DE102012106938A1 - Mapping of a radar field of view in process automation technology - Google Patents

Mapping of a radar field of view in process automation technology Download PDF

Info

Publication number
DE102012106938A1
DE102012106938A1 DE102012106938.7A DE102012106938A DE102012106938A1 DE 102012106938 A1 DE102012106938 A1 DE 102012106938A1 DE 102012106938 A DE102012106938 A DE 102012106938A DE 102012106938 A1 DE102012106938 A1 DE 102012106938A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
horn antenna
radar
antenna elements
horn
angular coordinate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102012106938.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Blödt
Tobias Chaloun
Winfried Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Priority to DE102012106938.7A priority Critical patent/DE102012106938A1/en
Priority to PCT/EP2013/063622 priority patent/WO2014019778A1/en
Publication of DE102012106938A1 publication Critical patent/DE102012106938A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/08—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for modifying the radiation pattern of a radiating horn in which it is located
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0031—Parallel-plate fed arrays; Lens-fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes mittels einer Radarmessanordnung beschrieben. Die Radarmessanordnung umfasst eine Sendeantennenanordnung mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen, welche so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement Radarstrahlung in einer anderen Abstrahlebene abstrahlt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition der ersten Winkelkoordinate verkippt ist. Außerdem umfasst die Radarmessanordnung eine Empfangsantennenanordnung mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen, welche so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement Radarstrahlung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs der zweiten Winkelkoordinate empfängt. Das Verfahren umfasst das Abstrahlen von Radarstrahlung durch die Sendeantennenanordnung, wobei die Abstrahlung auf Senderseite bezüglich der ersten Winkelkoordinate nacheinander zwischen unterschiedlichen Abstrahlebenen durchgeschaltet wird, das Empfangen von an Radarzielen zurückreflektierten Empfangssignalen durch die Empfangsantennenanordnung, das Bestimmen der zweiten Winkelkoordinate, unter der die Empfangssignale auf der Empfangsantennenanordnung eintreffen, anhand einer Phasenprogression der Empfangssignale oder durch rechnerisches Auswerten verschiedener Ausbreitungswege mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming, sowie das Erzeugen eines zweidimensionalen Abbilds des Radargesichtsfelds anhand der für die verschiedenen Werte der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate erhaltenen Empfangssignale.A method for imaging acquisition of a radar field of view by means of a radar measuring arrangement is described. The radar measuring arrangement comprises a transmitting antenna arrangement with a plurality of first horn antenna elements, which are designed such that each first horn antenna element emits radar radiation in a different radiation plane, which is tilted to the normal by a certain angular position of the first angular coordinate. In addition, the radar measuring arrangement comprises a receiving antenna arrangement with a plurality of second horn antenna elements, which are designed such that every second horn antenna element receives radar radiation within a comparatively wide range of the second angular coordinate. The method comprises the emission of radar radiation by the transmitting antenna arrangement, the transmission on the transmitter side being switched through successively between different emission levels with respect to the first angular coordinate, the reception of received signals reflected back at radar targets by the receiving antenna arrangement, the determination of the second angular coordinate under which the received signals on the Arrive receiving antenna arrangement, based on a phase progression of the received signals or by arithmetic evaluation of different propagation paths using digital beam shaping or digital beam forming, and the generation of a two-dimensional image of the radar field of view based on the received signals obtained for the different values of the first angular coordinate and the second angular coordinate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Radarmessanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 sowie eine Radarmessanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.The invention relates to a method for imaging detection of a Radargesichtsfeldes according to the preamble of claim 1 and a method for imaging detection of a Radargesichtsfeldes according to the preamble of claim 8. Furthermore, the invention relates to a Radarmessanordnung according to the preamble of claim 14 and a Radarmessanordnung according to the preamble of claim 15.

In der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Beispiele für derartige Feldgeräte sind Füllstandsmessgeräte, Massedurchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte etc., die als Sensoren die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck bzw. Temperatur erfassen.In process automation technology, field devices are often used to detect and / or influence process variables. Examples of such field devices are level gauges, mass flowmeters, pressure and temperature measuring devices, etc., which detect the corresponding process variables level, flow, pressure or temperature as sensors.

Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten.In principle, field devices are all devices that are used close to the process and that provide or process process-relevant information.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.

Insbesondere im Bereich der Füllstandsmessung, aber auch in anderen Bereichen wird Radarstrahlung für Messzwecke eingesetzt. Neben der reinen Füllstandsmessung gewinnen auch abbildende Radarmessgeräte an Bedeutung.Especially in the field of level measurement, but also in other areas radar radiation is used for measurement purposes. In addition to pure level measurement, imaging radar instruments are becoming increasingly important.

Es ist Aufgabe der Erfindung, verbesserte Verfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfelds sowie entsprechende Radarmessanordnungen zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere für die Prozessautomatisierungstechnik geeignet sind.It is an object of the invention to provide improved methods for imaging detection of a radar field of view and corresponding radar measurement arrangements, which are particularly suitable for process automation technology.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1, 8, 14 und 15 angegebenen Merkmale.This object is achieved by the features specified in claims 1, 8, 14 and 15.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren dient zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes mittels einer Radarmessanordnung. Die Radarmessanordnung umfasst eine Sendeantennenanordnung mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen, wobei die ersten Hornantennenelemente der Sendeantennenanordnung so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement Radarstrahlung in einer anderen Abstrahlebene abstrahlt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition der ersten Winkelkoordinate verkippt ist. Außerdem umfasst die Radarmessanordnung eine Empfangsantennenanordnung mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen, wobei die zweiten Hornantennenelemente der Empfangsantennenanordnung so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement Radarstrahlung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs der zweiten Winkelkoordinate empfängt.The first method according to the invention serves for imaging detection of a radar field of view by means of a radar measuring arrangement. The radar arm assembly includes a transmitter antenna assembly having a plurality of first horn antenna elements, wherein the first horn antenna elements of the transmitter antenna assembly are configured such that each first horn antenna element radiates radar radiation in a different plane of abstraction that is tilted normal to a particular angular position of the first angular co-ordinate. In addition, the radar measurement arrangement comprises a receive antenna arrangement having a plurality of second horn antenna elements, wherein the second horn antenna elements of the receive antenna arrangement are configured such that each second horn antenna element receives radar radiation within a comparatively wide range of the second angle coordinate.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Abstrahlen von Radarstrahlung durch die Sendeantennenanordnung, wobei die Abstrahlung auf Senderseite bezüglich der ersten Winkelkoordinate nacheinander zwischen unterschiedlichen Abstrahlebenen durchgeschaltet wird, und das Empfangen von an Radarzielen zurückreflektierten Empfangssignalen durch die Empfangsantennenanordnung. Das Verfahren umfasst das Bestimmen der zweiten Winkelkoordinate, unter der die Empfangssignale auf der Empfangsantennenanordnung eintreffen, anhand einer Phasenprogression der Empfangssignale oder durch rechnerisches Auswerten verschiedener Ausbreitungswege mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming, sowie das Erzeugen eines zweidimensionalen Abbilds des Radargesichtsfelds anhand der für die verschiedenen Werte der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate erhaltenen Empfangssignale.The first method according to the present invention comprises emitting radar radiation through the transmit antenna array, wherein the transmitter side emission is successively switched between different levels of illumination with respect to the first angle coordinate, and receiving signals reflected back to radar targets by the receive antenna array. The method comprises determining the second angular coordinate at which the received signals arrive at the receiving antenna arrangement based on a phase progression of the received signals or by computationally evaluating different propagation paths by means of digital beamforming or generating a two-dimensional image of the radar visual field with reference to FIG different values of the first angular coordinate and the second angular coordinate received signals received.

Das erste erfindungsgemäße Verfahren ist durch eine Kombination von unterschiedlichen Abstrahlebenen einerseits und einem Einsatz von Digital Beam Forming oder phasengesteuerten Gruppenantennen andererseits gekennzeichnet. Durch die Kombination von unterschiedlichen Methoden für die Ermittlung der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate wird eine besonders vorteilhafte abbildende Erfassung eines Radargesichtsfelds ermöglicht. Beispielsweise wird, falls auf Empfängerseite Digital Beam Forming zum Einsatz kommt, der rechnerische Aufwand für das Digital Beam Forming verringert, weil lediglich eine Winkelkoordinate mittels Digital Beam Forming bestimmt werden muss, denn senderseitig ist die erste Winkelkoordinate der Abstrahlebene, in der die Abstrahlung erfolgt, bekannt. Wenn dagegen auf Empfängerseite eine phasengesteuerte Gruppenantenne zum Einsatz kommt, wird dadurch die insgesamt empfangene Leistung erhöht.The first method according to the invention is characterized by a combination of different emission levels on the one hand and the use of digital beam forming or phased array antennas on the other hand. By combining different methods for determining the first angular coordinate and the second angular coordinate, a particularly advantageous imaging detection of a radar field of view is made possible. For example, if Digital Beam Forming is used on the receiver side, the arithmetic outlay for the Digital Beam Forming is reduced because only one angular coordinate has to be determined by means of Digital Beam Forming, since on the transmitter side the first angular coordinate of the emission plane in which the emission takes place is known. If, on the other hand, a phased array antenna is used on the receiver side, this increases the total received power.

Das zweite erfindungsgemäße Verfahren dient zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes mittels einer Radarmessanordnung. Die Radarmessanordnung umfasst eine Sendeantennenanordnung mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen, wobei die ersten Hornantennenelemente der Sendeantennenanordnung so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement die Leistung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs einer ersten Winkelkoordinate abstrahlt. Außerdem umfasst die Radarmessanordnung eine Empfangsantennenanordnung mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen, wobei die zweiten Hornantennenelemente der Empfangsantennenanordnung so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement Radarstrahlung in einer anderen Empfangsebene empfängt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition einer zweiten Winkelkoordinate verkippt ist.The second method according to the invention serves for the imaging detection of a radar field of view by means of a radar measuring arrangement. The radar arm assembly includes a transmitter antenna assembly having a plurality of first horn antenna elements, wherein the first horn antenna elements of the transmitter antenna assembly are configured such that each first horn antenna element measures the power within a comparatively wide range of a first angular coordinate radiates. In addition, the radar measurement arrangement comprises a receive antenna arrangement having a plurality of second horn antenna elements, the second horn antenna elements of the receive antenna arrangement being configured such that each second horn antenna element receives radar radiation in another receive plane that is tilted normal to a particular angular position of a second angular coordinate.

Das zweite erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Abstrahlen von Radarstrahlung durch die Sendeantennenanordnung, wobei entweder unterschiedliche Ausbreitungswege durchgeschaltet werden zur Auswertung der ersten Winkelkoordinate mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming, oder unterschiedliche Phasenprogressionen zur Abstrahlung in unterschiedliche Abstrahlbereiche der ersten Winkelkoordinate durchgeschaltet werden. Außerdem umfasst das Verfahren das Empfangen und Auswerten von an Radarzielen zurückreflektierten Empfangssignale durch die Empfangsantennenanordnung in unterschiedlichen Empfangsebenen bezüglich der zweiten Winkelkoordinate, sowie das Erzeugen eines zweidimensionalen Abbilds des Radargesichtsfelds anhand der für die verschiedenen Werte der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate erhaltenen Empfangssignale.The second method according to the invention comprises the emission of radar radiation by the transmitting antenna arrangement, whereby either different propagation paths are switched through for evaluating the first angular coordinate by means of digital beamforming or different phase progressions for radiation are switched through into different emission regions of the first angular coordinate. The method further comprises receiving and evaluating received signals reflected back to radar targets by the receiving antenna array at different receiving planes with respect to the second angular coordinate, and generating a two-dimensional image of the radar visual field from the received signals received for the different values of the first angular coordinate and the second angular coordinate.

Das zweite erfindungsgemäße Verfahren ist durch eine Kombination eines Einsatzes von Digital Beam Forming oder phasengesteuerten Gruppenantennen einerseits und von unterschiedlichen Empfangsebenen andererseits gekennzeichnet. Genau wie beim ersten erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die Kombination von unterschiedlichen Methoden für die Ermittlung der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate eine besonders vorteilhafte abbildende Erfassung eines Radargesichtsfelds ermöglicht. Beispielsweise wird, falls zur Bestimmung der ersten Winkelkoordinate Digital Beam Forming eingesetzt wird, der rechnerische Aufwand für das Digital Beam Forming verringert, weil lediglich eine Winkelkoordinate mittels Digital Beam Forming bestimmt werden muss, denn empfängerseitig ist die zweite Winkelkoordinate der Empfangsebene, in der die Radarstrahlung empfangen wird, bekannt. Wenn dagegen auf Senderseite eine phasengesteuerte Gruppenantenne zum Einsatz kommt, wird dadurch die insgesamt abstrahlte Leistung erhöht.The second method according to the invention is characterized by a combination of an employment of digital beam forming or phased array antennas on the one hand and of different reception levels on the other hand. Just as in the case of the first method according to the invention, the combination of different methods for determining the first angular coordinate and the second angular coordinate enables a particularly advantageous imaging detection of a radar visual field. For example, if digital beam forming is used to determine the first angular coordinate, the arithmetic effort for the digital beam forming is reduced because only one angular coordinate needs to be determined by digital beam forming, because at the receiver side is the second angular coordinate of the receiving plane in which the radar radiation is received, known. If, on the other hand, a phased array antenna is used on the transmitter side, this increases the overall radiated power.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 eine erfindungsgemäße Antennenanordnung; 1 an antenna arrangement according to the invention;

2 den Aufbau der erfindungsgemäßen Antennenanordnung aus stapelbaren Hornantennenelementen; 2 the structure of the antenna array of stackable horn antenna elements according to the invention;

3 ein aus Stanzteilen gefertigtes Hornantennenelement; 3 a horn antenna element made of stampings;

4 die Abstrahlcharakteristik eines einzelnen Hornantennenelements; 4 the radiation characteristic of a single horn antenna element;

5 eine aus zwei nebeneinander angeordneten Stapeln aufgebaute Antennenanordnung; 5 an antenna arrangement constructed from two stacks arranged next to one another;

6 eine Detailansicht der in 5 gezeigten Antennenanordnung; 6 a detailed view of in 5 shown antenna arrangement;

7 eine rückwärtige Ansicht der in 5 gezeigten Antennenanordnung; 7 a rear view of the in 5 shown antenna arrangement;

8 ein erstes Messverfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfelds; 8th a first measurement method for imaging detection of a radar field of view;

9 eine schematische Darstellung der Abrasterung eines Radargesichtsfelds; 9 a schematic representation of the scanning of a radar field of view;

10A, 10B zwei vorteilhafte technische Implementierungen des in 8 gezeigten Messverfahrens; 10A . 10B two advantageous technical implementations of in 8th shown measuring method;

11 den Einsatz von abbildendem Radar zur Bestimmung eines Schüttgutvolumens; 11 the use of imaging radar to determine a volume of bulk material;

12 ein zweites Messverfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfelds; 12 a second measurement method for imaging detection of a radar field of view;

13 eine schematische Darstellung eines Phasenverzögerungsglieds; 13 a schematic representation of a phase delay element;

14 ein drittes Messverfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfelds; 14 a third measurement method for imaging detection of a radar field of view;

15 eine Antennenanordnung, die sich insbesondere zur Realisierung der in den 12 und 14 gezeigten Messverfahren eignet; 15 an antenna arrangement, in particular for the realization of the in the 12 and 14 shown measuring method is suitable;

16 ein viertes Messverfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfelds; und 16 a fourth measurement method for imaging detection of a radar field of view; and

17 ein fünftes Messverfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfelds. 17 a fifth measurement method for imaging detection of a radar field of view.

1 zeigt eine Antennenstruktur 100 für das Frontend einer Radarmessvorrichtung. Die erfindungsgemäße Antennenstruktur 100 ist aus einer Anzahl von aufeinander gestapelten Hornantennen aufgebaut und kann sowohl als Sendeantennenstruktur als auch als Empfangsantennenstruktur für Radarstrahlung eingesetzt werden. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Antennenstruktur 100 aus acht übereinander gestapelten Hornantennenelementen 101–108 aufgebaut. Die Hornantennenelemente 101–108 können beispielsweise als Formteile ausgebildet sein, welche aus einem leitfähigen Material gefertigt sind. Beim Übereinanderstapeln der einzelnen Hornantennenelemente 101–108 dient die Grundplatte des nächstfolgenden Hornantennenelements jeweils als obere Abdeckung des darunter liegenden Hornantennenelements. Das oberste Hornantennenelement 108 des Antennenstapels wird dann mit einer Deckplatte 109 abgeschlossen, welche ebenfalls aus leitfähigem Material besteht. Jedes der Hornantennenelemente 101–108 weist an seiner Vorderseite eine Strahlöffnung 110–117 auf. An der Vorderseite der Antennenstruktur 100 sind daher acht übereinander angeordnete Strahlöffnungen 110–117 zu erkennen, die in Form von schmalen horizontalen Schlitzen ausgebildet sind. Die Hornantennenelemente 101–108 können wahlweise zum Senden oder zum Empfangen von Radarstrahlung eingesetzt werden. 1 shows an antenna structure 100 for the front end of a radar gauge. The antenna structure according to the invention 100 is constructed of a number of stacked horn antennas and may be both a transmit antenna structure and a receive antenna structure be used for radar radiation. At the in 1 The example shown is the antenna structure 100 from eight stacked horn antenna elements 101 - 108 built up. The horn antenna elements 101 - 108 For example, they may be formed as molded parts made of a conductive material. When stacking the individual horn antenna elements 101 - 108 The base plate of the next horn antenna element serves as the upper cover of the underlying horn antenna element. The topmost horn antenna element 108 The antenna stack is then covered with a cover plate 109 completed, which also consists of conductive material. Each of the horn antenna elements 101 - 108 has at its front a beam opening 110 - 117 on. At the front of the antenna structure 100 are therefore eight stacked beam openings 110 - 117 to recognize, which are formed in the form of narrow horizontal slots. The horn antenna elements 101 - 108 can be used optionally for transmitting or receiving radar radiation.

