EP1619747A1 - Füllstandsmessgerät-Parabolantenne und Füllstandsmessgerät mit einer Parabolantenne - Google Patents

Füllstandsmessgerät-Parabolantenne und Füllstandsmessgerät mit einer Parabolantenne Download PDF

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EP1619747A1
EP1619747A1 EP05013216A EP05013216A EP1619747A1 EP 1619747 A1 EP1619747 A1 EP 1619747A1 EP 05013216 A EP05013216 A EP 05013216A EP 05013216 A EP05013216 A EP 05013216A EP 1619747 A1 EP1619747 A1 EP 1619747A1
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EP
European Patent Office
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parabolic
collar
parabolic mirror
parabolic antenna
mirror
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05013216A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Kienzle
Daniel Schultheiss
Josef Fehrenbach
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.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • 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
    • H01Q19/10—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 reflecting surfaces
    • H01Q19/12—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 reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/13—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 reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination

Definitions

  • the invention relates to a level gauge parabolic antenna with the preamble features of claim 1 and to a level gauge with such a parabolic antenna.
  • Level measuring instruments are generally known with a level gauge parabolic antenna, which work with radar waves or microwaves to determine the level of a medium in a container.
  • the parabolic antenna of such a level gauge is arranged inside a container wall.
  • such a parabolic antenna consists of a parabolic mirror 2 and an excitation and / or receiver arrangement 3, which are arranged as a combined assembly in the focal point of the parabolic mirror.
  • the parabolic mirror 2 has a parabolic mirror edge 20.
  • the parabolic mirror 2 has a large ratio of focal length f to diameter D, d. That is, it is a flat parabolic mirror 2.
  • the ratio of focal length f to diameter D is, for example, 0.6.
  • the exciter 3 is arranged far outside of the plane defined by the Parabolaptrand 20 interior of the parabolic mirror 2 by means of a waveguide 4.
  • parabolic antenna with a parabolic mirror 2, within which a pathogen 3 is arranged, as can be seen from FIG.
  • the parabolic mirror 2 is very deep and the exciter 3, which in turn is arranged by means of a waveguide 4 within the parabolic mirror 2, is located on the same plane as the Parabolaptrand 20 or even axially within the parabolic mirror 2.
  • An advantage of such an arrangement is that the excitation system or the exciter 3 is arranged protected within the parabolic or parabolic mirror 2. In addition, an over-radiation of the parabolic mirror 2 is not possible. Disadvantageously, however, such a parabolic mirror 2 is not completely illuminated, which leads to a lower antenna gain.
  • Non-generic are known from the directional radio technology, for example, "Dr. Daniel Wojtkowiak, Consider Antenna Options For Minimal Interference, Microwaves & RF, May 2004, pages 76-86", parabolic mirror with a cylindrical extension, as shown in Fig. 4 can be seen.
  • This parabolic antenna is a parabolic mirror 2 with a relatively large f / D ratio.
  • a disadvantage of such an arrangement would be the overexposure of the parabolic mirror 2, which leads to undesirable side lobes, so-called sidelobes or backlobes.
  • a collar is arranged on the parabolic mirror edge 20, which extends in the axial direction parallel to a central parabolic mirror axis X circumferentially.
  • the collar extends from the parabolic mirror edge 20 so far that the exciter 3 is located within a space which is enclosed by the collar 9.
  • the collar 9 is inside, ie in the direction of the exciter 3 is coated with or consists of an absorbent foam so that waves striking the collar 9 are absorbed.
  • the object of the invention is to propose an alternative level measuring device parabolic antenna or a level measuring device with such.
  • the level gauge parabolic antenna accordingly consists of a parabolic mirror with a Parabolaptrand, the Parabolaptrand merges into an additional collar with an outside collar edge.
