CN104428944B - 波导耦合输入装置、高频模块、料位雷达和应用 - Google Patents

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Abstract

一种波导耦合输入装置，所述波导耦合输入装置具有将发送信号耦合输入到波导耦合输入装置的波导中的平面型的辐射器元件。波导朝向平面型的辐射器元件的方向扩宽，使得辐射器元件能够具有相对大的直径，而波导的内壁部没有使信号质量明显变差。

Description

波导耦合输入装置、高频模块、料位雷达和应用
技术领域
本发明涉及料位测量。特别地，本发明涉及一种用于将高频模块的电磁信号耦合输入到波导中的波导耦合输入装置、一种具有波导耦合输入装置的高频模块、一种具有高频模块的料位雷达和波导耦合输入装置在现场仪器中的应用。
背景技术
现场仪器、特别是与传感器一起用于测量料位或边界位置的现场仪器通常基于运行时间测量。在运行时间测量中，确定雷达信号或经引导的微波脉冲的信号运行时间。随后，根据所述信号运行时间确定期望的测量值。
所述信号具有特定的频率和持续时间。雷达信号和微波信号能够与高频技术(HF技术)的范围相关联。作为位于高频技术的范围中的信号，在小于2GHz的频率范围中的信号通常用作为经引导的微波信号，并且在5GHz至79GHz和以上的范围中的信号通常用作雷达信号。
出于安全原因，需要的是：在防爆炸方面将现场仪器的电子装置与测量环境(即例如用填充介质填充的容器的内部)分隔。该分隔例如由气密的密封件组成。由此，可防止：爆炸性的物质或气体混合物从容器内部到达现场仪器的电子装置并在那里点燃。
EP 2 093 846 A1描述一种用于可提供这种爆炸防护的现场仪器的气密的导体馈通件。该导体馈通件构成为是同轴的并且例如在5GHz和28GHz之间的频率范围中使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种良好地适合于超过60GHz的发送频率的具有爆炸防护的现场仪器。
根据本发明的第一方面，提出一种用于将高频模块的电磁信号耦合输入到波导中的波导耦合输入装置(也称作波导接口)。在此，电磁信号由高频模块产生、由波导耦合输入装置的平面型的辐射器元件放射并且随后由波导从通过波导的起始区域限定的容积沿着通过波导的主要区域限定的容积传输。
波导的主要区域例如构成为是柱形的。但是，也能够为矩形波导。例如，波导沿着主要区域具有恒定的内径。
平面型的辐射器元件设置在波导的起始区域中或直接设置在所述起始区域的上游，使得所放射的信号首先位于波导的起始区域中并且朝向波导的主要区域的方向传播。
重要的是：波导的起始区域朝向平面型的辐射器元件扩宽。换言之，波导的起始区域的内径在与波导的主要区域的过渡区域中(即在起始区域和主要区域交会的部位上)与主要区域的内径同样大，而起始区域的内径朝向平面型的辐射器元件变大。
以所述方式实现，平面型的辐射器元件能够具有相对大的放射面积进而具有相对大的直径。由此，信号的质量能够得到改进。
由平面型的辐射器元件放射的电磁信号也能够称作为发送信号。此外，平面型的辐射器元件也可构成为对接收信号进行接收，所述接收信号(在根据运行时间原理工作的料位测量仪器的情况下)为此外在填充物料面上反射的经过反射的发送信号。平面型的辐射器元件也能够构成为由多个辐射器元件构成的阵列。
在下文中，应再次限定术语波导的“起始区域”和“主要区域”。波导的起始区域位于波导的下述端部上，平面型的辐射器元件位于所述端部的区域中。所述起始区域朝向平面型的辐射器元件扩宽进而朝向波导的主要区域的方向渐缩。换言之，起始区域的内径朝向主要区域的方向连续地或逐步地(不连续地)变小。起始区域的最小直径位于起始区域和主要区域之间的界面处。在该部位上，起始区域和主要区域的内径同样大。
例如，波导的主要区域具有恒定的内径并且从起始区域和主要区域之间的界面延伸至波导的另一端部。
例如，主要区域具有圆形的或矩形的内横截面。
由平面型的辐射器元件放射的(发送)信号沿平面型的辐射器元件的放射方向穿过由起始区域限定的、负责信号输送的内部容积，并且进入到波导的主要区域中并且随后继续朝向波导端部或波导输出端的方向传播。
根据本发明的一个实施方式，波导的主要区域沿信号的放射方向与平面型的辐射器元件间隔开地设置。换言之，信号在其进入波导的主要区域之前首先在波导的起始区域之内经过一定距离。
根据本发明的另一个实施方式，波导的起始区域的内侧具有锥形的伸展。换言之，通过波导的起始区域限定的内部容积是漏斗形的。
根据本发明的另一个实施方式，波导的起始区域的内侧具有双曲线形的伸展。
根据本发明的另一个实施方式，起始区域的内侧具有阶梯形的伸展。
根据本发明的另一个实施方式，平面型的辐射器元件的内径大于波导的柱形的主要区域的内径。
根据本发明的另一个实施方式，平面型的辐射器元件的直径小于波导的起始区域的最大内径的一半或甚至三分之一。
根据本发明的另一个实施方式，波导接口在信号的频率为79GHz的情况下具有大于5％、例如甚至大于8％的相对带宽。
根据本发明的另一个实施方式，平面型的辐射器元件是由微带线供给的矩形的、圆形的、椭圆形的或三角形的平片元件。
根据本发明的另一个方面，提出一种用于产生用于现场仪器、例如料位测量仪器的测量信号的高频模块，其中高频模块具有在上文和下文中描述的波导耦合输入装置。
根据本发明的另一个方面，提出一种具有在上文和下文中描述的高频模块的料位雷达。
根据本发明的另一个方面，提出在上文和下文中描述的波导耦合输入装置在现场仪器中的应用。例如，现场仪器是执行运行时间测量以从中确定料位的料位测量仪器。为此所使用的信号能够为电磁信号，如微波或雷达信号。特别地，所述信号能够是脉冲的。但是，也能够使用连续信号。
根据本发明的另一个实施方式，波导耦合输入装置是气密的。波导耦合输入装置具有已经在上文中描述的平面型的辐射器元件，所述辐射器元件设置在承载件上并且用于放射信号。承载件例如为电路板。