In der Prozessautomatisierungstechnik werden Füllstandmessgeräte oft in geschlossenen Speicherbehältern (Silos, Tanks) eingesetzt, in deren Abdeckungen sich runde Flanschöffnungen zur Installation von Sensoren befinden. Um das erfindungsgemäßen Verfahren in möglichst vielen Speicherbehältern einsetzen zu können, ist ein kompakter, in kleine Flanschöffnungen passender Gesamtaufbau der Antennenstruktur vorteilhaft. Kompakte Abmessungen der Antennenstruktur werden durch einen minimalen Abstand zwischen den Strahlöffnungen von benachbarten Hornantennenelementen erreicht. Dieser Minimalabstand liegt etwa in der Größenordnung von einer halben Wellenlänge. Bei einer Frequenz von ca. 60–90 GHz würde der Abstand zwischen benachbarten Strahlöffnungen daher im Bereich zwischen 1,5 und 2,5 mm liegen. Entsprechend müsste jedes der Formteile 101–108 eine Dicke im Bereich zwischen 1,5 mm und 2,5 mm aufweisen. Bei Anwendungen der Prinzipien phasengesteuerter Gruppenantennen und digitaler Strahlformung hat ein minimaler Abstand der Antennenelemente zudem den Vorteil eines großen bezüglich der Winkelabbildung eindeutigen Gesichtsfeldes.In process automation technology, level gauges are often used in closed storage tanks (silos, tanks) with covers with circular flange openings for installing sensors. In order to be able to use the method according to the invention in as many storage containers as possible, a compact overall structure of the antenna structure which fits into small flange openings is advantageous. Compact dimensions of the antenna structure are achieved by a minimum distance between the beam openings of adjacent horn antenna elements. This minimum distance is approximately of the order of half a wavelength. At a frequency of about 60-90 GHz, the distance between adjacent beam openings would therefore be in the range between 1.5 and 2.5 mm. Accordingly, each of the moldings would have 101 - 108 have a thickness in the range between 1.5 mm and 2.5 mm. In applications of the principles of phased array antennas and digital beamforming, a minimum spacing of the antenna elements also has the advantage of a large field of view unique in angular imaging.

In 2 sind zwei der Hornantennenelemente gezeigt, die zum Aufbau der Antennenstruktur von 1 benötigt werden. Die beiden Hornantennenelemente 200 und 201 sind als Formteile ausgebildet. Das Hornantennenelement 200 umfasst eine Grundplatte 202 und zwei daran angeformte Seitenelemente 203, 204, die die Kontur des Horns definieren. Am rückwärtigen Ende des Formteils ist ein Hohlleiteranschluss 205 vorgesehen, über den elektromagnetische Leistung in die Hornantenne eingespeist oder aus der Hornantennen entnommen werden kann. An der Vorderseite des Hornantennenelements 200 befindet sich eine Abstrahlöffnung 206 in Form eines langen horizontalen Schlitzes. Die von den Seitenelementen 203, 204 gebildeten seitlichen Begrenzungen 207, 208 verlaufen vom Hohlleiteranschluss 205 zur Strahlöffnung 206 und bilden eine Wellenführung für die elektromagnetischen Wellen. Dabei ist das gesamte Formteil, welches sowohl die Grundplatte 202 als auch die daran angeformten Seitenelemente 203, 204 umfasst, aus leitfähigem Material gefertigt. Das Formteil kann beispielsweise als Metallspritzgussteil hergestellt sein, oder als metallisiertes Kunststoffspritzgussteil. Alternativ dazu kann das Formteil aus Aluminium gefräst sein. Eine weitere Möglichkeit ist es, das Hornantennenelement durch Tiefziehen eines Bleches, vorzugsweise eines Buntmetallblechs (z. B. Messing, Kupfer sowie Legierungen davon) herzustellen.In 2 Two of the horn antenna elements are shown which are used to construct the antenna structure of FIG 1 needed. The two horn antenna elements 200 and 201 are formed as moldings. The horn antenna element 200 includes a base plate 202 and two side elements molded to it 203 . 204 that define the contour of the horn. At the rear end of the molding is a waveguide connection 205 provided, can be fed via the electromagnetic power in the horn antenna or removed from the horn antennas. At the front of the horn antenna element 200 there is a radiation opening 206 in the form of a long horizontal slot. The of the side elements 203 . 204 formed lateral boundaries 207 . 208 run from the waveguide connection 205 for beam opening 206 and form a waveguide for the electromagnetic waves. Here is the entire molded part, which is both the base plate 202 as well as the attached side elements 203 . 204 includes, made of conductive material. The molded part can be produced, for example, as a metal injection molded part, or as a metallized plastic injection molded part. Alternatively, the molding may be machined from aluminum. Another possibility is to produce the horn antenna element by deep-drawing a sheet, preferably a non-ferrous metal sheet (eg brass, copper and alloys thereof).

In 2 ist zu erkennen, dass in die Strahlöffnung 206 des Hornantennenelements 200 eine dielektrische Linsenplatte 209 eingepasst ist. Die dielektrische Linsenplatte 209 besteht aus einem nichtleitenden Dielektrikum, vorzugsweise aus einem Kunststoff mit einer Dielektrizitätskonstanten ε im Bereich zwischen 2 und 4. Als Material für die dielektrische Linsenplatte 209 eignet sich beispielsweise Polycarbonat, Polytetrafluorethylen (PTFE, auch bekannt als Teflon), Polyetheretherketon (PEEK), Polyethylen (PE), Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), etc. Die Form der dielektrischen Linsenplatte 209 ist dabei so gewählt, dass die dielektrische Linsenplatte 209 für die über den Hohlleiteranschluss 205 zugeführten elektromagnetischen Wellen als Linse wirkt. Infolge dieses Linseneffekts werden von dem Hornantennenelement 200 im Wesentlichen ebene Radarwellen abgestrahlt, und die empfangenen Radarwellen werden in Richtung zum Hohlleiteranschluss 205 hin gebündelt. Würde man auf den Einsatz der dielektrischen Linsenplatte 209 verzichten, so müsste die Bautiefe der Hornantennenelemente deutlich größer sein. Insofern bietet die dielektrische Linsenplatte 209 den Vorteil, dass die Bautiefe der einzelnen Hornantennenelemente 200, 201 und damit auch die Bautiefe der gesamten Antennenstruktur 100 signifikant verringert werden kann. Durch den Einsatz von dielektrischen Linsenplatten kann also eine kompaktere Bauform der Hornantennenelemente erzielt werden.In 2 it can be seen that in the beam opening 206 of the horn antenna element 200 a dielectric lens plate 209 is fitted. The dielectric lens plate 209 consists of a non-conductive dielectric, preferably of a plastic with a dielectric constant ε in the range between 2 and 4. As a material for the dielectric lens plate 209 For example, polycarbonate, polytetrafluoroethylene (PTFE, also known as Teflon), polyetheretherketone (PEEK), polyethylene (PE), ethylene-tetrafluoroethylene (ETFE), etc. are suitable. The shape of the dielectric lens plate 209 is chosen so that the dielectric lens plate 209 for the over the waveguide connection 205 supplied electromagnetic waves acts as a lens. As a result of this lensing effect, the horn antenna element becomes 200 radiated substantially planar radar waves, and the received radar waves are toward the waveguide port 205 bundled up. Would you look at the use of the dielectric lens plate 209 waive, the depth of the horn antenna elements would have to be much larger. In this respect, the dielectric lens plate offers 209 the advantage that the depth of the individual horn antenna elements 200 . 201 and thus the depth of the entire antenna structure 100 can be significantly reduced. By using dielectric lens plates, therefore, a more compact design of the horn antenna elements can be achieved.

In 2 ist außerdem ein zweites Hornantennenelement 201 gezeigt, das direkt auf das erste Hornantennenelement 200 gestapelt wird, so dass sich der in 1 gezeigte Stapel von Hornantennenelementen ergibt. Das zweite Hornantennenelement 201 umfasst ein Formteil mit einer Grundplatte 210 und zwei daran angeformten Seitenelementen 211, 212. Vom Hohlleiteranschluss 213 aus erstrecken sich die seitlichen Begrenzungen 214, 215 zu der Strahlöffnung 216 hin, die als schmaler horizontaler Schlitz ausgebildet ist. Die seitlichen Begrenzungen 214, 215 definieren die Innenkontur der Hornantenne.In 2 is also a second horn antenna element 201 shown directly on the first horn antenna element 200 is stacked so that the in 1 shown stack of horn antenna elements results. The second horn antenna element 201 comprises a molding with a base plate 210 and two side elements molded onto it 211 . 212 , From the waveguide connection 213 out the lateral boundaries extend 214 . 215 to the jet opening 216 towards that, as narrower horizontal slot is formed. The lateral limits 214 . 215 define the inner contour of the horn antenna.

Wie beim ersten Hornantennenelement 200 kann auch beim zweiten Hornantennenelement 201 innerhalb der Strahlöffnung 216 eine dielektrische Linsenplatte angeordnet sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist diese in 2 jedoch nicht mit dargestellt.As with the first horn antenna element 200 can also be at the second horn antenna element 201 within the beam opening 216 a dielectric lens plate may be arranged. For clarity, this is in 2 but not shown.

Beim Aufeinanderstapeln der verschiedenen Hornantennenelemente ist es von Vorteil, die einzelnen Hornantennenelemente relativ zueinander exakt zu positionieren. Nur so kann im Fall eines Sendeantennenstapels eine definierte Abstrahlcharakteristik bzw. im Fall eines Empfangsantennenstapels eine definierte Empfangscharakteristik erzielt werden. Um ein Hornantennenelement relativ zu einem darunter angeordneten Hornantennenelement zu positionieren, können beispielsweise Rastnasen oder Nut-Feder-Konstruktionen an den Hornantennenelementen vorgesehen sein. Alternativ dazu könnten innerhalb der Seitenelemente Bohrlöcher vorgesehen sein, die durch den gesamten Antennenstapel hindurchreichen. In diese Bohrlöcher können dann Führungsstangen eingeschoben werden, um auf diese Weise eine exakte Positionierung der übereinander gestapelten Hornantennenelemente zu erreichen.When stacking the various horn antenna elements, it is advantageous to position the individual horn antenna elements exactly relative to each other. Only in this way can a defined emission characteristic or, in the case of a receiving antenna stack, a defined receiving characteristic be achieved in the case of a transmitting antenna stack. In order to position a horn antenna element relative to a horn antenna element arranged underneath, latching lugs or tongue and groove constructions may, for example, be provided on the horn antenna elements. Alternatively, holes could be provided within the side members that extend through the entire antenna stack. Guide rods can then be inserted into these drill holes in order to achieve an exact positioning of the stacked horn antenna elements in this way.

In der in 2 gezeigten Ausführungsform sind die Hohlleiteranschlüsse 205, 213 abwechselnd versetzt zueinander angeordnet. Dadurch steht für jeden der Hohlleiteranschlüsse an der Rückseite des Antennenstapels mehr Platz für die Ankontaktierung zur Verfügung, um elektromagnetische Leistung einzukoppeln oder auszukoppeln. Beispielsweise können die Hohlleiteranschlüsse 205, 213 oder mit einer Schaltmatrix verbunden werden.In the in 2 embodiment shown are the waveguide terminals 205 . 213 alternately staggered. As a result, more space is available for the Ankontaktierung for each of the waveguide terminals on the back of the antenna stack to couple or couple out electromagnetic power. For example, the waveguide connections 205 . 213 or connected to a switch matrix.

In 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Hornantennenelements gezeigt, bei dem das Hornantennenelement aus leitfähigen Stanzteilen aufgebaut ist. Das in 3 gezeigte Hornantennenelement 300 umfasst eine Grundplatte 301, auf der zwei Seitenplatten 302, 303 angeordnet sind. Sowohl die Grundplatte 301 als auch die Seitenplatten 302, 303 sind als leitfähige Stanzteile realisiert, und zwar vorzugsweise als Blechstanzteile. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform wird das Hornantennenelement 300 aus Stanzteilen aus Edelstahlblech aufgebaut. Die Seitenteile 302, 303 definieren die Innenkontur der Hornantenne vom Hohlleiteranschluss 304 zur Strahlöffnung 305. In die Strahlöffnung 305 kann eine dielektrische Linsenplatte 306 eingesetzt werden, wodurch eine verringerte Bautiefe des Hornantennenelements ermöglicht wird.In 3 an alternative embodiment of a horn antenna element is shown in which the horn antenna element is constructed of conductive stampings. This in 3 shown horn antenna element 300 includes a base plate 301 , on the two side plates 302 . 303 are arranged. Both the base plate 301 as well as the side plates 302 . 303 are realized as conductive stampings, preferably as sheet metal stampings. According to a preferred embodiment, the horn antenna element 300 made of stampings made of stainless steel. The side parts 302 . 303 define the inner contour of the horn antenna from the waveguide port 304 for beam opening 305 , In the beam opening 305 can be a dielectric lens plate 306 can be used, whereby a reduced depth of the horn antenna element is made possible.

4 zeigt die Abstrahlcharakteristik eines Hornantennenelements, das als Sendeantenne eingesetzt wird. Das Hornantennenelement 400 umfasst einen Hohlleiteranschluss 401, über den die elektromagnetische Leistung eingekoppelt wird, einen sich aufweitenden Wellenführungsbereich 402 sowie eine Strahlöffnung 403 zu Abstrahlung der Radarstrahlung. Die Strahlöffnung 403 ist im Wesentlichen als horizontaler Schlitz ausgebildet. Bei Verwendung des eingezeichneten Koordinatensystems ergibt sich daher, dass die Ausdehnung dy der Strahlöffnung 403 in y-Richtung (also in Richtung senkrecht zur Stapelrichtung) relativ groß ist, während die Ausdehnung dz in z-Richtung (also in Stapelrichtung) kleiner ist als die halbe Wellenlänge der Radarstrahlung. Für die sich ergebende Abstrahlcharakteristik der Hornantenne gilt Folgendes: Je größer die Apertur der Strahlöffnung in einer bestimmten Raumrichtung ist, desto stärker wird die abgestrahlte Strahlung in dieser Raumrichtung gebündelt. Wenn die Aperturöffnung in einer Raumrichtung dagegen sehr klein ist, dann wird die abgestrahlte Strahlung in der entsprechenden Raumrichtung nicht bzw. nur geringfügig gebündelt. Angewandt auf die in 4 gezeigte Hornantenne ergibt sich daher folgendes Bild: In y-Richtung ist die Ausdehnung dy der Strahlöffnung 403 relativ groß, und insofern ist die abgestrahlte Strahlung in y-Richtung relativ stark gebündelt. In Bezug auf den Azimutwinkel φ wird die Radarstrahlung daher nur in einem relativ schmalen Winkelbereich Δφ senkrecht zur Strahlöffnung abgestrahlt. In Bezug auf den Azimutwinkel kommt es daher zur Ausprägung einer vergleichsweise schmalen Strahlungskeule. In z-Richtung dagegen ist die Ausdehnung dz der Strahlöffnung 403 sehr gering, und deshalb kommt es in dieser Richtung nicht bzw. kaum zu einer Bündelung der abgestrahlten Radarstrahlung. In Bezug auf den Elevationswinkel θ kommt es daher nicht bzw. kaum zu einer Bündelung, daher ist der Bereich Δθ von Elevationswinkeln, innerhalb denen die Strahlung abgestrahlt wird, vergleichsweise groß, nämlich bis zu 180°. Daher wird die Radarstrahlung im Wesentlichen innerhalb einer vertikalen Halbebene 404 abgestrahlt, und zwar innerhalb eines relativ kleinen Bereichs Δφ von Azimutwinkeln. Wenn die Seitenwandungen 405, 406 der Hornantenne symmetrisch ausgelegt ist, dann wird die Radarstrahlung hauptsächlich beim Azimutwinkel φ = 90° abgestrahlt, so dass die Abstrahlebene 404 senkrecht auf der Strahlöffnung 403 steht. 4 shows the radiation characteristic of a horn antenna element used as a transmitting antenna. The horn antenna element 400 includes a waveguide port 401 , via which the electromagnetic power is coupled, a widening waveguide area 402 and a beam opening 403 to radiation of radar radiation. The beam opening 403 is formed substantially as a horizontal slot. When using the drawn coordinate system, it follows that the extension d y of the beam opening 403 in the y-direction (ie in the direction perpendicular to the stacking direction) is relatively large, while the extension d z in the z-direction (ie in the stacking direction) is smaller than half the wavelength of the radar radiation. The following applies to the resulting radiation characteristic of the horn antenna: The larger the aperture of the beam opening in a particular spatial direction, the stronger the radiation emitted is concentrated in this spatial direction. In contrast, if the aperture opening in a spatial direction is very small, then the radiated radiation in the corresponding spatial direction is not or only slightly bundled. Applied to the in 4 The horn antenna shown, therefore, results in the following image: In the y-direction is the extension d y of the beam opening 403 relatively large, and insofar as the radiated radiation in the y-direction is relatively concentrated. In relation to the azimuth angle φ, therefore, the radar radiation is emitted only in a relatively narrow angular range Δφ perpendicular to the beam opening. With regard to the azimuth angle, therefore, a comparatively narrow radiation lobe occurs. In the z-direction, however, the extension is d z of the beam aperture 403 very low, and therefore it comes in this direction, or hardly to a bundling of radiated radar radiation. With respect to the elevation angle θ, therefore, there is little or no bundling, therefore, the range Δθ of elevation angles within which the radiation is radiated is comparatively large, namely up to 180 °. Therefore, the radar radiation becomes substantially within a vertical half-plane 404 radiated within a relatively small range Δφ of azimuth angles. If the side walls 405 . 406 the horn antenna is designed symmetrically, then the radar radiation is radiated mainly at the azimuth angle φ = 90 °, so that the Abstrahlebene 404 perpendicular to the jet opening 403 stands.

