振参数确定定位信号的圆偏振的部分。
3.根据权利要求1或2所述的手持式工具装置，其特征在于，所述定位装置(14a；14b)为了接收每个偏振方向具有至少一个馈电点(22a，24a，26a，28a)。
4.根据权利要求3所述的手持式工具装置，其特征在于，所述定位装置(14a；14b)被设置用于激励单独的馈电点(22a，24a，26a，28a)。
5.根据权利要求1所述的手持式工具装置，其特征在于，所述定位天线(20a；20b)设计成LCR天线。
6.根据权利要求1或2所述的手持式工具装置，其特征在于，所述定位装置(14a；14b)被设置用于输出定位信号的圆偏振的部分。
7.根据权利要求6所述的手持式工具装置，其特征在于，所述定位装置(14a；14b)具有定位天线(20a；20b)，所述定位天线被设置用于直接地接收定位信号的圆偏振的部分。
8.手持式定位仪，其具有根据前述权利要求中任一项所述的手持式工具装置(10a；10b)。
9.手持式工具，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的手持式工具装置(10a；10b)。
10.利用根据权利要求1至7中任一项所述的手持式工具装置(10a；10b)的方法，所述手持式工具装置具有定位装置(14a；14b)和计算单元(12a；12b)，所述定位装置(14a；14b)具有定位天线(20a；20b)，所述定位天线被设置用于相互分开地发射和相互分开地接收定位信号的至少两个正交的线性的偏振方向，所述计算单元(12a；12b)在不同的频率情况下由所述定位信号的至少两个接收的线性的偏振方向确定所述定位信号的圆偏振的部分的相位移并且由此求得一定位物体(16a)的至少一个位置信息。
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|---|---|---|---|---|
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| CN110609329B (zh) * | 2019-07-27 | 2021-09-03 | 广东技术师范大学 | 一种地下管道探测定位系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4728897A (en) * | 1984-10-17 | 1988-03-01 | British Gas Corporation | Microwave reflection survey technique for determining depth and orientation of buried objects |
| US5854603A (en) * | 1994-09-02 | 1998-12-29 | Zircon Corporation | Ultra-wideband swept range gate radar system with variable transmitter delay |
| US6657577B1 (en) * | 1997-07-02 | 2003-12-02 | Malaa Geoscience Forvaltning Ab | Radar plant and measurement technique for determination of the orientation and the depth of buried objects |
| US20100207803A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-19 | Battelle Memorial Institute | Circularly Polarized Antennas for Active Holographic Imaging through Barriers |
| US20110181483A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-07-28 | Reiner Krapf | Electric Device |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4005414A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for providing means to eliminate ambiguous polarization effects on phase and amplitude of radar backscatter due to unknown target aspect angle |
| US6768456B1 (en) * | 1992-09-11 | 2004-07-27 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Electronically agile dual beam antenna system |
| US5905455A (en) * | 1995-08-11 | 1999-05-18 | Zircon Corporation | Dual transmitter visual display system |
| US5680048A (en) * | 1996-08-19 | 1997-10-21 | Net Results, Inc. | Mine detecting device having a housing containing metal detector coils and an antenna |
| US7427945B2 (en) | 2003-07-03 | 2008-09-23 | Navcom Technology, Inc. | Positioning system with co-polarized and cross-polarized mapping |
| US6967612B1 (en) * | 2004-10-22 | 2005-11-22 | Gorman John D | System and method for standoff detection of human carried explosives |
| US20060087385A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Time Domain Corporation | System and method for duplex operation using a hybrid element |
| US7345618B1 (en) * | 2005-04-14 | 2008-03-18 | L-3 Communications Cyterra Corporation | Moving-entity detection |
| SE530696C2 (sv) * | 2006-12-19 | 2008-08-19 | Radarbolaget I Gaevle Ab | Metod och anordning för detektering av rörelse hos ytan hos ett objekt |
| DE102007062997A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Ortungsgerät |
| DE102008054456A1 (de) * | 2008-12-10 | 2010-06-17 | Robert Bosch Gmbh | Ortungsgerät |
| US20110115674A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | System and method for interrogating a target using polarized waves |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4728897A (en) * | 1984-10-17 | 1988-03-01 | British Gas Corporation | Microwave reflection survey technique for determining depth and orientation of buried objects |
| US5854603A (en) * | 1994-09-02 | 1998-12-29 | Zircon Corporation | Ultra-wideband swept range gate radar system with variable transmitter delay |
| US6657577B1 (en) * | 1997-07-02 | 2003-12-02 | Malaa Geoscience Forvaltning Ab | Radar plant and measurement technique for determination of the orientation and the depth of buried objects |
| US20110181483A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-07-28 | Reiner Krapf | Electric Device |
| US20100207803A1 (en) * | 2009-02-18 | 2010-08-19 | Battelle Memorial Institute | Circularly Polarized Antennas for Active Holographic Imaging through Barriers |
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