  • the parabolic antenna has a pathogen and / or receiver. It should be emphasized that the parabolic mirror and the collar formed integrally merge into one another and the exciter and / or receiver is disposed within a space defined by the parabolic mirror and / or by the collar interior. The exciter and / or receiver is therefore arranged in the axial direction within the collar edge.
  • a level gauge with such a parabolic antenna in which the exciter and / or receiver within the interior, which is formed by the parabolic mirror, the collar edge and spanned by the collar edge surface, is arranged.
  • a parabolic antenna is advantageous, in which the exciter and / or receiver does not protrude in the axial and frontal direction out of the inner space spanned in this way.
  • the exciter and / or receiver partly arranged within a parabolic mirror rim, which forms the transition between the parabolic mirror and the collar, advantageously projects in the axial direction partly out of the region of the parabolic mirror edge and into the region which acts as a space is formed between the walls of the collar. That is, a part of the exciter and / or receiver is arranged in the axial direction within the parabolic mirror and another part inside the collar.
  • the collar is configured at least on the inside such that it has a material which absorbs the rays of the pathogen.
  • the parabolic mirror has a ratio of focal length to diameter of less than 1, in particular less than or equal to 0.6. Ratio values between 0.2 and 0.3 are particularly preferred, in particular in the range of about 0.27.
  • such a parabolic antenna in which the parabolic mirror and the collar span an interior, which is covered by a radome and thereby receives pathogen and / or receiver protected.
  • the parabolic mirror and the collar on the parabolic mirror edge are integrally formed into one another.
  • the parabolic mirror edge is not a transition between two independent components but a transition of the geometric wall profile from a concave parabolic mirror to a particular rectilinear further extending collar wall.
  • the collar is conical or cylindrical.
  • Fig. 1 shows a sectional view through an exemplary parabolic antenna arrangement 1 of a level gauge.
  • the parabolic antenna edge 20 passes into an additional collar 9 with an outside collar edge 90.
  • the wall of the collar 9 advantageously extends approximately paraxially to a central parabolic mirror axis X of the parabolic mirror 2.
  • the parabolic antenna also comprises a pathogen and / or receiver 3, which is arranged on the Farabolaptachse X and spaced from the rear wall of the parabolic mirror 2 with a spacing and waveguiding element, in particular an antenna tube or waveguide 4 and arranged.
  • the waveguide 4 is on the rear side in a waveguide arrangement of at least one waveguide 5, at the rear end portion of a terminal 6 for a transmitting / receiving device is arranged.
  • the transmitting / receiving device comprises electronics and components for generating an electromagnetic wave, in particular radar or microwave.
  • a generated electromagnetic wave is transmitted from the terminal 6 through the waveguide 5 and the waveguide 4 to the exciter 3. From the exciter 3 of the wave is emitted in the direction of the parabolic mirror and reflected by this in the axis-parallel direction to the parabola mirror axis X.
  • the wave is reflected by the filling material or the upper side of the surface and is usually at least partially picked up by the parabolic mirror 2.
  • the wall of the parabolic mirror 2 reflects the back-reflected wave components to the receiver 3 of the exciter and receiver assembly 3. From the receiver 3, the recorded wave is transmitted via the waveguide 4 and the waveguide 5 via the terminal 6 to the receiving device of the transceiver and recorded in this.
  • the electronics of the transmitting / receiving device or of a further downstream evaluation device determines the time difference between the emission of the electromagnetic wave and the reception of the electromagnetic wave reflected by the filling material or the surface. From this, the fill level of the contents in a container can be determined.
  • the rear-side components in the region of the waveguide 5 have a fastening device 7, for example with a flange, in a manner known per se.
  • a fastening device 7 for example with a flange
  • the arrangement of the exciter and / or receiver 3. This is located so far within the arrangement of parabolic mirror 2 and collar 9, that the exciter and / or receiver 3 is partially disposed within the parabolic mirror rim 20 and partially outside of the parabolic mirror rim 20. That is, a part projects into the area of the parabolic mirror 2 and a part projects into the area Space between the wall of the collar 9 out.