Allerdings kann man durch eine geeignete Formgebung der Seitenwandungen 405, 406 des Horns sowie durch eine geeignete Formgebung der dielektrischen Linse den Azimutwinkel φ, bei dem die Abstrahlung hauptsächlich erfolgt, innerhalb eines weiten Bereichs einstellen. Dadurch lassen sich Hornantennenelemente herstellen, bei denen die Abstrahlebene 404 in einem vorgegebenen Azimutwinkel φ relativ zur Strahlöffnung 403 orientiert ist.However, one can by suitable shaping of the side walls 405 . 406 of the horn, and by a proper shaping of the dielectric lens, adjust the azimuth angle φ at which the radiation mainly takes place within a wide range. As a result, horn antenna elements can be produced in which the Abstrahlebene 404 at a given azimuth angle φ relative to the beam opening 403 is oriented.

Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die einzelnen Antennenelemente des Antennenstapels als Hornantennenelemente ausgeführt. Hornantennen ermöglichen eine relativ breitbandige Abstrahlung von Radarfrequenzen. Wenn Radarsignale bei einer Radarfrequenz im Bereich von ca. 60 GHz bis 90 GHz abgestrahlt werden, dann ermöglichen Hornantennen eine Bandbreite der abgestrahlten Signale im Bereich von bis zu 40% der Radarfrequenz, also eine Bandbreite im Bereich von 20 GHz bis 30 GHz. Dies ist deutlich höher als die Bandbreite, die beispielsweise bei Verwendung von planaren Antennenstrukturen erzielt werden könnte. Die hohe Bandbreite ist insbesondere bei der Bestimmung von Entfernungen mittels Radar von Vorteil. Je größer die Bandbreite der abgestrahlten Strahlung ist, desto genauer lässt sich die Entfernung zum Radarziel auflösen. Wenn die Entfernung beispielsweise mittels einer Pulslaufzeitmethode bestimmt wird, dann umfasst das Fourier-Spektrum eines kurzen wohldefinierten Pulses ein vergleichsweise breites Spektrum von verschiedenen Frequenzen. Eine Hornantenne ist in der Lage, dieses breite Spektrum von verschiedenen Frequenzen abzustrahlen. Insofern kann mittels einer Hornantenne ein wohldefinierter kurzer Puls ausgesendet werden. Anhand der Laufzeit dieses Pulses vom Sender zum Radarziel und zurück zum Empfänger lässt sich dann die Entfernung des Radarziels ermitteln. In the embodiments of the present invention, the individual antenna elements of the antenna stack are implemented as horn antenna elements. Horn antennas allow a relatively broadband radiation of radar frequencies. When radar signals are radiated at a radar frequency in the range of about 60 GHz to 90 GHz, then horn antennas enable a bandwidth of the radiated signals in the range of up to 40% of the radar frequency, ie a bandwidth in the range of 20 GHz to 30 GHz. This is significantly higher than the bandwidth that could be achieved, for example, when using planar antenna structures. The high bandwidth is particularly advantageous when determining distances by means of radar. The greater the bandwidth of the radiated radiation, the more precisely the distance to the radar target can be resolved. For example, if the distance is determined by a pulse transit time method, then the Fourier spectrum of a short well-defined pulse comprises a comparatively wide spectrum of different frequencies. A horn antenna is able to radiate this broad spectrum of different frequencies. In this respect, a well-defined short pulse can be transmitted by means of a horn antenna. Based on the duration of this pulse from the transmitter to the radar target and back to the receiver can then determine the distance of the radar target.

In 5 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antennenstruktur gezeigt. Diese Antennenstruktur 500 umfasst zwei nebeneinander angeordnete Stapel 501, 502 von Antennenelementen. Der erste Stapel 501 umfasst eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Hornantennenelementen 503, deren Strahlöffnungen 504 als übereinander angeordnete vertikale Schlitze an der Vorderseite des Antennenstapels 501 zu erkennen sind. Das oberste Hornantennenelement des ersten Stapels 501 wird nach oben hin durch eine Deckplatte 505 begrenzt. Der zweite Antennenstapel 502 umfasst die Hornantennenelemente 506, die relativ zu den benachbarten Hornantennenelementen 503 jeweils um eine halbe Höhe eines Antennenelements versetzt angeordnet sind. Daher sind die Strahlöffnungen 507 im zweiten Stapel 502 gegenüber den Strahlöffnungen 504 im ersten Stapel 501 versetzt angeordnet. Das oberste Hornantennenelement des zweiten Stapels 502 wird nach oben hin durch eine Abdeckplatte 508 begrenzt, und an der Unterseite des ersten Antennenstapels 501 ist zum Höhenausgleich zusätzlich eine Abstandsplatte 509 angeordnet.In 5 a further embodiment of an antenna structure according to the invention is shown. This antenna structure 500 includes two juxtaposed stacks 501 . 502 of antenna elements. The first batch 501 includes a plurality of stacked horn antenna elements 503 whose jet openings 504 as superimposed vertical slots on the front of the antenna stack 501 can be seen. The uppermost horn antenna element of the first stack 501 goes up through a cover plate 505 limited. The second antenna stack 502 includes the horn antenna elements 506 which are relative to the adjacent horn antenna elements 503 each offset by half the height of an antenna element. Therefore, the jet openings 507 in the second stack 502 opposite the jet openings 504 in the first batch 501 staggered. The uppermost horn antenna element of the second stack 502 goes up through a cover plate 508 limited, and at the bottom of the first antenna stack 501 is for height compensation additionally a spacer plate 509 arranged.

Vorzugsweise entspricht die Höhe der Hornantennenelemente 503 und 506 etwa einer ganzen Wellenlänge der Radarstrahlung. Die in 5 gezeigten Hornantennenelemente 503 und 506 sind also etwa doppelt so hoch wie die in 1 gezeigten Hornantennenelemente. Allerdings sind in 5 die Hornantennenelemente 506 gegenüber den Hornantennenelementen 503 um eine halbe Wellenlänge der Radarfrequenz versetzt angeordnet. Dadurch wird genau wie bei der Ausführungsform von 1 erreicht, dass jeweils in Abständen von einer halben Wellenlänge der Radarstrahlung ein Hornantennenelement mit einer Strahlöffnung angeordnet ist. Auf diese Weise kann auch bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ein großes eindeutiges Gesichtsfeld der Winkelabbildung mittels des Prinzips der phasengesteuerter Gruppenantenne oder der digitalen Strahlformung realisiert werden.Preferably, the height of the horn antenna elements corresponds 503 and 506 about a whole wavelength of the radar radiation. In the 5 shown horn antenna elements 503 and 506 are about twice as high as those in 1 shown horn antenna elements. However, in 5 the horn antenna elements 506 opposite the horn antenna elements 503 arranged offset by half a wavelength of the radar frequency. This is exactly as in the embodiment of 1 ensures that in each case at intervals of half a wavelength of the radar radiation, a horn antenna element is arranged with a beam opening. In this way, even at the in 5 In the embodiment shown, a large unambiguous field of view of the angular imaging can be realized by means of the principle of the phased array antenna or of the digital beamforming.

Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist ein Hornantennenelement etwa doppelt so hoch wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform, ohne dass die Abstrahlcharakteristik des Antennenarrays dadurch beeinträchtigt würde. Dies erleichtert die Realisierung der Hornantennenelemente insofern, als diese nun etwas größer dimensioniert werden können. Darüber hinaus wird durch die vergrößerten Dimensionen auch das Ein- bzw. Auskoppeln von elektromagnetischen Wellen in die Hohlleiteranschlüsse der Hornantennenelemente erleichtert.At the in 5 In the embodiment shown, a horn antenna element is about twice as high as in FIG 1 shown embodiment, without the radiation characteristic of the antenna array would be affected. This facilitates the realization of the horn antenna elements insofar as they can now be dimensioned slightly larger. In addition, the coupling of electromagnetic waves in the waveguide terminals of the horn antenna elements is facilitated by the enlarged dimensions.

In 6 sind zwei Hornantennenelemente 600, 601 des ersten Stapels 602 sowie ein versetzt dazu angeordnetes Hornantennenelement 603 des zweiten Antennenstapels 604 nochmals vergrößert gezeichnet. Zu erkennen sind die Strahlöffnungen 605, 606, 607, in denen jeweils dieelektrische Linsenplatten angeordnet sind. Bei den beiden Hornantennenelementen 601 und 603 sind außerdem die Seitenelemente 608 und 609 bzw. 610 und 611 zu erkennen, die die Innenkontur des Horns definieren. Die Hohlleiteranschlüsse 612, 613 sind jeweils an der rückwärtigen Seite der Antennenstapel 602, 604 angeordnet. Außerdem sind in 6 eine erste Abdeckplatte 614 für den ersten Antennenstapel 602 und eine zweite Abdeckplatte 615 für den zweiten Antennenstapel 604 eingezeichnet.In 6 are two horn antenna elements 600 . 601 of the first batch 602 and a staggered thereto horn antenna element 603 of the second antenna stack 604 drawn again enlarged. You can see the jet openings 605 . 606 . 607 in which the electric lens plates are respectively arranged. In the two horn antenna elements 601 and 603 are also the page elements 608 and 609 respectively. 610 and 611 to recognize that define the inner contour of the horn. The waveguide connections 612 . 613 are each on the back side of the antenna stack 602 . 604 arranged. Also, in 6 a first cover plate 614 for the first antenna stack 602 and a second cover plate 615 for the second antenna stack 604 located.

7 zeigt eine Darstellung der in 5 gezeigten Antennenstruktur 500 von der Rückseite aus. Der erste Antennenstapel 700 umfasst eine Vielzahl von Hornantennenelementen 701 mit zugehörigen Hohlleiteranschlüssen 702. Der zweite Antennenstapel 703 umfasst eine Vielzahl von Hornantennenelementen 704, die relativ zu den Hornantennenelementen 702 versetzt angeordnet sind. Die Hohlleiteranschlüsse 705 der Hornantennenelemente 704 sind an der Rückseite des Antennenstapels 703 angeordnet. Zum Einkoppeln der elektromagnetischen Leistung in die Hohlleiteranschlüsse 705 sind jeweils Mikrostreifenleitungszuführungen vorgesehen, die jeweils über einen Wellenleiterübergang mit einem zugeordneten Hohlleiteranschluss verbunden sind. Darüber hinaus ist eine an der Rückseite der Antennenstruktur angeordnete Schaltmatrix 706 gezeigt. Mittels dieser Schaltmatrix 706 lässt sich festlegen, welchen der Hornantennenelemente 704 über die zugehörige Mikrostreifenleitungszuführung elektromagnetische Leistung zugeführt werden soll. Mit Hilfe der Schaltmatrix 706 wird also festgelegt, welche der verschiedenen Hornantennenelemente 704 aktiv geschaltet werden. Zusätzlich kann auf der Schaltmatrix 706 auch ein Hochfrequenzsignalgenerator angeordnet sein, der die benötigten Hochfrequenzsignale zur Verfügung stellt. 7 shows a representation of in 5 shown antenna structure 500 from the back. The first antenna stack 700 includes a plurality of horn antenna elements 701 with associated waveguide connections 702 , The second antenna stack 703 includes a plurality of horn antenna elements 704 which are relative to the horn antenna elements 702 are arranged offset. The waveguide connections 705 the horn antenna elements 704 are at the back of the antenna stack 703 arranged. For coupling the electromagnetic power into the waveguide connections 705 each microstrip line feeds are provided, which are each connected via a waveguide junction with an associated waveguide connection. In addition, a switching matrix arranged on the rear side of the antenna structure is 706 shown. By means of this switching matrix 706 It can be determined which of the horn antenna elements 704 should be supplied via the associated microstrip line supply electromagnetic power. With the help of the switching matrix 706 So it is determined which of the various horn antenna elements 704 be switched active. Additionally, on the switch matrix 706 Also, a high frequency signal generator can be arranged, which provides the required high-frequency signals available.

Die anhand der 1–7 beschriebene Antennenstruktur eignet sich insbesondere dazu, das Gesichtsfeld einer Radarmessvorrichtung entsprechend einem Raster abzutasten und so eine abbildende Darstellung eines Radargesichtsfelds zu erstellen. Dabei weist jedes einzelne Hornantennenelement eine definierte Abstrahlcharakteristik entsprechend 4 auf, wobei die Radarstrahlung insbesondere in einer Abstrahlebene mit einem gewissen Neigungswinkel zur Normalen abgestrahlt wird. Für jedes Hornantennenelement kann die Winkellage der Abstrahlebene insbesondere durch geeignete Gestaltung der Innenkontur der Hornantenne und der Kontur der Linse variiert und festgelegt werden.The basis of the 1 - 7 described antenna structure is particularly suitable for scanning the field of view of a radar device according to a grid and so to create an imaging representation of a radar field of view. In this case, each individual horn antenna element has a defined emission characteristic 4 on, wherein the radar radiation is radiated in particular in a Abstrahlebene with a certain angle of inclination to the normal. For each horn antenna element, the angular position of the radiation plane can be varied and determined in particular by suitably designing the inner contour of the horn antenna and the contour of the lens.

1. Abstrahlung in definierte Winkellagen des Elevationswinkels und Empfang in definierten Winkellagen des Azimutwinkels1. radiation in defined angular positions of the elevation angle and reception in defined angular positions of the azimuth angle

In 8 ist ein Beispiel einer Radarmessanordnung zur abrasternden Erfassung eines Radargesichtsfelds gezeigt, bei der ein Sendeantennenarray 800 zum Aussenden der Radarstrahlung und ein Empfangsantennenarray 801 zum Empfangen von zurückreflektierter Radarstrahlung vorgesehen sind. Das Sendeantennenarray 800 ist in 8 mit ”TX” gekennzeichnet, während das Empfangsantennenarray 801 mit ”RX” gekennzeichnet ist.In 8th an example of a radar measurement arrangement for the detection of a radar field of view is provided in which a transmission antenna array 800 for emitting the radar radiation and a receiving antenna array 801 are provided for receiving back-reflected radar radiation. The transmit antenna array 800 is in 8th labeled "TX" while the receive antenna array 801 marked with "RX".

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei den beiden Antennenarrays 800, 801 um erfindungsgemäße Antennenanordnungen, die aus einer Mehrzahl von stapelbaren Hornantennenelementen aufgebaut sind, wie dies in den 1 bis 7 gezeigt ist. Allerdings können anstelle der erfindungsgemäßen Antennenanordnungen auch konventionelle Antennenanordnungen eingesetzt werden, um das in 8 gezeigte Messverfahren zu realisieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform bestehen die Antennenarrays 800, 801 aus einer Mehrzahl von konventionellen Hornantennen, die übereinander oder nebeneinander in geeignetem Abstand angeordnet sind.According to an advantageous embodiment, the two antenna arrays are 800 . 801 antenna arrangements according to the invention, which are constructed from a plurality of stackable horn antenna elements, as shown in FIGS 1 to 7 is shown. However, instead of the antenna arrangements according to the invention, it is also possible to use conventional antenna arrangements in order to achieve the arrangement described in US Pat 8th To realize shown measuring method. According to an alternative embodiment, the antenna arrays exist 800 . 801 one of a plurality of conventional horn antennas, which are arranged one above the other or next to each other at a suitable distance.