构成为用于传输所放射的信号的波导能够与承载件气密地连接。此外，波导耦合输入装置具有介电的密封元件，所述密封元件在波导的内部中气密地封闭波导。换言之，所述密封元件将波导的位于平面型的辐射器元件的区域中的前部区域与波导的位于探针端部(或波导)的区域中的后部区域隔开，即朝向测量环境的方向隔开。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件由电路板制成，例如铣出。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件是柱形的塑料件。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件是锥形的或双锥形的塑料件，所述密封元件还具有柱形区域，在所述柱形区域处，密封元件以气密的方式与波导连接。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件具有阶梯形的表面。
根据本发明的另一个实施方式，密封元件的下述区域具有金属覆层，以便构成与波导的气密的焊接连接，其中在所述区域上，密封元件以气密的方式与波导连接。在与波导粘接连接的情况下，同样可以(但并非必须)设有金属覆层。特别地，粘接剂自身能够是金属的。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件具有次级辐射器，所述次级辐射器安置在密封元件上或集成到密封元件中，并且所述次级辐射器接收由平面型的辐射器元件放射的信号并且再次放射。次级辐射器同样能够接收经过反射的接收信号并且朝向平面型的辐射器元件的方向放射。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件以气密的方式密封波导。
根据本发明的另一个实施方式，波导具有内部的环绕的腹板，介电的密封元件贴靠在所述腹板上。
根据本发明的另一个实施方式，介电的密封元件设置在波导的起始区域中。
根据本发明的另一个实施方式，波导具有外部的环绕的腹板，承载件贴靠在所述腹板上。
本发明的第一核心思想能够在于：通过以气密的方式将波导的起始区域(即将发送信号耦合输入到其中的区域)相对于测量环境密封，现场仪器的波导具有爆炸防护。这通过所述波导一方面以气密的方式与平面型的辐射器元件(信号源)的承载材料连接并且另一方面具有粘入或焊入其内部区域的密封件(密封元件)来实现。
本发明的另一个方面能够在于：平面型的辐射器元件与波导之间的过渡朝向平面型的辐射器元件、例如锥形地、阶梯形地或双曲线形地扩宽。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置的横截面图。
图2示出根据本发明的另一个实施例的波导耦合输入装置的横截面图。
图3示出根据本发明的另一个实施例的波导耦合输入装置的横截面图。
图4示出根据本发明的另一个实施例的波导耦合输入装置的横截面图。
图5示出根据本发明的一个实施例的介电的密封元件。
图6示出根据本发明的另一个实施例的介电的密封元件。
图7示出根据本发明的一个实施例的料位测量仪器。
图8示出可用在根据本发明的实施例的波导耦合输入装置中的平面型的辐射器元件的四个实例。
图9示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置的横截面图。
图10示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置。
图11示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置的壳体的内侧以及承载件。
图12示出图11的壳体的内侧以及根据本发明的一个实施例的介电的密封元件。
具体实施方式
附图中的描述是示意性的并且不是按照比例的。如果在不同的附图中使用相同的附图标记，那么所述相同的附图标记表示相同的或相似的元件。但是，相同的或相似的元件也能够通过不同的附图标记来表示。
图1示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置100的横截面图。在此应注意的是：在附图中示出的波导耦合输入装置例如连接到高频模块上。但是，高频模块也能够是在此和在下文中称作为波导耦合输入装置的设备100的一部分。在该情况下，设备100也可称为具有波导耦合输入装置的高频模块。
特别地，波导耦合输入装置能够是测量探针的一部分。替选地，所述波导耦合输入装置在附图标记105的区域中具有界面，测量探针的延伸的波导可连接到所述界面上。
波导耦合输入装置100具有适合用于高频的壳体114。所述HF壳体114包括波导104、105。换言之，波导104、105集成到HF壳体中。
此外，不仅出于稳定性原因，但是也出于更好的密封的原因，壳体能够具有侧壁106、107及后壁108。波导104、105朝向位于承载件101的下侧上、即设置在HF壳体的内部中的平面型的辐射器元件102的方向穿过后壁108。在承载件101的上侧上，存在能够用作为接地面的金属覆层。
HF壳体114例如能够构成为是旋转对称的或矩形的。在旋转对称的实施方案的情况下，因此设有两个同心设置的旋转对称的区域106、107和104、105。
内部的旋转对称的区域104、105由波导的起始区域104和波导的主要区域105组成。
这两个区域限定负责传递信号的空腔。
在图1的实施例中，起始区域104的内部空间具有阶梯形的形状(在此为两个阶梯；但是也能够是更多个阶梯)。外部区域104的阶梯形的内面113朝向平面型的辐射器元件102的方向扩宽并且朝向波导的主要区域105的方向渐缩。在波导的主要区域105的上端部处，在主要区域与起始区域交会的位置，存在密封元件111，所述密封元件例如由介电材料构成并且在其接触波导105的内壁部的部位上用金属覆层(参见附图标记112)。