  • the exciter and / or receiver 3 is preferably received completely within the collar edge 90.
  • the preferred parabolic antenna with the additionally mounted collar 9 as widened antenna edge thus offers a multiplicity of advantages compared with a conventional parabolic antenna system.
  • a radiation of electromagnetic waves to the side (sidelobes) and to the back (backlobes) is suppressed. This brings especially when using the parabolic antenna in conjunction with a level gauge for measuring the Level in tight containers great advantages, since less interference reflections are detected in the vicinity.
  • the exciter can be adjusted so that the complete parabolic mirror 2 is illuminated without being outshone. Another advantage is that the risk of damage to the exciter and / or receiver 3 during transport or during assembly by the arrangement within the mirror assembly is greatly reduced. Even with a use of this parabolic mirror with the collar around the pathogen and / or receiver around in a container, there are advantages, for example, when filling the container from the side, as then by the outer wall of the parabolic mirror and collar protection of the pathogen and / or receiver 3 is prevented from damage due to filled contents.
  • the entire antenna system can be covered or coated with a simple, planar protective cover, a so-called radome, in the simplest case, for example, with a PTFE disk (PTFE: polytetrafluoroethylene) or a possibly curved lid, if required.
  • a PTFE disk PTFE: polytetrafluoroethylene
  • a possibly curved lid if required.
  • such a parabolic antenna allows a short design in particular axial direction of the parabolic mirror axis X and thus a small dead zone in level measurements.
  • the parabolic antenna can be filled in its interior with a dielectric material.
  • a dielectric constant of the dielectric material should be less than about 3.
  • a foamed, low-loss material for this purpose can be used, for example Eccostock-Lok Fa. Emerson & Cuming with a dielectric constant of 1.7.
  • Fig. 1 the filling 10 of the parabolic antenna is shown.

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parabolantenne mit einem Parabolspiegel (2) mit einem Parabolspiegelrand (20), einem Kragen (9), welcher an dem Parabolspiegel (2), insbesondere an dessen Parabolspiegelrand (20) angeordnet ist und einen außenseitigen Kragenrand (90) aufweist, und mit einem Erreger und/oder Empfänger (3), wobei der Erreger und/oder Empfänger (3) in axialer Richtung (X) teilweise innerhalb des Parabolspiegelrands (20) und teilweise außerhalb davon angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllstandsmessgerät-Parabolantenne mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. auf ein Füllstandsmessgerät mit einer solchen Parabolantenne.
  • Allgemein bekannt sind Füllstandsmessgeräte mit einer Füllstandsmessgerät-Parabolantenne, welche mit Radarwellen oder Mikrowellen arbeiten, um den Füllstand eines Mediums in einem Behältnis zu ermitteln. Die Parabolantenne eines solchen Füllstandsmessgeräts ist dabei innenseitig einer Behälterwandung angeordnet.
  • Wie aus der Fig, 2 ersichtlich, besteht eine solche Parabolantenne aus einem Parabolspiegel 2 und einer Erreger- und/oder Empfängeranordnung 3, welche als kombinierte Baugruppe in dem Brennpunkt des Parabolspiegels angeordnet sind. Der Parabolspiegel 2 weist einen Parabolspiegelrand 20 auf. Der Parabolspiegel 2 hat ein großes Verhältnis aus Brennweite f zu Durchmesser D, d. h., es handelt sich um einen flachen Parabolspiegel 2. Das Verhältnis von Brennweite f zu Durchmesser D beträgt beispielsweise 0,6. Der Erreger 3 ist weit außerhalb des durch den Parabolspiegelrand 20 aufgespannten Innenraums des Parabolspiegels 2 mit Hilfe eines Hohlleiters 4 angeordnet.
  • Vorteilhaft bei einer solchen Anordnung sind die geringen Ausleuchtungsverluste, welche einen bestmöglichen Antennengewinn ermöglichen.