Bei dem in 8 gezeigten Beispiel besteht das Sendeantennenarray 800 aus sechs nebeneinander angeordneten Hornantennenelementen 802–807, deren Abstrahlöffnungen als nebeneinander angeordnete vertikale Schlitze ausgebildet sind. Das erste Hornantennenelement 802 ist dazu ausgelegt, die Radarstrahlung in einer Abstrahlebene 808 abzustrahlen, die gegenüber der Normalen um einen Elevationswinkel θ1 verkippt ist. Eine derartige Abstrahlcharakteristik lässt sich durch eine geeignete Gestaltung der Innenkontur sowie der dielektrischen Linse des ersten Hornantennenelements 802 erreichen. Das zweite Hornantennenelement 803 ist dazu ausgelegt, die Strahlung in einer Abstrahlebene 809 abzustrahlen, die gegenüber der Normalen um den Winkel θ2 verkippt ist. Das dritte Hornantennenelement 804 strahlt in einer Abstrahlebene 810 ab, die entsprechend dem Elevationswinkel θ3 verkippt ist, das vierte Hornantennenelement 805 strahlt in einer um den Winkel θ4 verkippten Abstrahlebene 811 ab. Das fünfte Hornantennenelement 806 strahlt in einer Abstrahlebene 812 ab, die entsprechend dem Elevationswinkel θ5 verkippt ist, und das sechste Hornantennenelement 807 strahlt in einer um den Winkel θ6 verkippten Abstrahlebene 813 ab. Durch eine geeignete Ansteuerschaltung können die nebeneinander angeordneten Hornantennenelemente 802–807 nacheinander aktiv geschaltet werden. Indem die Hornantennenelemente 802–807 der Reihe nach durchgeschaltet werden, kann der Elevationswinkel der Abstrahlebene nacheinander von θ1 bis θ6 durchgeschaltet werden. Dadurch ist es möglich, das gesamte Gesichtsfeld der Radarmessvorrichtung von oben nach unten abzurastern bzw. durchzuscannen.At the in 8th the example shown consists of the transmitting antenna array 800 from six adjacent horn antenna elements 802 - 807 , whose emission openings are formed as juxtaposed vertical slots. The first horn antenna element 802 is designed to radar radiation in a Abstrahlebene 808 to be emitted, which is tilted with respect to the normal by an elevation angle θ1. Such a radiation characteristic can be achieved by a suitable design of the inner contour and the dielectric lens of the first horn antenna element 802 to reach. The second horn antenna element 803 is designed to be the radiation in an abstract level 809 which is tilted from the normal by the angle θ2. The third horn antenna element 804 shines in an abstract plane 810 which is tilted in accordance with the elevation angle θ3, the fourth horn antenna element 805 radiates in an abstraction plane tilted by the angle θ4 811 from. The fifth horn antenna element 806 shines in an abstract plane 812 which is tilted in accordance with the elevation angle θ5 and the sixth horn antenna element 807 radiates in an abstraction plane tilted by the angle θ6 813 from. By a suitable drive circuit, the juxtaposed horn antenna elements 802 - 807 be activated one after the other. By the horn antenna elements 802 - 807 can be switched through in sequence, the elevation angle of the Abstrahlebene can be switched through successively from θ1 to θ6. This makes it possible to scan the entire field of view of the radar device from top to bottom or durchzuscannen.

Wenn die ausgesandte Radarstrahlung dabei auf ein Zielobjekt 814 trifft, dann wird die Radarstrahlung am Zielobjekt 814 reflektiert. Die reflektierte Strahlung 815 kann dann vom Empfangsantennenarray 801 detektiert werden.When the radar radiation emitted thereby on a target object 814 hits, then the radar radiation at the target object 814 reflected. The reflected radiation 815 can then from the receiving antenna array 801 be detected.

Bei dem in 8 gezeigten Beispiel ist das Empfangsantennenarray 801 aus sechs übereinander gestapelten Hornantennenelementen 816–821 aufgebaut. Dabei sind die Hornantennenelemente 816–821 des Empfangsantennenarrays 801 relativ zu den Hornantennenelementen 802–807 des Sendeantennenarrays 800 um 90° gedreht angeordnet. Im Sendeantennenarray 800 sind die Strahlöffnungen als vertikale Schlitze ausgebildet, wohingegen die Strahlöffnungen im Empfangsantennenarray 801 als horizontale Schlitze ausgebildet sind. Wie in 8 veranschaulicht ist, detektiert das erste Hornantennenelement 816 des Empfangsantennenarrays 801 nur diejenige Strahlung, die in der Empfangsebene 822 unter dem Azimutwinkel φ1 auf dem Hornantennenelement 816 eintrifft. Dies kann wieder durch eine entsprechende Formgebung der Innenkontur sowie der dielektrischen Linse der Hornantenne 816 geschehen. Die Empfangscharakteristik des zweiten Hornantennenelements 817 ist durch die Empfangsebene 823 festgelegt, die um einen Azimutwinkel φ2 relativ zur Normalen verkippt ist. Insofern wird von dem zweiten Hornantennenelement 817 nur diejenige Strahlung empfangen, die etwa unter einem Azimutwinkel φ2 auf dem Hornantennenelement eintrifft. Das dritte Hornantennenelement 818 empfängt Strahlung aus der Empfangsebene 824, die relativ zur Normalen um den Azimutwinkel φ3 verkippt ist. Die anderen Hornantennenelemente 819, 820, 821 empfangen jeweils Strahlung aus den Empfangsebenen 825, 826, 827, die um den Azimutwinkel φ4 bzw. φ5 bzw. φ6 verkippt sind.At the in 8th The example shown is the receive antenna array 801 of six stacked horn antenna elements 816 - 821 built up. Here are the horn antenna elements 816 - 821 of the receiving antenna array 801 relative to the horn antenna elements 802 - 807 of the transmit antenna array 800 arranged rotated by 90 °. In the transmission antenna array 800 the jet openings are formed as vertical slots, whereas the jet openings in the receiving antenna array 801 are formed as horizontal slots. As in 8th is illustrated detects the first horn antenna element 816 of the receiving antenna array 801 only the radiation that is in the reception plane 822 at the azimuth angle φ1 on the horn antenna element 816 arrives. This can again by a corresponding shaping of the inner contour and the dielectric lens of the horn antenna 816 happen. The receiving characteristic of the second horn antenna element 817 is through the reception level 823 which is tilted by an azimuth angle φ2 relative to the normal. In this respect, of the second horn antenna element 817 only those who receive radiation about below an azimuth angle φ2 arrives on the horn antenna element. The third horn antenna element 818 receives radiation from the receiving plane 824 , which is tilted relative to the normal by the azimuth angle φ3. The other horn antenna elements 819 . 820 . 821 each receive radiation from the reception levels 825 . 826 . 827 which are tilted by the azimuth angle φ4 and φ5 and φ6, respectively.

Zur Auswertung der empfangenen Strahlung gibt es zwei Möglichkeiten. Entsprechend einer ersten Möglichkeit werden die von den Hornantennenelementen 816–821 empfangenen Signalintensitäten parallel ausgewertet, so dass der gesamte Azimutwinkelbereich von φ1 bis φ6 simultan erfasst und ausgewertet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass der gesamte Azimutwinkelbereich gleichzeitig ausgewertet werden kann. Zur parallelen Auswertung der empfangenen Signalintensitäten der Hornantennenelemente 816–821 sind allerdings sechs separate Empfangs- und Auswertungskanäle erforderlich.There are two options for evaluating the received radiation. According to a first possibility, those of the horn antenna elements become 816 - 821 received signal intensities evaluated in parallel, so that the entire azimuth angle range of φ1 to φ6 can be detected and evaluated simultaneously. This has the advantage that the entire azimuth angle range can be evaluated simultaneously. For the parallel evaluation of the received signal intensities of the horn antenna elements 816 - 821 However, six separate receiving and evaluation channels are required.

Gemäß einer zweiten Möglichkeit werden die einzelnen Hornantennenelemente 816–821 nacheinander zu einer einzigen Empfangs- und Auswerteeinheit durchgeschaltet, die die Intensität der vom einzelnen Hornantennenelement empfangenen Strahlung auswertet. Dies entspricht einem schrittweisen Durchschalten des Azimutwinkels der Empfangsebene von φ1 bis φ6, um die Empfangssignalintensität in der jeweiligen Empfangsebene zu bestimmen. Auch auf diese Weise kann nacheinander das gesamte Gesichtsfeld bezüglich des Azimutwinkels durchgerastert werden.According to a second possibility, the individual horn antenna elements become 816 - 821 successively switched through to a single receiving and evaluating unit, which evaluates the intensity of the radiation received by the individual horn antenna element. This corresponds to stepwise switching through the azimuth angle of the reception plane from φ1 to φ6 in order to determine the received signal intensity in the respective reception plane. Also in this way, the entire field of view with respect to the azimuth angle can be scanned in succession.

In 9 ist veranschaulicht, wie das Abrastern des Radargesichtsfelds durchgeführt wird. Entlang der Rechtsachse ist der Azimutwinkel φ aufgetragen, und entlang der Hochachse ist der Elevationswinkel θ aufgetragen. Zunächst ist das in 8 gezeigte Hornantennenelement 802 aktiv, das die Strahlung in eine um den Winkel θ1 verkippte Abstrahlebene 808 abstrahlt. In 9 ist dieser Abstrahlbereich beim Winkel θ1 als Bereich 900 eingezeichnet. Auf Seiten des Empfangsantennenarrays 801 wird die zurück reflektierte Strahlung zunächst durch das Hornantennenelement 816 empfangen, dessen Empfangsebene um den Winkel φ1 zur Normalen verkippt ist. Dieser Empfangsbereich des Hornantennenelements 816 ist in 9 als Bereich 901 eingezeichnet. Wenn das Sendeantennenarray 800 unter dem Elevationswinkel θ1 abstrahlt und das Empfangsantennenarray 801 unter dem Azimutwinkel φ1 empfängt, dann ergibt sich nur dann eine Empfangssignalamplitude, wenn sich im Radargesichtsfeld beim Winkelpaar φ1, θ1 ein reflektierendes Objekt befindet. Der Bereich 903 beim Winkelpaar φ1, θ1 entspricht dabei dem Überlapp zwischen dem Bereich 900, in dem das Sendeantennenarray 800 abstrahlt, und dem Bereich 901, in dem das Empfangsantennenarray 801 Strahlung empfängt. Nachdem das Empfangssignal für das Winkelpaar φ1, θ1 ausgewertet wurde, wird im Empfangsantennenarray 801 vom Hornantennenelement 816 zum Hornantennenelement 817 weiter geschaltet, das die Radarstrahlung unter einem Azimutwinkel φ2 empfängt. Der Empfangsbereich des Hornantennenelements 817 beim Azimutwinkel φ2 ist in 9 als Bereich 904 eingezeichnet. In dieser Schaltposition kann ausgewertet werden, ob sich im Bereich 905 beim Winkelpaar φ2, θ1 ein reflektierendes Radarobjekt empfindet. Anschließend werden nacheinander die Hornantennenelemente 818–821 bei den Azimutwinkeln φ3, φ4, φ5, φ6 aktiv geschaltet, um die reflektierte Intensität in den Bereichen 906, 907, 908, 909 zu erfassen. Nachdem dies geschehen ist, wird im Sendeantennenarray 800 vom Hornantennenelement 802 zum Hornantennenelement 803 weiter geschaltet. Dieses Hornantennenelement 803 strahlt in einer Abstrahlebene 809 ab, die um den Winkel θ2 relativ zur Normalen verkippt ist. Der Abstrahlbereich des zweiten Hornantennenelements 803 ist in 9 als Bereich 910 eingezeichnet. Jetzt kann durch Durchschalten der Hornantennenelemente 816–821 des Empfangsantennenarrays 801 die reflektierte Intensität in den Bereichen 911–916 erfasst werden. Auf diese Weise kann nacheinander das gesamte Radargesichtsfeld abgerastert werden, bis hin zum Bereich 917 beim Winkelpaar φ6, θ6.In 9 is illustrated how the scanning of the radar field of view is performed. The azimuth angle φ is plotted along the right axis and the elevation angle θ is plotted along the vertical axis. At first this is in 8th shown horn antenna element 802 active, the radiation in a tilted by the angle θ1 Abstrahlebene 808 radiates. In 9 this emission area is at the angle θ1 as area 900 located. On the side of the receiving antenna array 801 The reflected back radiation is first through the horn antenna element 816 received, whose receiving plane is tilted by the angle φ1 to the normal. This receiving area of the horn antenna element 816 is in 9 as an area 901 located. If the transmit antenna array 800 at the elevation angle θ1 and the receive antenna array 801 receives at the azimuth angle φ1, then there is only a received signal amplitude when in the radar field of view at the pair of angles φ1, θ1 is a reflective object. The area 903 The angle pair φ1, θ1 corresponds to the overlap between the area 900 in which the transmit antenna array 800 radiates, and the area 901 in which the receive antenna array 801 Receives radiation. After the received signal for the angle pair φ1, θ1 has been evaluated, the reception antenna array is used 801 from the horn antenna element 816 to the horn antenna element 817 switched further, which receives the radar radiation at an azimuth angle φ2. The reception area of the horn antenna element 817 at the azimuth angle φ2 is in 9 as an area 904 located. In this switching position can be evaluated, whether in the area 905 when the pair of angles φ2, θ1 a reflective radar object feels. Subsequently, the horn antenna elements are sequentially 818 - 821 at the azimuth angles φ3, φ4, φ5, φ6, to the reflected intensity in the ranges 906 . 907 . 908 . 909 capture. After this is done, in the transmit antenna array 800 from the horn antenna element 802 to the horn antenna element 803 switched further. This horn antenna element 803 shines in an abstract plane 809 which is tilted by the angle θ2 relative to the normal. The emission area of the second horn antenna element 803 is in 9 as an area 910 located. Now, by switching the horn antenna elements 816 - 821 of the receiving antenna array 801 the reflected intensity in the areas 911 - 916 be recorded. In this way, the entire radar field of view can be scanned in succession, right up to the area 917 at the angle pair φ6, θ6.

Bei den soeben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind jeweils zu einem Hornantennenelement des Sendeantennenarrays 800 sämtliche Hornantennenelemente des Empfangsantennenarrays 801 durchgeschaltet worden, bevor zur nächsten Hornantenne des Sendeantennenarrays 800 weiter geschaltet wurde. Allerdings kann das Durchschalten der Sende- und Empfangsantennenelemente auch in einer anderen Reihenfolge erfolgen. Beispielsweise könnten gemäß einer alternativen Ausführungsform zu jedem Hornantennenelement des Empfangsantennenarrays 801 nacheinander die sechs Hornantennenelemente 802–807 des Sendeantennenarrays 800 aktiv geschaltet werden.In the embodiments just described are each to a horn antenna element of the transmit antenna array 800 all horn antenna elements of the receiving antenna array 801 before going to the next horn antenna of the transmit antenna array 800 was switched further. However, the switching through of the transmitting and receiving antenna elements can also take place in a different order. For example, according to an alternative embodiment, to each horn antenna element of the receive antenna array 801 successively the six horn antenna elements 802 - 807 of the transmit antenna array 800 be switched active.

Das in 8 und 9 schematisch dargestellte Messverfahren kann auf vorteilhafte Weise mit Verfahren zur Entfernungsmessung verknüpft werden. Beispielsweise kann das Abrastern des Radargesichtsfeldes mit einer Pulslaufzeitmessung oder mit FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) Radar verbunden werden, um zu jedem Rasterpunkt auch die Entfernung zum jeweiligen Radarziel zu erfassen. Darüber hinaus kann das Abrastern des Radargesichtsfeldes mit Dopplerradarverfahren verbunden werden, um zu jedem Rasterpunkt auch die Bewegung des jeweiligen Radarziels zu erfassen.This in 8th and 9 schematically illustrated measuring method can be linked in an advantageous manner with methods for distance measurement. For example, the scanning of the radar field of view can be combined with a pulse transit time measurement or with FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar in order to detect the distance to the respective radar target for each raster point. In addition, the scanning of the radar field of view can be combined with Doppler radar methods to detect the movement of the respective radar target for each raster point.

In 10A und 10B sind zwei Ausführungsformen einer Antennenanordnung gezeigt, mit der sich das in 8 und 9 schematisch dargestellte Messprinzip technologisch vorteilhaft umsetzen lässt. Bei der in 10A gezeigten Ausführungsform ist im zentralen Bereich der Antennenanordnung ein Sendeantennenstapel 1000 vorgesehen, der mit „TX” gekennzeichnet ist. Der Sendeantennenstapel 1000 umfasst eine Mehrzahl von nebeneinander gestapelten Hornantennenelementen 1001, wobei jedes Hornantennenelement 1001 eine in Form eines vertikalen Schlitzes ausgebildete Strahlöffnung 1002 aufweist. Oberhalb des Sendeantennenstapels 1000 ist ein erster Empfangsantennenstapel 1003 angeordnet, der mehrere aufeinander gestapelte Hornantennenelemente 1004 mit Strahlöffnungen 1005 umfasst. Unterhalb des Sendeantennenstapels 1000 ist ein zweiter Empfangsantennenstapel 1006 angeordnet, der mehrere übereinander gestapelte Hornantennenelemente 1007 mit zugehörigen Strahlöffnungen 1008 umfasst. Durch die Aufteilung des Empfangsantennenstapels in einen ersten Empfangsantennenstapel 1003 oberhalb des Sendeantennenstapels 1000 und einen zweiten Empfangsantennenstapel 1006 unterhalb des Sendeantennenstapels 1000 wird ein symmetrischer und kompakter Aufbau des abbildenden Radarsensors erzielt.In 10A and 10B two embodiments of an antenna arrangement are shown with which is the in 8th and 9 schematically implemented measuring principle technologically advantageous. At the in 10A In the embodiment shown, a transmitting antenna stack is in the central area of the antenna arrangement 1000 provided, which is marked with "TX". The transmit antenna stack 1000 includes a plurality of juxtaposed horn antenna elements 1001 wherein each horn antenna element 1001 a beam opening formed in the form of a vertical slot 1002 having. Above the transmit antenna stack 1000 is a first receive antenna stack 1003 arranged, the plurality of stacked horn antenna elements 1004 with jet openings 1005 includes. Below the transmit antenna stack 1000 is a second receive antenna stack 1006 arranged, the plurality of stacked horn antenna elements 1007 with associated jet openings 1008 includes. By dividing the receiving antenna stack into a first receiving antenna stack 1003 above the transmit antenna stack 1000 and a second receiving antenna stack 1006 below the transmit antenna stack 1000 a symmetrical and compact construction of the imaging radar sensor is achieved.