在图1的实施例中，所述密封元件111呈双锥体的形式，所述双锥体具有在两个锥体之间的柱形区域。所述柱形区域的外面用金属覆层，使得密封元件可熔焊或钎焊到波导的主要区域105的内壁上。
也能够粘接密封元件111。
在通过波导104、105形成的内环和壳体的外环106、107之间可存在空腔109、110。
波导耦合输入装置100可用作波导接口。换言之，波导可连接于下部区域105。
波导接口100可构成为是气密的并且构成为用于在大约79GHz的频率范围中与条带导体技术的微波模块一起使用。特别地，波导接口集成到HF壳体114中。
能够是电路板的承载件101以气密的方式与HF壳体114连接。例如，HF壳体粘接到承载件上。
以所述方式，内部的空腔109、104、110可以气密的方式相对于环境密封。
在上文和在下文中描述的密封元件能够是塑料件、陶瓷件或玻璃件。所述密封元件粘接或在那里焊接到波导的主要区域中。
产生信号的电子装置到波导的过渡借助于微带线和连接于其上的平片天线实现，所述平片天线为平面型的辐射器元件。
波导朝向平面型的结构的扩宽是锥形的、双曲线形的或阶梯形的。特别地，波导和HF壳体可一件式地构成。
由此，得到具有少量的单独部件的简单的且成本有效的机械构造。该布置具有良好的高频特性，具有低的输送量衰减和高的反射衰减。
在下文中示例性地描述微带至波导的过渡。
呈平面型的辐射器元件102(例如平片天线)形式的平面型的结构安置在电路板上，所述结构主要正交于承载板101放射。将根据待传输的频率范围设计尺寸的波导104、105安放在所述平面型的结构上方。所述波导朝向电路板在一定程度上扩宽，使得波导壁具有距平面型的结构的足够大的间距，使得减小通过壁对发送信号的影响。
到波导中的其它的耦合输入需要电路板材料的高εr，因此平面型的结构能够构成为是足够小的，以便不被波导壁干扰。然而，高εr可导致布置的减小的相对带宽，例如，所述相对带宽能够位于1％和3％之间。这能够对于宽带的雷达系统是不利的。“相对带宽”理解为发送信号的带宽与中间频率的比值。
通过波导朝向平面型的元件的扩宽，能够使用具有低εr的电路板基板，由此能够将相对带宽升高至大约8％。在该情况下，εr例如位于1.8和3.5之间。
平面型的元件102例如能够是矩形的平片元件1021、圆形的平片元件1022、椭圆形的平片元件1023或三角形的平片元件1024(参见图8)。
平片元件可由一个或多个进行输送的线路801、802(微带线)直接地经由适配网络或间接地(经由电磁耦合)馈电。在图8中在左侧示出间接馈电的实例。
波导朝向平面型的元件的扩宽能够是锥形的、阶梯形的或双曲线形的。
图2示出双曲线形的扩宽的实例，图3示出首先为锥形的扩宽、跟随着为柱形的区域121的实例，所述柱形的区域的端部粘接到承载板101上，并且图4示出完全为柱形的扩宽120的实例。
此外，图2示出，辐射器元件102的直径125明显小于波导的起始区域104的最大直径124。相反地，波导的起始区域的最小内径123对应于波导的主要区域的内径。
这适用于所有实施例。
在下文中，更详细地描述气密的隔离(爆炸防护)的方面：
出于爆炸防护的原因，HF模块(或通常电子电路)以气密的方式相对于环境隔离。例如，气密的隔离可通过囊封电子装置来进行。然而，在高频范围中，并且尤其在微波技术中，囊封对电路的HF特性具有明显的影响。出于此原因，HF壳体114紧密地粘接到承载板(例如电路板)上，使得在承载板101上方存在空气。所述组件然后又被囊封。借助于穿过壳体和囊封的气密的耦合输出例如朝向填充料的方向向外引导HF信号。
特别地，在60GHz及其之上的频率范围中，在波导中使用气密的穿引。所述穿引通过下述方式实现：将介电的密封元件111粘接到波导中或首先部分地金属化并且随后焊接。
在此，介电件111能够采取不同的形式。例如，所述介电件能够以由电路板材料构成的平面盘的形式构成，所述平面盘具有用于与波导焊接连接的金属化的边缘涂层。这例如在图4中示出。
为此，圆形盘可由电路板基板(例如，由PTFE或PTFE陶瓷混合物制成的HF基板，如Rogers RT Duroid 5880、Rogers RO 3003等)制造。因此，所述盘例如具有可在常规的电路板工艺中制造的金属化的边缘。
选择性地，在电路板制造工艺期间，能够将次级辐射器以狭缝或金属化的结构的形式安置到所述盘上。
所述盘可装入在波导的柱形部分或扩宽部分中。
关于此点应指明的是，密封元件111通常能够不强制性地设置在主要区域105中，而是也能够设置在扩宽的区域104中，尽管这在附图中没有示出。
介电的密封元件也可构成为柱形的塑料件，所述塑料件在环周上具有金属化部以用于与波导焊接连接(参看图6)，并且特别地，所述密封元件在该情况下可安置在波导的柱形部分(主要区域)中。
密封元件也可构成为双锥形的塑料件，所述塑料件具有柱形凸肩并且在环周上具有金属化部以用于与波导焊接连接并且设置在柱形部分中(参看图1和图2)。
密封元件也可构成为阶梯形的柱形的塑料件，所述塑料件在环周上具有金属化部以用于与波导焊接连接(参看图3)。
图2示出密封元件作为双柱体的实施方案(类似于在图1中)，然而其中，两个柱体之间的中间区域与柱体基部相比具有较大的直径(与图1相反，在图1中，直径是相等的)。
图5和图6示出介电的密封元件111的两个实例。在图5的情况下，介电的密封元件在其上侧和/或下侧上具有环形的金属覆层112。例如，这种覆层112也在图2和图4中可见。
在图6的实施例中，密封元件111在其环周面上具有环绕的覆层112，如这也在图1和图3的实施例中提供。
此外，密封元件111能够具有次级辐射器121，所述次级辐射器位于密封元件111的上侧上(如在图6中)和/或下侧上或内部中。次级辐射器用于由平面型的辐射器元件102供给。这通过下述方式进行：平面型的辐射器元件102发出馈入到次级辐射器中的信号，所述次级辐射器随后将相应的信号放射到波导104的主要区域中。
图7示出具有高频模块701的料位测量仪器700。高频模块701产生随后馈入到波导104、105中的发送信号。
图9示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置100的横截面图。在该实施例中，密封元件111置于波导104、105的扩宽的起始区域104中。此外，在图1至图4的实施例中，密封元件111也可设置在起始区域104中。
密封元件例如为由电路板材料制成的分隔板。密封元件可具有至少0.5mm的厚度并且能够由电路板材料Rogers RO 5880制成。
分隔板能够构成为是矩形的或正方形的。这在下述情况下是尤其有意义的：波导的起始区域104也具有矩形的或正方形的横截面。替选地，例如，密封元件111也可具有圆形的横截面，例如在起始区域104的横截面同样是圆形的(圆的)时如此
波导的主要区域105的横截面同样能够是圆形的。例如，这在图10和图12中可见。
密封元件111和带有平面型的辐射器元件(在图9中未示出)的承载件101之间的间距例如为0.2mm至0.3mm，然而也可更大或更小。密封元件的厚度例如为大约0.5mm。
以电路板的形式构成的承载件101可粘接和/或焊接到壳体114上。例如，焊接连接可设在以黑色示出的区域1030、1031和1032以及1033上。
焊接连接也可用于壳体和承载件101之间的电接触。
如在图9中可见的那样，密封元件111的直径或最大棱边长度大于波导的主要区域105的内径。辐射器元件的直径或最大棱边长度例如大约对应于波导的主要区域105的内径。
如也从图10中可见的那样，壳体114具有基本上矩形的结构。为了提高稳定性，壳体能够围绕波导具有加厚件1001。波导同样也能够在其离开壳体或壳体加厚件的部位上具有能够设有螺纹(参看图10)的加厚件1002。
随后，波导105以减小的外径1003延续。相反，波导的主要区域的内径是恒定的。
在波导的起始区域104过渡到波导的主要区域105的位置处，波导具有内部的、环绕的腹板1004，介电的密封元件111贴靠在所述腹板上。此外，设有外部的、环绕的腹板1005，所述腹板设置在波导的端部上、即设置在波导的起始区域104的起始处，并且承载件101安置在所述腹板上。在这两个腹板1004与1005之间存在凹部1011。在那里，密封元件111可与壳体焊接及/或粘接。
在其它的焊接或粘接区域1030、1031、1032、1033旁边也设有腹板1005、1006、1007，承载件101安放在所述腹板上。
此外，壳体可具有凸起或销1008、1009，所述凸起或销引导穿过承载件101中的相应的孔，以用于定位承载件。
图10示出根据本发明的一个实施例的波导耦合输入装置100的立体图。与图9的实施例相反，在此，在波导的区域1002中设有外螺纹，以便将波导耦合输入装置拧入到容器凸缘中。除此以外，这两个实施例完全相同。
也可使用外螺纹，以便拧上连接波导，所述连接波导延续耦合输入装置的波导的主要区域105，即连接于其上。
在图10可见，加厚件1001大部分构成为是圆形的。
图11示出壳体114的内部以及电路板101的下侧，即朝向壳体的内部的一侧。
特别地，在该实施例中构成为矩形的平面型的辐射器元件1021设置在承载件上。平面型的辐射器元件1021的较长的纵向侧具有大致对应于波导的主要区域的内径的棱边长度。
特别地，从图11可见，外部的、环绕的腹板1005构成为是正方形的。
图12示出图11的壳体以及密封元件111的另一视图。在图12中可见，内部的、环绕的腹板1004构成为是圆的并且与外部的腹板1005同心地设置。密封元件111构成为是正方形的并且匹配于外部的腹板1005的大小，使得所述密封元件可安置到更深的、内部的环绕的腹板1004上。
关于此点应注意的是：外部的、环绕的腹板1005不必是连续的，而能够具有中断部，穿过所述中断部将引线801(参看图11)引导至平面型的辐射器元件。
补充地需要指出的是，“包括”和“具有”并不排除其它的元件或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。还应指出的是，参考上面的实施例中的一个实施例描述的特征或步骤也能够以与其他在上文中描述的实施例的其它特征或步骤组合的方式使用。权利要求中的附图标记不应视为限制。

Claims (13)

1.一种用于将高频模块(701)的电磁信号耦合输入到波导(104，105)中的波导耦合输入装置(100)，所述波导耦合输入装置具有：
平面型的辐射器元件(102)，所述辐射器元件设置在电路板上用于放射信号；
具有后壁的壳体；
引导穿过所述壳体的后壁的波导(104，105)，所述波导构成为用于将所放射的所述信号从通过所述波导的起始区域(104)限定的容积沿着通过所述波导的主要区域(105)限定的容积传输；
位于所述波导中的介电的密封元件(111)；
其中平面型的所述辐射器元件(102)设置在所述起始区域(104)中或直接设置在所述起始区域(104)的上游；
其中所述波导的所述起始区域的内径(123)在通向所述波导的所述主要区域的过渡区域中具有与所述主要区域的内径(123)相同的大小，并且朝向平面型的所述辐射器元件变大；
其中所述波导的主要区域的内径是恒定的；
其中所述波导的起始区域(104)具有环绕的、外部的腹板(1005)，所述电路板贴靠在所述外部的腹板上并且所述外部的腹板包括中断部，引线(801)穿过所述中断部引导至平面型的辐射器元件；
其中所述电路板与所述壳体以气密的方式连接；
其中所述电路板、所述壳体、所述波导和所述介电的密封元件形成所述壳体内的内部的空腔(104，109，110)，所述内部的空腔被电路板和介电的密封元件以气密的方式相对于环境密封。
2.根据权利要求1所述的波导耦合输入装置，其中所述波导(104，105)的所述主要区域(105)沿着所述信号的放射方向与平面型的所述辐射器元件(102)间隔开地设置。
3.根据上述权利要求中的任一项所述的波导耦合输入装置，其中所述起始区域的内侧(113)具有锥形的伸展。
4.根据权利要求1或2所述的波导耦合输入装置，其中所述起始区域的内侧(113)具有双曲线形的伸展。
5.根据权利要求1或2所述的波导耦合输入装置，其中所述起始区域的内侧(113)具有阶梯形的伸展。
6.根据权利要求1或2所述的波导耦合输入装置，其中平面型的所述辐射器元件(102)的直径(125)大于所述波导的所述主要区域的内径(123)。
7.根据权利要求1所述的波导耦合输入装置，其中所述波导(104，105)具有环绕的、内部的腹板(1004)，介电的所述密封元件(111)贴靠在所述内部的腹板上。
8.根据权利要求1所述的波导耦合输入装置，其中介电的所述密封元件(111)设置在所述波导的所述起始区域(104)中。
9.根据权利要求1或2所述的波导耦合输入装置，其中平面型的所述辐射器元件(102)的直径(125)小于所述波导的所述起始区域的最大的内径(124)的一半。
10.根据权利要求1或2所述的波导耦合输入装置，其中平面型的所述辐射器元件(102)的直径(125)小于所述波导的所述起始区域的最大的内径(124)的三分之一。
11.一种用于产生料位测量仪器的测量信号的高频模块(701)，所述高频模块具有：
根据权利要求1至10中的任一项所述的波导耦合输入装置(100)。
12.一种料位雷达(700)，所述料位雷达具有根据权利要求11所述的高频模块(701)。
13.一种根据权利要求1至10中的任一项所述的波导耦合输入装置(100)在现场仪器(700)中的应用。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107393B4 (de) * 2014-05-26 2020-04-23 Krohne S. A. S. Abschlusselement für Füllstandmessgerät und Füllstandmessgerät
DE102014117315A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Übertragung von Signalen aus einer Gehäuseöffnung eines metallischen Gehäuses
US10114067B2 (en) 2016-02-04 2018-10-30 Advantest Corporation Integrated waveguide structure and socket structure for millimeter waveband testing
US10944148B2 (en) 2016-02-04 2021-03-09 Advantest Corporation Plating methods for modular and/or ganged waveguides for automatic test equipment for semiconductor testing
US10393772B2 (en) 2016-02-04 2019-08-27 Advantest Corporation Wave interface assembly for automatic test equipment for semiconductor testing
US10381707B2 (en) * 2016-02-04 2019-08-13 Advantest Corporation Multiple waveguide structure with single flange for automatic test equipment for semiconductor testing
US10371716B2 (en) 2016-06-29 2019-08-06 Advantest Corporation Method and apparatus for socket power calibration with flexible printed circuit board
US10234321B2 (en) 2016-07-07 2019-03-19 Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge system with single propagation mode feed-through
EP3309897A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-18 VEGA Grieshaber KG Hohlleitereinkopplung für eine radarantenne
DE102017102587A1 (de) * 2017-02-09 2018-08-09 Krohne Messtechnik Gmbh Füllstandsschalter und Verfahren zur Bestimmung eines Grenzstandes eines Mediums in einem Behälter
CN107677340A (zh) * 2017-11-08 2018-02-09 北京古大仪表有限公司 用于物位测量的高频模块、雷达物位计及其制造方法
EP3492881B1 (de) * 2017-12-04 2020-02-26 VEGA Grieshaber KG Leiterplatte für ein radar-füllstandmessgerät mit hohlleitereinkopplung
WO2020073660A1 (zh) * 2018-10-12 2020-04-16 北京古大仪表有限公司 一种用于物位测量的高频模块和雷达物位计
CN109186714A (zh) * 2018-10-12 2019-01-11 北京古大仪表有限公司 一种用于物位测量的高频模块和雷达物位计
CN109708723B (zh) * 2018-11-21 2020-11-10 北京古大仪表有限公司 一种雷达物位计
EP3696516B1 (de) * 2019-02-18 2022-04-27 VEGA Grieshaber KG Radarmodul
EP3886244B1 (en) 2020-03-26 2024-02-21 Rosemount Tank Radar AB Microwave transmission arrangement, communication and/or measurement system and radar level gauge system
DE102020133198B4 (de) 2020-12-11 2023-10-05 Endress+Hauser SE+Co. KG Hochfrequenz-Modul für ein Füllstandsmessgerät sowie Füllstandsmessgerät
EP4063805A1 (en) 2021-03-22 2022-09-28 Rosemount Tank Radar AB Microwave transmission arrangement with encapsulation, communication and/or measurement system and radar level gauge system
CN118369819A (zh) * 2021-12-13 2024-07-19 华为技术有限公司 用于引导射频信号的波导
DE102022132830A1 (de) 2022-12-09 2024-06-20 Vega Grieshaber Kg Füllstandmessgerät mit Elektronikbecher
CN118524661B (zh) * 2024-07-22 2024-10-11 成都天成电科科技有限公司 一种产品高低温测试防水装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860891A (en) * 1970-12-30 1975-01-14 Varian Associates Microwave waveguide window having the same cutoff frequency as adjoining waveguide section for an increased bandwidth
CN1378640A (zh) * 1999-10-21 2002-11-06 塞伯海洋电气公司 用于测量容器中液位的装置
CN1592845A (zh) * 2001-11-26 2005-03-09 Vega格里沙贝两合公司 用于液位测量装置的天线系统
CN1284269C (zh) * 2002-02-15 2006-11-08 马科尼通讯股份有限公司 密封微波馈通孔

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3001160A (en) * 1959-07-20 1961-09-19 John E Trousdale High pressure waveguide window
GB2187336A (en) 1986-02-28 1987-09-03 English Electric Valve Co Ltd High frequency windows for waveguides etc.
US4689633A (en) * 1986-06-20 1987-08-25 Andrew Corporation Flared microwave feed horns and waveguide transitions
US5109232A (en) * 1990-02-20 1992-04-28 Andrew Corporation Dual frequency antenna feed with apertured channel
US5268973A (en) * 1992-01-21 1993-12-07 The University Of Texas System Wafer-scale optical bus
DE4341052A1 (de) 1993-12-02 1995-06-08 Teldix Gmbh Anordnung zum Verbinden von zwei Hohlleitern mit unterschiedlichen Querschnitten
US5635944A (en) * 1994-12-15 1997-06-03 Unisys Corporation Multi-band antenna feed with switchably shared I/O port
US5539361A (en) * 1995-05-31 1996-07-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Electromagnetic wave transfer
JP3341101B2 (ja) * 1995-07-28 2002-11-05 日本電気エンジニアリング株式会社 アンテナ気密構造
US5600290A (en) * 1995-09-05 1997-02-04 Hughes Aircraft Company Hermetically sealed electromagnetic window and method of forming the same
EP0852705A1 (en) * 1995-09-29 1998-07-15 Rosemount Inc. Microwave waveguide for tank level sensors
US5872494A (en) * 1997-06-27 1999-02-16 Rosemount Inc. Level gage waveguide process seal having wavelength-based dimensions
DE19800306B4 (de) * 1998-01-07 2008-05-15 Vega Grieshaber Kg Antenneneinrichtung für ein Füllstandmeß-Radargerät
GB9900411D0 (en) * 1999-01-08 1999-02-24 Cambridge Ind Ltd Multi-frequency antenna feed
DE19922606B4 (de) * 1999-05-17 2004-07-22 Vega Grieshaber Kg Anordnung aus einem Hohlleiter und einer Antenne
US6243508B1 (en) * 1999-06-01 2001-06-05 Picolight Incorporated Electro-opto-mechanical assembly for coupling a light source or receiver to an optical waveguide
US6501433B2 (en) * 2000-01-12 2002-12-31 Hrl Laboratories, Llc Coaxial dielectric rod antenna with multi-frequency collinear apertures
JP3692273B2 (ja) * 2000-02-03 2005-09-07 アルプス電気株式会社 一次放射器
EP1156302B1 (de) * 2000-05-15 2004-09-29 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Füllstandsmessgerät
DE10060068C1 (de) * 2000-12-01 2002-06-27 Krohne Messtechnik Kg Füllstandsmeßgerät
DE10060069C1 (de) 2000-12-01 2002-04-25 Krohne Messtechnik Kg Mikrowellenfenster
US6549090B2 (en) * 2001-07-19 2003-04-15 Cree Microwave, Inc. Inverted coplanar waveguide coupler with integral microstrip connection ports
US6891513B2 (en) * 2001-11-26 2005-05-10 Vega Greishaber, Kg Antenna system for a level measurement apparatus
CN1662794A (zh) * 2002-05-16 2005-08-31 Vega格里沙贝两合公司 平面天线和天线系统
CA2405645A1 (en) * 2002-09-27 2004-03-27 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. Dielectric rod antenna
US7106247B2 (en) * 2003-10-20 2006-09-12 Saab Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge with antenna arrangement for improved radar level gauging
US7283086B2 (en) * 2004-05-13 2007-10-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. K.G. Fill level measuring device working with microwaves
JP4158745B2 (ja) * 2004-06-18 2008-10-01 株式会社デンソー 導波管・伝送線路変換器
US7204140B2 (en) * 2004-07-01 2007-04-17 Saab Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge flange
DE102004034251A1 (de) * 2004-07-14 2006-02-09 Vega Grieshaber Kg Füllstands-Messvorrichtung mit einem Wellenreiter und einem Wellenanpasser
US7221326B2 (en) * 2004-07-27 2007-05-22 Git Japan, Inc. Biconical antenna
US7453393B2 (en) * 2005-01-18 2008-11-18 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. Coupler with waveguide transition for an antenna in a radar-based level measurement system
DE102005022493A1 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter
US8711049B2 (en) * 2005-08-04 2014-04-29 Vega Grieshaber Kg Potential separation for filling level radar
WO2007017170A1 (en) 2005-08-04 2007-02-15 Vega Grieshaber Kg Potential separation for fill level radar
US8094136B2 (en) * 2006-07-06 2012-01-10 Flatfrog Laboratories Ab Optical touchpad with three-dimensional position determination
JP4648292B2 (ja) * 2006-11-30 2011-03-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 ミリ波帯送受信機及びそれを用いた車載レーダ
DE102006062223A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Füllstandsmessgerät zur Ermittlung und Überwachung eines Füllstandes eines im Prozessraum eines Behälters befindlichen Mediums
US7876280B2 (en) * 2007-02-06 2011-01-25 Ems Technologies, Inc. Frequency control of electrical length for bicone antennas
EP2023097B1 (en) * 2007-07-31 2015-03-04 Siemens Aktiengesellschaft A radar level gauge
EP2093846B1 (de) 2008-02-20 2011-08-17 VEGA Grieshaber KG Leiterdurchführung, Gehäusevorrichtung, Feldgerät und Verfahren zur Herstellung einer Leiterdruchführung
EP2615690A3 (de) * 2008-09-15 2014-03-26 VEGA Grieshaber KG Baukasten für ein Füllstandsradar-Antennensystem
JP5364921B2 (ja) * 2008-10-08 2013-12-11 独立行政法人情報通信研究機構 パルス無線通信装置
EP2219045B1 (en) * 2009-01-28 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Radar high frequency module
TW201115196A (en) * 2009-10-30 2011-05-01 Nat Univ Tsing Hua Grating-assist three dimension waveguide couple device and a method for manufacturing thereof
WO2011109939A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Huawei Technologies Co., Ltd. Microstrip coupler
JP5597065B2 (ja) 2010-08-27 2014-10-01 国立大学法人 名古屋工業大学 導波管・平面線路変換器及び高周波回路
DE102010063167B4 (de) * 2010-12-15 2022-02-24 Endress+Hauser SE+Co. KG Mit hochfrequenten Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860891A (en) * 1970-12-30 1975-01-14 Varian Associates Microwave waveguide window having the same cutoff frequency as adjoining waveguide section for an increased bandwidth
CN1378640A (zh) * 1999-10-21 2002-11-06 塞伯海洋电气公司 用于测量容器中液位的装置
CN1592845A (zh) * 2001-11-26 2005-03-09 Vega格里沙贝两合公司 用于液位测量装置的天线系统
CN1284269C (zh) * 2002-02-15 2006-11-08 马科尼通讯股份有限公司 密封微波馈通孔

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150027215A (ko) 2015-03-11
US9212942B2 (en) 2015-12-15
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AU2013285446B2 (en) 2017-02-02
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TW201407875A (zh) 2014-02-16
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KR102057154B1 (ko) 2019-12-18
CN104428944A (zh) 2015-03-18
TWI646724B (zh) 2019-01-01
AU2013285446A1 (en) 2015-02-19
CA2877181A1 (en) 2014-01-09
IN2014DN10881A (zh) 2015-09-11

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