CN109632046B - 具有不同电路板层上的同步信号的雷达物位测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测容器中的填充材料表面的拓扑的雷达物位测量装置，所述装置具有至少两个雷达芯片。雷达芯片中的一者产生本地振荡器信号，本地振荡器信号经由高频线路布置结构被传送到这两个雷达芯片上以同步这两个芯片。高频线路布置结构布置在电路板基板的不同层上。

Description

具有不同电路板层上的同步信号的雷达物位测量装置
技术领域
本发明涉及用于物位检测或用于容器中的填充材料表面的拓扑检测。特别地，本发明涉及一种用于物位检测或用于检测容器中的填充材料表面的拓扑的雷达物位测量装置。
背景技术
如今，雷达物位测量装置用于填充材料表面的物位测量和拓扑检测。与许多其它领域相比，仅在能够通过测量设备的电子装置检测并处理极小的反射信号之后，才实现了物位测量中的雷达技术的突破。
能够检测填充材料的表面的精确形状的现代物位测量装置和拓扑测量装置的特征不仅在于通常在千兆赫范围内(例如，在75GHz至85GHz的范围内)的高发射频率，还在于能够可靠地处理反射信号的高达100dB的范围内的振幅差异。
为了产生并处理79GHz的范围内的高频发射信号，可以设置单片微波集成电路(MMIC)。该器件可以具有多个在本申请中也被称为雷达通道的发射和接收通道，以便能够扫描填充材料表面。
填充材料表面的扫描越精确，就需要越多的发射和接收通道，以便实现高质量的图像，这相应地伴随着高的硬件成本和能量需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于检测容器中的介质的物位或拓扑的雷达物位测量装置。
本发明的第一方面涉及一种雷达物位测量装置，该雷达物位测量装置旨在用于检测容器中的介质的物位或者用于检测容器中的填充材料表面的拓扑。雷达物位测量装置包括具有第一层(layer)和第二层的电路板或印刷电路板以及均布置在第一层上的第一雷达芯片和第二雷达芯片。
第一雷达芯片和第二雷达芯片均可以具有一个或多个用于在填充材料表面的方向上发射相应的发射信号的发射通道和一个或多个用于接收在填充材料表面上反射的发射信号的接收通道。接收通道中的一个或多个也能够被设计成组合的发射-接收通道。
特别地，雷达芯片可以是也被称为片上雷达系统的微波集成电路。这种片上雷达系统(RSoC)是具有用于数字功能的电路组件的高度集成的微波电路，根据实施例，该微波电路能够将常规雷达系统的(用于信号产生、信号处理和接收信号和反射信号的传输的)完整功能以数字化的形式集成在单个雷达芯片上。
每个发射通道可被配置成用于产生具有在两位或三位的千兆赫范围内(例如，在75GHz至85GHz的范围内)的频率的高频发射信号。
第一雷达芯片具有第一同步电路，第一同步电路被配置成用于产生高频信号，其中，高频信号通常是雷达芯片的本地振荡器信号。例如，高频信号可以是分频信号，其因此具有比雷达物位测量装置发射的发射信号的频率更低的频率。例如，高频信号具有40GHz或20GHz的频率。
第二雷达芯片具有第二同步电路，并且测量装置设置有高频线路布置结构，高频线路布置结构被配置成用于将来自第一同步电路的高频信号传送到第二同步电路，并且用于同步这两个雷达芯片。因为功率损耗下降，所以通过高频信号的分频能够简化传导路径引导。可设置的是，高频信号在用于同步两个雷达芯片之前例如通过布置在第二同步电路中的倍频器再次受到倍频处理。
高频线路布置结构具有位于第一层上的第一传导路径、位于第一层上的第二传导路径和位于第二层上并布置在第一传导路径和第二传导路径之间的高频线路，高频线路经由相应的过孔连接至第一和第二传导路径。
根据本发明的一个实施例，高频线路包括第三传导路径。
根据本发明的一个实施例，高频线路包括波导。
根据本发明的一个实施例，第一传导路径、第二传导路径和/或第三传导路径是微带线，或者它们中至少一者包括微带线。
用于传送高频信号的高频线路布置结构可以包括至少部分地彼此串联地布置的一个、两个或者更多个不同类型的线路。
例如，高频线路布置结构包括微带线、波导(例如，矩形波导或圆形波导)、共轴导体、基板集成波导(SIW)和/或共面线。也可以设置其它类型的平面线路。