In 10B ist eine zweite Ausführungsform einer Antennenanordnung gezeigt, mit der sich das in 8 und 9 beschriebene Verfahren technologisch vorteilhaft verwirklichen lässt. Die in 10B gezeigte Antennenanordnung umfasst einen Empfangsantennenstapel 1010, der mit „RX” bezeichnet ist. Der Empfangsantennenstapel 1010 ist aus einer Mehrzahl von aufeinander gestapelten Hornantennenelementen 1011 aufgebaut, wobei jedes der Hornantennenelemente 1011 eine zugehörige Strahlöffnung 1012 aufweist. Oberhalb des Empfangsantennenstapels 1010 ist ein erster Sendeantennenstapel 1013 angeordnet, der eine Mehrzahl von nebeneinander gestapelten Hornantennenelementen 1014 mit vertikalen Abstrahlöffnungen umfasst. Unterhalb des Empfangsantennenarrays 1010 ist ein zweiter Sendeantennenstapel 1015 angeordnet, der ebenfalls eine Mehrzahl von nebeneinander gestapelten Hornantennenelementen 1016 mit vertikalen Abstrahlöffnungen umfasst. Die beiden Sendeantennenstapel 1013, 1015 sind in 10B mit „TX” bezeichnet.In 10B a second embodiment of an antenna arrangement is shown, with which the in 8th and 9 described method can realize technologically advantageous. In the 10B shown antenna arrangement comprises a receiving antenna stack 1010 which is labeled "RX". The receive antenna stack 1010 is of a plurality of stacked horn antenna elements 1011 constructed with each of the horn antenna elements 1011 an associated jet opening 1012 having. Above the receiving antenna stack 1010 is a first transmit antenna stack 1013 arranged, which has a plurality of juxtaposed horn antenna elements 1014 comprising vertical radiating apertures. Below the receiving antenna array 1010 is a second transmit antenna stack 1015 also arranged a plurality of juxtaposed horn antenna elements 1016 comprising vertical radiating apertures. The two transmit antenna stacks 1013 . 1015 are in 10B denoted by "TX".

Jedem Hornantennenelement des oberen Sendeantennenstapels 1013 ist ein zugehöriges Hornantennenelement des unteren Sendeantennenstapels 1015 zugeordnet. Ein Paar von Hornantennenelementen, das aus einem Hornantennenelement des oberen Sendeantennenstapels 1013 und einem Hornantennenelement des unteren Sendeantennenstapels 1015 besteht, wirkt als Gruppenantennenanordnung. Die Abstrahlcharakteristik dieser Gruppenantennenanordnung entspricht der Abstrahlcharakteristik eines einzelnen Hornantennenelements mit einer vergrößerten Apertur, die deutlich größer ist als die Apertur der Strahlöffnung der einzelnen Hornantennenelemente 1014 und 1016 der Sendeantennenstapel. Durch diese hohe Apertur wird eine starke Bündelung der abgestrahlten Strahlung erzielt.Each horn antenna element of the upper transmitter antenna stack 1013 is an associated horn antenna element of the lower transmit antenna stack 1015 assigned. A pair of horn antenna elements consisting of a horn antenna element of the upper transmitter antenna stack 1013 and a horn antenna element of the lower transmitter antenna stack 1015 exists, acts as a group antenna arrangement. The emission characteristic of this group antenna arrangement corresponds to the emission characteristic of a single horn antenna element with an enlarged aperture, which is significantly larger than the aperture of the beam opening of the individual horn antenna elements 1014 and 1016 the transmit antenna stack. Due to this high aperture, a strong concentration of the radiated radiation is achieved.

11 zeigt eine Einsatzmöglichkeit für einen abbildenden Radarsensor, bei der der Radarsensor 1100 zur Bestimmung des Volumens eines aufgeschütteten Haufens von Schüttgut 1101 eingesetzt wird. Dabei wird der Haufen von Schüttgut 1101 mittels des in 8 und 9 dargestellten Verfahrens entsprechend einem vorgegebenen Raster 1102 durch die Radarstrahlung abgerastert, wobei an jedem der Stützpunkte 1103, 1104, 1105, etc. der Abstand zwischen dem Radarsensor 1100 und dem Schüttgut ermittelt wird. Diese Abstandsbestimmung kann beispielsweise mittels einer Pulslaufzeitmessung oder mittels FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) bestimmt werden. Aus den so ermittelten Abstandswerten für die einzelnen Rasterpunkte lässt sich dann mit Hilfe eines rechnerischen Modells die Kontur sowie das Volumen des Haufens von Schüttgut 1101 bestimmen. Dadurch ist es möglich, einen beliebig vorgegebenen Schüttguthaufen in kurzer Zeit zu vermessen. 11 shows an application for an imaging radar sensor, in which the radar sensor 1100 for determining the volume of a bulk heap of bulk material 1101 is used. This is the pile of bulk material 1101 by means of the in 8th and 9 illustrated method according to a predetermined grid 1102 scanned by the radar radiation, being at each of the bases 1103 . 1104 . 1105 , etc. the distance between the radar sensor 1100 and the bulk material is determined. This distance determination can be determined, for example, by means of a pulse transit time measurement or by means of FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave). From the thus determined distance values for the individual grid points, the contour and the volume of the heap of bulk material can then be determined with the aid of a mathematical model 1101 determine. This makes it possible to measure any given bulk heap in a short time.

Zur Erfassung von Schüttgutmengen könnte ein abbildender Radarsensor über einer rechteckigen oder sektorförmigen Lagerstätte fest installiert werden, um die aktuell vorhandene Menge an Schüttgut zu erfassen. Ein abbildender Radarsensor wäre darüber hinaus dazu geeignet, in einem Silo die jeweilige Füllmenge im Silo zu erfassen und zu verfolgen. Darüber hinaus könnte der Radarsensor beispielsweise auch dazu verwendet werden, die von einem Förderband transportierte Menge an Schüttgut zu erfassen. Eine weitere Einsatzmöglichkeit wäre, den Radarsensor beispielsweise auf einem Laufkran zu installieren, damit aus dieser Position heraus die zu transportierenden Güter erfasst werden können.To capture bulk quantities, an imaging radar sensor could be permanently installed over a rectangular or sector-shaped deposit to capture the current amount of bulk material. An imaging radar sensor would moreover be suitable for detecting and tracking the respective filling quantity in the silo in a silo. In addition, the radar sensor could also be used, for example, to detect the transported by a conveyor belt amount of bulk material. Another possible use would be to install the radar sensor, for example on an overhead crane, so that from this position, the goods to be transported can be detected.

2. Abstrahlung in definierte Winkelbereiche und Auswertung der empfangenen Strahlung mittels einer Gruppenantennenanordnung, die die Richtung der empfangenen Strahlung anhand der Phasenlage ermittelt2. radiation in defined angular ranges and evaluation of the received radiation by means of a group antenna arrangement which determines the direction of the received radiation based on the phase position

In 12 ist eine weitere Ausführungsform einer Radarmessvorrichtung gezeigt. Die Radarmessvorrichtung umfasst ein Sendeantennenarray 1200 sowie ein Empfangsantennenarray 1201, wobei das Sendeantennenarray 1200 in seiner Funktionsweise dem in 8 gezeigten Sendeantennenarray 800 entspricht.In 12 a further embodiment of a radar measuring device is shown. The radar measuring device includes a transmitting antenna array 1200 and a receive antenna array 1201 wherein the transmit antenna array 1200 in its functioning in the 8th shown transmit antenna array 800 equivalent.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei den beiden Antennenarrays 1200, 1201 um erfindungsgemäße Antennenanordnungen, die aus einer Mehrzahl von stapelbaren Hornantennenelementen aufgebaut sind, wie dies in den 1 bis 7 gezeigt ist. Allerdings können anstelle der erfindungsgemäßen Antennenanordnungen auch konventionelle Antennenanordnungen eingesetzt werden, um das in 12 gezeigte Messverfahren zu realisieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform bestehen die Antennenarrays 1200, 1201 aus einer Mehrzahl von konventionellen Hornantennen, die übereinander oder nebeneinander in geeignetem Abstand angeordnet sind.According to an advantageous embodiment, the two antenna arrays are 1200 . 1201 antenna arrangements according to the invention, which are constructed from a plurality of stackable horn antenna elements, as shown in FIGS 1 to 7 is shown. However, instead of the antenna arrangements according to the invention, it is also possible to use conventional antenna arrangements in order to achieve the arrangement described in US Pat 12 To realize shown measuring method. According to an alternative embodiment, the antenna arrays exist 1200 . 1201 one of a plurality of conventional horn antennas, which are arranged one above the other or next to each other at a suitable distance.

Jedes der Hornantennenelemente 1202–1207 ist dazu ausgelegt, Radarstrahlung in einer definierten Abstrahlebene abzustrahlen, die um einen bestimmten Elevationswinkel θ zur Normalen verkippt ist. Dementsprechend strahlen die Hornantennenelemente 1202–1207 jeweils in eine zugeordnete Abstrahlebene 1208–1213 ab.Each of the horn antenna elements 1202 - 1207 is designed to radiate radar radiation in a defined plane of abstraction, which is tilted by a certain elevation angle θ to the normal. Accordingly, the horn antenna elements radiate 1202 - 1207 each in an associated Abstrahlebene 1208 - 1213 from.

Wenn die Strahlung von einer der Abstrahlebenen 1208–1213 auf einem Radarobjekt 1214 einfällt, dann wird die Strahlung an dem Radarobjekt 1214 zurückreflektiert. Ein Teil der reflektierten Strahlung 1215 wird vom Empfangsantennenarray 1201 empfangen.If the radiation of one of the Abstrahlebenen 1208 - 1213 on a radar object 1214 is incident, then the radiation at the radar object 1214 reflected back. Part of the reflected radiation 1215 is from the receiving antenna array 1201 receive.

Das in 12 gezeigte Empfangsantennenarray 1201 umfasst sechs nebeneinander angeordnete Hornantennenelemente 1216–1221, deren Strahlöffnungen als nebeneinander angeordnete vertikale Schlitze ausgebildet sind. Im Unterschied zu dem in 8 gezeigten Empfangsantennenarray 801 sind die Hornantennenelemente 1216–1221 in der gleichen Richtung orientiert wie die Hornantennenelemente 1202–1207 des Sendeantennenarrays 1200, und nicht wie in 8 um 90° verdreht. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Apertur 1222 der Strahlöffnung bei den Hornantennenelementen 1216–1221 deutlich kleiner ist als die Apertur 1223 der Strahlöffnung bei den Hornantennenelementen 1202–1207. Durch diese kleinere Apertur 1222 ist die Winkelcharakteristik des Empfangsbereichs nicht auf einen schmalen Winkelbereich begrenzt, sondern umfasst einen weiten Winkelbereich. Hierzu ist in 12 zu jedem der Hornantennenelemente 1216–1221 ein zugehöriger Empfangswinkelbereich 1224–1229 mit eingezeichnet.This in 12 shown receiving antenna array 1201 includes six juxtaposed horn antenna elements 1216 - 1221 whose jet openings are formed as juxtaposed vertical slots. Unlike the in 8th shown receiving antenna array 801 are the horn antenna elements 1216 - 1221 oriented in the same direction as the horn antenna elements 1202 - 1207 of the transmit antenna array 1200 , and not like in 8th rotated by 90 °. Another difference is that the aperture 1222 the beam opening at the horn antenna elements 1216 - 1221 is significantly smaller than the aperture 1223 the beam opening at the horn antenna elements 1202 - 1207 , Through this smaller aperture 1222 the angular characteristic of the receiving range is not limited to a narrow angular range, but includes a wide angular range. This is in 12 to each of the horn antenna elements 1216 - 1221 an associated receive angle range 1224 - 1229 marked with.

Das Empfangsantennenarray 1201 ist insbesondere dazu ausgebildet, den Azimutwinkel φ der zurück reflektierten Strahlung 1215 zu ermitteln. Anders als bei dem in 8 gezeigten Empfangsantennenarray 801 wird der Azimutwinkel im Empfangsantennenarray 1201 ermittelt, indem die Phasenlage der auf den einzelnen Hornantennenelementen 1216–1221 eintreffenden Radarstrahlung ausgewertet wird. Anhand der Phasenbeziehung der von den einzelnen Hornantennenelementen 1216–1221 empfangenen Strahlung kann dann der Einfallswinkel dieser Strahlung ermittelt werden.The receiving antenna array 1201 is in particular adapted to the azimuth angle φ of the reflected back radiation 1215 to investigate. Unlike the one in 8th shown receiving antenna array 801 becomes the azimuth angle in the receiving antenna array 1201 determined by the phase angle of the on the individual horn antenna elements 1216 - 1221 incoming radar radiation is evaluated. Based on the phase relationship of the individual horn antenna elements 1216 - 1221 received radiation can then be determined, the angle of incidence of this radiation.

Bei der in 12 gezeigten Ausführungsform erfasst jedes der Hornantennenelemente 1216–1221 die Amplitude und die Phase der eintreffenden Radarstrahlung. Die so erhaltenen Empfangssignale werden dann einem zugeordneten Phasenverzögerungsglied 1230–1235 zugeführt, welche den Empfangssignalen jeweils eine individuelle Phasenverzögerung aufprägen. Die Phasenverzögerungen der Phasenverzögerungsglieder 1230–1235 können dabei für jedes Empfangssignal individuell eingestellt werden. In der Überlagerungseinheit 1236 werden die phasenverzögerten Signale überlagert. Nur bei phasenrichtiger Überlagerung der phasenüberzögerten Empfangssignale erhält man am Ausgang ein Überlagerungssignal 1237 von nennenswerter Signalamplitude.At the in 12 In the embodiment shown, each of the horn antenna elements is detected 1216 - 1221 the amplitude and the phase of the incoming radar radiation. The received signals thus obtained are then assigned to a phase delay element 1230 - 1235 supplied, which in each case impose an individual phase delay on the received signals. The phase delays of the phase delay elements 1230 - 1235 can be set individually for each received signal. In the overlay unit 1236 the phase-delayed signals are superimposed. Only with in-phase superimposition of the phase-delayed received signals is obtained at the output of an overlay signal 1237 of significant signal amplitude.

Bei dieser Anordnung erhält man genau dann ein nennenswertes Überlagerungssignal 1237, wenn der Phasengradient, der durch den Azimutwinkel φ der empfangenen Strahlung verursacht wird, genau durch die Phasenprogression kompensiert wird, die den Empfangssignalen durch die Phasenverzögerungsglieder 1230–1235 aufgeprägt wird. Zum Ermitteln der passenden Phasenbeziehungen werden den Empfangssignalen durch geeignet eingestellte Phasenverzögerungsglieder 1230–1235 nacheinander unterschiedliche Phasenprogressionen aufgeprägt, bis man ein Überlagerungssignal 1237 von nennenswerter Signalamplitude erhält. Dann ist die geeignete Phaseneinstellung der Phasenverzögerungsglieder gefunden. Diese Phaseneinstellung der Phasenverzögerungsglieder erlaubt unmittelbar einen Rückschluss auf den Azimutwinkel φ der reflektierten Strahlung 1215, unter dem die reflektierte Strahlung auf dem Empfangsantennenarray 1201 auftrifft.With this arrangement, one obtains a significant beat signal just then 1237 if the phase gradient caused by the azimuth angle φ of the received radiation is exactly compensated by the phase progression, that of the received signals by the phase delay elements 1230 - 1235 is imprinted. For determining the appropriate phase relationships, the received signals are adjusted by suitably set phase delay elements 1230 - 1235 successively different phase progressions imprinted until you get a beat signal 1237 receives significant signal amplitude. Then the appropriate phase adjustment of the phase delay elements is found. This phase adjustment of the phase delay elements allows a direct conclusion to the azimuth angle φ of the reflected radiation 1215 under which the reflected radiation on the receiving antenna array 1201 incident.

Die in 12 gezeigte Messanordnung erlaubt ein Durchrastern von Azimutwinkel φ und Elevationswinkel θ und ermöglicht so eine abbildende Darstellung eines Radargesichtsfelds. Eine derartige Messanordnung kann beispielsweise zur Vermessung von Schüttgut eingesetzt werden, wie in 11 gezeigt.In the 12 shown measuring arrangement allows a scanning of azimuth angle φ and elevation angle θ, thus enabling an imaging of a radar field of view. Such a measuring arrangement can be used for example for the measurement of bulk material, as in 11 shown.

In 13 ist ein einstellbares Phasenverzögerungsglied dargestellt, welches bei der in 12 gezeigten Ausführungsform zum Aufprägen unterschiedlicher Phasenkorrelationen verwendet werden kann. Ein Phasenverzögerungsglied kann aus einer beliebigen Anzahl an Stufen aufgebaut sein, wobei auf jeder Stufe zwischen zwei verschiedenen Signalwegen umgeschaltet werden kann. Das in 13 gezeigte Phasenverzögerungsglied umfasst drei Stufen 1300–1302. Die erste Stufe 1300 umfasst zwei Hochfrequenzschalter 1303 und 1304, mit denen zwischen einem kürzeren Signalweg 1305 und einem längeren Signalweg 1306 umgeschaltet werden kann. Als Hochfrequenzschalter können beispielsweise PIN-Dioden oder MEMS-Schalter verwendet werden. Wenn der längere Signalweg 1306 in den Signalpfad eingeschleift wird, bewirkt dies eine zusätzliche Phasenverschiebung des Signals.In 13 an adjustable phase delay element is shown, which in the in 12 embodiment shown can be used to impose different phase correlations. A phase delay element can be constructed from any number of stages, it being possible to switch between two different signal paths at each stage. This in 13 shown phase delay element comprises three stages 1300 - 1302 , The first stage 1300 includes two high frequency switches 1303 and 1304 , that between a shorter signal path 1305 and a longer signal path 1306 can be switched. As a high frequency switch can For example, PIN diodes or MEMS switches are used. If the longer signal path 1306 is looped into the signal path, this causes an additional phase shift of the signal.