  • Nachteilhaft bei einer solchen Anordnung ist die Überstrahlung des Parabolspiegels 2, welche zu unerwünschten Nebenkeulen, sogenannten sidelobes bzw. backlobes führt. Durch die sidelobes und backlobes entstehen Störreflexionen durch Behälterwände und βehälterdecke des Behältnisses, innerhalb dem der Parabolspiegel 2 eingebaut ist. Außerdem kann ein langes Erregersystem auf Vibrationen empfindlich reagieren.
  • Allgemein bekannt ist außerdem eine Parabolantenne mit einem Parabolspiegel 2, innerhalb dessen ein Erreger 3 angeordnet ist, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der Parabolspiegel 2 einer solchen Parabolantenne weist ein kleines Verhältnis von Brennweite f zu Durchmesser D mit beispielsweise f/D = 0,2 auf. Dies bedeutet, dass der Parabolspiegel 2 sehr tief ist und der Erreger 3, der wiederum mittels eines Hohlleiters 4 innerhalb des Parabolspiegels 2 angeordnet ist, sich auf der gleichen Ebene wie der Parabolspiegelrand 20 oder sogar axial innerhalb des Parabolspiegels 2 befindet.
  • Vorteilhaft an einer solchen Anordnung ist, dass das Erregersystem bzw. der Erreger 3 innerhalb des Parabols bzw. Parabolspiegels 2 geschützt angeordnet ist. Außerdem ist eine Überstrahlung des Parabolspiegels 2 nicht möglich. Nachteilhafterweise wird ein solcher Parabolspiegel 2 jedoch nicht komplett ausgeleuchtet, was zu einem geringeren Antennengewinn führt.
  • Gattungsfremd sind aus der Richtfunktechnik, beispielsweise aus "Dr. Daniel Wojtkowiak, Consider Antenna Options For Minimal Interference, Microwaves & RF, Mai 2004, Seiten 76 - 86", Parabolspiegel mit einer zylindrischen Erweiterung bekannt, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Bei dieser Parabolantenne handelt es sich um einen Parabolspiegel 2 mit einem relativ großen f/D-Verhältnis. Nachteilhaft bei einer solchen Anordnung wäre die Überstrahlung des Parabolspiegels 2, welche zu unerwünschten Nebenkeulen, sogenannten sidelobes bzw. backlobes führt. Zur Vermeidung von Nebenkeulen ist an dem Parabolspiegelrand 20 ein Kragen angeordnet, welcher sich in axialer Richtung parallel zu einer zentralen Parabolspiegelachse X umlaufend erstreckt. Der Kragen erstreckt sich vom Parabolspiegelrand 20 dabei so weit, dass der Erreger 3 sich innerhalb eines Raums befindet, welcher von dem Kragen 9 umschlossen ist. Der Kragen 9 ist innenseitig, d. h. in Richtung des Erregers 3 mit einem absorbierenden schaumstoff beschichtet oder besteht aus einem solchen, so dass auf den Kragen 9 treffende Wellen absorbiert werden.
  • Im Vergleich zu einer Parabolantenne gemäß Fig. 2 besteht der Vorteil, dass Nebenkeulen vermieden werden. Jedoch gehen Wellenanteile, welche vom Erreger 3 in den Bereich seitlich des Parabolspiegels ausgesendet werden, verloren.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine alternative Füllstandsmessgerät-Parabolantenne bzw. ein Füllstandsmessgerät mit einer solchen vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Füllstandsmessgerät-Parabolantenne mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Füllstandsmessgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
  • Vorteilhafterweise besteht die Füllstandsmessgerät-Parabolantenne demgemäß aus einem Parabolspiegel mit einem Parabolspiegelrand, wobei der Parabolspiegelrand in einen zusätzlichen Kragen mit einem außenseitigen Kragenrand übergeht. Außerdem weist die Parabolantenne einen Erreger bzw. Erreger und/oder Empfänger auf. Hervorzuheben ist dabei, dass der Parabolspiegel und der Kragen einstückig ausgebildet ineinander übergehen und der Erreger und/oder Empfänger innerhalb eines von dem Parabolspiegel und/oder von dem Kragen aufgespannten Innenraums angeordnet ist. Der Erreger und/oder Empfänger ist daher in axialer Richtung innerhalb des Kragenrands angeordnet.
  • Vorteilhaft ist demgemäß ein Füllstandsmessgerät mit einer solchen Parabolantenne, bei welcher der Erreger und/oder Empfänger innerhalb des Innenraums, der durch den Parabolspiegel, den Kragenrand und die durch den Kragenrand aufgespannte Fläche ausgebildet wird, angeordnet ist.
  • vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
  • Vorteilhaft ist eine Parabolantenne, bei welcher der Erreger und/oder Empfänger in axialer und vorderseitiger Richtung aus dem derart aufgespannten Innenraum nicht herausragt.
  • Der teilweise innerhalb eines Parabolspiegelrands, der den Übergang zwischen dem Parabolspiegel und dem Kragen ausbildet, angeordnete Erreger und/oder Empfänger ragt vorteilhafterweise in axialer Richtung teilweise aus dem Bereich des Parabolspiegelrands bzw. des schüsselförmigen flachen Parabolspiegels heraus und in den Bereich hinein, welcher als Raum zwischen den Wandungen des Kragens ausgebildet wird. D. h., ein Teil des Erregers und/oder Empfängers ist in axialer Richtung innerhalb des Parabolspiegels und ein anderer Teil innerhalb des Kragens angeordnet.
  • Vorteilhafterweise ist der Kragen zumindest innenseitig derart ausgestaltet, dass er ein die Strahlen des Erregers absorbierendes Material aufweist.
  • Vorteilhafterweise weist der Parabolspiegel ein Verhältnis von Brennweite zu Durchmesser kleiner 1 auf, insbesondere kleiner oder gleich 0,6 auf. Besonders bevorzugt werden Verhältniswerte zwischen 0,2 und 0,3, insbesondere im Bereich von ca. 0,27.
  • Vorteilhaft ist eine solche Parabolantenne, bei welcher der Parabolspiegel und der Kragen einen Innenraum aufspannen, welcher durch ein Radom abgedeckt ist und dabei Erreger und/oder Empfänger geschützt aufnimmt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gehen der Parabolspiegel und der Kragen am Parabolspiegelrand einstückig ausgebildet ineinander über. Der Parabolspiegelrand ist in einfacher Ausführungsform kein Übergang zwischen zwei eigenständigen Bauelementen sondern ein Übergang des geometrischen Wandungsverlaufs von einem konkaven Parabolspiegel zu einer insbesondere geradlinig weiter verlaufenden Kragenwandung. Vorteilhafterweise ist der Kragen konisch oder zylindrisch ausgebildet.
  • Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Parabolantenne;
    Fig. 2
    eine Schnittdarstellung durch eine Parabolantenne mit großem Verhältnis von Brennweite zu Durchmesser gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 3
    eine Schnittdarstellung einer Parabolantenne mit kleinem Verhältnis von Brennweite zu Durchmesser; und
    Fig. 4
    schematisch eine Antennenanordnung aus dem Bereich der Telekommunikation.
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine beispielhafte Parabolantennenanordnung 1 eines Füllstandsmessgeräts. Die eigentliche Parabolantenne besteht dabei aus einem Parabolspiegel 2 mit einem umlaufenden Parabolspiegelrand 20. Der Parabolspiegelrand 20 geht über in einen zusätzlichen Kragen 9 mit einem außenseitigen Kragenrand 90. Die Wandung des Kragens 9 erstreckt sich dabei vorteilhafterweise in etwa achsparallel zu einer zentralen Parabolspiegelachse X des Parabolspiegels 2. Die Parabolantenne umfasst außerdem einen Erreger und/oder Empfänger 3, welcher auf der Farabolspiegelachse X angeordnet ist und von der rückseitigen Wandung des Parabolspiegels 2 mit einem beabstandenden und wellenleitenden Element, insbesondere einem Antennenrohr bzw. Hohlleiter 4 beabstandet und angeordnet ist. Der Hohlleiter 4 geht rückseitig in eine Wellenleiteranordnung aus zumindest einem wellenleiter 5 über, an dessen rückseitigem Endabschnitt ein Anschluss 6 für eine Sende-/Empfangseinrichtung angeordnet ist. Die Sende-/Empfangseinrichtung umfasst eine Elektronik und Komponenten zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle, insbesondere Radar- oder Mikrowelle. Eine erzeugte elektromagnetische Welle wird von dem Anschluss 6 durch den wellenleiter 5 und das Hohlleiter 4 zu dem Erreger 3 übertragen. Vom Erreger 3 aus wird die Welle in Richtung des Parabolspiegels abgestrahlt und von diesem in achsparalleler Richtung zur Parabalspiegelachse X reflektiert. Nachdem die derart ausgesendete elektromagnetische Welle auf ein Füllgut getroffen ist bzw. auf eine andere geeignete Oberfläche getroffen ist, wird die Welle von dem Füllgut bzw. der Oberseite der Oberfläche reflektiert und in der Regel zumindest teilweise von dem Parabolspiegel 2 aufgenommen. Die Wandung des Parabolspiegels 2 reflektiert die zurückreflektierten Wellenanteile zu dem Empfänger 3 der Erreger- und Empfängeranordnung 3. Von dem Empfänger 3 wird die aufgenommene Welle über den Hohlleiter 4 und den Wellenleiter 5 über den Anschluss 6 zu der Empfangseinrichtung der Sende-/Empfangseinrichtung übertragen und in dieser aufgenommen. Die Elektronik der Sende-/Empfangseinrichtung oder einer weiteren, nachgeschalteten Auswerteeinrichtung bestimmt die Zeitdifferenz zwischen Aussenden der elektromagnetischen Welle und Empfangen der vom Füllgut bzw. der Oberfläche reflektierten elektromagnetischen Welle. Daraus lässt sich der Füllstand des Füllguts in einem Behältnis bestimmen.
  • Zur Befestigung der Parabolantenne 1 in einer Behältniswandung, insbesondere einem Behälterflansch 8, weisen die rückseitigen Komponenten im Bereich des Wellenleiters 5 eine Befestigungseinrichtung 7, z.B. mit einem Flansch, in für sich bekannter Art und Weise auf. Hervorzuheben ist die Anordnung des Erregers und/oder Empfängers 3. Dieser befindet sich so weit innerhalb der Anordnung aus Parabolspiegel 2 und Kragen 9, dass der Erreger und/oder Empfänger 3 teilweise innerhalb des Parabolspiegelrands 20 und teilweise außerhalb des Parabolspiegelrands 20 angeordnet ist. D. h., ein Teil ragt in den Bereich des Parabolspiegels 2 hinein und ein Teil ragt in den Raum zwischen der Wandung des Kragens 9 heraus. Dabei wird der Erreger und/oder Empfänger 3 vorzugsweise vollständig innerhalb des Kragenrands 90 aufgenommen. Gemäß erster Versuche wird bei einer beispielhaften typischen Antennenanordnung für ein Füllstandsmessgerät ein Verhältnis aus Brennweite f und Durchmesser D für einen noch relativ flachen Spiegel bevorzugt, beispielsweise mit einem f/D-Verhältnis von f/D = 0,27.
  • Eine derart konstruierte Parabolantenne kombiniert einerseits die Vorteile der verschiedenen für sich bekannten Parabolantennen, vermeidet aber zugleich deren Nachteile. Dadurch, dass der Erreger 3 bzw. der Empfänger 3 leicht über den Parabolspiegelrand 20 herausragt, beispielsweise 10 mm, wird eine komplette Ausleuchtung des Parabolspiegels 2 gewährleistet, Durch die Anordnung des Kragens mit einer zylindrischen oder konischen Form wird der Erreger und/oder Empfänger 3 jedoch vollständig innerhalb des Antennensystems aufgenommen und ist somit geschützt. Außerdem werden bei voller Ausleuchtung sidelobes und backlobes bestmöglich verhindert.
    • Es ist darüber hinaus eine integrale einstückige Ausbildung aus Parabolspiegel 2 und Kragen 9 vorgesehen, wobei der Parabolspiegelrand 20 dann den Übergangsbereich bezeichnet, welcher zwischen diesen liegt. Optional kann der Kragen 9 aus demselben oder einem dazu verschiedenen anderen.Material als der Parabolspiegel 2 bestehen. Möglich ist insbesondere eine innenseitige Beschichtung oder ein vollständiges Kragenmaterial zum Absorbieren von elektromagnetischen wellen, welche auf die Innenwandung des Kragens 9 treffen.
  • Die bevorzugte Parabolantenne mit dem zusätzlich angebrachten Kragen 9 als verbreitertem Antennenrand bietet gegenüber einem herkömmlichen Parabolantennensystem somit eine Vielzahl von Vorteilen. Eine Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen zur Seite (sidelobes) und nach hinten (backlobes) wird unterdrückt. Dies bringt besonders beim Einsatz der Parabolantenne in Verbindung mit einem Füllstandsmessgerät zum Messen des Füllstands in engen Behältern große Vorteile, da weniger Störreflexionen im Nahbereich erfasst werden.
  • Vorteilhaft ist auch, dass geringere Ausleuchtungsverluste ermöglicht werden. Der Erreger kann so eingestellt werden, dass der komplette Parabolspiegel 2 ausgeleuchtet wird, ohne dabei überstrahlt zu werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Gefahr einer Beschädigung des Erregers und/oder Empfängers 3 beim Transport oder bei der Montage durch die Anordnung innerhalb der Spiegelanordnung stark verringert wird. Auch bei einem Einsatz dieses Parabolspiegels mit dem Kragen um den Erreger und/oder Empfänger herum in einem Behälter bieten sich Vorteile, beispielsweise bei einer Befüllung des Behälters von der Seite her, da dann durch die Außenwandung von Parabolspiegel und Kragen ein Schutz des Erregers und/oder Empfängers 3 gegen Beschädigung durch eingefülltes Füllgut verhindert wird.
  • Vorteilhafterweise kann das komplette Antennensystem bei Bedarf mit einer einfachen, ebenen Schutzhülle, einem sogenannten Radom, im einfachsten Fall beispielsweise mit einer PTFE-Scheibe (PTFE: Polytetrafluorethylen) oder einem ggfs. gewölbten Deckel abgedeckt bzw. überzogen werden. Insbesondere kann ein Innenraum, welcher durch den Parabolspiegel 2 und den Kragen 9 aufspannt wird, abgedeckt werden.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht eine solche parabolantenne eine kurze Bauweise in insbesondere axialer Richtung der Parabolspiegelachse X und somit einen kleinen Totbereich bei Füllstandsmessungen.
  • Erste Versuche zeigen, dass der Aufbau einer solchen Parabolantenne mit verschiedenen Verhältnissen von Brennweite f zu Durchmesser D vorteilhaft umsetzbar ist. Eine Beschränkung auf die genannten Wertbereiche ist daher nicht erforderlich.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Parabolantenne in ihrem Inneren mit einem dielektrischen Material ausgefüllt sein. Dies führt zu einer Druckabstützung des Radoms. Der Wert der Dielektrizitätskonstanten des dielektrischen Materials soll dabei kleiner etwa 3 sein. Vorzugsweise kann ein aufgeschäumtes, verlustarmes Material hierfür verwendet werden, z.B. Eccostock-Lok der Fa. Emerson & Cuming mit einer Dielektrizitätskonstanten von 1,7. In Fig. 1 ist die Füllung 10 der Parabolantenne gezeigt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Parabolantennenanvrdnung
    2
    Parabolspiegel
    20
    Parabolspiegelrand
    3
    Erreger und/oder Empfänger
    4
    Hohlleiter
    5
    Wellenleiter
    6
    Anschluss für Sende-/Empfangseinrichtung
    7
    Befestigungseinrichtung /Flansch
    8
    Behälterflansch
    9
    Kragen an 20
    10
    dielektrisches Material
    90
    Kragenrand, außenseitig
    X
    Parabolspiegelachse
    D
    Durchmesser von 20
    f
    Brennweite

Claims (9)

1. Füllstandsmessgerät-Parabolantenne mit
- einem Parabolspiegel (2) mit einem Parabolspiegelrand (20),
- einem Kragen (9), welcher an dem Parabolspiegel (2) angeordnet ist und einen außenseitigen Kragenrand (90) aufweist, und
- einem Erreger und/oder Empfänger (3),
wobei
- der Parabolspiegel (2) und der Kragen (9) einstückig ausgebildet ineinander übergehen und
- der Erreger und/oder Empfänger (3) innerhalb eines von dem Parabolspiegel (2) und/oder von dem Kragen (9) aufgespannten Innenraums angeordnet ist.
2. Parabolantenne nach Anspruch 1, bei welcher der Erreger und/oder Empfänger (3) in axialer und vorderseitiger Richtung (X) aus dem aufgespannten Innenraum nicht herausragt.
3. Parabolantenne nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Erreger und/oder Empfänger (3) in axialer Richtung (X) teilweise innerhalb eines Parabolspiegelrands (20), der den Übergang zwischen dem Parabolspiegel (2) und dem Kragen (9) ausbildet, und teilweise außerhalb des Parabolspiegelrands (20) angeordnet ist.
4. Parabolantenne nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Kragen (9) zumindest innenseitig ein die Wellen des Erregers absorbierendes Material aufweist.
5. Parabolantenne nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Parabolspiegel (2) ein Verhältnis (f/D) von Brennweite (f) zu Durchmesser (D) kleiner 1, insbesondere kleiner, gleich = 0,6 hat, insbesondere zwischen 0,2 und 0,3 hat.
6. Parabolantenne nach Anspruch 5, bei welcher der Parabolspiegel (2) ein Verhältnis von Brennweite (f) zu Durchmesser (D) von 0,2 bis 0,3, insbesondere von ca. 0,27 hat. 7. Parabolantenne nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Parabolspiegel (2) und der Kragen (9) einen Innenraum aufspannen, welcher durch ein Radom abgedeckt ist.
8. Füllstandmessgerät-Parabolantenne nach Anspruch 7, bei der der Innenraum der Parabolantenne mit einem dielektrischen Material gefüllt ist.
9. Parabolantenne nach einem vorstehenden Anspruch, bei welcher der Kragen (9) konisch oder zylindrisch ausgebildet ist.
10. Füllstandmessgerät mit einer Füllstandmessgerät-Parabolantenne nach einem der voranstehenden Ansprüche.
EP05013216A 2004-07-20 2005-06-20 Füllstandsmessgerät-Parabolantenne und Füllstandsmessgerät mit einer Parabolantenne Withdrawn EP1619747A1 (de)

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DE102004035083A DE102004035083A1 (de) 2004-07-20 2004-07-20 Füllstandsmessgerät-Parabolantenne und Füllstandsmessgerät mit einer Parabolantenne

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