通过从一种类型的线路转换到到另一种类型的线路，能够进一步降低损耗功率，这是因为后一类型的线路较少地衰减高频信号。
此外，高频线路布置结构可以具有用于将高频信号从第一类型的线路耦合到波导(第二类型的线路)中的波导耦合装置。
例如，高频线路布置结构通过一个或多个高频功率分配器分流，以便同步多个雷达芯片。
可设置的是，从高频功率分配器中引出并去往两个其它的雷达芯片的第二同步电路的线路的两条线路具有相同的信号传播时间，信号传播时间是被分流的高频信号到达相应的雷达芯片的相应的同步电路所需的时间。
此外，可以设置高频放大器(或者多个高频放大器)，高频放大器布置在高频线路布置结构中并且被配置成用于放大高频信号。
用于产生同步信号的第一雷达芯片可以被实施为所谓的主芯片，同步信号用于同步被称为从芯片的一个或多个雷达芯片。
根据本发明的另一个实施例，高频信号是针对发射信号通过整数因数分频的高频信号。
可设置的是，根据物位并且/或者例如根据当前用于物位测量的雷达芯片的数量来调整布置在高频线路布置结构中的高频放大器的放大器功率。
根据本发明的另一个实施例，高频放大器具有30GHz或者60GHz的可用频率范围。
根据本发明的另一个实施例，在第一和/或第二雷达芯片上均集成有用于将接收的信号转换成数字化的中间频率信号的模拟数字转换器，其中，接收的信号源自于在填充材料表面上反射的一个或多个发射信号。
根据本发明的另一个实施例，发射通道中的至少两个均具有与其相连的天线。
根据本发明的另一个实施例，雷达物位测量装置被设计成FMCW雷达物位测量装置，其使用频率调制连续波信号进行测量，其中，每个测量周期包括例如具有75GHz的起始频率和85GHz的最大频率的至少一次频率扫描。
根据另一个实施例，高频线路布置结构包括位于电路板上的第一传导路径、位于电路板上的第二传导路径和布置在第一传导路径和第二传导路径之间的波导。
此外，高频线路布置结构还可以包括过孔，过孔穿过电路板并用于转接电路板上侧，使得高频线路布置结构的一部分安装在电路板的一侧，并且使得高频线路布置结构的其它部分安装在相对的另一侧。
根据本发明的另一实施例，雷达物位测量装置被配置成用于检测容器中的介质的拓扑。
根据本发明的另一个实施例，第一雷达芯片和第二雷达芯片均基于BiCMOS技术。根据本发明的另一个实施例，雷达芯片基于SiGe技术。根据本发明的另一个实施例，雷达技术基于HF-CMOS技术，并且具有用于75GHz及以上频率的高频电路部分。
根据本发明的另一个实施例，高频放大器是具有独立电源的低噪声放大器(LNA)。
根据本发明的一个实施例，高频放大器仅在其线性区域中运行。可选地，在高频线路布置结构中设置有多个高频放大器。
在下文中将参考附图描述本发明的实施例。如果在如下的附图说明中使用同样的参考标记，则其描述相同或者相似的元件。附图中的示意图是示意性的而不是按比例的。
附图说明
图1A示出了安装在容器中以用于检测容器中的填充材料的表面的拓扑的雷达物位测量装置。
图1B示出了另一雷达物位测量装置。
图1C示出了另一雷达物位测量装置。
图2示出了雷达物位测量装置的阵列天线。
图3示出了具有雷达芯片的雷达物位测量装置的构造。
图4A示出了具有两个雷达芯片的另一雷达物位测量装置的构造。
图4B示出了另一雷达物位测量装置的构造。
图5示出了另一雷达物位测量装置的构造。
图6示出了另一雷达物位测量装置的构造。
图7示出了另一雷达物位测量装置的构造。
图8示出了电路板层结构。
图9A示出了雷达物位测量装置的过孔布置结构。
图9B示出了图9A的过孔布置结构的金属化元件。
图10A示出了高频线路布置结构的一部分。
图10B示出了另一高频线路布置结构的一部分。
图10C示出了另一高频线路布置结构的一部分。
图11示出了具有波导的另一高频线路布置结构。
图12示出了另一高频线路布置结构。
图13A示出了另一高频线路布置结构的电路板的俯视图。
图13B示出了图13A的线路布置结构的电路板的下侧。
图14A示出了具有波导和功率分配器的另一高频引导装置。
图14B示出了具有波导、功率分配器和放大器的另一高频引导装置。
图15A示出了具有频率分配器的另一高频引导装置。
图15B示出了具有波导、功率分配器和放大器的另一高频引导装置。
图15C示出了图15A和图15B的高频引导装置的下侧。
具体实施方式
图1A示出了安装在容器中的用于检测容器中的填充材料表面的拓扑的雷达填充物位测量装置101。
例如，参照图4A，雷达物位测量装置具有多个高度集成的雷达芯片301(RSoC(Radar System on Chip)，片上雷达系统)，雷达芯片具有多个发送器和接收器。这些高度集成的雷达芯片也可以应用于诸如驾驶员辅助系统、交通监控、工厂中的物体监控、无人机的领域和很多其它的领域。多通道的雷达芯片301的优点在于能够进行某种波束成形。用于上述应用的常规的雷达装置部分地需要一到四个雷达芯片301，以满足要求。
这种RSoC 301也应用于物位测量。因而，图1A示出了用于检测填充材料表面的拓扑的物位测量装置101，物位测量装置101扫描散装材料的表面，由此获得如通过常规物位测量装置能够获得的与散装材料的实际物位和体积有关的更多信息。
此处，挑战在于，即使在很远的距离处仍需要小的开口角度，这伴随着大的天线孔径。
实现此目的一种方式是机械地枢转单通道雷达(图1A)来扫描表面。另一种可能性是使用部分机械系统(图1B)。此时，模拟或数字波束成形的组合与机械枢转相结合。这些系统在稳健性方面具有缺点。机械部件在恶劣的处理条件下需要维护并且制造成本高。因此，存在进行全电子波束成形的可能性(图1C)。
为了实现与这些波束成形雷达系统尺寸相当的天线孔径，必须设置大量的发射器和接收器。全电子波束成形的缺点在于必须使用许多具有相对较小的单孔的天线。此外，通常均设置有一个天线元件144、303的发射器和接收器必须以二维形式(x方向和y方向)排列(图2)。
因此，用于检测拓扑的物位测量技术通常需要比其它应用更多的发射器和接收器，这导致了芯片数量大于4个。
用于检测填充材料表面的拓扑的雷达物位测量装置通常具有多个发射和接收天线。这些系统也被称为多输入多输出(MIMO)系统。通过某些数字波束成形方法，能够在发射侧和接收侧这两侧数字地影响发射和接收阵列天线的方向特性，从而能够实现填充材料表面的扫描。
到目前为止，这些物位测量装置针对每个发射和接收通道使用诸如混频器、低噪声放大器、耦合器、倍频器、压控振荡器等之类的高频器件以及离散模拟数字转换器、锁相环、稳压器、滤波器、放大器和其他低频元件。这种特征会使得MIMO系统成本高、尺寸大并且昂贵。
对于新的高度集成的雷达芯片301，在芯片301上已经完全集成了很多上述的这种组件。已经集成的组件包括：PLL、VCO、混频器、ADC、滤波器、控制单元、SPI接口、放大器、开关、稳压器。由此，能够在电路板上节省出大量空间。这些芯片301在成本方面的另一个优点在于，它们比具有多个不同的单独组件的分立构造更便宜。例如，MIMO芯片301具有三个发射器级(Senderstufe)和四个接收器级
Figure GDA0002708170830000071
例如，可行的发射频率范围可以是55和65GHz之间或甚至75和85GHz之间的范围。
能够经由(具有相关的总线305的)数字接口(SPI、I2C等)对雷达芯片301进行参数化。能够设置或者读出各种参数，以调整调制类型、频带宽度、频率范围、扫描频率、IF滤波器特性(中频信号)等。
必要时，通常，包含监视区域中的物体的距离和角度的有关信息的模拟IF信号同样也在雷达芯片301上被数字化，以用于进一步的信号处理。
这些雷达芯片301的操作通常依据的雷达方法是一种特殊的调频连续波方法(FMCW(frequency modulated continous wave)方法)。然而，在测量时，不仅调制一个频率斜坡(Frequenzrampe)，而且连续地调制相对彼此具有固定的时间参照的多个频率斜坡。例如，对于每次测量，可能的斜坡数量是128个。这些128个斜坡被总称为帧(Frame)。
通过巧妙的信号处理算法，不仅能够确定多个物体的距离，也能够确定它们的速度。相对于常规的FMCW方法，斜坡持续时间很短，并且对于每个斜坡，通常处于10μs和500μs之间的范围内。因为发射信号的HF带宽在几百兆赫兹和四千兆(或以上)赫兹之间，所以应当以高的扫描速率来数字化中频信号。
对于模拟数字转换，高的HF带宽和短的斜坡持续时间的组合导致了高扫描速率。
用于数字化输出信号的接口通常是诸如LVDS或CSI2之类的快速串联差分数字接口304。在具有四个接收通道的雷达芯片301的示例中，雷达芯片301在数字接口侧具有四个LVDS接口或CSI2接口，以用于传送数字化的中频信号。另外，这些数字接口使用额外的差分时钟信号，差分时钟信号在数字化数据的接收器处用于同步接口。取决于接口，需要额外的信号线，以标识数据包的开始和/或结束。
在雷达芯片301针对期望的应用仍提供过少的发射和接收通道307(图3)的情况下，这些芯片301提供级联的可能性。这意味着，将多个芯片组合在一起，以形成同步化的雷达单元。因此，尽管发射器和接收器物理地位于不同的RSoC上，但也能够使发射器利用同步信号进行同时发射并且/或者使接收器进行同步接收。
这可以通过如下方式实现：除了使用各种时钟同步线之外，也可以将高频线路布置结构401上的高频信号从第一芯片301a的同步电路402分配到其它芯片301b的同步电路403。高频信号是指本地振荡器信号(LO信号)，并且是从频率范围(这里，针对发射频率范围)通过整数因数分频的信号。分频因数(Teilerfaktoren)可以是2或4，然而也可以是其它整数的分频因数。如果雷达芯片例如具有大约80GHz的发射频率范围，则LO信号可以包括大约20GHz或40GHz的频率范围。
提供高频信号的芯片被称为主芯片301a。接收高频信号的芯片被称为从芯片301b。
例如，包含均具有四个接收通道的四个雷达芯片(图5)的级联雷达系统具有十六个数字接口，以用于传送相关的中频信号(测量数据)。
雷达芯片通常使用专门定制的信号处理器处理这些数字测量数据，但它们具有数量十分有限的数字接口。用于数字信号处理的一些单元能够集成在雷达芯片自身上，但这对于雷达芯片的级联且在基于雷达的用于确定拓扑的物位测量的情况下仅具有有限的用处或根本不能使用。
因此，为克服此问题，建议使用FPGA器件(现场可编程门阵列)来代替专门定制的信号处理器(图3、图4A、图4B和图5)。可从一些制造商获得这种普遍适用的具有各类设计的器件。FPGA接收中频信号的数字化值并执行诸如平均、加窗或FFT(快速傅立叶变换)计算等运算操作。
雷达芯片和FPGA的组合的优点在于可灵活组合八个以上的雷达芯片，这例如对于汽车工业中使用的专门定制的信号处理器是不可能的。这种技术由于级联如此大量的雷达芯片而对于物位测量技术是有利的。
如果需要更大数量的雷达芯片，则可以考虑同样地使用多个FPGA并且然后同样地使它们彼此同步。
有利地，除可编程逻辑单元之外，FPGA还包括集成的处理器系统(PS)，处理器系统能够承担诸如雷达芯片的参数化、能量管理、显示器控制或者经由网络与计算机或过程控制单元通信之类的控制任务。而且，处理器系统能够经由数字线306通知测量开始。
另外，处理器系统能够承担诸如从现有的物位雷达测量装置中已知的回波搜索、干扰回波抑制等之类的信号处理任务。
取决于雷达芯片和FPGA的类型，需要调整数字接口的电平。为此，可以使用专门定制的电阻网络或调整芯片。
由于对于每个通道，用于传送数字化的IF信号的数字接口通常包括线路差分对，因此必须根据FPGA设置分立的线路端接电阻。这些线路端接电阻通常具有100Ohm值。
可有利地使用的其它组件是一个或多个放大器，放大器具有集成的分流器，以用于来自主芯片的低频信号，其中，低频信号用于通知测量开始。主芯片发出该信号并将其分配到所有从芯片。在这种情况下，重要的是，线路具有大致相同的长度，使得在各个雷达芯片中不存在时间偏移。
因为通过这种方式能够级联较大数量的雷达芯片，因此LO信号的输出级可能无法提供足够的用于驱动全部雷达芯片的输出功率。高频线路401上的LO信号的分配的问题在于，高频线路具有不可忽略的路径衰减。因为电路板904上的雷达芯片301通常在空间上彼此分离开几厘米(数量级：5-10cm)，所以用于承载LO信号的高频线路必须至少一样长。标准高频基板上的常规的微带线可以具有0.5至2dB/cm的衰减。这主要取决于基板和频率。另一方面，波导可以被构造成具有低得多的路径衰减。出于这种原因，有意义的是，在LO信号借助微带线在电路板904上被解耦之后，信号被耦合到波导中，以降低通向相邻芯片的路径上的损耗(如图11示意性示出)。
另一种可能性在于，通过使用一个或多个外部高频放大器601来放大高频线路401上的LO信号的HF功率(图6和图7)。有利地，这种放大器具有低的噪声系数(Rauschzahl)，因为该系数直接影响系统性能。因此，为此建议低噪声放大器(英语：Low Noise Amplifiers，LNA)。
LNA是具有独立电源的有源器件。有利地，这些LNA在雷达帧之间并且/或者在传送中止时被关停，以节省能量并避免装置的过热。
此外，必须注意的是，LNA在其线性范围中运行，这意味着，高频信号的输入功率不会太大。如果太大，可能会发生信号失真。由于该技术，半导体器件在80GHz处的常规输出功率在8dBm和15dBm之间，且不存在显著的信号失真。
如果向具有20dB增益的高频放大器601提供15dBm的功率，则理论上会得到35dBm的输出功率。然而，因为高频放大器601不再在其线性范围内运行，所以会出现不期望的信号失真。因此，LO信号必须首先被设置在使高频放大器601能够在其线性范围中运行的功率范围内。可以对雷达芯片301的LO输出功率进行参数化，并因此使它们衰减。同样地，长的高频线路同样能够使输出功率衰减。
可行的是，在通过高频功率分配器对LO信号进行分配并使其功率降低之后，才可以使用高频放大器。作为这种情况，使用多个从芯片301b，或者取决于雷达芯片301，LO信号必须再次返回到主芯片301a中。
如图7所示，可以使用多个放大器。因为放大器同样具有有限的信号传播时间，所以有利地设置放大器，以便在所有线路上设置基本相同的信号传播时间。
因为LO信号是高频信号，所以有利地使用波导、微带线903和/或SIW(基板集成波导)线1002(图10A至图10C)。同样地，有利地使用功率分配器501(例如，威尔金森(Wilkinson)分配器)和/或耦合器501(例如，环形(Rat-Race)耦合器或Magic T 1401)来分流线路。
有利地，如图5到图7以及同样图13A和13B所示，雷达芯片布置在电路板904的一侧,并且可以表示大部分的高频引导设备401的高频线路1301布置在电路板的另一侧，从而在电路板904的另一侧进行LO信号的分流和分配。将在下文中对其原因进行说明。
雷达芯片通常具有九个或十个信号输入端和信号输出端，这些输入端和输出端的频率范围处于两位数的千兆赫范围内。在级联雷达芯片时，除了通向发射和接收天线的线路之外，LO信号还必须被从一个芯片路由到下一个芯片。由于这些大量的信号线，信号的交叉通常是不可避免的。
然而，因为信号线不能在电路板904上交叉，所以信号通常通过过孔被引导到其它内部电路板层级(内层)803、807，并在那里并排传播。图8示出了常规的电路板层结构，其中，多个基板利用粘合层804、806粘合在一起。然而，在大多数情况下，电路板904的内层是标准的基板材料804、805、806，且不适用于高频信号。事实上，出于成本和稳定性的原因，仅电路板904的最外侧电路层802、808中的一者或者两者由针对高频技术被优化的特殊基板材料(例如，Rogers RO3003)构成。高频基板必须是软的并且在高频的情况下通常被设计成非常薄的，例如127μm。
由于这些原因，建议利用特殊的线路布置结构和过孔布置结构将LO信号从芯片侧电路板层级引导到后侧，以在那里进行分流，必要时放大并分配LO信号，并使其再次出现在芯片侧电路板层级。图9A和图9B示出了这种特殊的线路布置结构和过孔布置结构(图9B示出了在不存在基板材料的情况下的线和过孔以及铜表面)。在这种情况下，在主过孔901周围以恒定的半径布置有额外的副过孔902，并且由此形成一种共轴的印刷电路板引线。直径和与主过孔的距离决定性地确定了引线的阻抗，并且必须匹配所使用的诸如40GHz等频率范围。
在没有线路交叉的情况下路由LO信号的另一替代可能方案是将信号耦合到波导或共轴线缆中并且将波导或共轴线缆构造成使得线路彼此并排延伸。例如，为了将信号耦合到波导中，必须使用从微带线至波导的过渡部1101。
另一有用的线路类型是基板集成波导(SIW)(图10A)。例如，在波导1001直接位于印刷电路板/电路板904上时，使用这种类型的线路是有利的，其中，在印刷电路板/电路板904上，必须通过微带线来路由LO/HF信号以使其通过波导。因为波导通常由金属制成，所以其会使微带线短路，由此不能进行信号传送。因为SIW在电路板上侧具有纯金属表面并且波导是否位于其上方无关紧要(参见图10C)，因此SIW这方面具有优点。图10B示出了从微带线技术至SIW的过渡部。
接着，信号必须再次在电路板904上被耦合到微带线中，以便能够将其路由到雷达芯片中。
雷达物位测量装置的特征在于能够在诸如高压和低压、高温和低温、污染、灰尘、潮湿、雾气等之类的恶劣处理条件下仍可运行的稳健的天线设备。另外，天线还必须保护电子器件免受上述影响，并且通常被构造成使得它们也必须满足诸如防爆之类的安全性至关重要的方面。
因此，在用于测量拓扑的雷达物位测量装置中也可以具有这些特征。与对于在汽车工业使用的这种要求不是很高的雷达装置不同，在处理测量技术中经常使用波导和喇叭形发射器。
另外，在波束成形系统中，有利的是，一个或多个天线元件具有小于或等于λ/2的间距，其中，λ表示发射信号的波长。对于这种情况，必须使用专门的波导耦合装置302，以将来自印刷电路板的信号耦合到(喇叭形)天线303中。
具有级联的雷达芯片的用于测量拓扑的雷达物位测量装置的另一个问题在于，上述天线仅能够以特定图案布置。有利的图案是天线元件的T形或L形布置。为了在高频信号的情况下避免大的线路长度，建议将雷达芯片布置在电路板上侧或电路板下侧，使得从雷达芯片到波导耦合装置的线路长度对于所有的HF信号是基本相同的。
图14A示出了高频线路布置结构，高频线路布置结构从第一雷达芯片的第一同步电路402(参照图5)向从芯片的相应的同步电路403传递高频信号，使得主芯片能够同步从芯片。
电路板连接线路903通向波导耦合装置，从而随后能够通过波导1401传送高频信号。在波导1401中设置有高频功率分配器501，分配器501将高频信号在两个波导上分配高频信号，然后这两个波导分别通向电路板连接高频线路903，高频线路903将高频信号传递至各个雷达芯片。
相较于图14A，在根据图14B的实施例中，在第一电路板连接线路中设置有高频放大器601，以在将高频信号耦合到波导1401中之前放大高频信号。
图15A示出了在电路板上侧的具有功率分配器501的高频线路布置结构的另一个实施例。起始位置1501和终止位置1502、1503均具有如图9A和9B详细示出的过孔。
图15B对应于图15A的实施例并且在功率分配器之前还具有放大器601。
图15C示出了图15A和15B的电路板的下侧，其中，可以看到雷达芯片301和连接至其它同步电路的线路，这些线路通向图15A和图15B所示的过孔。
本发明的核心构思在于提供一种检测填充材料表面的拓扑的雷达物位测量装置101，雷达物位测量装置101包括或具有至少一个集成的雷达芯片301，其中，雷达芯片301利用高频信号(本地振荡器信号)彼此同步，高频信号由雷达芯片301a产生并且在高频线路401上被引导，其中，雷达芯片布置在电路板的上侧，并且本地振荡器信号在微带线903上被解耦之后通过共轴的过孔905被引导至电路板的后侧。
另外，应当理解的是，“包括”和“具有”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。另外，应当理解的是，参照上述实施例说明的特征或步骤也能够与上述其它实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的参考标记不应视为限制。
相关申请的引用
本发明要求于2017年10月6日提交的欧洲专利申请17195212.0的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (16)

1.一种雷达物位测量装置(101)，其用于物位测量或者用于检测容器中的填充材料表面的拓扑，且包括：
具有第一层(801)和第二层(809)的电路板(904)；
均布置在所述第一层上的第一雷达芯片(301a)和第二雷达芯片(301b)，其中，作为主芯片的所述第一雷达芯片(301a)包括第一同步电路(402)，所述第一同步电路被配置成用于产生高频信号，其中，作为从芯片的所述第二雷达芯片(301b)包括第二同步电路(403)；
高频线路布置结构(401)，其被配置成用于从所述第一同步电路向所述第二同步电路传送所述高频信号，以同步所述第二雷达芯片(301b)和所述第一雷达芯片(301a)，其中，所述高频线路布置结构包括位于所述第一层上的第一传导路径、位于所述第一层上的第二传导路径以及位于所述第二层上并布置在所述第一传导路径和所述第二传导路径之间的高频线路，所述高频线路经由过孔(901)分别连接到所述第一传导路径和所述第二传导路径。
2.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述高频线路包括第三传导路径。
3.根据前述权利要求中任一项所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述高频线路包括波导(1001)。
4.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述第一传导路径和所述第二传导路径是微带线。
5.根据权利要求2所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述第三传导路径是微带线。
6.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，用于传送所述高频信号的所述高频线路布置结构包括彼此串联地布置的两个以上的不同类型的线路(903、1001、1002、1301)，所述两个以上的不同类型的线路(903、1001、1002、1301)包括微带线、矩形波导、圆形波导、共轴导体、基板集成波导和共面线中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述高频线路布置结构(401)通过高频功率分配器(501)分流，以同步多个雷达芯片。
8.根据权利要求7所述的雷达物位测量装置(101)，其中，直到被分流的所述高频信号到达对应的所述雷达芯片的同步电路为止，从所述高频功率分配器(501)中引出的两条线路具有相同的信号传播时间。
9.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其还包括高频放大器(601)，所述高频放大器布置在所述高频线路布置结构中并且被配置成用于放大所述高频信号。
10.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述高频信号是针对发射信号通过整数因数分频的高频信号。
11.根据权利要求9所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述高频放大器(601)具有超过30GHz的可用频率范围。
12.根据权利要求10所述的雷达物位测量装置(101)，其中，在所述第一雷达芯片(301a)和所述第二雷达芯片(301b)上均集成有模拟数字转换器。
13.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其被配置成用于检测容器中的介质的拓扑。
14.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述第一雷达芯片(301a)和所述第二雷达芯片(301b)均具有一个或多个用于发射相应的发射信号的发射通道(307)和一个或多个用于接收在所述填充材料表面上反射的相应的发射信号的接收通道(308)。
15.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，所述物位测量装置(100)被设计成FMCW物位测量装置。
16.根据权利要求1所述的雷达物位测量装置(101)，其中，仅在所述第一层(801)上处理由所述雷达物位测量装置检测的全部测量信号。
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