Die zweite Stufe 1301 des Phasenschiebers umfasst zwei Hochfrequenzschalter 1307 und 1308, mit denen zwischen einem kürzeren Signalweg 1309 und einem längeren Signalweg 1310 umgeschaltet werden kann. Die dritte Stufe 1302 des Phasenschiebers umfasst ebenfalls zwei Hochfrequenzschalter 1311, 1312, mit denen zwischen einem kürzeren Signalweg 1313 und einem längeren Signalweg 1314 umgeschaltet werden kann.The second stage 1301 the phase shifter comprises two high frequency switches 1307 and 1308 , that between a shorter signal path 1309 and a longer signal path 1310 can be switched. The third stage 1302 the phase shifter also includes two high frequency switches 1311 . 1312 , that between a shorter signal path 1313 and a longer signal path 1314 can be switched.

Mit Hilfe der Hochfrequenzschalter können wahlweise zusätzliche Verzögerungsglieder in den Signalpfad eingeschleift oder wieder heraus genommen werden. Die Abstufung der Verzögerungssignalwege 1306, 1310, 1314 erfolgt zweckmäßig in Zweierpotenzen. Dadurch kann die sich insgesamt ergebende Phasenverzögerung genau eingestellt werden.With the help of the high frequency switch optional additional delay elements can be looped into the signal path or taken out again. The gradation of the delay signal paths 1306 . 1310 . 1314 expediently takes place in powers of two. As a result, the overall resulting phase delay can be set accurately.

3. Abstrahlung in definierte Abstrahlebenen, Auswertung mittels Digital Beam Forming (DBF, Digitale Strahlformung)3. Radiation into defined radiation levels, evaluation by means of digital beam forming (DBF, digital beamforming)

In 14 ist eine weitere Ausführungsform einer Radarmessvorrichtung gezeigt, die dazu ausgelegt ist, ein Radargesichtsfeld abzutasten und abzubilden. Die Radarmessvorrichtung umfasst ein Sendeantennenarray 1400 sowie ein Empfangsantennenarray 1401.In 14 Another embodiment of a radar measurement device is shown that is configured to scan and image a radar field of view. The radar measuring device includes a transmitting antenna array 1400 and a receive antenna array 1401 ,

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei den beiden Antennenarrays 1400, 1401 um erfindungsgemäße Antennenanordnungen, die aus einer Mehrzahl von stapelbaren Hornantennenelementen aufgebaut sind, wie dies in den 1 bis 7 gezeigt ist. Allerdings können anstelle der erfindungsgemäßen Antennenanordnungen auch konventionelle Antennenanordnungen eingesetzt werden, um das in 14 gezeigte Messverfahren zu realisieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform bestehen die Antennenarrays 1400, 1401 aus einer Mehrzahl von konventionellen Hornantennen, die übereinander oder nebeneinander in geeignetem Abstand angeordnet sind.According to an advantageous embodiment, the two antenna arrays are 1400 . 1401 antenna arrangements according to the invention, which are constructed from a plurality of stackable horn antenna elements, as shown in FIGS 1 to 7 is shown. However, instead of the antenna arrangements according to the invention, it is also possible to use conventional antenna arrangements in order to achieve the arrangement described in US Pat 14 To realize shown measuring method. According to an alternative embodiment, the antenna arrays exist 1400 . 1401 one of a plurality of conventional horn antennas, which are arranged one above the other or next to each other at a suitable distance.

Das in 14 gezeigte Sendeantennenarray 1400 umfasst sechs nebeneinander angeordnete Hornantennenelementen 1402–1407. Jedes der Hornantennenelemente 1402–1407 strahlt Radarstrahlung in eine zugeordnete Abstrahlebene 1408–1413 ab. Daher kann durch sequentielles Durchschalten der Hornantennenelemente 1402–1407 der Winkel θ, um den die Abstrahlebene zur Normalen geneigt ist, von θ1 bis θ6 variiert werden, um auf diese Weise das Gesichtsfeld abzutasten. Sobald die ausgesendete Strahlung auf ein Radarziel 1414 trifft, wird die Radarstrahlung am Radarziel 1414 reflektiert, und die reflektierte Strahlung 1415 kann zum Empfangsantennenarray 1401 gelangen.This in 14 shown transmit antenna array 1400 includes six juxtaposed horn antenna elements 1402 - 1407 , Each of the horn antenna elements 1402 - 1407 radiates radar radiation into an associated radiation level 1408 - 1413 from. Therefore, by sequentially switching the horn antenna elements 1402 - 1407 the angle θ by which the plane of abstraction is inclined to the normal is varied from θ1 to θ6 so as to scan the field of view. Once the emitted radiation on a radar target 1414 meets, the radar radiation at the radar target 1414 reflected, and the reflected radiation 1415 can to the receiving antenna array 1401 reach.

Das Empfangsantennenarray 1401 entspricht dem in 12 gezeigten Empfangsantennenarray 1201 und umfasst sechs nebeneinander angeordnete Hornantennenelemente 1416–1421, deren Strahlöffnungen in der gleichen Richtung orientiert sind wie die Strahlöffnungen im Sendeantennenarray 1400. Die Apertur der Strahlöffnungen des Empfangsantennenarrays 1401 ist deutlich kleiner als die Apertur der Strahlöffnungen des Sendeantennenarrays 1400, und deshalb ist der den einzelnen Hornantennenelementen 1416–1421 zugeordnete Empfangswinkelbereich relativ groß, so dass die zurückreflektierte Strahlung 1415 innerhalb eines relativ breiten Bereichs von Elevationswinkeln von den Hornantennenelementen 1416–1421 detektiert werden kann.The receiving antenna array 1401 corresponds to the in 12 shown receiving antenna array 1201 and includes six juxtaposed horn antenna elements 1416 - 1421 whose beam openings are oriented in the same direction as the beam openings in the transmission antenna array 1400 , The aperture of the beam openings of the receiving antenna array 1401 is significantly smaller than the aperture of the beam openings of the transmitting antenna array 1400 , and therefore that is the individual horn antenna elements 1416 - 1421 associated receive angle range relatively large, so that the back-reflected radiation 1415 within a relatively wide range of elevation angles from the horn antenna elements 1416 - 1421 can be detected.

Zur Auswertung des Azimutwinkels φ der zurückreflektierten Strahlung 1415 werden die von den einzelnen Hornantennenelementen 1416–1421 detektierten Empfangssignale 1422–1427 einer Auswerteeinheit 1428 zugeführt, die die Phase und Amplitude der Empfangssignale 1422–1427 detektiert. Die Empfangssignale 1422–1427 können entweder parallel oder sequentiell ausgewertet werden. Für die weitere Auswertung stehen der Auswerteeinheit 1428 nun die Phasen und Amplituden der Empfangssignale für unterschiedliche Signalwege zur Verfügung. Anhand dieser Ausgangsdaten kann nun rechnerisch mittels „Digital Beam Forming” bzw. „Digitaler Strahlformung” berechnet werden, unter welchem Azimutwinkel φ relativ zum Empfangsantennenarray 1401 sich das Zielobjekt 1414 befindet. Anstatt die Phasenauswertung mittels einer Überlagerung von phasenverzögerten Signalen zu erzeugen, wird die Phasenauswertung bei dem in 14 gezeigten Beispiel also rein rechnerisch mit Hilfe des „Digital Beam Forming” vorgenommen.For evaluation of the azimuth angle φ of the back-reflected radiation 1415 become those of the individual horn antenna elements 1416 - 1421 detected received signals 1422 - 1427 an evaluation unit 1428 supplied to the phase and amplitude of the received signals 1422 - 1427 detected. The received signals 1422 - 1427 can be evaluated either in parallel or sequentially. The evaluation unit is available for further evaluation 1428 Now the phases and amplitudes of the received signals for different signal paths available. Based on this output data can now be computationally calculated by means of "digital beam forming" or "digital beam forming", at which azimuth angle φ relative to the receiving antenna array 1401 yourself the target object 1414 located. Instead of generating the phase evaluation by means of a superimposition of phase-delayed signals, the phase evaluation at the in 14 Thus, the example shown purely mathematically made with the help of "Digital Beam Forming".

Die in 14 gezeigte Messanordnung erlaubt eine Erfassung des Empfangssignals in Abhängigkeit von Azimutwinkel φ und Elevationswinkel θ und ermöglicht so eine abbildende Darstellung eines Radargesichtsfelds. Eine derartige Messanordnung kann beispielsweise zur Vermessung von Schüttgut eingesetzt werden, wie in 11 gezeigt.In the 14 shown measuring arrangement allows detection of the received signal as a function of azimuth angle φ and elevation angle θ, thus enabling an imaging representation of a Radargesichtsfelds. Such a measuring arrangement can be used for example for the measurement of bulk material, as in 11 shown.

In 15 ist eine technologisch vorteilhafte Implementierung einer Radarmessvorrichtung gezeigt, die sich insbesondere für die in 12 und 14 dargestellten Verfahren eignet. Bei der in 15 gezeigten Ausführungsform ist das Sendeantennenarray 1500 als erfindungsgemäßer Hornantennenstapel realisiert, welcher eine Mehrzahl von aufeinander gestapelten Hornantennenelementen 1501 umfasst. Dabei strahlt jedes der Hornantennenelemente 1501 in eine andere Abstrahlebene ab, die relativ zur Normalen um einen bestimmten Azimutwinkel verkippt ist. Auf diese Weise können nacheinander unterschiedliche Azimutwinkel durchgerastert werden. Das Empfangsantennenarray 1502 umfasst zwei Stapel 1503, 1504 von aufeinander gestapelten Hornantennenelementen 1505, 1506. Die von den einzelnen Hornantennenelementen 1505, 1506 detektierten Empfangssignale weisen eine Phasenprogression auf, die von der Einfallsrichtung der zurückreflektierten Strahlung abhängt. Indem die Phasenlage entweder mit Hilfe einstellbarer Phasenverzögerungsglieder oder aber rechnerisch mittels Digital Beam Forming bestimmt wird, kann der Elevationswinkel θ, unter dem die zurückreflektierte Strahlung auf dem Empfangsantennenarray 1502 eintrifft, bestimmt werden.In 15 a technologically advantageous implementation of a radar device is shown, which is particularly suitable for in 12 and 14 illustrated method is suitable. At the in 15 the embodiment shown is the transmitting antenna array 1500 realized as inventive horn antenna stack, which has a plurality of stacked on each other Horn antenna elements 1501 includes. It radiates each of the horn antenna elements 1501 into a different level of abstraction that is tilted relative to the normal by a certain azimuth angle. In this way, successive different azimuth angles can be scanned. The receiving antenna array 1502 includes two stacks 1503 . 1504 of stacked horn antenna elements 1505 . 1506 , The from the individual horn antenna elements 1505 . 1506 Detected received signals have a phase progression, which depends on the direction of incidence of the reflected back radiation. By determining the phase angle either by means of adjustable phase delay elements or computationally by means of digital beamforming, the elevation angle θ below which the back-reflected radiation on the receiving antenna array can be determined 1502 arrives, be determined.

4. Festlegen des Abstrahlwinkels über die Phasenkorrelation der abgestrahlten Signale und Auswerten des zurückreflektierten Signals in definierten Empfangswinkelebenen4. Determining the radiation angle over the phase correlation of the radiated signals and evaluating the reflected-back signal in defined reception angle planes

In 16 ist eine weitere Ausführungsform einer Radarmessvorrichtung gezeigt, welche ein Sendeantennenarray 1600 und ein Empfangsantennenarray 1601 umfasst.In 16 A further embodiment of a radar measurement device is shown which includes a transmit antenna array 1600 and a receive antenna array 1601 includes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei den beiden Antennenarrays 1600, 1601 um erfindungsgemäße Antennenanordnungen, die aus einer Mehrzahl von stapelbaren Hornantennenelementen aufgebaut sind, wie dies in den 1 bis 7 gezeigt ist. Allerdings können anstelle der erfindungsgemäßen Antennenanordnungen auch konventionelle Antennenanordnungen eingesetzt werden, um das in 16 gezeigte Messverfahren zu realisieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform bestehen die Antennenarrays 1600, 1601 aus einer Mehrzahl von konventionellen Hornantennen, die übereinander oder nebeneinander in geeignetem Abstand angeordnet sind.According to an advantageous embodiment, the two antenna arrays are 1600 . 1601 antenna arrangements according to the invention, which are constructed from a plurality of stackable horn antenna elements, as shown in FIGS 1 to 7 is shown. However, instead of the antenna arrangements according to the invention, it is also possible to use conventional antenna arrangements in order to achieve the arrangement described in US Pat 16 To realize shown measuring method. According to an alternative embodiment, the antenna arrays exist 1600 . 1601 one of a plurality of conventional horn antennas, which are arranged one above the other or next to each other at a suitable distance.

Das Sendeantennenarray 1600 besteht aus sechs nebeneinander angeordneten Hornantennenelementen 1602–1607, die dazu ausgelegt sind, in einem relativ weiten Bereich von Elevationswinkeln θ Radarstrahlung auszusenden. Zur Veranschaulichung der Abstrahlcharakteristik ist zu jedem der Hornantennenelemente 1602–1607 eine zugehörige Abstrahlcharakteristik 1608–1613 mit eingezeichnet. Zur Erzeugung der Sendesignale für die einzelnen Hornantennenelemente 1602–1607 wird ein Hochfrequenzsignal 1614 einer Mehrzahl von einstellbaren Phasenverzögerungsgliedern 1615–1620 zugeführt, und die unterschiedlich phasenverzögerten Signale werden dann den einzelnen Hornantennenelementen 1602–1607 zugeführt. Mit Hilfe der Phasenverzögerungsglieder 1615–1620 kann den abgestrahlten Signalen eine einstellbare Phasenprogression aufgeprägt werden. Durch diese Phasenprogression wird festgelegt, in welchen Raumrichtungen sich die abgestrahlten Signale konstruktiv überlagern. Insbesondere wird durch die aufgeprägte Phasenprogression die Hauptabstrahlrichtung 1621 festgelegt. Durch geeignete Wahl der aufgeprägten Phasenprogression kann der Azimutwinkel φ der abgestrahlten Strahlung innerhalb eines weiten Bereichs frei eingestellt werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Azimutwinkel φ durchzurastern, indem mittels der einstellbaren Phasenverzögerungsglieder 1615–1620 nacheinander unterschiedliche Phasenprogressionen aufgeprägt werden.The transmit antenna array 1600 consists of six juxtaposed horn antenna elements 1602 - 1607 which are designed to emit radar radiation in a relatively wide range of elevation angles θ. To illustrate the radiation characteristic is to each of the horn antenna elements 1602 - 1607 an associated radiation characteristic 1608 - 1613 marked with. For generating the transmission signals for the individual horn antenna elements 1602 - 1607 becomes a high frequency signal 1614 a plurality of adjustable phase delay elements 1615 - 1620 are supplied, and the different phase delayed signals are then the individual horn antenna elements 1602 - 1607 fed. With the help of phase delay elements 1615 - 1620 can be impressed on the radiated signals an adjustable phase progression. This phase progression determines the spatial directions in which the radiated signals superimpose constructively. In particular, the imprinted phase progression becomes the main emission direction 1621 established. By suitable choice of the impressed phase progression, the azimuth angle φ of the radiated radiation can be set freely within a wide range. In addition, it is possible to scan through the azimuth angle φ by means of the adjustable phase delay elements 1615 - 1620 successively different phase progressions are imprinted.

Wenn sich in Richtung des Azimutwinkels φ ein Radarziel 1622 befindet, wird die Radarstrahlung am Radarziel 1622 reflektiert, und das zurückreflektierte Radarsignal 1623 kann zum Empfangsantennenarray 1601 gelangen. Das Empfangsantennenarray 1601 umfasst sechs nebeneinander angeordnete Hornantennenelemente 1624–1629, deren Strahlöffnungen in derselben Richtung orientiert sind wie die Strahlöffnungen der Hornantennenelemente 1602–1607. Da die Apertur der Hornantennenelemente 1624–1629 relativ groß ist, empfangen die Hornantennenelemente 1624–1629 Radarstrahlung nur innerhalb einer schmalen Empfangsebene, die relativ zur Normalen um einen definierten Elevationswinkel θ verkippt ist. Auf diese Weise sind den Hornantennenelementen 1624–1629 die zugehörigen Empfangsebenen 1630–1635 zugeordnet. Mit Hilfe der Hornantennenelemente 1624–1629 kann ermittelt werden, unter welchem Elevationswinkel θ die zurückreflektierte Radarstrahlung 1623 auf dem Empfangsantennenarray 1601 einfällt. Hierzu können die Hornantennenelemente 1624–1629 entweder gleichzeitig aktiv sein, oder aber sequentiell durchgeschaltet werden. Die in 16 gezeigte Messanordnung erlaubt ein Durchrastern von Azimutwinkel φ und Elevationswinkel θ und ermöglicht so eine abbildende Darstellung eines Radargesichtsfelds. Eine derartige Messanordnung kann beispielsweise zur Vermessung von Schüttgut eingesetzt werden, wie in 11 gezeigt.When in the direction of the azimuth angle φ a radar target 1622 Radar radiation is at the radar target 1622 reflected, and the back-reflected radar signal 1623 can to the receiving antenna array 1601 reach. The receiving antenna array 1601 includes six juxtaposed horn antenna elements 1624 - 1629 Whose beam openings are oriented in the same direction as the beam openings of the horn antenna elements 1602 - 1607 , As the aperture of the horn antenna elements 1624 - 1629 is relatively large, receive the horn antenna elements 1624 - 1629 Radar radiation only within a narrow receiving plane, which is tilted relative to the normal by a defined elevation angle θ. In this way are the horn antenna elements 1624 - 1629 the associated reception levels 1630 - 1635 assigned. With the help of horn antenna elements 1624 - 1629 can be determined at what elevation angle θ the back-reflected radar radiation 1623 on the receiving antenna array 1601 incident. For this purpose, the horn antenna elements 1624 - 1629 either be active at the same time, or be switched through sequentially. In the 16 shown measuring arrangement allows a scanning of azimuth angle φ and elevation angle θ, thus enabling an imaging of a radar field of view. Such a measuring arrangement can be used for example for the measurement of bulk material, as in 11 shown.

5. Bestimmen des Abstrahlwinkels mittels Digitaler Strahlformung (Digital Beam Forming) und Empfangen der zurückreflektierten Strahlung in definierten Empfangswinkelebenen5. Determining the radiation angle by means of digital beam forming (Digital Beam Forming) and receiving the reflected back radiation in defined reception angle planes

In 17 ist eine weitere Ausführungsform einer Radarmessvorrichtung gezeigt, welche ein Sendeantennenarray 1700 sowie ein Empfangsantennenarray 1701 umfasst.In 17 A further embodiment of a radar measurement device is shown which includes a transmit antenna array 1700 and a receive antenna array 1701 includes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei den beiden Antennenarrays 1700, 1701 um erfindungsgemäße Antennenanordnungen, die aus einer Mehrzahl von stapelbaren Hornantennenelementen aufgebaut sind, wie dies in den 1 bis 7 gezeigt ist. Allerdings können anstelle der erfindungsgemäßen Antennenanordnungen auch konventionelle Antennenanordnungen eingesetzt werden, um das in 17 gezeigte Messverfahren zu realisieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform bestehen die Antennenarrays 1700, 1701 aus einer Mehrzahl von konventionellen Hornantennen, die übereinander oder nebeneinander in geeignetem Abstand angeordnet sind.According to an advantageous embodiment, the two antenna arrays are 1700 . 1701 antenna arrangements according to the invention, which are constructed from a plurality of stackable horn antenna elements, as shown in FIGS 1 to 7 is shown. However, instead of the antenna arrangements according to the invention, it is also possible to use conventional antenna arrangements in order to achieve the arrangement described in US Pat 17 To realize shown measuring method. According to an alternative embodiment, the antenna arrays exist 1700 . 1701 one of a plurality of conventional horn antennas, which are arranged one above the other or next to each other at a suitable distance.

Das Sendeantennenarray 1700 besteht aus sechs nebeneinander angeordneten Hornantennenelementen 1702–1707, die jeweils dazu ausgelegt sind, in einem relativ breiten Bereich von Elevationswinkeln Radarstrahlung abzustrahlen. Die zu den einzelnen Hornantennenelementen 1702–1707 gehörigen Abstrahlcharakteristiken 1708–1713 sind in 17 ebenfalls dargestellt. Mittels einer Ansteuerschaltung 1714 können die einzelnen Hornantennenelemente 1702–1707 nacheinander einzeln aktiv geschaltet werden. Die abgestrahlte Radarstrahlung wird am Radarziel 1715 reflektiert, und die reflektierte Strahlung 1716 gelangt zum Empfangsantennenarray 1701. Das Empfangsantennenarray 1701 umfasst sechs nebeneinander angeordnete Hornantennenelemente 1717–1722, die jeweils Radarstrahlung aus einer bestimmten Empfangsebene empfangen. Die zu den Hornantennenelementen 1717–1722 gehörigen Empfangsebenen 1723–1728 sind in 17 ebenfalls mit eingezeichnet. Indem die Empfangssignale der Hornantennenelemente 1717–1722 entweder parallel oder sequentiell ausgewertet werden, kann der Elevationswinkel θ der zurückreflektierten Strahlung 1716 bestimmt werden. Darüber hinaus können während des Empfangs der zurückreflektierten Strahlung 1716 die Hornantennenelemente 1702–1707 nacheinander aktiv geschaltet werden. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Signalwege vom Sendeantennenarray 1700 zum Radarziel 1715 und zurück zum Empfangsantennenarray 1701. Auf Seiten des Empfangsantennenarrays 1701 wird nun ausgewertet, wie Amplitude und Phase der von den Hornantennenelementen 1717–1722 empfangenen Signale vom jeweiligen Signalweg abhängen. Insofern werden die Hornantennenelemente 1702–1707 auf Seiten des Sendeantennenarrays 1700 nacheinander aktiv geschaltet, und die zugehörigen Amplituden und Phasen der Empfangssignale werden aufgezeichnet. Anschließend werden die für die unterschiedlichen Signalwege erfassten Amplituden und Phasen rechnerisch mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet. Diese Auswertung erfolgt mittels „Digital Beam Forming” bzw. „Digitaler Strahlformung”. Aus der Art und Weise, wie Amplitude und Phase des Empfangssignals vom jeweiligen Signalweg abhängen, kann dann beispielsweise auch der Azimutwinkel φ des Radarziels 1715 bestimmt werden. Insgesamt ermöglicht die Verbindung von „Digital Beam Forming” auf Senderseite und einem Durchschalten der Empfangsebenen auf Empfängerseite eine Abrasterung des Radargesichtsfeldes.The transmit antenna array 1700 consists of six juxtaposed horn antenna elements 1702 - 1707 each adapted to radiate radar radiation in a relatively wide range of elevation angles. The to the individual horn antenna elements 1702 - 1707 associated emission characteristics 1708 - 1713 are in 17 also shown. By means of a drive circuit 1714 can the individual horn antenna elements 1702 - 1707 be activated individually one after the other. The emitted radar radiation is at the radar target 1715 reflected, and the reflected radiation 1716 gets to the receiving antenna array 1701 , The receiving antenna array 1701 includes six juxtaposed horn antenna elements 1717 - 1722 each receiving radar radiation from a given reception plane. The to the horn antenna elements 1717 - 1722 belonging reception levels 1723 - 1728 are in 17 also marked with. By the received signals of the horn antenna elements 1717 - 1722 be evaluated either in parallel or sequentially, the elevation angle θ of the back-reflected radiation 1716 be determined. In addition, during the reception of the back-reflected radiation 1716 the horn antenna elements 1702 - 1707 be activated one after the other. This results in different signal paths from the transmit antenna array 1700 to the radar target 1715 and back to the receiving antenna array 1701 , On the side of the receiving antenna array 1701 is now evaluated as the amplitude and phase of the horn antenna elements 1717 - 1722 received signals from the respective signal path. In this respect, the horn antenna elements 1702 - 1707 on the side of the transmit antenna array 1700 successively activated, and the associated amplitudes and phases of the received signals are recorded. Subsequently, the amplitudes and phases detected for the different signal paths are evaluated by calculation using an evaluation unit. This evaluation is carried out by means of "Digital Beam Forming" or "Digital Beamforming". From the way in which the amplitude and phase of the received signal depend on the respective signal path, then, for example, the azimuth angle φ of the radar target 1715 be determined. Overall, the combination of "Digital Beam Forming" on the transmitter side and a switching through of the reception levels on the receiver side allows a rastering of the radar field of view.

Die in 17 gezeigte Messanordnung erlaubt eine Erfassung des Empfangssignals in Abhängigkeit von Azimutwinkel φ und Elevationswinkel θ und ermöglicht so eine abbildende Darstellung eines Radargesichtsfelds. Eine derartige Messanordnung kann beispielsweise zur Vermessung von Schüttgut eingesetzt werden, wie in 11 gezeigt.In the 17 shown measuring arrangement allows detection of the received signal as a function of azimuth angle φ and elevation angle θ, thus enabling an imaging representation of a Radargesichtsfelds. Such a measuring arrangement can be used for example for the measurement of bulk material, as in 11 shown.

Claims (15)

Verfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes mittels einer Radarmessanordnung, welche aufweist: eine Sendeantennenanordnung (1200, 1400) mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen (1202–1207, 1402–1407); eine Empfangsantennenanordnung (1201, 1401) mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen (1216–1221, 1416–1421); dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hornantennenelemente der Sendeantennenanordnung (1200, 1400) so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement Radarstrahlung in einer anderen Abstrahlebene (1208–1213, 1408–1413) abstrahlt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition der ersten Winkelkoordinate verkippt ist, dass die zweiten Hornantennenelemente der Empfangsantennenanordnung (1201, 1401) so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement (1216–1221, 1416–1421) Radarstrahlung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs der zweiten Winkelkoordinate empfängt, und dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Abstrahlen von Radarstrahlung durch die Sendeantennenanordnung (1200, 1400), wobei die Abstrahlung auf Senderseite bezüglich der ersten Winkelkoordinate nacheinander zwischen unterschiedlichen Abstrahlebenen (1208–1213, 1408–1413) durchgeschaltet wird, Empfangen von an Radarzielen (1214, 1414) zurückreflektierten Empfangssignalen durch die Empfangsantennenanordnung (1201, 1401), Bestimmen der zweiten Winkelkoordinate, unter der die Empfangssignale auf der Empfangsantennenanordnung (1201, 1401) eintreffen, anhand einer Phasenprogression der Empfangssignale oder durch rechnerisches Auswerten verschiedener Ausbreitungswege mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming, und Erzeugen eines zweidimensionalen Abbilds des Radargesichtsfelds anhand der für die verschiedenen Werte der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate erhaltenen Empfangssignale.A method of imaging a radar field of view by means of a radar measurement arrangement, comprising: a transmitting antenna arrangement ( 1200 . 1400 ) having a plurality of first horn antenna elements ( 1202 - 1207 . 1402 - 1407 ); a receive antenna arrangement ( 1201 . 1401 ) having a plurality of second horn antenna elements ( 1216 - 1221 . 1416 - 1421 ); characterized in that the first horn antenna elements of the transmitter antenna assembly ( 1200 . 1400 ) are formed so that each first horn antenna element radar radiation in another Abstrahlebene ( 1208 - 1213 . 1408 - 1413 ), which is tilted to the normal by a certain angular position of the first angular coordinate, that the second horn antenna elements of the receiving antenna array ( 1201 . 1401 ) are formed so that every second horn antenna element ( 1216 - 1221 . 1416 - 1421 ) Receives radar radiation within a comparatively wide range of the second angular coordinate, and that the method comprises the steps of: radiating radar radiation through the transmit antenna assembly ( 1200 . 1400 ), wherein the emission on the transmitter side with respect to the first angular coordinate successively between different levels of abstraction ( 1208 - 1213 . 1408 - 1413 ), receiving at radar targets ( 1214 . 1414 ) reflected by the receiving antenna arrangement ( 1201 . 1401 ), Determining the second angular coordinate at which the received signals on the receiving antenna arrangement ( 1201 . 1401 ), by means of a phase progression of the received signals or by computationally evaluating different propagation paths by means of digital beamforming, and generating a two-dimensional image of the radar field of view based on the received signals obtained for the different values of the first angular coordinate and the second angular coordinate. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: die erste Winkelkoordinate ist zur zweiten Winkelkoordinate orthogonal; Strahlöffnungen der ersten Hornantennenelemente sind in gleicher Richtung ausgerichtet wie Strahlöffnungen der zweiten Hornantennenelemente; die den ersten Hornantennenelementen zugeordneten Abstrahlebenen sind um jeweils unterschiedliche Winkelpositionen relativ zur Normalen verkippt; das Verfahren ist durch eine Kombination von unterschiedlichen Abstrahlebenen einerseits und einem Einsatz von Digital Beam Forming oder phasengesteuerten Gruppenantennen andererseits gekennzeichnet.Method according to claim 1, characterized by at least one of the following features: the first angle coordinate is orthogonal to the second angle coordinate; Beam openings of the first horn antenna elements are aligned in the same direction as beam openings of the second horn antenna elements; the planes of emission associated with the first horn antenna elements are tilted by different angular positions relative to the normal; the method is characterized by a combination of different levels of abstraction on the one hand and the use of digital beam forming or phased array antennas on the other hand. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eines der folgenden Merkmale: bei der ersten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Azimutwinkel und bei der zweiten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Elevationswinkel; bei der ersten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Elevationswinkel und bei der zweiten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Azimutwinkel.Method according to claim 1 or claim 2, characterized by one of the following features: the first angular coordinate is an azimuth angle and the second angular coordinate is an elevation angle; The first angle coordinate is an elevation angle, and the second angle coordinate is an azimuth angle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Empfangen der an den Radarzielen reflektierten Empfangssignale durch die zweiten Hornantennenelemente der Empfangsantennenanordnung, Bestimmen der zweiten Winkelkoordinate, unter der die an den Radarzielen reflektierten Empfangssignale auf der Empfangsantennenanordnung eintreffen, anhand der Phasenprogression der von den zweiten Hornantennenelementen der Empfangsantennenanordnung empfangenen Empfangssignale.Method according to one of claims 1 to 3, characterized by the following steps: Receiving the received signals reflected at the radar targets by the second horn antenna elements of the receiving antenna array, Determining the second angular coordinate at which the received signals reflected at the radar targets arrive at the receiving antenna array, based on the phase progression of the receive signals received by the second horn antenna elements of the receive antenna arrangement. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsantennenanordnung als phasengesteuerte Gruppenantenne ausgelegt ist.A method according to claim 4, characterized in that the receiving antenna arrangement is designed as a phased array antenna. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende zusätzlichen Schritte: Aufprägen von unterschiedlichen Phasengradienten auf die von den zweiten Hornantennenelementen der Empfangsantennenanordnung empfangenen Empfangssignale, und Erzeugen von phasenverzögerten Empfangssignalen, Überlagern der phasenverzögerten Empfangssignale zu einem Überlagerungssignal, Bestimmen der zweiten Winkelkoordinate, unter der die an den Radarzielen reflektierten Empfangssignale auf der Empfangsantennenanordnung eintreffen, anhand von Werten des Überlagerungssignals für die unterschiedlichen Phasengradienten.Method according to claim 4 or claim 5, characterized by the following additional steps: Imposing different phase gradients on the received signals received by the second horn antenna elements of the receiving antenna array, and generating phase-delayed received signals, Superimposing the phase-delayed received signals into a superposition signal, Determining the second angular coordinate at which the received signals reflected at the radar targets arrive at the receiving antenna array, based on values of the heterodyne signal for the different phase gradients. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Empfangen der an den Radarzielen reflektierten Empfangssignale durch die zweiten Hornantennenelemente der Empfangsantennenanordnung, Erfassen von Phasen und Amplituden der von den zweiten Hornantennenelementen der Empfangsantennenanordnung empfangenen Empfangssignale, ausgehend von Phasen und Amplituden der Empfangssignale, rechnerisches Bestimmen der zweiten Winkelkoordinate, unter der die an den Radarzielen reflektierten Empfangssignale auf der Empfangsantennenanordnung eintreffen, mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming.Method according to one of claims 1 to 3, characterized by the following steps: Receiving the received signals reflected at the radar targets by the second horn antenna elements of the receiving antenna array, Detecting phases and amplitudes of the received signals received by the second horn antenna elements of the receiving antenna array, starting from phases and amplitudes of the received signals, arithmetically determining the second angular coordinate at which the received signals reflected at the radar targets arrive at the receiving antenna arrangement by means of digital beamforming or digital beamforming. Verfahren zur abbildenden Erfassung eines Radargesichtsfeldes mittels einer Radarmessanordnung, welche aufweist: eine Sendeantennenanordnung (1600, 1700) mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen (1602–1607, 1702–1707); eine Empfangsantennenanordnung (1601, 1701) mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen (1624–1629, 1717–1722); dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hornantennenelemente der Sendeantennenanordnung (1600, 1700) so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement (1602–1607, 1702–1707) die Leistung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs einer ersten Winkelkoordinate abstrahlt, dass die zweiten Hornantennenelemente der Empfangsantennenanordnung (1601, 1701) so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement (1624–1629, 1717–1722) Radarstrahlung in einer anderen Empfangsebene (1630–1635, 1723–1728) empfängt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition einer zweiten Winkelkoordinate verkippt ist, und dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Abstrahlen von Radarstrahlung durch die Sendeantennenanordnung (1600, 1700), wobei entweder unterschiedliche Ausbreitungswege durchgeschaltet werden zur Auswertung der ersten Winkelkoordinate mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming, oder unterschiedliche Phasenprogressionen zur Abstrahlung in unterschiedliche Abstrahlbereiche der ersten Winkelkoordinate durchgeschaltet werden, Empfangen und Auswerten von an Radarzielen (1622, 1715) zurückreflektierten Empfangssignale durch die Empfangsantennenanordnung (1601, 1701) in unterschiedlichen Empfangsebenen (1630–1635, 1723–1728) bezüglich der zweiten Winkelkoordinate, und Erzeugen eines zweidimensionalen Abbilds des Radargesichtsfelds anhand der für die verschiedenen Werte der ersten Winkelkoordinate und der zweiten Winkelkoordinate erhaltenen Empfangssignale.A method of imaging a radar field of view by means of a radar measurement arrangement, comprising: a transmitting antenna arrangement ( 1600 . 1700 ) having a plurality of first horn antenna elements ( 1602 - 1607 . 1702 - 1707 ); a receive antenna arrangement ( 1601 . 1701 ) having a plurality of second horn antenna elements ( 1624 - 1629 . 1717 - 1722 ); characterized in that the first horn antenna elements of the transmitter antenna assembly ( 1600 . 1700 ) are formed so that each first horn antenna element ( 1602 - 1607 . 1702 - 1707 ) radiates the power within a comparatively wide range of a first angular coordinate that the second horn antenna elements of the receiving antenna array ( 1601 . 1701 ) are formed so that every second horn antenna element ( 1624 - 1629 . 1717 - 1722 ) Radar radiation in another reception plane ( 1630 - 1635 . 1723 - 1728 ), which is tilted to the normal by a certain angular position of a second angular coordinate, and in that the method comprises the steps of: emitting radar radiation through the transmitting antenna arrangement ( 1600 . 1700 ), wherein either different propagation paths are switched through for the evaluation of the first angular coordinate by means of digital beam forming or digital beam forming, or different phase progressions for radiation in different radiation ranges of the first angular coordinate are switched through, receiving and evaluating at Radarzielen ( 1622 . 1715 ) reflected receive signals by the receive antenna arrangement ( 1601 . 1701 ) in different reception levels ( 1630 - 1635 . 1723 - 1728 with respect to the second angular coordinate, and generating a two-dimensional image of the radar visual field from the received signals obtained for the different values of the first angular coordinate and the second angular coordinate. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: die erste Winkelkoordinate ist zur zweiten Winkelkoordinate orthogonal; die Strahlöffnungen der ersten Hornantennenelemente sind in gleicher Richtung ausgerichtet wie die Strahlöffnungen der zweiten Hornantennenelemente; die den zweiten Hornantennenelementen zugeordneten Empfangsebenen sind um jeweils unterschiedliche Winkelpositionen relativ zur Normalen verkippt; das Verfahren ist durch eine Kombination eines Einsatzes von Digital Beam Forming oder phasengesteuerten Gruppenantennen einerseits und von unterschiedlichen Empfangsebenen andererseits gekennzeichnet.Method according to claim 8, characterized by at least one of the following features: the first angle coordinate is orthogonal to the second angle coordinate; the beam openings of the first horn antenna elements are aligned in the same direction as the beam openings of the second horn antenna elements; the receiving planes associated with the second horn antenna elements are tilted by different angular positions relative to the normal; the method is characterized by a combination of use of digital beam forming or phased array antennas on the one hand and different levels of reception on the other hand. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, gekennzeichnet durch eines der folgenden Merkmale: bei der ersten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Azimutwinkel und bei der zweiten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Elevationswinkel; bei der ersten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Elevationswinkel und bei der zweiten Winkelkoordinate handelt es sich um einen Azimutwinkel.Method according to claim 8 or claim 9, characterized by one of the following features: the first angular coordinate is an azimuth angle and the second angular coordinate is an elevation angle; The first angle coordinate is an elevation angle, and the second angle coordinate is an azimuth angle. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Durchschalten der ersten Winkelkoordinate des Abstrahlbereichs der Sendeantennenanordnung, in den die Radarstrahlung abgestrahlt wird, durch Variieren der Phasenprogression, die auf die Sendesignale für die ersten Hornantennenelemente der Sendeantennenanordnung aufgeprägt wird, Aussenden von Radarstrahlung in den entsprechenden Abstrahlbereich.Method according to one of claims 8 to 10, characterized by the following steps: Switching the first angular coordinate of the emitting area of the transmitting antenna array into which the radar radiation is radiated by varying the phase progression impressed on the transmitting signals for the first horn antenna elements of the transmitting antenna array; Emitting radar radiation into the corresponding radiation area. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeantennenanordnung als phasengesteuerte Gruppenantenne ausgelegt ist.A method according to claim 11, characterized in that the transmitting antenna arrangement is designed as a phased array antenna. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Durchschalten von unterschiedlichen ersten Hornantennenelementen der Sendeantennenanordnung, Aussenden von Radarstrahlung durch das jeweils aktive erste Hornantennenelement, Erfassen von Amplituden und Phasen der Empfangssignale zu unterschiedlichen Ausbreitungswegen, ausgehend von Phasen und Amplituden der Empfangssignale, rechnerisches Bestimmen der ersten Winkelkoordinate der Radarziele, an denen die Radarstrahlung reflektiert wurde, mittels Digitaler Strahlformung bzw. Digital Beam Forming.Method according to one of claims 8 to 10, characterized by the following steps: Switching through different first horn antenna elements of the transmitting antenna arrangement, Emitting radar radiation through the respective active first horn antenna element, Detecting amplitudes and phases of the received signals to different propagation paths, starting from phases and amplitudes of the received signals, arithmetically determining the first angular coordinate of the radar targets, at which the radar radiation was reflected, by means of digital beamforming or digital beamforming. Eine Radarmessanordnung, welche aufweist: eine Sendeantennenanordnung (1200, 1400) mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen (1202–1207, 1402–1407); eine Empfangsantennenanordnung (1201, 1401) mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen (1216–1221, 1416–1421); dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hornantennenelemente (1202–1207, 1402–1407) der Sendeantennenanordnung (1200, 1400) so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement Radarstrahlung in einer anderen Abstrahlebene (1208–1213, 1408–1413) abstrahlt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition der ersten Winkelkoordinate verkippt ist, dass die zweiten Hornantennenelemente (1216–1221, 1416–1421) der Empfangsantennenanordnung (1201, 1401) so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement (1216–1221, 1416–1421) Radarstrahlung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs der zweiten Winkelkoordinate empfängt, und dass die Strahlöffnungen der zweiten Hornantennenelemente (1216–1221, 1416–1421) in gleicher Richtung ausgerichtet sind wie die Strahlöffnungen der ersten Hornantennenelemente (1202–1207, 1402–1407).A radar measurement assembly comprising: a transmit antenna assembly ( 1200 . 1400 ) having a plurality of first horn antenna elements ( 1202 - 1207 . 1402 - 1407 ); a receive antenna arrangement ( 1201 . 1401 ) having a plurality of second horn antenna elements ( 1216 - 1221 . 1416 - 1421 ); characterized in that the first horn antenna elements ( 1202 - 1207 . 1402 - 1407 ) of the transmitting antenna arrangement ( 1200 . 1400 ) are formed so that each first horn antenna element radar radiation in another Abstrahlebene ( 1208 - 1213 . 1408 - 1413 ), which is tilted to the normal by a certain angular position of the first angular coordinate, that the second horn antenna elements ( 1216 - 1221 . 1416 - 1421 ) of the receiving antenna arrangement ( 1201 . 1401 ) are formed so that every second horn antenna element ( 1216 - 1221 . 1416 - 1421 Radar radiation within a comparatively wide range of the second angular coordinate receives, and that the beam openings of the second horn antenna elements ( 1216 - 1221 . 1416 - 1421 ) are aligned in the same direction as the beam openings of the first horn antenna elements ( 1202 - 1207 . 1402 - 1407 ). Eine Radarmessanordnung, welche aufweist: eine Sendeantennenanordnung (1600, 1700) mit einer Mehrzahl von ersten Hornantennenelementen (1602–1607, 1702–1707); eine Empfangsantennenanordnung (1601, 1701) mit einer Mehrzahl von zweiten Hornantennenelementen (1624–1629, 1717–1722); dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Hornantennenelemente (1602–1607, 1702–1707) der Sendeantennenanordnung (1600, 1700) so ausgebildet sind, dass jedes erste Hornantennenelement die Leistung innerhalb eines vergleichsweise breiten Bereichs einer ersten Winkelkoordinate abstrahlt, dass die zweiten Hornantennenelemente (1624–1629, 1717–1722) der Empfangsantennenanordnung (1601, 1701) so ausgebildet sind, dass jedes zweite Hornantennenelement (1624–1629, 1717–1722) Radarstrahlung in einer anderen Empfangsebene (1630–1635, 1723–1728) empfängt, die zur Normalen um eine bestimmte Winkelposition einer zweiten Winkelkoordinate verkippt ist, und dass die Strahlöffnungen der zweiten Hornantennenelemente (1624–1629, 1717–1722) in gleicher Richtung ausgerichtet sind wie die Strahlöffnungen der ersten Hornantennenelemente (1602–1607, 1702–1707).A radar measurement assembly comprising: a transmit antenna assembly ( 1600 . 1700 ) having a plurality of first horn antenna elements ( 1602 - 1607 . 1702 - 1707 ); a receive antenna arrangement ( 1601 . 1701 ) having a plurality of second horn antenna elements ( 1624 - 1629 . 1717 - 1722 ); characterized in that the first horn antenna elements ( 1602 - 1607 . 1702 - 1707 ) of the transmitting antenna arrangement ( 1600 . 1700 ) are formed so that each first horn antenna element radiates the power within a comparatively wide range of a first angular coordinate that the second horn antenna elements ( 1624 - 1629 . 1717 - 1722 ) of the receiving antenna arrangement ( 1601 . 1701 ) are formed so that every second horn antenna element ( 1624 - 1629 . 1717 - 1722 ) Radar radiation in another reception plane ( 1630 - 1635 . 1723 - 1728 ), which is tilted to the normal by a certain angular position of a second angular coordinate, and that the beam openings of the second horn antenna elements ( 1624 - 1629 . 1717 - 1722 ) are aligned in the same direction as the beam openings of the first horn antenna elements ( 1602 - 1607 . 1702 - 1707 ).
DE102012106938.7A 2012-07-30 2012-07-30 Mapping of a radar field of view in process automation technology Withdrawn DE102012106938A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012106938.7A DE102012106938A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Mapping of a radar field of view in process automation technology
PCT/EP2013/063622 WO2014019778A1 (en) 2012-07-30 2013-06-28 Imaging a radar field of view in process automation technology

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012106938.7A DE102012106938A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Mapping of a radar field of view in process automation technology

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012106938A1 true DE102012106938A1 (en) 2014-01-30

Family

ID=48741116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012106938.7A Withdrawn DE102012106938A1 (en) 2012-07-30 2012-07-30 Mapping of a radar field of view in process automation technology

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012106938A1 (en)
WO (1) WO2014019778A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014111987A1 (en) * 2014-08-21 2016-02-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for determining a filling level of a bulk material
WO2016155822A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Vega Grieshaber Kg Antenna assembly for a level gauge
WO2016202394A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Vega Grieshaber Kg Waveguide coupling for a line scanner
WO2018019453A1 (en) 2016-07-25 2018-02-01 Audi Ag Antenna device, motor vehicle having the antenna device, and method for operating the antenna device
CN109075456A (en) * 2016-05-25 2018-12-21 日立汽车系统株式会社 Antenna, sensor and onboard system
DE102019101598A1 (en) 2019-01-23 2020-07-23 Endress+Hauser SE+Co. KG Measuring device for determining a dielectric value
DE102019102142A1 (en) 2019-01-29 2020-07-30 Endress+Hauser SE+Co. KG Measuring device
DE102020106020A1 (en) 2020-03-05 2021-09-09 Endress+Hauser SE+Co. KG Level measuring device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106443181B (en) * 2016-08-31 2023-07-28 中国人民解放军63892部队 Radio frequency simulation signal environment monitoring system and method based on antenna radiation
JP6838250B2 (en) * 2017-06-05 2021-03-03 日立Astemo株式会社 Antennas, array antennas, radar devices and in-vehicle systems
DE102018211422A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-16 Vega Grieshaber Kg Level radar antenna arrangement for measuring a level in a container

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10149851A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-24 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Container filling level measuring device uses reflection of measuring signal from surface of container contents
DE102005011686A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Krohne S.A. Method for measuring the level of a medium provided in a container on the basis of the radar principle
DE102005022493A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for detecting and monitoring the level of a medium in a container

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336540A (en) * 1980-09-29 1982-06-22 Rca Corporation Radar system
US6759977B1 (en) * 2002-12-20 2004-07-06 Saab Marine Electronics Ab Method and apparatus for radar-based level gauging
US8248298B2 (en) * 2008-10-31 2012-08-21 First Rf Corporation Orthogonal linear transmit receive array radar
DE102011083756A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-04 Siemens Ag Radar apparatus and method for generating a group characteristic of a radar

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10149851A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-24 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Container filling level measuring device uses reflection of measuring signal from surface of container contents
DE102005011686A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Krohne S.A. Method for measuring the level of a medium provided in a container on the basis of the radar principle
DE102005022493A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for detecting and monitoring the level of a medium in a container

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014111987A1 (en) * 2014-08-21 2016-02-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for determining a filling level of a bulk material
WO2016155822A1 (en) * 2015-04-01 2016-10-06 Vega Grieshaber Kg Antenna assembly for a level gauge
US11063368B2 (en) 2015-04-01 2021-07-13 Vega Grieshaber Kg Antenna assembly for a level gauge
US10886624B2 (en) 2015-06-18 2021-01-05 Vega Grieshaber Kg Waveguide coupling configuration for a line scanner
WO2016202394A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Vega Grieshaber Kg Waveguide coupling for a line scanner
CN107636900A (en) * 2015-06-18 2018-01-26 Vega格里沙贝两合公司 Waveguide coupled structure for Line scanner
US20180287264A1 (en) * 2015-06-18 2018-10-04 Vega Grieshaber Kg Waveguide coupling configuration for a line scanner
CN107636900B (en) * 2015-06-18 2021-05-14 Vega格里沙贝两合公司 Waveguide coupling structure for line scanner
CN109075456A (en) * 2016-05-25 2018-12-21 日立汽车系统株式会社 Antenna, sensor and onboard system
EP3467939A4 (en) * 2016-05-25 2020-01-15 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Antenna, sensor, and on-vehicle system
US11163038B2 (en) 2016-05-25 2021-11-02 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Antenna, sensor, and in-vehicle system
CN109075456B (en) * 2016-05-25 2021-09-07 日立汽车系统株式会社 Antenna, sensor and vehicle-mounted system
WO2018019453A1 (en) 2016-07-25 2018-02-01 Audi Ag Antenna device, motor vehicle having the antenna device, and method for operating the antenna device
WO2020151869A1 (en) 2019-01-23 2020-07-30 Endress+Hauser SE+Co. KG Testing device for determining a dielectric value
DE102019101598A1 (en) 2019-01-23 2020-07-23 Endress+Hauser SE+Co. KG Measuring device for determining a dielectric value
WO2020156713A1 (en) 2019-01-29 2020-08-06 Endress+Hauser SE+Co. KG Measuring device for determining a dielectric constant
DE102019102142A1 (en) 2019-01-29 2020-07-30 Endress+Hauser SE+Co. KG Measuring device
DE102020106020A1 (en) 2020-03-05 2021-09-09 Endress+Hauser SE+Co. KG Level measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014019778A1 (en) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012106938A1 (en) Mapping of a radar field of view in process automation technology
DE102012104090A1 (en) Horn antenna element for antenna array for radar measuring device, has upper cover that is formed by base plate of another horn antenna element
EP1792203B1 (en) Monostatic planar multibeam radar sensor
EP2756329B1 (en) Imaging radar sensor with narrow antenna lobe and wide angle-detection range
DE19650544B4 (en) Level antenna array and phase comparison monopulse radar system
DE102010002474B4 (en) Radar apparatus for suppressing effects of grating lobes in detecting a direction of a target based on a phase difference between received reflected waves
DE112011102901B4 (en) Multi-range radar system
EP3039444B1 (en) Radar sensor for motor vehicles
DE112008000513B4 (en) Electronically scanning radar system
DE102012203172B4 (en) Radar device and incident angle calculation method for a radar device
DE102009042509A1 (en) Antenna device with lens or passive element acting as a lens
EP2176681A1 (en) Radar sensor for motor vehicles
WO2013045232A1 (en) Radar device and a method for producing an array factor of a radar
EP2534730A1 (en) Radar sensor
DE102010040692A1 (en) Radar sensor for motor vehicles, in particular LCA sensor
WO2019219262A1 (en) Mimo radar sensor for motor vehicles
DE102011084610A1 (en) Angle-resolving radar sensor
EP3701280B1 (en) Radar sensor having a plurality of main beam directions
EP2616839B1 (en) Radar sensor for motor vehicles, especially rca sensor
DE102021100694A1 (en) Antenna arrangement for a topology detecting radar system
EP2732307B1 (en) Angular resolving radar sensor for motor vehicles
EP2229711A1 (en) Bistatic array antenna, and method
DE102008000502A1 (en) Radar sensor with patch antenna for motor vehicles
DE102021201073A1 (en) MIMO radar sensor
DE1791282A1 (en) MONOPULSE RADAR ANTENNA FOR FREQUENCY-CONTROLLED BEAM SWIVEL

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ENDRESS+HAUSER SE+CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: ENDRESS + HAUSER GMBH + CO. KG, 79689 MAULBURG, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: ANDRES, ANGELIKA, DIPL.-PHYS., DE

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination