EP2922140A1 - Deflecting device and method for splitting beams - Google Patents

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Publication number
EP2922140A1
EP2922140A1 EP14160769.7A EP14160769A EP2922140A1 EP 2922140 A1 EP2922140 A1 EP 2922140A1 EP 14160769 A EP14160769 A EP 14160769A EP 2922140 A1 EP2922140 A1 EP 2922140A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
antenna
propagation direction
angle
deflection
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Withdrawn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
EP14160769.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Kienzle
Daniel Schultheiss
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
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 Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Priority to EP14160769.7A priority Critical patent/EP2922140A1/en
Publication of EP2922140A1 publication Critical patent/EP2922140A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/225Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations 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
    • H01Q19/104Combinations 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 using a substantially flat reflector for deflecting the radiated beam, e.g. periscopic antennas

Definitions

  • the invention relates to the measurement technology.
  • the invention relates to a deflection device, an antenna arrangement, a method for beam splitting and the use of a deflection device.
  • Antennas typically have only a single main lobe radiating in the main beam direction.
  • level gauges often use such antennas with only a single main beam direction to ensure that echoes can be reliably detected.
  • a reflector is used to steer despite a horizontal installation, for example, because of a small space between ceiling and water surface, a radar pulse towards the water surface.
  • VEGA "VEGAPULS WL 61, 4 ... 20 mA / HART -two-wire, Operating Instructions, Radar sensor for continuous level measurement of water and wastewater", document number. 38061-EN-121011; available at http://www.vega.com/downloads/BA/38061-en.pdf , describes the horizontal mounting of an antenna by means of a mounting bracket with integrated reflector.
  • a deflection apparatus an antenna assembly, a beam splitting method, and the use of a deflection apparatus are described.
  • a deflection apparatus for an antenna is described.
  • the antenna is arranged to align a signal in a propagation direction along a signal path.
  • aligning a signal by means of the antenna it may be understood that the antenna confers on the signal an antenna characteristic which can be predetermined by the type of antenna. This may mean that the propagation direction substantially coincides with the main beam direction or the main lobe of the antenna characteristic of the associated antenna.
  • the antenna may thus provide a direction for the signal and impart an antenna characteristic to the signal.
  • the antenna may have substantially no active components.
  • the deflection device may have a signal-dividing device and a holding device.
  • the holding device is set up to position the signal-dividing device in the signal path of the signal. In one example, the positioning may be related to a main beam direction of the signal.
  • the signal subdevice or signal subdevice is set up to divide the signal such that a first part of the signal moves substantially further in the direction of propagation after passing through the signal subdevice and that a second part of the signal moves at a prescribable angle to the propagation direction.
  • this may mean that a second signal is formed which propagates at a predeterminable angle with respect to the propagation direction of the original signal.
  • the signal subassembly may change the antenna characteristic of the antenna in such a way that, instead of a single main beam direction of the antenna, essentially two main beam directions result.
  • this may mean that the signal-dividing device is set up to divide the signal such that a first part of the signal moves substantially further in the original propagation direction and that a second part of the signal is at a predeterminable angle to the original propagation direction moved, ie at a predetermined angle with respect to the propagation direction before passing through the signal sub-device.
  • an antenna assembly having an antenna and the deflection device.
  • the antenna is attached to the deflection device by means of the holding device.
  • a method of beam splitting comprises, when receiving a signal traveling in a propagation direction, dividing the signal such that a first portion of the signal moves in the propagation direction and a second part of the signal is moved at a predeterminable angle to the propagation direction.
  • the term “receive” may refer to the interaction of the signal with the signal subdevice.
  • the method may provide for dividing a signal such that a first part of the signal continues to move in the original propagation direction after passing through the signal splitting device and that a second part of the signal moves at a predeterminable angle to the original propagation direction.
  • the method may provide for positioning a signal subdevice in the signal path of a signal traveling along a propagation direction and for dividing the signal with the signal subdevice such that a first portion of the signal continues to move in the original propagation direction and a second part of the signal continues to move at a predeterminable angle to the original propagation direction.
  • the original direction of propagation may describe the propagation direction of the signal before passing through the signal subdevice, that is to say the propagation direction, which may be predetermined by the antenna, for example.
  • the effect of the signal division or the division of the energy of the signal may be achievable in one example by means of a baffle which is arranged in an angular range of 20 ° to 25 ° relative to the propagation direction in the signal path of the signal, in particular which is at an angle of 22 , 5 ° with respect to the propagation direction in the signal path of the signal.
  • the arrangement may be such that essentially the half antenna opening is covered by the baffle when the antenna opening in the signal propagation direction or opposite to the propagation direction is considered.
  • a projection of the surface of the baffle on the antenna opening may cover half of the antenna opening.
  • the inventive deflection apparatus for level measurement and / or flow measurement with a single antenna and / or with a single sensor, particularly with a single signal source or with only a single RF antenna.
  • Module high-frequency module
  • the deflection device according to the invention may be used to measure the flow rate of matter whose level is measured. Also, it may be possible to measure the level of a first matter and the flow or flow rate of a second matter, with the first and second matter being independent of each other.
  • an antenna characteristic with only a single main lobe may be converted into an antenna characteristic with at least two main lobes.
  • the deflection device may make it possible to divide a single signal originating from a single source and moving in a propagation direction so as to produce at least two signals which propagate in different directions.
  • the antenna in the near field of the antenna may dictate the propagation direction and / or the propagation characteristic of the signal being split.
  • the antenna which is essentially a passive device, such as a horn antenna, may essentially produce a signal with a single main lobe become. From this signal with only a single main lobe, the deflection device may generate a signal with at least two or with exactly two main lobes.
  • the signal In the near field of the antenna, ie in the immediate vicinity of the antenna, the signal has essentially a single main beam direction, which is caused by the antenna characteristic of the antenna.
  • a changed propagation characteristic of the device may result.
  • the signal generated by the deflector may appear in the far field as a signal generated by an antenna having an antenna characteristic having two main lobes.
  • the far-field signal may appear as two independent signals produced by different signal sources. Consequently, at least two signals can be generated by means of the deflection device, which signals follow the directions of the at least two main lobes of the changed antenna characteristic.
  • one measurement may be performed with at least two signals or two measurements independently. In other words, this may mean that the signal is still the same signal. However, the signal splits and the two parts propagate in different directions. After reflection on a measurement object and after returning to the receiver, ie to the sensor, the received signals are evaluated in the same receiver. Thus, although the measurements are dependent on each other to the extent that the measurement signals come from the same source. However, the measurements can be considered independent of each other due to different run times.
  • the transmission signal may be divided into at least two measurement signals which arrive at the receiver after covering different distances and after reflecting on the measurement object or on the plurality of measurement objects.
  • the transmitter can serve as the receiver, but a device separated from the transmitter can also be used.
  • the deflection device may be formed as a baffle, for example made of stainless steel.
  • the deflector may be installed in a direction of propagation of the original signal generated by the antenna. In other words, the deflection device may be installed in the main lobe of an antenna characteristic of the antenna.
  • the deflector may deflect a portion of the signal impinging on the deflector while allowing another portion to pass substantially unaltered in the propagation direction.
  • the deflector in one example, may be configured as a reflector or mirror that redirects all of the incident energy in a different direction. Consequently, if only part of a signal hits the deflection device, only that incident part of the signal may be deflected by the deflection device. The portion of the energy of the signal that does not hit the reflector is still emitted in the main radiation direction of the antenna, ie in the direction that the signal had before striking the deflection device.
  • Such a split signal in particular the energy of such a split signal, may be recorded as an antenna pattern.
  • This antenna pattern may represent the antenna characteristic of the combined arrangement of the antenna and the deflector. According to the energy contained in a signal which propagates in a certain direction, a particularly large deflection in the associated main beam directions of the divided signal may be detectable in a polar diagram or antenna characteristic diagram. A signal having a correspondingly higher energy in one direction than in other directions may be referred to as an antenna lobe.
  • the deflection device may be such that when the antenna pattern is viewed in a far field, two substantially equal sized antenna lobes are formed.
  • this may mean that a signal which impinges on the deflection device with a certain transmission energy is divided into at least two signals with essentially the same energy but different propagation direction.
  • the transmission energy may be after the passage of the deflector to be divided substantially equally to two signals.
  • the deflection device may be mounted substantially in front of half the antenna surface.
  • a predeterminable angle for example at an angle of 22.5 °
  • the part of the signal which is essentially blocked or reflected by the deflection device in the propagation direction may be deflected, so that an antenna lobe arises in a new direction of propagation.
  • the signal component of the transmission signal which is not blocked or influenced by the deflection device substantially in the direction of propagation may travel in the propagation direction substantially unhindered.
  • the longitudinal axis of the antenna may, in particular in the case of a Homantenne, correspond to its predeterminable propagation direction for the transmission signal.
  • the other part of the energy of the transmission signal impinging on the deflection device may be deflected substantially laterally by the deflection device.
  • this deflection essentially creates a lobe at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the antenna.
  • a deflection device covers the entire surface of the antenna if it is made of a dielectric material which is substantially semipermeable to the signal, so that an electromagnetic signal is substantially only partially is reflected or blocked by the deflector. Reflecting may result in a redirection of a portion of the signal while other portion of the signal may continue to propagate in the direction of propagation.
  • the deflection device may be a reflector or a baffle which is bent substantially at an angle of 22.5 ° with respect to a propagation direction of the signal.
  • the propagation direction of the signal in the immediate vicinity of the antenna may coincide with an antenna axis.
  • a baffle at an angle of 22.5 ° to the antenna axis, a second antenna lobe may arise at twice the angle to the direction of propagation. This angle may be dictated by the angle of the baffle.
  • the double angle of substantially 22.5 ° is 45 °, so that the second lobe may be generated substantially at 45 ° to the longitudinal axis of the antenna.
  • a fastening device and / or an angle adjustment device may be helpful
  • the deflection device may have a fastening device which may substantially coincide with a fastening device of the antenna.
  • the baffle may be attachable to the existing attachment points of a VEGA plastic antenna
  • the fastening device may be configured so that a plastic horn antenna of the type DN80 can be attached to the fastening device.
  • a plastic horn antenna is used, for example, in the devices VEGAPULS 61, VEGAPULS 67 or VEGAPULS WL 61.
  • the fastening device may comprise a mounting bracket, which in the document US2007181764 A1 is described.
  • the fastening device may in one example comprise the mounting bracket.
  • the assembly may comprise a first clip bracket, which is equipped with a first pivot bearing.
  • the mounting bracket may comprise a second clip bracket, which is also provided with a second pivot bearing in this case, said second clip bracket is spaced from the first clip bracket by a distance.
  • the two pivot bearings may, for example, be simple passage openings in the respective clip brackets or corresponding pivot pins which are integrally formed or attached to the two clip brackets.
  • the mounting bracket comprises a lock, which is movably arranged on one of the two clip brackets in order to prevent unwanted rotation of a mounted on the mounting bracket field device, in particular an antenna.
  • the two pivot bearings are designed to articulate a field device which can be arranged in the distance between the two clip brackets or its antenna to be articulated on two opposite sides, for which purpose Both clip bracket comprise the field device like a clip or beflanken.
  • the articulated mounting allows a field device to pivot about a imaginary axis extending through the distance between the two clip brackets from a first angular position to a second angular position, so that the field device, the antenna or the longitudinal axis and in particular the propagation direction of the signal are oriented approximately arbitrarily can be.
  • the latch can be used, which is designed to engage with the field device in engagement.
  • the lock When the lock, which in turn is disposed on one of the clamp brackets, engages the field device or the antenna, it can withstand a torque which results from a rotational movement of the field device is called by converting the torque in a pair of forces, which is then removed via one of the pivot bearing and the lock itself on one of the clip bracket, in particular on those clip bracket on which the lock is attached, is removed.
  • the lock may prevent rotation of the field device or the antenna relative to the mounting bracket or vice versa by the mounting bracket with the field device or the antenna via the locking force or positively connected, so that unintentional rotation of the field device or the antenna can be avoided.
  • the antenna arrangement which comprises the antenna and the deflection device, by their interaction, may form an antenna with a different antenna characteristic than the antenna which originally generated the signal, in particular when the far field of the antenna arrangement is being considered.
  • An antenna formed by means of the antenna arrangement may be referred to as a multi-beam antenna.
  • a multi-beam antenna may generate at least two signals which can be used for the simultaneous measurement of at least two properties of a measurement object.
  • the term "simultaneous" may mean not only the simultaneous presence of measurement results or signals at the same time, but also, or alternatively, the parallel and substantially independent measurement of properties of a measurement object.
  • Two properties of a test object can thus be determined independently of each other with only a single signal source, which may be formed by a sensor or by a transmitting device.
  • a single signal source which may be formed by a sensor or by a transmitting device.
  • a fill level and the flow rate and / or the flow rate of a measurement object a matter or a fluid can be determined.
  • the fluid may be, for example, a river or a body of water.
  • the technology used to transmit the signals may be switchable.
  • the measurement of level and flow rate of the measurement object may be evaluated with two different sensor technologies.
  • an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar or a pulse radar can be used for distance or level measurement while the flow rate is measured with a Doppler radar.
  • the transmitter or the RF module may be switched over in time between the FMCW mode or the pulse mode and the Doppler mode. In each mode, the signal would be split and received within the time window. However, only the respective receive signal of interest would be evaluated. In the case of FMCW operation or pulse operation, therefore, only the signal reflected by the product surface of the measurement object would be evaluated.
  • the antenna arrangement with the sensor may also be usable as a field device and may thus be usable for level measurement and flow measurement.
  • the sensor may be configured for level measurement and flow measurement, or for level measurement and flow rate measurement.
  • Fig. 1 shows a deflection apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the deflection device 100 has a holding device 101 which is designed to receive an antenna (in FIG Fig. 1 not shown), for example, a Homantenne is formed.
  • the holding device is designed to receive a waveguide or a shaft of a Homantenne.
  • the holding device 101 is designed to receive a field device.
  • the holding device is designed so that it allows it to align an antenna so that a signal from the antenna impinges on the signal splitter 107 in a desired propagation direction to set a good reflection angle.
  • the holding device 101 is stunned as a retaining clip or mounting bracket, which has the two flanges 101 a, 101 b.
  • the two flanges 101a, 101b face each other.
  • the retaining flanges 101a, 101b are designed as parallel plates with rounded corners.
  • the holding device 101 has the fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b in the flanges 101a, 101b. These fasteners are adapted to engage with corresponding fasteners attached to the antenna located in Fig. 1 not shown, are appropriate.
  • the fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b may be a bore and / or a slot.
  • the fastening device can also form a hinge.
  • the holding device 101 is U-shaped, wherein the U-shape has two opposite passage areas 104, 105 for receiving an antenna.
  • the passbands are arranged so that they lie outside a longitudinal axis of the antenna and substantially do not interfere with signal propagation.
  • the fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b are arranged opposite one another.
  • An imaginary connecting line between the passage areas 104, 105 of the U-shaped retaining clip 101 defines a direction which coincides with a propagation direction predetermined by an antenna.
  • the holding device 101 has two opposite openings 104, 105, which essentially do not block a propagation direction for a signal.
  • the passage regions 104, 105 have substantially parallel aperture surfaces. Perpendicular to the aperture surfaces 104, 105, a wall mounting device 106 is disposed.
  • the signal subdevice 107 is arranged opposite one of the openings 104, 105.
  • the wall fastening device 106 predetermines a distance of the fastening device 101 and / or the opening 104, 105 from the signal subdevice 107.
  • the signal subdevice 107 is arranged such that it intersects a straight line passing through the two openings 104, 105, for example a longitudinal axis of an antenna, which runs parallel to the wall fastening device 106.
  • the signal-dividing device 107 is arranged at an angle ⁇ with respect to a plane defined by the plate-shaped wall fastening device 106.
  • the signal-dividing device 107 is also arranged at an angle ⁇ with respect to a straight line passing through the two passage regions 104, 105 of the holding device 101.
  • the opening 104 or the opening 105 may describe a surface which may be defined by a normal vector.
  • the normal vector of the opening 104 may be opposite to the normal vector of the opening 105.
  • the signal-dividing device 107 may be arranged at the angle ⁇ .
  • the wall fastening device can also be a wall surface on which the holding device 101 and the signal-dividing device 107 are arranged.
  • the end 110 of the signal subassembly 107 is at the same distance relative to the wall fixture 106 as the fasteners 102a, 103a, 102b, 103b.
  • the fastener may also be used to adjust an angle of 22.5 ° between the signal splitter and the longitudinal axis of an antenna when the signal splitter is disposed at an angle other than 22.5 ° to the wall surface.
  • the wall fastening device 106 has the two fastening holes 108a, 108b with which the wall fastening device 106 can be fastened, for example, to a wall. Also, in the Fig. 1 the folds 109a and 109b show which barriers for the plate-shaped wall fastening means 106 form. These folds 109a, 109b can be provided to increase the stability of the wall fastening device and / or the beam splitting device 107, but can also be omitted.
  • Fig. 2 shows a side view of in Fig. 1 illustrated deflection apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the wall attachment means 106 is plate-shaped and lies in a plane which in Fig. 2 runs perpendicular to the drawing plane.
  • the retaining flange 101 a is arranged perpendicular to the wall fastening device 106.
  • Both the flange 101 a and the flange 101 b, which in Fig. 2 is covered, has a flat structure. Both flanges are located in planes, each standing perpendicular to the plane in which the wall mounting means 106 is located.
  • the signal-dividing device 107 is arranged at an angle ⁇ .
  • the signal-dividing device 107 may be a part of the wall-holding device 106, which is bent relative to the wall-holding device at an angle ⁇ .
  • the signal-dividing device 107 has a free end 110, which is remote from the plane in which the wall-holding device 106 lies and which is opposite to the opening 105.
  • the free end 110 is defined by the bend ⁇ at substantially the same distance D from the wall fastener 106 as the fasteners 102a, 103a and in Figs Fig. 2 Fasteners 102b, 103b, not shown, facing the fasteners 102a, 103a.
  • the distance of the fasteners 102a, 103a, 102b, 103b from the reference plane defined by the wall fastener 106 may be referred to as D. Since the fasteners 102a, 103a are spaced from the reference plane 106 by the same distance D, the deflector 100 may be made from sheet metal, such as a stainless steel sheet.
  • the sheet 106 may be provided and a free end 110 of the sheet bent at an angle ⁇ until the free end 110 has the same distance D from the reference plane 106 as the fastener 102a, 103a.
  • the free end is located on one of the shorter sides of the sheet.
  • the flanges 101a, 101b may also be made from the same base sheet as the wall fastener 106 by having the sheet at the end opposite the free end 110 parallel to the free end 110 a length slightly longer than the length D, is symmetrically cut and is bent so that the resulting surfaces 101a, 101b are perpendicular to the wall attachment means 106. Since the deflection device 100 can be produced from a metal sheet, the deflection device 100 can also be called a deflection plate 100.
  • the choice of the distance D is chosen so that due to the bent length L of the signal subdevice 107 and the distance D an angle ⁇ , 22.5 ° results.
  • the ratio of D to L may correspond to the sine of the angle ⁇ with respect to a reference plane or to a propagation direction.
  • the distance D is essentially determined by the radius of an antenna opening of the antenna for which the holding device 101 is provided.
  • the distance D is selected so that a longitudinal axis of the antenna to be held by the holding device is at this distance.
  • the distance D substantially corresponds to the radius r of the antenna opening at its widest point.
  • baffle 100 By making the baffle 100, a paddle-shaped structure may result.
  • the free end may also extend beyond the fasteners 102a, 103a such that the free end extends to a distance of D + 10%, that is 10% farther away from the wall fastener 106 than the fasteners 102a, 103a. If the fasteners 102a, 103a are in the same plane as the longitudinal axis of an antenna, the free end may be located 10% greater distance from the wall mounting device than the distance of the longitudinal axis of the antenna from the wall fastener.
  • the lobe of a signal along the longitudinal axis will be somewhat reduced compared to the case where the free end is at the distance D and that through the beam splitting device 107 is at an angle of 45 ° radiated oblique club is slightly increased.
  • the reduction or the increase cause that the two radiated lobes after division are substantially equal in terms of their energy distribution. Since the size of the lobes is related to the energy contained in the signal, both signals may have the same energy at a signal subdevice that extends farther than the antenna center.
  • Fig. 3 shows an antenna assembly 302 comprising the deflector 100 and the antenna 300.
  • the antenna 300 is clamped with the antenna shaft 301 in the retainer 104 so as to be held by the retainer 101.
  • the antenna 300 forms, together with the deflection device 100, a multi-beam antenna 302.
  • the antenna 300 itself is a Homantenne 300, which is cylindrically shaped in the region of the U-shaped holding device 101 and in the direction of
  • Deflector 107 widens conically until an antenna opening 303 is formed, which is arranged substantially parallel to the opening 105 of the retaining clip 101.
  • the antenna opening 303 is closed by the process cover 306.
  • the antenna 300 can be displaced parallel to the wall holding device 106 along its longitudinal axis 304 during the assembly process.
  • the flanges 101a and 101b may serve as a guide for the antenna in positioning.
  • an in Fig. 3 not shown sensor an RF module or a transmitting and / or receiving device arranged.
  • This sensor provides for the generation of a signal which propagates along the longitudinal axis 304 of the antenna in the direction of the signal subdevice 107.
  • the radial direction is represented by the radial axis 305 which is perpendicular to the longitudinal axis 304.
  • the emitted signal may be an electromagnetic signal.
  • the signal may be a radar signal in a frequency range of 26 GHz.
  • the signal can also be selected from the frequency spectrum from 6 to 79 GHz. Often signals with a frequency of 6 GHz, 10 GHz, 24 GHz, 25.3 GHz, 60 GHz, 79 GHz are used.
  • fastening devices 102a, 103a and not visible 102b, 103b two spaced holes are provided, which lie on an imaginary line. This imaginary straight line is parallel to the longitudinal axis 304 of the antenna 300.
  • the fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b allow a plane to lie which lies parallel to the propagation direction 403 of the signal.
  • the centers of the holes 102a, 103a lie in the plane.
  • the antenna 300 is essentially a passive device that provides for the beam shaping of the signal generated by the sensor. This may mean that the antenna provides an antenna characteristic of the propagating signal and defines the propagation direction and the signal path.
  • the antenna 300 may be a plastic antenna with a metallic coating.
  • an encapsulation 306 encapsulation
  • a process isolation 306 process isolation system
  • the process separation separates the interior of the antenna 300 from the surrounding atmosphere or gases resulting from a chemical process.
  • the encapsulation has a conical shape, which also provides beam shaping and presetting of the signal path of a signal emitted by the antenna 300.
  • the encapsulation is made of a permeable to electromagnetic waves material. Since essentially only a single sensor in the antenna 300 provides for the excitation of the signal, the antenna 300 may also generate substantially only one signal with a single main beam direction directed along the longitudinal axis 304 in the direction of the signal subdevice 107.
  • Fig. 3 the angle adjustment device 307 is shown in the transition region from the wall holding device 106 to the signal subdevice 107.
  • This Winkeleinstell Hughes 307 is adapted to adjust an angular range between the plane of the wall mounting means 106 and the plane formed by the signal subdevice 107 in a range. Consequently, the angle ⁇ of the signal dividing device 107 can be adjusted.
  • the Winkeleinstell Hughes 307 can adjust the angle of 22.5 °.
  • the angle can also be adjusted within a range of ⁇ 5 ° by the angle of 22.5 °.
  • the signal dividing device 107 can be set in a range of 22 ° to 23 °.
  • a set angle may also be set in a range of ⁇ 10 °, that is, in a range of 21.5 ° to 23.5 °.
  • the angle adjustment can also be used to detect deviations in the length L of the Balance signal subdevice. If the length L of the signal subdevice 107 is adjusted, the angular range can also be greater.
  • the angle setting device 307 it is also possible with the angle setting device 307 to set the propagation direction and / or the signal energy of the divided signals.
  • the length L is greater than L > r sin ⁇ is, the distribution of the signal energy of the resulting lobes can be adjusted. Because the further the signal subdevice 107 covers the opening of the antenna, the smaller the energy of the signal, which moves parallel to the antenna axis.
  • the Winkeleinstell issued 307 allows to provide a selectable angular range.
  • Fig. 4 11 shows a side view of an antenna arrangement 302 above a measurement object 400.
  • the measurement object 400 may be a fluid that moves in a direction 401.
  • the measuring arrangement 302 which is arranged substantially vertically with respect to the longitudinal axis 304 above the measurement object 400, the level height of the measurement object 400 and the flow velocity of the measurement object 400 in the flow direction 401 can be detected. Instead of the level height and the flow velocity of the same measurement object 400, the level height and the flow velocity of different measurement objects can also be determined.
  • the level height can be determined by a distance measurement and the flow rate by a frequency shift after the Doppler effect.
  • the holding device 101 is set up such that by means of the fastening devices 102a, 103a and by means of the in Fig.
  • the antenna longitudinal axis 304 is kept at the distance D from the wall attachment means 106, so that the longitudinal axis 304 of the antenna 300 is substantially parallel to the plane formed by the wall attachment means 106.
  • the distance D may correspond to the outer radius r of the antenna 300 at its widest widening.
  • the antenna opening 303 or the aperture 303 of the antenna 300 may extend substantially perpendicular to the wall fastening device 106.
  • the aperture 303 may be disposed parallel to a lower edge 402 of at least one of the support flanges 101a, 101b.
  • the process separation 306 is arranged between the sensor and the measurement object 400.
  • the antenna 300 generates an antenna signal, which moves in the direction indicated by the arrow 403 direction substantially perpendicular to the measurement object 400.
  • the propagation direction runs essentially parallel to the longitudinal axis 304.
  • the longitudinal axis 304 may specify the extent to which the free end 110 of the signal subassembly 107 is bent.
  • the angle adjustment device 307 is provided at the vertex of the angle ⁇ . It has been shown that good results can be achieved if the free end extends slightly beyond the longitudinal axis.
  • the addition can be achieved by extending the length L at a fixed angle ⁇ and / or by changing the angle ⁇ at a fixed length L.
  • a test signal may be sent via the array 302, and during transmission, the pole diagram of the signal lobes, such as in FIG Fig. 7 shown, are considered.
  • An adjustment of the angle ⁇ and the length L can then take place until the lobes have the desired shape.
  • the desired shape of the lobes can depend on a specifiable energy profile and / or on a predeterminable orientation of the lobes.
  • a desired result may be that with respect to the antenna length 304, the first sub-signal propagates along the longitudinal axis 304 and the second sub-signal propagates at an angle of 45 ° with respect to the longitudinal axis 304 and both signals have the same energy.
  • the height D of the bend may also depend on the position of the fastening device 102a, 103a. However, the bend may not be less than the radius r of the antenna opening.
  • the signal 403 moves substantially in a region from the antenna opening 303 to the free end 110 of the signal subdevice 107 perpendicular to the direction of movement of the measurement object 400. In this near field, the longitudinal axis 304 substantially corresponds to the signal path of the signal.
  • the signal dividing means 107 is arranged such that the signal which moves from the antenna 300 in a direction of main beam in the direction 403 and impinges on the signal dividing means 107 is divided into at least two parts. Thus, in the region of the free end 110, the only antenna signal which leaves the antenna 300 before impinging on the signal-splitting device 107 may be divided into two parts.
  • a first part of the signal which is essentially not influenced, deflected or shadowed by the signal subdevice 107, may continue to move in the propagation direction 403 even after passing the free end 110 of the signal subdevice 107, ie in the far field. However, the energy of this signal may have been substantially halved.
  • the other part of the signal essentially that part of the signal which leaves the antenna 300 as a single signal and is impeded in its propagation by the signal splitter 107, may be at an angle to the propagation direction 403 and in particular at an angle to the longitudinal axis 304 in the direction of the measuring object 400 move.
  • the angle at which the second signal travels may amount to substantially 45 °.
  • FIG. 5 shows a bottom view of the antenna assembly 302 in the direction shown by the letter A of the Fig. 4 , In the bottom view, the rectangular cross section of the signal subdevice 107 can be seen.
  • the bottom view shows a projection of the signal subdevice 107 onto the surface of the antenna opening 303 (in FIG Fig. 5 the process separation 306 is not shown), that is Fig. 5 shows the bottom of the signal subdevice 107.
  • the Winkeleinstell sensible 307 can be seen, with the angle ⁇ and thus at a fixed length L of the signal subdevice 107 of the signal subunit 107 hidden area of the antenna opening 303 is adjustable. It is in Fig.
  • the length D of the covered region D substantially corresponds to the outer radius r of the antenna 300, whereby substantially half of the antenna opening 303 is covered by the signal dividing means 107.
  • a signal which is generated by the opening which is not covered by the signal-dividing device 107, can move substantially freely in the direction of the measurement object 400.
  • this unblocked signal originates from a semicircular region of the antenna opening.
  • two signals propagate in the direction of the measurement object 400.
  • the two signals are reflected independently of each other by the measurement object, so that substantially a first signal in the direction 403 opposite direction to the signal subdevice 107 moves and a second signal substantially at an angle of 45 ° to the signal subdevice 107 moved. Both signals in turn meet on the signal subdevice 107 as a reflection signal. After the reflection at the signal-dividing device 107, both signals move in a direction substantially opposite to the direction of signal propagation 403 towards the antenna 300, where these signals can strike the sensor arranged in the antenna 300.
  • both signals may be referred to as simultaneous signals pertaining to simultaneous measurements, since the measurements are substantially parallel and independent of each other.
  • the signals come from the same signal source and are thus detected in the same measurement cycle.
  • the cost of signal evaluation can be high when using an FMCW method, the distance of the object to be measured is detected by the 0 ° radiated signal and at the same time the Doppler shift of the radiated in 45 ° FMCW signal is to be detected.
  • the senor can be an RF module that can be used in one measurement cycle in FMCW mode for distance measurement and in another measurement cycle in CW (Continouse Wave) mode operated for Doppler evaluation.
  • this may mean that, although the signals originate from the same source, this source uses different transmission methods at different measuring cycles, for example switching between an FMCW transmission method and a CW transmission method.
  • FMCW Frequency Division Multiple Access
  • CW Continuouse Wave
  • the transmitter of the sensor is designed accordingly to differentiate the different signals. Consequently, both measurements take place one after the other. However, there are always both split signal components.
  • the superfluous signal component is discarded.
  • the signal component received at the angle is discarded, and in the CW measurement, the signal component which propagates along the longitudinal axis 304 is discarded. Nevertheless, the measurement may be referred to as a simultaneous measurement of distance and flow rate.
  • the sensor which is located within the antenna 300, and / or an associated evaluation device may be able to process these signals arriving at different times.
  • the Fig. 6 Figure 11 shows the antenna array 302 with a field calculation of the far field 600 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the energy distribution of a field generated by antenna array 302 is shown in dB (decibels) or dBi.
  • the field 600 represents the energy distribution in the respective signals.
  • the shape of the signal 603 is determined by the antenna characteristic of the antenna 300. This directly from the antenna signal 603 has only one main lobe. Only after passing through the signal dividing means, the divided signal 600 has substantially two Main lobes 601, 602 on.
  • the far field 600 that is to say the field after the reflection at the signal subdevice 107, has the two main lobes 601 and 602.
  • the main lobes have been generated essentially by reflections on the signal subdevice 107.
  • the first signal 601 propagates substantially further unhindered along the longitudinal axis 304.
  • the energy of the original signal 603 is split between the two signals 601, 602. The division ratio of the energy can be adjusted by how far the signal subdevice 107 extends beyond the longitudinal axis 304.
  • the absolute antenna gain is given in the unit "dBi", which ranges from -15dBi in the middle of the diagram to +25 dBi at the outer edge of the diagram. Also, in the polar coordinate system 700, the two main lobes 601 and 602 of the deflected signal can be seen.
  • the fastener 102a, 102b, 103a, 103b is configured to fix the antenna 300 and to specify a propagation direction of the signal of the antenna.
  • the longitudinal axis 304 of the antenna can be adjusted by the arrangement of the fastener 102a, 103a, 102b, 103b.
  • the material from which the signal-dividing device 107 is made may be a reflective material and / or a dielectric material.
  • a reflective material such as stainless steel
  • a reflector can be formed when the material is adjusted to the frequency range of the antenna signal used so that it reflects the signal well in this frequency range.
  • the signal subdevice 107 from a dielectric material which substantially transmits a transmission signal substantially.
  • the antenna opening 303 could be substantially completely covered by the signal splitting device 107, wherein then the free end 110 may extend to twice the radius 2r or the diameter of the antenna opening 303.
  • the use of the dielectric material provides beam splitting and formation of two main lobes substantially in the 0 ° and 45 ° directions.
  • a material having a dielectric constant of ⁇ in the range of 2 to 10, especially 2 to 3 can be selected.
  • Teflon, PTFE (polytetrafluoroethylene) or PEEK (polyether ether ketone) may be used as the dielectric material for the signal splitter 107.
  • an angular range for example a range of 20 ° to 30 °, based on the propagation direction 403 or the longitudinal axis 304 of the signal can be specified.
  • Fig. 1 to Fig. 7 is assumed by an angle ⁇ of 22.5 ° with respect to the propagation direction 304, 403 of the signal.
  • the angle of the signal subdevice 107 or the reflector 107 can be adjusted with respect to the propagation direction of the signal.
  • the signal subdevice 107 can be made of a material which reflects the electromagnetic signal and / or the microwave signal well.
  • the sensor that generates and / or receives the signal may be configured as a two-wire system so that power is supplied to the sensor via only two wires. These two lines can be used for communication and exchange of information.
  • the sensor can also be designed as a four-conductor system, in which the communication and the energy exchange takes place via separate pairs of lines.
  • a plane can be set, which is parallel to the propagation direction of the signal 304, 403.
  • the antenna 300 has an antenna opening 303, wherein the signal subdevice 107 or the reflector 107 covers substantially half the antenna opening 303. In other words, a cross section of the reflector 107 covers half the area of the antenna opening.
  • the reflector 107 may be formed as a plate or sheet and be made of at least partially reflective material.
  • the width B of the plate 107 may be greater than or equal to twice the radius r of the antenna opening 303.
  • the length L of the plate 107 has a length corresponding to the radius r of the antenna opening 303 divided by the sine of the angle ⁇ in which the reflector 107 is disposed with respect to the propagation direction 403 or the longitudinal axis 304.
  • the range around the angular range 22.5 ° may have the special property that a single antenna signal, which impinges on a signal subdevice 107 bent at the corresponding angle, splits into two signals which propagate in different directions. These two signals may be generated with only a single signal source.
  • the emission angle may essentially correspond to the angle of incidence on the measurement object 400.
  • a beam angle of 45 ° is a good compromise between reflective properties of a moving surface and the resulting Doppler effect.
  • other deflection angles selected from the range of 30 ° to 60 ° are also suitable. ⁇ between 15 ° and 30 °.
  • the Doppler frequency can be reduced too much, making evaluation difficult.
  • the reception amplitude can be greatly reduced, so that an evaluation is difficult due to the level conditions.
  • the signal divider 107 of the diverter 100 may be further configured to receive and redirect a reflection signal of the first part 601 of the signal and a reflection signal of the second part 602 of the signal such that both the reflection signal of the first part of the signal and the reflection signal of the second one To move part of the signal after the deflection in a direction opposite to the propagation direction to the antenna.
  • the reflection signal may arise due to a reflection on the measurement object.
  • the deflection may refer to the reflection at the signal subdevice.

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Eine Ablenkvorrichtung für eine Antenne (300), welche zum Ausrichten eines Signals in eine Ausbreitungsrichtung (403) entlang eines Signalweges (304) eingerichtet ist, weist eine Signalteileinrichtung (107) und eine Halteeinrichtung (101) auf, wobei die Halteeinrichtung (101) eingerichtet ist, die Signalteileinrichtung (107) in den Signalweg (304) des Signals zu positionieren und wobei die Signalteileinrichtung (107) eingerichtet ist, das Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil des Signals in Ausbreitungsrichtung bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ausbreitungsrichtung bewegt.A deflection apparatus for an antenna (300) adapted to align a signal in a propagation direction (403) along a signal path (304) comprises a signal dividing means (107) and a holding means (101), the holding means (101) being arranged is to position the signal splitting device (107) in the signal path (304) of the signal and wherein the signal splitting device (107) is arranged to divide the signal such that a first part of the signal moves in the propagation direction and that a second part of the signal moved at a predetermined angle to the propagation direction.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft die Messtechnik. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ablenkvorrichtung, eine Antennenanordnung, ein Verfahren zur Strahlteilung und die Verwendung einer Ablenkvorrichtung.The invention relates to the measurement technology. In particular, the invention relates to a deflection device, an antenna arrangement, a method for beam splitting and the use of a deflection device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Antennen haben in der Regel nur eine einzige Hauptkeule, die in die Hauptstrahlrichtung strahlt. Beispielsweise nutzen Füllstandmessgeräte oftmals solche Antennen mit nur einer einzigen Hauptstrahlrichtung, um sicherzustellen, dass Echos sicher erkannt werden können. Ein Reflektor wird dabei benutzt, um trotz waagerechtem Einbau, beispielsweise wegen eines geringen Platzangebots zwischen Decke und Wasseroberfläche, einen Radarimpuls in Richtung Wasseroberfläche zu lenken.Antennas typically have only a single main lobe radiating in the main beam direction. For example, level gauges often use such antennas with only a single main beam direction to ensure that echoes can be reliably detected. A reflector is used to steer despite a horizontal installation, for example, because of a small space between ceiling and water surface, a radar pulse towards the water surface.

Das Dokument VEGA, "VEGAPULS WL 61, 4 ... 20 mA/HART -two-wire, Operating Instructions, Radar sensor for continuous level measurement of water and wastewater", Dokumentennummer. 38061-EN-121011; abrufbar unter http://www.vega.com/downloads/BA/38061-en.pdf , beschreibt die waagerechte Montage einer Antenne mittels eines Montagebügels mit integriertem Reflektor.The document VEGA, "VEGAPULS WL 61, 4 ... 20 mA / HART -two-wire, Operating Instructions, Radar sensor for continuous level measurement of water and wastewater", document number. 38061-EN-121011; available at http://www.vega.com/downloads/BA/38061-en.pdf , describes the horizontal mounting of an antenna by means of a mounting bracket with integrated reflector.

Die Druckschrift US2007181764 beschreibt eine Montageklammer zur Befestigung eines Feldgeräts.The publication US2007181764 describes a mounting bracket for attaching a field device.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es kann jedoch erwünscht sein, mit einer Messung eine Vielzahl von Messgrößen zu erfassen. Beispielsweise mag es erwünscht sein, das Erfassen von zumindest zwei Messgrößen mit einem Aufbau zu ermöglichen.However, it may be desirable to detect a multiplicity of measured variables with one measurement. For example, it may be desirable to enable the detection of at least two measured quantities with a structure.

Dementsprechend werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Ablenkvorrichtung, eine Antennenanordnung, ein Verfahren zur Strahlteilung und die Verwendung einer Ablenkvorrichtung beschrieben.Accordingly, in accordance with one aspect of the present invention, a deflection apparatus, an antenna assembly, a beam splitting method, and the use of a deflection apparatus are described.

Der Gegenstand der Erfindung wird von den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche festgelegt. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.The object of the invention is defined by the features of the independent claims. Further embodiments of the invention are indicated in the subclaims and in the following description.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ablenkvorrichtung für eine Antenne beschrieben. Die Antenne ist zum Ausrichten eines Signals in eine Ausbreitungsrichtung entlang eines Signalweges eingerichtet. Unter dem Ausrichten eines Signals mittels der Antenne mag verstanden werden, dass die Antenne dem Signal eine durch die Bauart der Antenne vorgebbare Antennencharakteristik verleiht. Das mag bedeuten, dass die Ausbreitungsrichtung im Wesentlichen mit der Hauptstrahlrichtung oder der Hauptkeule der Antennencharakteristik der zugehörigen Antenne übereinstimmt. Die Antenne mag somit eine Richtung für das Signal vorgeben und dem Signal eine Antennencharakteristik aufprägen. Die Antenne mag jedoch im Wesentlichen keine aktiven Komponenten aufweisen.According to one aspect of the present invention, a deflection apparatus for an antenna is described. The antenna is arranged to align a signal in a propagation direction along a signal path. By aligning a signal by means of the antenna it may be understood that the antenna confers on the signal an antenna characteristic which can be predetermined by the type of antenna. This may mean that the propagation direction substantially coincides with the main beam direction or the main lobe of the antenna characteristic of the associated antenna. The antenna may thus provide a direction for the signal and impart an antenna characteristic to the signal. However, the antenna may have substantially no active components.

Die Ablenkvorrichtung mag eine Signalteileinrichtung und eine Halteeinrichtung aufweisen. Die Halteeinrichtung ist eingerichtet, die Signalteileinrichtung in den Signalweg des Signals zu positionieren. In einem Beispiel mag die Positionierung auf eine Hauptstrahlrichtung des Signals bezogen sein. Die Signalteileinrichtung oder Signalteileeinrichtung ist eingerichtet, das Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil des Signals nach dem Passieren der Signalteileinrichtung im Wesentlichen weiter in Ausbreitungsrichtung bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ausbreitungsrichtung bewegt.The deflection device may have a signal-dividing device and a holding device. The holding device is set up to position the signal-dividing device in the signal path of the signal. In one example, the positioning may be related to a main beam direction of the signal. The signal subdevice or signal subdevice is set up to divide the signal such that a first part of the signal moves substantially further in the direction of propagation after passing through the signal subdevice and that a second part of the signal moves at a prescribable angle to the propagation direction.

In anderen Worten mag das bedeuten, dass sich ein zweites Signal bildet, das sich unter einem vorgebbaren Winkel in Bezug zur Ausbreitungsrichtung des ursprünglichen Signals ausbreitet. Die Signalteileinrichtung mag die Antennencharakteristik der Antenne derart verändern, dass sich statt einer einzigen Hauptstrahlrichtung der Antenne im Wesentlichen zwei Hauptstrahlrichtungen ergeben.In other words, this may mean that a second signal is formed which propagates at a predeterminable angle with respect to the propagation direction of the original signal. The signal subassembly may change the antenna characteristic of the antenna in such a way that, instead of a single main beam direction of the antenna, essentially two main beam directions result.

In noch anderen Worten mag das bedeuten, dass die Signalteileinrichtung eingerichtet ist, das Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil des Signals im Wesentlichen weiter in die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung bewegt, also unter einem vorgebbaren Winkel bezogen auf die Ausbreitungsrichtung vor dem Passieren der Signalteileinrichtung.In other words, this may mean that the signal-dividing device is set up to divide the signal such that a first part of the signal moves substantially further in the original propagation direction and that a second part of the signal is at a predeterminable angle to the original propagation direction moved, ie at a predetermined angle with respect to the propagation direction before passing through the signal sub-device.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antennenanordnung angegeben, welche eine Antenne und die Ablenkvorrichtung aufweist. Die Antenne ist mit der Ablenkvorrichtung mittels der Halteeinrichtung befestigt.According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna assembly having an antenna and the deflection device. The antenna is attached to the deflection device by means of the holding device.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Strahlteilung beschrieben, welches vorsieht, wenn ein Signal empfangen wird, das sich in eine Ausbreitungsrichtung bewegt, das Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil des Signals in der Ausbreitungsrichtung bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zur Ausbreitungsrichtung bewegt. In diesem Zusammenhang mag der Begriff "empfangen" das Wechselwirken des Signals mit der Signalteileinrichtung bezeichnen.In accordance with yet another aspect of the present invention, a method of beam splitting is provided which comprises, when receiving a signal traveling in a propagation direction, dividing the signal such that a first portion of the signal moves in the propagation direction and a second part of the signal is moved at a predeterminable angle to the propagation direction. In this context, the term "receive" may refer to the interaction of the signal with the signal subdevice.

In anderen Worten mag das Verfahren vorsehen, ein Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil des Signals nach dem Passieren der Signalteileinrichtung in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung weiter bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung bewegt.In other words, the method may provide for dividing a signal such that a first part of the signal continues to move in the original propagation direction after passing through the signal splitting device and that a second part of the signal moves at a predeterminable angle to the original propagation direction.

In einem anderen Beispiel mag das Verfahren vorsehen, eine Signalteileinrichtung in den Signalweg eines Signals, das sich entlang einer Ausbreitungsrichtung bewegt, zu positionieren und mit der Signalteileinrichtung das Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil des Signals in der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung weiter bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der ursprünglichen Ausbreitungsrichtung weiter bewegt. Die ursprüngliche Ausbreitungsrichtung mag die Ausbreitungsrichtung des Signals vor dem Passieren der Signalteileinrichtung beschreiben, also die Ausbreitungsrichtung, die beispielsweise durch die Antenne vorgegeben sein mag.In another example, the method may provide for positioning a signal subdevice in the signal path of a signal traveling along a propagation direction and for dividing the signal with the signal subdevice such that a first portion of the signal continues to move in the original propagation direction and a second part of the signal continues to move at a predeterminable angle to the original propagation direction. The original direction of propagation may describe the propagation direction of the signal before passing through the signal subdevice, that is to say the propagation direction, which may be predetermined by the antenna, for example.

Der Effekt der Signalteilung oder der Aufteilung der Energie des Signals mag in einem Beispiels mittels eines Ablenkblechs erzielbar sein, welches in einem Winkelbereich von 20° bis 25° bezogen auf die Ausbreitungsrichtung in dem Signalweg des Signals angeordnet ist, insbesondere welches in einem Winkel von 22,5° bezogen auf die Ausbreitungsrichtung in dem Signalweg des Signals angeordnet ist. Die Anordnung mag dabei so erfolgen, dass im Wesentlichen die halbe Antennenöffnung von dem Ablenkblech bedeckt wird, wenn die Antennenöffnung in Signalausbreitungsrichtung oder entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung betrachtet wird. Insbesondere mag eine Projektion der Fläche des Ablenkblechs auf die Antennenöffnung die Hälfte der Antennenöffnung bedecken.The effect of the signal division or the division of the energy of the signal may be achievable in one example by means of a baffle which is arranged in an angular range of 20 ° to 25 ° relative to the propagation direction in the signal path of the signal, in particular which is at an angle of 22 , 5 ° with respect to the propagation direction in the signal path of the signal. The arrangement may be such that essentially the half antenna opening is covered by the baffle when the antenna opening in the signal propagation direction or opposite to the propagation direction is considered. In particular, a projection of the surface of the baffle on the antenna opening may cover half of the antenna opening.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Ablenkvorrichtung beschrieben, zur Füllstandmessung und/oder zur Durchflussmessung mit nur einer einzigen Antenne und/oder mit nur einem einzigen Sensor, insbesondere mit nur einer einzigen Signalquelle oder mit nur einem einzigen HF-Modul (Hochfrequenz-Modul). Alternativ oder zusätzlich zu der Durchflussmessung mag die erfindungsgemäße Ablenkvorrichtung zur Messung der Fließgeschwindigkeit der Materie verwendet werden, deren Füllstand gemessen wird. Auch mag es möglich sein, den Füllstand einer ersten Materie zu messen und den Durchfluss oder die Fließgeschwindigkeit einer zweiten Materie, wobei die erste und die zweite Materie unabhängig voneinander sind.In yet another aspect of the present invention, there is described the use of the inventive deflection apparatus for level measurement and / or flow measurement with a single antenna and / or with a single sensor, particularly with a single signal source or with only a single RF antenna. Module (high-frequency module). As an alternative or in addition to the flow measurement, the deflection device according to the invention may be used to measure the flow rate of matter whose level is measured. Also, it may be possible to measure the level of a first matter and the flow or flow rate of a second matter, with the first and second matter being independent of each other.

Durch die Verwendung der Ablenkvorrichtung mag sich eine Antennencharakteristik mit nur einer einzigen Hauptkeule in eine Antennencharakteristik mit zumindest zwei Hauptkeulen wandeln lassen.By using the deflection device, an antenna characteristic with only a single main lobe may be converted into an antenna characteristic with at least two main lobes.

Die erfindungsgemäße Ablenkvorrichtung mag es ermöglichen, ein einziges Signal, das von einer einzigen Quelle stammt und welches sich in eine Ausbreitungsrichtung bewegt, so aufzuteilen, dass sich zumindest zwei Signale ergeben, welche sich in unterschiedliche Richtungen ausbreiten. Im Wesentlichen mag die Antenne im Nahfeld der Antenne die Ausbreitungsrichtung und/oder die Ausbreitungscharakteristik des Signals vorgeben, das geteilt wird. Durch die Antenne, welche im Wesentlichen ein passives Bauelement ist, beispielsweise eine Hornantenne, mag im Wesentlichen ein Signal mit einer einzigen Hauptkeule erzeugt werden. Aus diesem Signal mit nur einer einzigen Hauptkeule mag die Ablenkvorrichtung ein Signal mit zumindest zwei oder mit genau zwei Hauptkeulen erzeugen. Im Nahfeld der Antenne, d.h. in unmittelbarer Nähe zur Antenne, weist das Signal im Wesentlichen eine einzige Hauptstrahlrichtung auf, die von der Antennencharakteristik der Antenne verursacht ist. In einem Fernfeld betrachtet, das heißt in ausreichend weiter Entfernung von der Signalquelle und insbesondere nach dem Passieren der Ablenkvorrichtung, mag sich eine geänderte Ausbreitungscharakteristik der Anordnung ergeben. Das durch die Ablenkvorrichtung erzeugte Signal mag im Fernfeld wie ein Signal erscheinen, welches von einer Antenne erzeugt wird, mit einer Antennencharakteristik, welche zwei Hauptkeulen aufweist. Somit mag das Signal im Fernfeld wie zwei unabhängige Signale erscheinen, die von unterschiedlichen Signalquellen erzeugt wurden. Mittels der Ablenkvorrichtung lassen sich folglich zumindest zwei Signale erzeugen, welche den Richtungen der zumindest zwei Hauptkeulen der geänderten Antennencharakteristik folgen. Somit mag sich bei Verwendung eines Ablenkblechs eine Messung mit zumindest zwei Signalen durchführen lassen oder zwei Messungen unabhängig voneinander. In anderen Worten mag das bedeuten, dass das Signal zwar immer noch dasselbe Signal ist. Das Signal teilt sich jedoch auf und die beiden Teile breiten sich in unterschiedliche Richtungen aus. Nach der Reflexion an einem Meßobjekt und nach der Rückkehr zu dem Empfänger, d.h. zu dem Sensor, werden die empfangenen Signale im selben Empfänger ausgewertet. Folglich sind die Messungen zwar voneinander insoweit abhängig, dass die Messsignale von der selben Quelle stammen. Die Messungen können jedoch aufgrund von unterschiedlichen Laufzeiten als unabhängig voneinander angesehen werden. In einem Beispiel mag das Sendesignal auf zumindest zwei Messsignale aufgeteilt werden, die nach dem Zurücklegen unterschiedlicher Distanzen und nach einer Reflexion an dem Messobjekt oder an der Vielzahl von Messobjekten zu dem Empfänger gelangen. Als Empfänger kann der Sender dienen, es kann aber auch eine von dem Sender separierte Einrichtung genutzt werden.The deflection device according to the invention may make it possible to divide a single signal originating from a single source and moving in a propagation direction so as to produce at least two signals which propagate in different directions. In essence, the antenna in the near field of the antenna may dictate the propagation direction and / or the propagation characteristic of the signal being split. The antenna, which is essentially a passive device, such as a horn antenna, may essentially produce a signal with a single main lobe become. From this signal with only a single main lobe, the deflection device may generate a signal with at least two or with exactly two main lobes. In the near field of the antenna, ie in the immediate vicinity of the antenna, the signal has essentially a single main beam direction, which is caused by the antenna characteristic of the antenna. When viewed in a far field, that is, sufficiently far away from the signal source and especially after passing the deflector, a changed propagation characteristic of the device may result. The signal generated by the deflector may appear in the far field as a signal generated by an antenna having an antenna characteristic having two main lobes. Thus, the far-field signal may appear as two independent signals produced by different signal sources. Consequently, at least two signals can be generated by means of the deflection device, which signals follow the directions of the at least two main lobes of the changed antenna characteristic. Thus, using a baffle, one measurement may be performed with at least two signals or two measurements independently. In other words, this may mean that the signal is still the same signal. However, the signal splits and the two parts propagate in different directions. After reflection on a measurement object and after returning to the receiver, ie to the sensor, the received signals are evaluated in the same receiver. Thus, although the measurements are dependent on each other to the extent that the measurement signals come from the same source. However, the measurements can be considered independent of each other due to different run times. In one example, the transmission signal may be divided into at least two measurement signals which arrive at the receiver after covering different distances and after reflecting on the measurement object or on the plurality of measurement objects. The transmitter can serve as the receiver, but a device separated from the transmitter can also be used.

Die Ablenkvorrichtung mag als ein Ablenkblech ausgebildet sein, beispielsweise aus Edelstahl. Die Ablenkvorrichtung mag in einer Ausbreitungsrichtung des von der Antenne erzeugten ursprünglichen Signals installiert werden. In anderen Worten mag die Ablenkvorrichtung in der Hauptkeule einer Antennencharakteristik der Antenne installiert werden. Die Ablenkvorrichtung mag einen Teil des auf die Ablenkvorrichtung auftreffenden Signals umlenken, während sie einen anderen Teil im Wesentlichen unverändert in die Ausbreitungsrichtung passieren lässt. Die Ablenkvorrichtung mag in einem Beispiel als ein Reflektor oder Spiegel ausgebildet sein, der die gesamte auftreffende Energie in eine andere Richtung lenkt. Trifft folglich auf die Ablenkvorrichtung nur ein Teil eines Signals, mag auch nur dieser auftreffende Teil des Signals von der Ablenkvorrichtung abgelenkt werden. Der Anteil der Energie des Signals, der nicht auf den Reflektor trifft, wird weiterhin in die Hauptabstrahlrichtung der Antenne abgestrahlt, also in die Richtung, die das Signal vor dem Auftreffen auf die Ablenkvorrichtung hatte.The deflection device may be formed as a baffle, for example made of stainless steel. The deflector may be installed in a direction of propagation of the original signal generated by the antenna. In other words, the deflection device may be installed in the main lobe of an antenna characteristic of the antenna. The deflector may deflect a portion of the signal impinging on the deflector while allowing another portion to pass substantially unaltered in the propagation direction. The deflector, in one example, may be configured as a reflector or mirror that redirects all of the incident energy in a different direction. Consequently, if only part of a signal hits the deflection device, only that incident part of the signal may be deflected by the deflection device. The portion of the energy of the signal that does not hit the reflector is still emitted in the main radiation direction of the antenna, ie in the direction that the signal had before striking the deflection device.

Ein solches geteiltes Signal, insbesondere die Energie eines solchen geteilten Signals, mag sich als Antennendiagramm aufzeichnen lassen. Dieses Antennendiagramm mag die Antennencharakteristik der kombinierten Anordnung von der Antenne und der Ablenkvorrichtung darstellen. Entsprechend der in einem Signal enthaltenen Energie, welches sich in einer bestimmten Richtung ausbreitet, mag in einem Polardiagramm oder Antennencharakteristikdiagramm ein besonders großer Ausschlag in den zugehörigen Hauptstrahlrichtungen des geteilten Signals feststellbar sein. Ein Signal, welches eine entsprechend höhere Energie in einer Richtung als in andere Richtungen aufweist, mag als Antennenkeule bezeichnet werden. Die Ablenkvorrichtung mag so beschaffen sein, dass sich, wenn das Antennendiagramm in einem Fernfeld betrachtet wird, zwei im Wesentlichen gleich große Antennenkeulen ausbilden. In anderen Worten mag das bedeuten, dass ein Signal, welches mit einer bestimmten Sendeenergie auf die Ablenkvorrichtung auftrifft, in zumindest zwei Signale mit im Wesentlichen gleicher Energie jedoch unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung aufgeteilt wird. Die Sendeenergie mag nach dem Passieren der Ablenkvorrichtung auf zwei Signale im Wesentlichen gleichmäßig aufgeteilt sein.Such a split signal, in particular the energy of such a split signal, may be recorded as an antenna pattern. This antenna pattern may represent the antenna characteristic of the combined arrangement of the antenna and the deflector. According to the energy contained in a signal which propagates in a certain direction, a particularly large deflection in the associated main beam directions of the divided signal may be detectable in a polar diagram or antenna characteristic diagram. A signal having a correspondingly higher energy in one direction than in other directions may be referred to as an antenna lobe. The deflection device may be such that when the antenna pattern is viewed in a far field, two substantially equal sized antenna lobes are formed. In other words, this may mean that a signal which impinges on the deflection device with a certain transmission energy is divided into at least two signals with essentially the same energy but different propagation direction. The transmission energy may be after the passage of the deflector to be divided substantially equally to two signals.

In einem Beispiel mag die Ablenkvorrichtung im Wesentlichen vor der halben Antennenfläche angebracht sein. Durch das Anbringen im Wesentlichen vor der halben Antennenfläche in einem vorgebbaren Winkel, beispielsweise in einem Winkel von 22,5°, mag der Teil des Signals, welcher von der Ablenkvorrichtung in Ausbreitungsrichtung im Wesentlichen blockiert oder reflektiert wird, abgelenkt werden, so dass eine Antennenkeule in einer neuen Ausbreitungsrichtung entsteht. Derjenige Signalanteil des Sendesignals, welcher im Wesentlichen in Ausbreitungsrichtung nicht von der Ablenkvorrichtung blockiert oder beeinflusst wird, mag sich im Wesentlichen ungehindert in Ausbreitungsrichtung fortbewegen.In one example, the deflection device may be mounted substantially in front of half the antenna surface. By attaching substantially in front of half the antenna surface at a predeterminable angle, for example at an angle of 22.5 °, the part of the signal which is essentially blocked or reflected by the deflection device in the propagation direction may be deflected, so that an antenna lobe arises in a new direction of propagation. The signal component of the transmission signal which is not blocked or influenced by the deflection device substantially in the direction of propagation may travel in the propagation direction substantially unhindered.

Der Teil der Energie, der an der Ablenkvorrichtung, insbesondere an dem Ablenkblech, vorbeigestrahlt wird, verursacht, wenn das resultierende Signal in einem Antennendiagramm dargestellt wird, im Wesentlichen eine Keule bei einem Winkel von 0° zur Längsachse der Antenne. Die Längsachse der Antenne mag, insbesondere im Fall einer Homantenne, der von ihr vorgebbaren Ausbreitungsrichtung für das Sendesignal entsprechen.The portion of the energy that is radiated past the deflection device, in particular at the baffle, when the resulting signal is displayed in an antenna pattern, essentially causes a lobe at an angle of 0 ° to the longitudinal axis of the antenna. The longitudinal axis of the antenna may, in particular in the case of a Homantenne, correspond to its predeterminable propagation direction for the transmission signal.

Der andere Teil der Energie des Sendesignals, welcher auf die Ablenkvorrichtung auftrifft, mag von der Ablenkvorrichtung im Wesentlichen seitlich abgelenkt werden. Wenn das resultierende Signal in einem Antennendiagramm dargestellt wird, entsteht durch diese Umlenkung im Wesentlichen eine Keule bei einem Winkel von 45° zur Längsachse der Antenne.The other part of the energy of the transmission signal impinging on the deflection device may be deflected substantially laterally by the deflection device. When the resulting signal is displayed in an antenna diagram, this deflection essentially creates a lobe at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the antenna.

Es ist jedoch in einem anderen Ausführungsbeispiel auch denkbar, dass eine Ablenkvorrichtung die gesamte Fläche der Antenne abdeckt, wenn sie aus einem dielektrischen Material beschaffen ist, das für das Signal im Wesentlichen halbdurchlässig ist, so dass ein elektromagnetisches Signal im Wesentlichen nur teilweise von der Ablenkvorrichtung reflektiert oder blockiert wird. Das Reflektieren mag zu einem Umleiten eines Teils des Signals führen, während der anderer Teil des Signals sich weiter in Ausbreitungsrichtung fortbewegen mag.However, in another embodiment, it is also conceivable that a deflection device covers the entire surface of the antenna if it is made of a dielectric material which is substantially semipermeable to the signal, so that an electromagnetic signal is substantially only partially is reflected or blocked by the deflector. Reflecting may result in a redirection of a portion of the signal while other portion of the signal may continue to propagate in the direction of propagation.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung mag es sich bei der Ablenkvorrichtung um einen Reflektor oder um ein Ablenkblech handeln, welches im Wesentlichen in einem Winkel von 22,5° gegenüber einer Ausbreitungsrichtung des Signals gebogen ist. Die Ausbreitungsrichtung des Signals in unmittelbarer Nähe der Antenne mag mit einer Antennenachse übereinstimmen. Durch das Vorsehen eines Ablenkblechs in einem Winkel von 22,5° zur Antennenachse mag eine zweite Antennenkeule bei dem doppelten Winkel gegenüber der Ausbreitungsrichtung entstehen. Dieser Winkel mag durch den Winkel des Ablenkblechs vorgegeben werden. Der doppelte Winkel von im Wesentlichen 22,5° ist 45°, so dass die zweite Keule im Wesentlichen bei 45° zur Längsachse der Antenne erzeugt werden mag. Zur Ausrichtung der Signalteileinrichtung bezogen auf die Ausbreitungsrichtung mag eine Befestigungseinrichtung und/oder eine Winkeleinstelleinrichtung hilfreich seinAccording to one aspect of the present invention, the deflection device may be a reflector or a baffle which is bent substantially at an angle of 22.5 ° with respect to a propagation direction of the signal. The propagation direction of the signal in the immediate vicinity of the antenna may coincide with an antenna axis. By providing a baffle at an angle of 22.5 ° to the antenna axis, a second antenna lobe may arise at twice the angle to the direction of propagation. This angle may be dictated by the angle of the baffle. The double angle of substantially 22.5 ° is 45 °, so that the second lobe may be generated substantially at 45 ° to the longitudinal axis of the antenna. For alignment of the signal sub-device with respect to the propagation direction, a fastening device and / or an angle adjustment device may be helpful

Die Ablenkvorrichtung mag eine Befestigungseinrichtung aufweisen, welche im Wesentlichen mit einer Befestigungseinrichtung der Antenne übereinstimmen mag. Beispielsweise mag das Ablenkblech an den vorhandenen Befestigungspunkten einer VEGA-Kunststoffantenne anbringbar seinThe deflection device may have a fastening device which may substantially coincide with a fastening device of the antenna. For example, the baffle may be attachable to the existing attachment points of a VEGA plastic antenna

Die Befestigungseinrichtung mag so ausgestaltet sein, dass eine Kunststoffhornantenne des Typs DN80 an der Befestigungseinrichtung angebracht werden kann. Eine solche Kunststoffhornantenne wird beispielsweise bei den Geräten VEGAPULS 61, VEGAPULS 67 oder VEGAPULS WL 61 eingesetzt. Die Befestigungseinrichtung kann eine Montageklammer aufweisen, die in der Druckschrift US2007181764 A1 beschrieben wird.The fastening device may be configured so that a plastic horn antenna of the type DN80 can be attached to the fastening device. Such a plastic horn antenna is used, for example, in the devices VEGAPULS 61, VEGAPULS 67 or VEGAPULS WL 61. The fastening device may comprise a mounting bracket, which in the document US2007181764 A1 is described.

Die Befestigung der Antenne an der Befestigungseinrichtung kann mit zumindest drei Schrauben auf gegenüber liegenden Seiten erfolgen. Um ein Feldgerät an einer Befestigungsfläche anzubringen kann die Befestigungseinrichtung in einem Beispiel die Montageklammer aufweisen. Die Montage kann einen ersten Klammerbügel aufweisen, welcher mit einem ersten Drehlager ausgestattet ist. Fernerhin kann die Montageklammer einen zweiten Klammerbügel aufweisen, welcher ebenfalls mit einem in diesem Falle zweiten Drehlager ausgestattet ist, wobei dieser zweite Klammerbügel von dem ersten Klammerbügel durch einen Abstand beabstandet ist. Bei den beiden Drehlagern kann es sich beispielsweise um einfache Durchgangsöffnungen in den jeweiligen Klammerbügeln oder um entsprechende Drehzapfen handeln, welche an den beiden Klammerbügeln angeformt oder angebracht sind. Darüber hinaus umfasst die Montageklammer eine Verriegelung, welche beweglich an einem der beiden Klammerbügeln angeordnet ist, um damit einer unerwünschten Verdrehung eines an der Montageklammer gelagerten Feldgeräts, insbesondere einer Antenne, zu verhindern. Um ein Feldgerät, insbesondere eine Antenne eines Feldgeräts oder Sensors, in die Montageklammer aufnehmen zu können, sind die beiden Drehlager ausgebildet, um ein in dem Abstand zwischen den beiden Klammerbügeln anordenbares Feldgerät bzw. dessen Antenne an zwei gegenüberliegenden Seiten gelenkig zu lagern, wozu die beiden Klammerbügel das Feldgerät klammerartig umfassen bzw. beflanken. Durch die gelenkige Lagerung lässt sich ein Feldgerät um eine durch den Abstand zwischen den beiden Klammerbügeln hindurch verlaufende, gedachte Achse aus einer ersten Winkelstellung in eine zweite Winkelstellung verschwenken, sodass das Feldgerät, die Antenne oder die Längsachse und insbesondere die Ausbreitungsrichtung des Signals annährend beliebig ausgerichtet werden kann. Um eine so eingestellte zweite Winkelstellung dauerhaft aufrecht zu erhalten, kann die Verriegelung zum Einsatz kommen, welche ausgebildet ist, um mit dem Feldgerät in Eingriff zu gelangen. Wenn die Verriegelung, welche ihrerseits an einem der Klammerbügel angeordnet ist, mit dem Feldgerät oder der Antenne in Eingriff gelangt, kann sie einem Drehmoment widerstehen, welches durch eine Drehbewegung des Feldgeräts hervor gerufen wird, indem sie das Drehmoment in ein Kräftepaar umwandelt, welches dann über eines der Drehlager sowie die Verriegelung selbst über einen der Klammerbügel, insbesondere über jenen Klammerbügel, an dem die Verriegelung angebracht ist, abgetragen wird. Die Verriegelung mag eine Verdrehung des Feldgeräts oder der Antenne gegenüber der Montageklammer oder umgekehrt verhindern, indem die Montageklammer mit dem Feldgerät oder der Antenne über die Verriegelung kraft- oder formschlüssig verbunden wird, sodass eine unbeabsichtigte Verdrehung des Feldgeräts oder der Antenne vermieden werden kann.The attachment of the antenna to the fastening device can be done with at least three screws on opposite sides. In order to mount a field device to a mounting surface, the fastening device may in one example comprise the mounting bracket. The assembly may comprise a first clip bracket, which is equipped with a first pivot bearing. Furthermore, the mounting bracket may comprise a second clip bracket, which is also provided with a second pivot bearing in this case, said second clip bracket is spaced from the first clip bracket by a distance. The two pivot bearings may, for example, be simple passage openings in the respective clip brackets or corresponding pivot pins which are integrally formed or attached to the two clip brackets. In addition, the mounting bracket comprises a lock, which is movably arranged on one of the two clip brackets in order to prevent unwanted rotation of a mounted on the mounting bracket field device, in particular an antenna. In order to be able to receive a field device, in particular an antenna of a field device or sensor, into the mounting bracket, the two pivot bearings are designed to articulate a field device which can be arranged in the distance between the two clip brackets or its antenna to be articulated on two opposite sides, for which purpose Both clip bracket comprise the field device like a clip or beflanken. The articulated mounting allows a field device to pivot about a imaginary axis extending through the distance between the two clip brackets from a first angular position to a second angular position, so that the field device, the antenna or the longitudinal axis and in particular the propagation direction of the signal are oriented approximately arbitrarily can be. To permanently maintain such a set second angular position, the latch can be used, which is designed to engage with the field device in engagement. When the lock, which in turn is disposed on one of the clamp brackets, engages the field device or the antenna, it can withstand a torque which results from a rotational movement of the field device is called by converting the torque in a pair of forces, which is then removed via one of the pivot bearing and the lock itself on one of the clip bracket, in particular on those clip bracket on which the lock is attached, is removed. The lock may prevent rotation of the field device or the antenna relative to the mounting bracket or vice versa by the mounting bracket with the field device or the antenna via the locking force or positively connected, so that unintentional rotation of the field device or the antenna can be avoided.

Die Antennenanordnung, welche die Antenne und die Ablenkvorrichtung aufweist, mag durch deren Zusammenwirken, eine Antenne mit einer anderen Antennencharakteristik bilden als die Antenne, welche ursprünglich das Signal erzeugt hat, insbesondere wenn das Fernfeld der Antennenanordnung betrachtet wird. Eine mittels der Antennenanordnung gebildete Antenne mag als eine Mehrstrahlantenne bezeichnet werden. Eine Mehrstrahlantenne mag zumindest zwei Signale erzeugen, welche für die gleichzeitige Messung von zumindest zwei Eigenschaften eines Messobjekts eingesetzt werden kann.The antenna arrangement which comprises the antenna and the deflection device, by their interaction, may form an antenna with a different antenna characteristic than the antenna which originally generated the signal, in particular when the far field of the antenna arrangement is being considered. An antenna formed by means of the antenna arrangement may be referred to as a multi-beam antenna. A multi-beam antenna may generate at least two signals which can be used for the simultaneous measurement of at least two properties of a measurement object.

In diesem Zusammenhang mag der Begriff "gleichzeitig" nicht nur das gleichzeitige Vorhandensein von Messergebnissen oder Signalen zum selben Zeitpunkt bedeuten, sondern auch oder alternativ das parallele und im Wesentlichen unabhängige Messen von Eigenschaften eines Messobjekts. Zwei Eigenschaften eines Messobjekts können so unabhängig voneinander mit nur einer einzigen Signalquelle bestimmt werden, welche von einem Sensor oder von einer Sendeeinrichtung gebildet werden mag. Beispielsweise kann gleichzeitig oder parallel mit nur einer einzigen Signalquelle und/oder mit nur einer einzigen Empfangseinrichtung ein Füllstand und der Durchfluss und/oder die Fließgeschwindigkeit eines Messobjektes, einer Materie oder eines Fluids ermittelt werden. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um einen Fluss oder ein Gewässer handeln. Da die Signale von der selben Signalquelle stammen, stehen sie zwar in einer Beziehung zueinander, jedoch kann beispielsweise die unterschiedliche Signallaufzeit, welche die geteilten Signale erhalten, dazu führen, dass diese Abhängigkeit im Wesentlichen aufgelöst wird. Wenn die Signale innerhalb eines vorgebbaren Zeitfensters bei dem Empfänger ankommen, kann der Zeitbereich innerhalb des Zeitfensters als "Gleichzeitigkeitsbereich" bezeichnet werden.In this context, the term "simultaneous" may mean not only the simultaneous presence of measurement results or signals at the same time, but also, or alternatively, the parallel and substantially independent measurement of properties of a measurement object. Two properties of a test object can thus be determined independently of each other with only a single signal source, which may be formed by a sensor or by a transmitting device. For example, simultaneously or in parallel with only a single signal source and / or with only a single receiving device, a fill level and the flow rate and / or the flow rate of a measurement object, a matter or a fluid can be determined. The fluid may be, for example, a river or a body of water. Since the signals from the Although they are related to each other in the same signal source, but for example, the different signal propagation time, which receive the shared signals, cause this dependence is substantially resolved. If the signals arrive at the receiver within a predeterminable time window, the time range within the time window may be referred to as a "simultaneity range".

Die Technologie, die für das Aussenden der Signale verwendet wird, kann umschaltbar sein. In einer Ausgestaltung mag die Messung von Füllstand und Fließgeschwindigkeit des Messobjekts mit zwei unterschiedlichen Sensortechnologien ausgewertet werden. Beispielsweise kann ein FMCW (Frequency-Modulated Continuous-Wave)-Radar oder ein Pulsradar für Entfernungsoder Füllstandsmessung genutzt werden, während die Fließgeschwindigkeit mit einem Dopplerradar gemessen wird. Für solch eine Messung mag der Sender oder das HF-Modul zeitlich hintereinander zwischen dem FMCW-Betrieb oder der Puls-Betrieb und dem Doppler-Betrieb umgeschaltet werden. In jeder Betriebsart würde das Signal aufgespalten und innerhalb des Zeitfensters empfangen. Jedoch würde nur das jeweils interessierende Empfangssignal ausgewertet. Bei dem FMCW-Betrieb oder Puls-Betrieb würde also nur das von der Füllgutoberfläche des Messobjekts reflektierte Signal ausgewertet. Bei dem Dopplerbetrieb würde nur das durch die Bewegung des Messobjekts beeinflusste Signal ausgewertet. Trotz der zeitlich hintereinander ablaufenden Messungen mag auch dieser Fall der Umschaltung der Technologie als eine gleichzeitige Messung bezeichnet werden, da die Signale jeweils von derselben Signalquelle stammen, die jedoch in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben wird. Außerdem finden die Messungen in sehr kurzen Zeitintervallen statt.The technology used to transmit the signals may be switchable. In one embodiment, the measurement of level and flow rate of the measurement object may be evaluated with two different sensor technologies. For example, an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar or a pulse radar can be used for distance or level measurement while the flow rate is measured with a Doppler radar. For such a measurement, the transmitter or the RF module may be switched over in time between the FMCW mode or the pulse mode and the Doppler mode. In each mode, the signal would be split and received within the time window. However, only the respective receive signal of interest would be evaluated. In the case of FMCW operation or pulse operation, therefore, only the signal reflected by the product surface of the measurement object would be evaluated. In Doppler operation, only the signal influenced by the movement of the DUT would be evaluated. Despite the time-sequential measurements, this case of technology switching may also be referred to as a simultaneous measurement, since the signals each come from the same signal source but operated in different modes. In addition, the measurements take place in very short time intervals.

Die Antennenanordnung mit dem Sensor mag auch als Feldgerät nutzbar sein und mag somit zur Füllstandmessung und zur Durchflussmessung verwendbar sein. Alternativ mag die Antennenanordnung mit dem Sensor zur Füllstandmessung und zur Messung der Fließgeschwindigkeit verwendbar sein. Insbesondere mag der Sensor zur Füllstandmessung und zur Durchflussmessung, oder zur Füllstandmessung und zur Messung der Fließgeschwindigkeit eingerichtet sein.The antenna arrangement with the sensor may also be usable as a field device and may thus be usable for level measurement and flow measurement. Alternatively like the antenna arrangement with the sensor for level measurement and be useful for measuring the flow rate. In particular, the sensor may be configured for level measurement and flow measurement, or for level measurement and flow rate measurement.

Es soll angemerkt werden, dass unterschiedliche Aspekte der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Gegenstände beschrieben wurden. Insbesondere wurden einige Aspekte mit Bezug auf Vorrichtungsansprüche beschrieben, wohingegen andere Aspekte mit Bezug auf Verfahrensansprüche beschrieben wurden. Ein Fachmann kann jedoch der vorangehenden Beschreibung und der folgenden Beschreibung entnehmen, dass, außer es wird anders beschrieben, zusätzlich zu jeder Kombination von Merkmalen, die zu einer Kategorie von Gegenständen gehört, auch jede Kombination zwischen Merkmalen als von dem Text offenbart angesehen wird, die sich auf unterschiedliche Kategorien von Gegenständen bezieht. Insbesondere soll auch eine Kombination zwischen Merkmalen von Vorrichtungsansprüchen und Merkmalen von Verfahrensansprüchen sowie Verwendungsansprüchen offenbart sein.It should be noted that different aspects of the invention have been described with reference to different items. In particular, some aspects have been described with respect to device claims, while other aspects have been described with reference to method claims. However, one skilled in the art will appreciate from the foregoing description and the following description that, unless otherwise stated, in addition to any combination of features belonging to a category of items, any combination of features will be deemed to be disclosed by the text refers to different categories of objects. In particular, a combination between features of device claims and features of method claims and use claims should be disclosed.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Im Folgenden werden weitere exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Figuren beschrieben.

  • Fig. 1 zeigt eine Ablenkvorrichtung für eine Antenne, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Ablenkvorrichtung, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 3 zeigt eine Antennenanordnung aufweisend eine Ablenkeinrichtung und eine Antenne, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer Antennenanordnung über einem Messobjekt, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Fig. 5 zeigt eine Unteransicht der Antennenanordnung aus Fig. 4, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Fig. 6 zeigt die Antennenanordnung mit einer Feldberechnung des Fernfeldes, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Fig. 7 zeigt eine Antennencharakteristik der in Fig. 6 dargestellten Antennenanordnung, gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In the following, further exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the figures.
  • Fig. 1 shows a deflection device for an antenna, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows a side view of in Fig. 1 illustrated deflection device, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 shows an antenna assembly comprising a deflector and an antenna, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 shows a side view of an antenna assembly over a measurement object, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • The Fig. 5 shows a bottom view of the antenna assembly Fig. 4 , according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • The Fig. 6 shows the antenna arrangement with a field calculation of the far field, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • The Fig. 7 shows an antenna characteristic of in Fig. 6 illustrated antenna arrangement, according to an exemplary embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Beschreibung der Fig. 1 bis Fig. 7 werden die gleichen Bezugsziffern für gleiche oder sich entsprechende Elemente verwendet.The illustrations in the figures are schematic and not to scale. In the following description of the Fig. 1 to Fig. 7 the same reference numbers are used for the same or corresponding elements.

Fig. 1 zeigt eine Ablenkvorrichtung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ablenkvorrichtung 100 weist eine Halteeinrichtung 101 auf, welche zur Aufnahme einer Antenne (in Fig. 1 nicht dargestellt), beispielsweise einer Homantenne, ausgebildet ist. Insbesondere ist die Halteeinrichtung zur Aufnahme eines Hohlleiters oder eines Schafts einer Homantenne ausgebildet. Alternativ ist die Halteeinrichtung 101 zur Aufnahme eines Feldgeräts ausgebildet. Die Halteeinrichtung ist so ausgebildet, dass sie es erlaubt eine Antenne so auszurichten, dass ein Signal der Antenne in einer gewünschten Ausbreitungsrichtung auf die Signalteileinrichtung 107 auftrifft, um einen guten Reflexionswinkel einzustellen. Fig. 1 shows a deflection apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. The deflection device 100 has a holding device 101 which is designed to receive an antenna (in FIG Fig. 1 not shown), for example, a Homantenne is formed. In particular, the holding device is designed to receive a waveguide or a shaft of a Homantenne. Alternatively, the holding device 101 is designed to receive a field device. The holding device is designed so that it allows it to align an antenna so that a signal from the antenna impinges on the signal splitter 107 in a desired propagation direction to set a good reflection angle.

Die Halteeinrichtung 101 ist als Halteklammer oder Montageklammer ausgerührt, welche die beiden Flansche 101 a, 101b aufweist. Die beiden Flansche 101a, 101b stehen sich gegenüber. Die Halteflansche 101a, 101b sind als parallele Platten mit abgerundeten Ecken ausgeführt. Die Halteeinrichtung 101 weist die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a, 102b, 103b in den Flanschen 101a, 101b auf. Diese Befestigungseinrichtungen sind so beschaffen, dass sie mit entsprechenden Befestigungseinrichtungen in Eingriff gehen können, welche an der Antenne, die in Fig. 1 nicht dargestellt ist, angebracht sind. Bei den Befestigungseinrichtungen 102a, 103a, 102b, 103b kann es sich um eine Bohrung und/oder um ein Langloch handeln. Die Befestigungseinrichtung kann auch ein Drehgelenk bilden.The holding device 101 is stunned as a retaining clip or mounting bracket, which has the two flanges 101 a, 101 b. The two flanges 101a, 101b face each other. The retaining flanges 101a, 101b are designed as parallel plates with rounded corners. The holding device 101 has the fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b in the flanges 101a, 101b. These fasteners are adapted to engage with corresponding fasteners attached to the antenna located in Fig. 1 not shown, are appropriate. The fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b may be a bore and / or a slot. The fastening device can also form a hinge.

Die Halteeinrichtung 101 ist U-förmig ausgebildet, wobei die U- Form zwei sich gegenüberliegende Durchlassbereiche 104, 105 zur Aufnahme einer Antenne aufweist. Die Durchlassbereiche sind so angeordnet, dass sie außerhalb einer Längsachse der Antenne liegen und im Wesentlichen eine Signalausbreitung nicht stören. Die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a, 102b, 103b sind gegenüberliegend angeordnet. Eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Durchlassbereichen 104, 105 der U-förmigen Halteklammer 101 gibt eine Richtung vor, welche mit einer durch eine Antenne vorgegebene Ausbreitungsrichtung übereinstimmt. In anderen Worten weist die Halteeinrichtung 101 zwei gegenüberliegende Öffnungen 104, 105 auf, die eine Ausbreitungsrichtung für ein Signal im Wesentlichen nicht blockieren.The holding device 101 is U-shaped, wherein the U-shape has two opposite passage areas 104, 105 for receiving an antenna. The passbands are arranged so that they lie outside a longitudinal axis of the antenna and substantially do not interfere with signal propagation. The fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b are arranged opposite one another. An imaginary connecting line between the passage areas 104, 105 of the U-shaped retaining clip 101 defines a direction which coincides with a propagation direction predetermined by an antenna. In other words, the holding device 101 has two opposite openings 104, 105, which essentially do not block a propagation direction for a signal.

Die Durchlassbereiche 104, 105 weisen im Wesentlichen parallel zueinander liegende Aperturflächen auf. Senkrecht zu den Aperturflächen 104, 105 ist eine Wandbefestigungseinrichtung 106 angeordnet. Die Signalteileinrichtung 107 ist gegenüber einer der Öffnungen 104, 105 angeordnet. Die Wandbefestigungseinrichtung 106 gibt einen Abstand der Befestigungseinrichtung 101 und/oder der Öffnung 104, 105 zu der Signalteileinrichtung 107 vor. Die Signalteileinrichtung 107 ist so angeordnet, dass sie eine durch die beiden Öffnungen 104, 105 verlaufende Gerade, beispielsweise eine Längsachse einer Antenne, schneidet, welche parallel zu der Wandbefestigungseinrichtung 106 verläuft. Die Signalteileinrichtung 107 ist gegenüber einer von der plattenförmigen Wandbefestigungseinrichtung 106 aufgespannten Ebene in einem Winkel α angeordnet. Somit ist die Signalteileinrichtung 107 auch gegenüber einer durch die beiden Durchlassbereiche 104, 105 der Halteeinrichtung 101 verlaufende Gerade in einem Winkel α angeordnet. In anderen Worten mag die Öffnung 104 bzw. die Öffnung 105 eine Fläche beschreiben, welche durch einen Normalenvektor definiert sein mag. Der Normalenvektor der Öffnung 104 mag dem Normalenvektor der Öffnung 105 entgegengesetzt sein. In Richtung des Normalenvektors der Öffnung 105 mag die Signalteileinrichtung 107 in dem Winkel α angeordnet sein. Die Wandbefestigungseinrichtung kann auch eine Wandfläche sein, an der die Halteeinrichtung 101 und die Signalteileinrichtung 107 angeordnet sind. Das Ende 110 der Signalteileinrichtung 107 liegt in dem gleichen Abstand bezogen auf die Wandbefestigungseinrichtung 106 wie die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a, 102b, 103b.The passage regions 104, 105 have substantially parallel aperture surfaces. Perpendicular to the aperture surfaces 104, 105, a wall mounting device 106 is disposed. The signal subdevice 107 is arranged opposite one of the openings 104, 105. The wall fastening device 106 predetermines a distance of the fastening device 101 and / or the opening 104, 105 from the signal subdevice 107. The signal subdevice 107 is arranged such that it intersects a straight line passing through the two openings 104, 105, for example a longitudinal axis of an antenna, which runs parallel to the wall fastening device 106. The signal-dividing device 107 is arranged at an angle α with respect to a plane defined by the plate-shaped wall fastening device 106. Thus, the signal-dividing device 107 is also arranged at an angle α with respect to a straight line passing through the two passage regions 104, 105 of the holding device 101. In other words, the opening 104 or the opening 105 may describe a surface which may be defined by a normal vector. The normal vector of the opening 104 may be opposite to the normal vector of the opening 105. In the direction of the normal vector of the opening 105, the signal-dividing device 107 may be arranged at the angle α. The wall fastening device can also be a wall surface on which the holding device 101 and the signal-dividing device 107 are arranged. The end 110 of the signal subassembly 107 is at the same distance relative to the wall fixture 106 as the fasteners 102a, 103a, 102b, 103b.

Die Befestigungseinrichtung kann auch genutzt werden, um einen Winkel von 22,5° zwischen der Signalteileinrichtung und der Längsachse einer Antenne einzustellen, wenn die Signalteileinrichtung in einem anderen Winkel als 22,5° gegenüber der Wandfläche angeordnet ist.The fastener may also be used to adjust an angle of 22.5 ° between the signal splitter and the longitudinal axis of an antenna when the signal splitter is disposed at an angle other than 22.5 ° to the wall surface.

Die Wandbefestigungseinrichtung 106 weist die beiden Befestigungslöcher 108a, 108b auf, mit denen die Wandbefestigungseinrichtung 106 beispielsweise an einer Wand befestigt werden kann. Außerdem sind in der Fig. 1 die Falze 109a und 109b dargestellt, welche Barrieren für die plattenförmige Wandbefestigungseinrichtung 106 bilden. Diese Falze 109a, 109b können zur Erhöhung der Stabilität der Wandbefestigungseinrichtung und/oder der Strahlteileinrichtung 107 vorgesehen sein, können aber auch weggelassen werden.The wall fastening device 106 has the two fastening holes 108a, 108b with which the wall fastening device 106 can be fastened, for example, to a wall. Also, in the Fig. 1 the folds 109a and 109b show which barriers for the plate-shaped wall fastening means 106 form. These folds 109a, 109b can be provided to increase the stability of the wall fastening device and / or the beam splitting device 107, but can also be omitted.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Ablenkvorrichtung 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 ist zu sehen, dass die Wandbefestigungseinrichtung 106 plattenförmig aufgebaut ist und in einer Ebene liegt, welche in Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Der Halteflansch 101a ist senkrecht zu der Wandbefestigungseinrichtung 106 angeordnet. Sowohl der Flansch 101a als auch der Flansch 101b, der in Fig. 2 verdeckt ist, weist eine flächige Struktur auf. Beide Flansche befinden sich in Ebenen, die jeweils senkrecht auf der Ebene stehen, in welcher die Wandbefestigungseinrichtung 106 liegt. Gegenüber der von der Wandbefestigungseinrichtung 106 gebildeten Ebene ist die Signalteileinrichtung 107 in einem Winkel α angeordnet. Die Signalteileinrichtung 107 mag ein Teil der Wandhalteeinrichtung 106 sein, welcher gegenüber der Wandhalteeinrichtung in einen Winkel α gebogen ist. Dadurch weist die Signalteileinrichtung 107 ein freies Ende 110 auf, welches von der Ebene, in der die Wandhalteeinrichtung 106 liegt entfernt ist und welches der Öffnung 105 gegenüberliegt. Das freie Ende 110 befindet sich durch die Aufbiegung um den Winkel α im Wesentlichen in derselben Entfernung D von der Wandbefestigungseinrichtung 106 wie die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a und die in Fig. 2 nicht gezeigten Befestigungseinrichtungen 102b, 103b, welche den Befestigungseinrichtungen 102a, 103a gegenüberliegen. Fig. 2 shows a side view of in Fig. 1 illustrated deflection apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. In Fig. 2 It can be seen that the wall attachment means 106 is plate-shaped and lies in a plane which in Fig. 2 runs perpendicular to the drawing plane. The retaining flange 101 a is arranged perpendicular to the wall fastening device 106. Both the flange 101 a and the flange 101 b, which in Fig. 2 is covered, has a flat structure. Both flanges are located in planes, each standing perpendicular to the plane in which the wall mounting means 106 is located. Opposite the plane formed by the wall fastening device 106, the signal-dividing device 107 is arranged at an angle α. The signal-dividing device 107 may be a part of the wall-holding device 106, which is bent relative to the wall-holding device at an angle α. As a result, the signal-dividing device 107 has a free end 110, which is remote from the plane in which the wall-holding device 106 lies and which is opposite to the opening 105. The free end 110 is defined by the bend α at substantially the same distance D from the wall fastener 106 as the fasteners 102a, 103a and in Figs Fig. 2 Fasteners 102b, 103b, not shown, facing the fasteners 102a, 103a.

Der Abstand der Befestigungseinrichtungen 102a, 103a, 102b, 103b von der durch die Wandbefestigungseinrichtung 106 vorgegebenen Bezugsebene mag als D bezeichnet werden. Da die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a im selben Abstand D von der Bezugsebene 106 entfernt sind, mag sich die Ablenkvorrichtung 100 aus einem Blech herstellen lassen, beispielsweise aus einem Edelstahlblech.The distance of the fasteners 102a, 103a, 102b, 103b from the reference plane defined by the wall fastener 106 may be referred to as D. Since the fasteners 102a, 103a are spaced from the reference plane 106 by the same distance D, the deflector 100 may be made from sheet metal, such as a stainless steel sheet.

Zur Herstellung mag das Blech 106 bereitgestellt werden und ein freies Ende 110 des Bleches so weit in einen Winkel α gebogen werden, bis das freie Ende 110 denselben Abstand D von der Bezugsebene 106 hat wie die Befestigungseinrichtung 102a, 103a. Bei Verwendung eines rechteckigen Blechs ist das freie Ende an einer der kürzeren Seiten des Blechs gelegen.For manufacture, the sheet 106 may be provided and a free end 110 of the sheet bent at an angle α until the free end 110 has the same distance D from the reference plane 106 as the fastener 102a, 103a. When using a rectangular sheet, the free end is located on one of the shorter sides of the sheet.

Die Flansche 101a, 101b können ebenfalls aus demselben Basisblech wie die Wandbefestigungseinrichtung 106 hergestellt werden, indem das Blech an dem Ende, welches dem freien Ende 110 gegenüber liegt, parallel zu dem freien Ende 110 ein Stück, welches etwas länger als die Länge D ist, symmetrisch eingeschnitten wird und so gebogen wird, dass die sich ergebenen Flächen 101a, 101b senkrecht auf der Wandbefestigungseinrichtung 106 stehen. Da die Ablenkvorrichtung 100 aus einem Blech hergestellt werden kann, kann die Ablenkvorrichtung 100 auch Ablenkblech 100 genannt werden.The flanges 101a, 101b may also be made from the same base sheet as the wall fastener 106 by having the sheet at the end opposite the free end 110 parallel to the free end 110 a length slightly longer than the length D, is symmetrically cut and is bent so that the resulting surfaces 101a, 101b are perpendicular to the wall attachment means 106. Since the deflection device 100 can be produced from a metal sheet, the deflection device 100 can also be called a deflection plate 100.

Die Wahl des Abstandes D wird dabei so gewählt, dass sich aufgrund der gebogenen Länge L der Signalteileinrichtung 107 und des Abstands D ein Winkel α, von 22,5° ergibt. In anderen Worten mag das Verhältnis von D zu L dem Sinus des Winkels α gegenüber einer Bezugsebene oder gegenüber einer Ausbreitungsrichtung entsprechen. Der Abstand D wird im Wesentlichen von dem Radius einer Antennenöffnung der Antenne bestimmt, für die die Halteeinrichtung 101 vorgesehen ist. Der Abstand D ist so gewählt, dass sich eine Längsachse der Antenne, die von der Halteeinrichtung gehalten werden soll, in diesem Abstand befindet. Der Abstand D entspricht im Wesentlichen dem Radius r der Antennenöffnung an ihrer weitesten Stelle. Der Abstand D kann auch größer als der Radius r der Öffnung der Antenne sein. Es mag gelten sin α = D L

Figure imgb0001
The choice of the distance D is chosen so that due to the bent length L of the signal subdevice 107 and the distance D an angle α, 22.5 ° results. In other words, the ratio of D to L may correspond to the sine of the angle α with respect to a reference plane or to a propagation direction. The distance D is essentially determined by the radius of an antenna opening of the antenna for which the holding device 101 is provided. The distance D is selected so that a longitudinal axis of the antenna to be held by the holding device is at this distance. The distance D substantially corresponds to the radius r of the antenna opening at its widest point. The distance D can also be greater than the radius r of the opening of the antenna. It may apply sin α = D L
Figure imgb0001

Durch das Herstellen des Ablenkblechs 100 mag sich ein schaufelförmiges Gebilde ergeben.By making the baffle 100, a paddle-shaped structure may result.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das freie Ende auch über die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a hinaus reichen, so dass das freie Ende bis zu einem Abstand von D + 10% reicht, also 10% weiter von der Wandbefestigungseinrichtung 106 entfernt ist, als die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a. Wenn die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a in der selben Ebene wie die Längsachse einer Antenne liegen, kann sich das freie Ende in einer um 10% größeren Entfernung von der Wandbefestigungseinrichtung befinden, als die Entfernung der Längsachse der Antenne von der Wandbefestigungseinrichtung. Wenn die Längsache der Antenne die Mitte der Antenne angibt, wird die entlang der Längsachse verlaufende Keule eines Signals gegenüber dem Fall, in dem sich das freie Ende in dem Abstand D befindet, etwas reduziert und die durch die Strahlteileinrichtung 107 in einem Winkel von 45° abgestrahlte schräge Keule wird etwas erhöht. Die Reduktion bzw. die Erhöhung bewirken, dass die beiden abgestrahlten Keulen nach der Teilung im Wesentlichen gleich groß bezogen auf ihre Energieverteilung sind. Da die Größe der Keulen im Zusammenhang mit der in dem Signal enthaltenen Energie steht, mögen beide Signale bei einer weiter als in die Antennenmitte reichenden Signalteileinrichtung die gleiche Energie aufweisen.In an alternative embodiment, the free end may also extend beyond the fasteners 102a, 103a such that the free end extends to a distance of D + 10%, that is 10% farther away from the wall fastener 106 than the fasteners 102a, 103a. If the fasteners 102a, 103a are in the same plane as the longitudinal axis of an antenna, the free end may be located 10% greater distance from the wall mounting device than the distance of the longitudinal axis of the antenna from the wall fastener. If the longitudinal axis of the antenna indicates the center of the antenna, the lobe of a signal along the longitudinal axis will be somewhat reduced compared to the case where the free end is at the distance D and that through the beam splitting device 107 is at an angle of 45 ° radiated oblique club is slightly increased. The reduction or the increase cause that the two radiated lobes after division are substantially equal in terms of their energy distribution. Since the size of the lobes is related to the energy contained in the signal, both signals may have the same energy at a signal subdevice that extends farther than the antenna center.

Fig. 3 zeigt eine Antennenanordnung 302 aufweisend die Ablenkeinrichtung 100 und die Antenne 300. Die Antenne 300 ist mit dem Antennenschaft 301 in die Halteeinrichtung 104 eingeklemmt, so dass sie von der Halteeinrichtung 101 gehalten wird. Die Antenne 300 bildet zusammen mit der Ablenkvorrichtung 100 eine Mehrstrahlantenne 302. Fig. 3 shows an antenna assembly 302 comprising the deflector 100 and the antenna 300. The antenna 300 is clamped with the antenna shaft 301 in the retainer 104 so as to be held by the retainer 101. The antenna 300 forms, together with the deflection device 100, a multi-beam antenna 302.

Die Antenne 300 selbst ist eine Homantenne 300, welche im Bereich der U-förmigen Halteeinrichtung 101 zylindrisch geformt ist und sich in Richtung derThe antenna 300 itself is a Homantenne 300, which is cylindrically shaped in the region of the U-shaped holding device 101 and in the direction of

Ablenkvorrichtung 107 kegelförmig aufweitet, bis sich eine Antennenöffnung 303 bildet, welche im Wesentlichen parallel zu der Öffnung 105 der Halteklammer 101 angeordnet ist. Die Antennenöffnung 303 ist durch die Prozessabdeckung 306 verschlossen.Deflector 107 widens conically until an antenna opening 303 is formed, which is arranged substantially parallel to the opening 105 of the retaining clip 101. The antenna opening 303 is closed by the process cover 306.

Aufgrund der seitlichen Führung durch die Halteklammer 101 lässt sich die Antenne 300 während des Montageprozesses entlang ihrer Längsachse 304 parallel zu der Wandhalteeinrichtung 106 verschieben. Die Flansche 101a und 101b können als eine Führung für die Antenne beim Positionieren dienen.Due to the lateral guidance by the retaining clip 101, the antenna 300 can be displaced parallel to the wall holding device 106 along its longitudinal axis 304 during the assembly process. The flanges 101a and 101b may serve as a guide for the antenna in positioning.

Innerhalb des Antennenschafts 301 ist ein in Fig. 3 nicht dargestellter Sensor, ein HF-Modul oder eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung angeordnet. Dieser Sensor sorgt für die Erzeugung eines Signals, welches sich entlang der Längsachse 304 der Antenne in Richtung der Signalteileinrichtung 107 ausbreitet. Die radiale Richtung ist durch die Radialachse 305 dargestellt, welche senkrecht zu der Längsachse 304 verläuft. Bei dem ausgesendeten Signal kann es sich um ein elektromagnetisches Signal handeln.Within the antenna shaft 301 is an in Fig. 3 not shown sensor, an RF module or a transmitting and / or receiving device arranged. This sensor provides for the generation of a signal which propagates along the longitudinal axis 304 of the antenna in the direction of the signal subdevice 107. The radial direction is represented by the radial axis 305 which is perpendicular to the longitudinal axis 304. The emitted signal may be an electromagnetic signal.

Beispielsweise kann es sich bei dem Signal um ein Radarsignal in einem Frequenzbereich von 26 GHz handeln. Das Signal kann auch aus dem Frequenzspektrum von 6 bis 79 GHz gewählt werden. Oft werden Signale mit einer Frequenz von 6 GHz, 10 GHz, 24 GHz, 25.3 GHz, 60 GHz, 79 GHz eingesetzt.For example, the signal may be a radar signal in a frequency range of 26 GHz. The signal can also be selected from the frequency spectrum from 6 to 79 GHz. Often signals with a frequency of 6 GHz, 10 GHz, 24 GHz, 25.3 GHz, 60 GHz, 79 GHz are used.

Als Befestigungseinrichtungen 102a, 103a und nicht sichtbar 102b, 103b sind zwei beabstandete Löcher vorgesehen, welche auf einer gedachten Geraden liegen. Diese gedachte Gerade liegt parallel zu der Längsachse 304 der Antenne 300. Durch die Befestigungseinrichtungen 102a, 103a, 102b, 103b lässt sich eine Ebene legen, die parallel zu der Ausbreitungsrichtung 403 des Signals liegt. Die Mitten der Löcher 102a, 103a liegen in der Ebene.As fastening devices 102a, 103a and not visible 102b, 103b, two spaced holes are provided, which lie on an imaginary line. This imaginary straight line is parallel to the longitudinal axis 304 of the antenna 300. The fastening devices 102a, 103a, 102b, 103b allow a plane to lie which lies parallel to the propagation direction 403 of the signal. The centers of the holes 102a, 103a lie in the plane.

Die Antenne 300 ist im Wesentlichen ein passives Bauelement, welches für die Strahlformung des von dem Sensor erzeugten Signals sorgt. Das mag bedeuten, dass die Antenne für eine Antennencharakteristik des sich ausbreitenden Signals sorgt und die Ausbreitungsrichtung sowie den Signalweg vorgibt. Bei der Antenne 300 kann es sich um eine Kunststoffantenne mit metallischer Beschichtung handeln. Zum Schutz vor in den innen hohlen Antennenkörper 300 eindringende Materie ist vor der Antenne eine Verkapselung 306 (encapsulation) oder eine Prozessabtrennung 306 (process isolation system) angeordnet. Die Prozessabtrennung trennt das Innere der Antenne 300 von der umgebenden Atmosphäre oder von bei einem chemischen Prozess entstehenden Gase ab. Die Verkapselung weist eine Kegelform auf, die ebenfalls zur Strahlformung und Vorgabe des Signalwegs eines von der Antenne 300 ausgesendeten Signals sorgt. Die Verkapselung ist aus einem für elektromagnetische Wellen durchlässigen Material beschaffen. Da im Wesentlichen nur ein einziger Sensor in der Antenne 300 für die Anregung des Signals sorgt, mag von der Antenne 300 auch im Wesentlichen nur ein Signal mit einer einzigen Hauptstrahlrichtung erzeugt werden, welche entlang der Längsachse 304 in Richtung auf die Signalteileinrichtung 107 gerichtet ist.The antenna 300 is essentially a passive device that provides for the beam shaping of the signal generated by the sensor. This may mean that the antenna provides an antenna characteristic of the propagating signal and defines the propagation direction and the signal path. The antenna 300 may be a plastic antenna with a metallic coating. For protection against penetrating matter inside the hollow antenna body 300, an encapsulation 306 (encapsulation) or a process isolation 306 (process isolation system) is arranged in front of the antenna. The process separation separates the interior of the antenna 300 from the surrounding atmosphere or gases resulting from a chemical process. The encapsulation has a conical shape, which also provides beam shaping and presetting of the signal path of a signal emitted by the antenna 300. The encapsulation is made of a permeable to electromagnetic waves material. Since essentially only a single sensor in the antenna 300 provides for the excitation of the signal, the antenna 300 may also generate substantially only one signal with a single main beam direction directed along the longitudinal axis 304 in the direction of the signal subdevice 107.

In Fig. 3 ist im Übergangsbereich von der Wandhaltevorrichtung 106 zu der Signalteileinrichtung 107 die Winkeleinstelleinrichtung 307 dargestellt. Diese Winkeleinstelleinrichtung 307 ist eingerichtet, einen Winkelbereich zwischen der Ebene der Wandbefestigungseinrichtung 106 und der durch die Signalteileinrichtung 107 gebildeten Ebene in einem Bereich einzustellen. Folglich kann der Winkel α der Signalteileinrichtung 107 eingestellt werden. Die Winkeleinstelleinrichtung 307 kann den Winkel von 22,5° einstellen. Zur Feineinstellung kann der Winkel auch in einem Bereich von ±5° um den Winkel von 22,5° herum eingestellt werden. Somit kann die Signalteileinrichtung 107 in einem Bereich von 22° bis 23° eingestellt werden. In einem anderen Beispiel kann eine eingestellter Winkel auch in einem Bereich von ± 10° eingestellt werden, also in einem Bereich von 21,5° bis 23,5°. Die Winkeleinstellung kann auch genutzt werden, um Abweichungen der Länge L der Signalteileinrichtung auszugleichen. Wenn die Länge L der Signalteileinrichtung 107 angepasst wird kann der Winkelbereich auch größer sein.In Fig. 3 the angle adjustment device 307 is shown in the transition region from the wall holding device 106 to the signal subdevice 107. This Winkeleinstelleinrichtung 307 is adapted to adjust an angular range between the plane of the wall mounting means 106 and the plane formed by the signal subdevice 107 in a range. Consequently, the angle α of the signal dividing device 107 can be adjusted. The Winkeleinstelleinrichtung 307 can adjust the angle of 22.5 °. For fine adjustment, the angle can also be adjusted within a range of ± 5 ° by the angle of 22.5 °. Thus, the signal dividing device 107 can be set in a range of 22 ° to 23 °. In another example, a set angle may also be set in a range of ± 10 °, that is, in a range of 21.5 ° to 23.5 °. The angle adjustment can also be used to detect deviations in the length L of the Balance signal subdevice. If the length L of the signal subdevice 107 is adjusted, the angular range can also be greater.

Es ist aber mit der Winkeleinstelleinrichtung 307 auch möglich, die Ausbreitungsrichtung und/oder die Signalenergie der geteilten Signale einzustellen. Insbesondere, wenn die Länge L größer als L > r sin α

Figure imgb0002
ist, kann die Verteilung der Signalenergie der sich ergebenden Keulen eingestellt werden. Denn je weiter die Signalteileinrichtung 107 die Öffnung der Antenne abdeckt, desto kleiner ist die Energie des Signals, das sich parallel zu der Antenennachse weiterbewegt. Die Winkeleinstelleinrichtung 307 erlaubt einen entsprechend wählbaren Winkelbereich bereitzustellen.However, it is also possible with the angle setting device 307 to set the propagation direction and / or the signal energy of the divided signals. In particular, if the length L is greater than L > r sin α
Figure imgb0002
is, the distribution of the signal energy of the resulting lobes can be adjusted. Because the further the signal subdevice 107 covers the opening of the antenna, the smaller the energy of the signal, which moves parallel to the antenna axis. The Winkeleinstelleinrichtung 307 allows to provide a selectable angular range.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht einer Antennenanordnung 302 über einem Messobjekt 400. Bei dem Messobjekt 400 kann es sich um ein Fluid handeln, welches sich in einer Richtung 401 bewegt. Mit der Messanordnung 302, welche im Wesentlichen bezogen auf die Längsachse 304 senkrecht über dem Messobjekt 400 angeordnet ist, kann die Pegelhöhe des Messobjekt 400 sowie die Fließgeschwindigkeit des Messobjekt 400 in der Fließrichtung 401 erfasst werden. Statt der Pegelhöhe und der Fliessgeschwindigkeit von dem selben Messobjekt 400 kann auch die Pegelhöhe und die Fließgeschwindigkeit von unterschiedlichen Messobjekten ermittelt werden. Die Pegelhöhe kann durch eine Entfernungsessung und die Fließgeschwindigkeit durch eine Frequenzverschiebung nach dem Dopplereffekt bestimmt werden. Die Halteeinrichtung 101 ist so eingerichtet, dass mittels der Befestigungseinrichtungen 102a, 103a und mittels der in Fig. 4 nicht erkennbaren Befestigungseinrichtungen 102b, 103b die Antennenlängsachse 304 in dem Abstand D von der Wandbefestigungseinrichtung 106 entfernt gehalten wird, so dass die Längsachse 304 der Antenne 300 im Wesentlichen parallel zu der von der Wandbefestigungseinrichtung 106 gebildeten Ebene verläuft. Der Abstand D mag dem Außenradius r der Antenne 300 an seiner weitesten Aufweitung entsprechen. Fig. 4 11 shows a side view of an antenna arrangement 302 above a measurement object 400. The measurement object 400 may be a fluid that moves in a direction 401. With the measuring arrangement 302, which is arranged substantially vertically with respect to the longitudinal axis 304 above the measurement object 400, the level height of the measurement object 400 and the flow velocity of the measurement object 400 in the flow direction 401 can be detected. Instead of the level height and the flow velocity of the same measurement object 400, the level height and the flow velocity of different measurement objects can also be determined. The level height can be determined by a distance measurement and the flow rate by a frequency shift after the Doppler effect. The holding device 101 is set up such that by means of the fastening devices 102a, 103a and by means of the in Fig. 4 unrecognizable fasteners 102b, 103b, the antenna longitudinal axis 304 is kept at the distance D from the wall attachment means 106, so that the longitudinal axis 304 of the antenna 300 is substantially parallel to the plane formed by the wall attachment means 106. The distance D may correspond to the outer radius r of the antenna 300 at its widest widening.

Durch diese Anordnung 302 mag die Antennenöffnung 303 oder die Apertur 303 der Antenne 300 im Wesentlichen senkrecht zu der Wandbefestigungseinrichtung 106 verlaufen. Die Apertur 303 mag parallel zu einer Unterkante 402 von zumindest einem der Halteflansche 101a, 101b angeordnet sein. Die Prozessabtrennung 306 ist zwischen Sensor und Messobjekt 400 angeordnet.By this arrangement 302, the antenna opening 303 or the aperture 303 of the antenna 300 may extend substantially perpendicular to the wall fastening device 106. The aperture 303 may be disposed parallel to a lower edge 402 of at least one of the support flanges 101a, 101b. The process separation 306 is arranged between the sensor and the measurement object 400.

Die Antenne 300 erzeugt ein Antennensignal, welches sich in der durch den Pfeil 403 angedeuteten Richtung im Wesentlichen senkrecht auf das Messobjekt 400 zubewegt. Die Ausbreitungsrichtung verläuft im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 304. Durch das Aussrichtung der Antennenöffnung 303 im Wesentlichen senkrecht zu der Wandbefestigungseinrichtung 106, mag die Längsachse 304 das Maß vorgeben, bis zu dem das freie Ende 110 der Signalteileinrichtung 107 aufgebogen wird. Für die Feineinstellung eines Winkels oder Winkelbereiches ist die Winkeleinstelleinrichtung 307 im Scheitel des Winkels α vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass gute Ergebnisse erreicht werden können, wenn das freie Ende leicht über die Längsachse hinausreicht. Das Hinausreichen kann durch das Verlängern der Länge L bei einem festen Winkel α und/oder durch das Verändern des Winkels α bei einer festen Länge L erreicht werden. Zum Einstellen kann ein Testsignal über die Anordnung 302 verschickt werden und während des Versendens kann das Poldiagramm der Signalkeulen, wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt, betrachtet werden. Es kann dann eine Anpassung des Winkels α und der Länge L erfolgen, bis die Keulen die gewünschte Form haben. Die gewünschte Form der Keulen kann von einem vorgebbaren Energieverlauf und/oder von einer vorgebbaren Ausrichtung der Keulen abhängen. Beispielsweise kann ein gewünschtes Ergebnis sein, dass sich bezogen auf die Antennenlängsache 304 das erste Teilsignal entlang der Längsachse 304 und das zweite Teilsignal in einem Winkel von 45° bezogen auf die Längsachse 304 ausbreitet und beide Signale die gleiche Energie haben.The antenna 300 generates an antenna signal, which moves in the direction indicated by the arrow 403 direction substantially perpendicular to the measurement object 400. The propagation direction runs essentially parallel to the longitudinal axis 304. By aligning the antenna opening 303 essentially perpendicular to the wall fastening device 106, the longitudinal axis 304 may specify the extent to which the free end 110 of the signal subassembly 107 is bent. For the fine adjustment of an angle or angular range, the angle adjustment device 307 is provided at the vertex of the angle α. It has been shown that good results can be achieved if the free end extends slightly beyond the longitudinal axis. The addition can be achieved by extending the length L at a fixed angle α and / or by changing the angle α at a fixed length L. For adjustment, a test signal may be sent via the array 302, and during transmission, the pole diagram of the signal lobes, such as in FIG Fig. 7 shown, are considered. An adjustment of the angle α and the length L can then take place until the lobes have the desired shape. The desired shape of the lobes can depend on a specifiable energy profile and / or on a predeterminable orientation of the lobes. For example, a desired result may be that with respect to the antenna length 304, the first sub-signal propagates along the longitudinal axis 304 and the second sub-signal propagates at an angle of 45 ° with respect to the longitudinal axis 304 and both signals have the same energy.

Da sich die Längsachse 304 auf der Höhe D oder im Abstand D befindet, die/der von der Befestigungseinrichtung 102a, 103a vorgegeben ist, mag die Höhe D der Aufbiegung auch von der Lage der Befestigungseinrichtung 102a, 103a abhängen. Jedoch mag die Aufbiegung nicht geringer als der Radius r der Antennenöffnung sein. Das Signal 403 bewegt sich im Wesentlichen in einem Bereich von der Antennenöffnung 303 bis zum freien Ende 110 der Signalteileinrichtung 107 senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Messobjekts 400. In diesem Nahfeld entspricht die Längsachse 304 im Wesentlichen dem Signalweg des Signals.Since the longitudinal axis 304 is at the height D or at the distance D which is predetermined by the fastening device 102a, 103a, the height D of the bend may also depend on the position of the fastening device 102a, 103a. However, the bend may not be less than the radius r of the antenna opening. The signal 403 moves substantially in a region from the antenna opening 303 to the free end 110 of the signal subdevice 107 perpendicular to the direction of movement of the measurement object 400. In this near field, the longitudinal axis 304 substantially corresponds to the signal path of the signal.

Die Signalteileinrichtung 107 ist so eingerichtet, dass das Signal, welches sich von der Antenne 300 mit einer Hauptstrahlrichtung in Richtung 403 bewegt und auf die Signalteileinrichtung 107 auftrifft, in zumindest zwei Teile aufgeteilt wird. So mag im Bereich des freien Endes 110 das einzige Antennensignal, welches die Antenne 300 vor dem Auftreffen auf die Signalteileinrichtung 107 verlässt, in zwei Teile aufgeteilt werden.The signal dividing means 107 is arranged such that the signal which moves from the antenna 300 in a direction of main beam in the direction 403 and impinges on the signal dividing means 107 is divided into at least two parts. Thus, in the region of the free end 110, the only antenna signal which leaves the antenna 300 before impinging on the signal-splitting device 107 may be divided into two parts.

Ein erster Teil des Signals, welcher im Wesentlichen nicht von der Signalteileinrichtung 107 beeinflusst, umgelenkt oder abgeschattet wird, mag sich auch nach dem Passieren des freien Endes 110 der Signalteileinrichtung 107, d.h. im Fernfeld, im Wesentlichen in senkrechter Richtung in der Ausbreitungsrichtung 403 weiterbewegen. Jedoch mag sich die Energie dieses Signals im Wesentlichen halbiert haben. Der andere Teil des Signals, im Wesentlichen derjenige Anteil des Signals, welcher die Antenne 300 als ein einziges Signal verlässt und von der Signalteileinrichtung 107 in seiner Ausbreitung behindert wird, mag sich unter einem Winkel zu der Ausbreitungsrichtung 403 und insbesondere in einem Winkel zu der Längsachse 304 in Richtung des Messobjektes 400 bewegen. Bei einem eingestellten Winkel α von 22,5° der Signalteileinrichtung 107 mag sich der Winkel, in dem sich das zweite Signal fortbewegt, zu im Wesentlichen 45° ergeben. Durch die Signalteileinrichtung 107 mag sich das einzige Antennensignal, welches die Antenne 300 verlässt, in zwei Signale mit unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung aufteilen.A first part of the signal, which is essentially not influenced, deflected or shadowed by the signal subdevice 107, may continue to move in the propagation direction 403 even after passing the free end 110 of the signal subdevice 107, ie in the far field. However, the energy of this signal may have been substantially halved. The other part of the signal, essentially that part of the signal which leaves the antenna 300 as a single signal and is impeded in its propagation by the signal splitter 107, may be at an angle to the propagation direction 403 and in particular at an angle to the longitudinal axis 304 in the direction of the measuring object 400 move. At a set angle α of 22.5 ° of the signal subdevice 107, the angle at which the second signal travels may amount to substantially 45 °. By the signal subdevice 107, the only antenna signal, which the Antenna 300 leaves, split into two signals with different propagation direction.

In einem Antennendiagramm dargestellt ergibt sich ein Antennensignal mit zwei Hauptstrahlrichtungen. Die Fig. 5 zeigt eine Unteransicht der Antennenanordnung 302 in der durch den Buchstaben A gezeigten Richtung der Fig. 4. In der Unteransicht ist der rechteckförmige Querschnitt der Signalteileinrichtung 107 zu sehen. Die Unteransicht zeigt eine Projektion der Signalteileinrichtung 107 auf die Fläche der Antennenöffnung 303 (in Fig. 5 ist die Prozessabtrennung 306 nicht gezeigt), das heißt Fig. 5 zeigt die Unterseite der Signalteileinrichtung 107. Ferner ist die Winkeleinstelleinrichtung 307 zu erkennen, mit der der Winkel α und somit bei fester Länge L der Signalteileinrichtung 107 der von der Signalteileinrichtung 107 verdeckte Bereich der Antennenöffnung 303 einstellbar ist. Es ist in Fig. 5 zu erkennen, dass die Länge D des abgedeckten Bereichs D im Wesentlichen dem Außenradius r der Antenne 300 entspricht, wodurch im Wesentlichen die Hälfte der Antennenöffnung 303 durch die Signalteileinrichtung 107 abgedeckt wird. Somit kann sich im Wesentlichen nur ein Signal, welches von der Öffnung generiert wird, die nicht von der Signalteileinrichtung 107 verdeckt wird, im Wesentlichen frei in Richtung des Messobjektes 400 bewegen. In anderen Worten entstammt dieses nicht blockierte Signal aus einem halbkreisförmigen Bereich der Antennenöffnung. Wenn sich die Antennenlängsachse 304, weiter als die Länge r von der Wandbesfestigungseinrichtung 106 oder der Winkeleinstelleinrichtung 307 entfernt befindet, muss die Signalteileinrichtung 107 entsprechend weiter bis zu der Längsachse 304 oder darüber hinaus aufgebogen werden und eine entsprechende Länge L aufweisen.Shown in an antenna diagram results in an antenna signal with two main beam directions. The Fig. 5 shows a bottom view of the antenna assembly 302 in the direction shown by the letter A of the Fig. 4 , In the bottom view, the rectangular cross section of the signal subdevice 107 can be seen. The bottom view shows a projection of the signal subdevice 107 onto the surface of the antenna opening 303 (in FIG Fig. 5 the process separation 306 is not shown), that is Fig. 5 shows the bottom of the signal subdevice 107. Furthermore, the Winkeleinstelleinrichtung 307 can be seen, with the angle α and thus at a fixed length L of the signal subdevice 107 of the signal subunit 107 hidden area of the antenna opening 303 is adjustable. It is in Fig. 5 to recognize that the length D of the covered region D substantially corresponds to the outer radius r of the antenna 300, whereby substantially half of the antenna opening 303 is covered by the signal dividing means 107. Thus, essentially only a signal which is generated by the opening, which is not covered by the signal-dividing device 107, can move substantially freely in the direction of the measurement object 400. In other words, this unblocked signal originates from a semicircular region of the antenna opening. When the antenna longitudinal axis 304 is farther than the length r from the wall fastener 106 or the angle adjuster 307, the signal splitter 107 must be further bent up to the longitudinal axis 304 or beyond and have a corresponding length L.

Nach dem Umlenken breiten sich zwei Signale in Richtung des Messobjekts 400 aus. Ein Signal, welches der Ausbreitungsrichtung 403 oder der Längsachse 304 folgt und ein anderes Signal, welches sich im Wesentlichen in einem Winkel zu 45° zu der Ausbreitungsrichtung 403 ausbreitet. Nach Auftreffen der Signale auf dem Messobjekt 400 werden die beiden Signale unabhängig voneinander von dem Messobjekt reflektiert, so dass sich im Wesentlichen ein erstes Signal in einer zu der Richtung 403 entgegengesetzten Richtung auf die Signalteileinrichtung 107 zubewegt und sich ein zweites Signal im Wesentlichen unter einem Winkel von 45° auf die Signalteileinrichtung 107 zubewegt. Beide Signale treffen wiederum auf der Signalteileinrichtung 107 als Reflexionssignal auf. Nach der Reflexion an der Signalteileinrichtung 107 bewegen sich beide Signale in einer im Wesentlichen zur Signalausbreitungsrichtung 403 entgegengesetzter Richtung auf die Antenne 300 zu, wo diese Signale auf den in der Antenne 300 angeordneten Sensor treffen können.After the deflection, two signals propagate in the direction of the measurement object 400. A signal which follows the propagation direction 403 or the longitudinal axis 304 and another signal which propagates substantially at an angle of 45 ° to the propagation direction 403. After hitting the signals on the Measurement object 400, the two signals are reflected independently of each other by the measurement object, so that substantially a first signal in the direction 403 opposite direction to the signal subdevice 107 moves and a second signal substantially at an angle of 45 ° to the signal subdevice 107 moved. Both signals in turn meet on the signal subdevice 107 as a reflection signal. After the reflection at the signal-dividing device 107, both signals move in a direction substantially opposite to the direction of signal propagation 403 towards the antenna 300, where these signals can strike the sensor arranged in the antenna 300.

Aufgrund der unterschiedlichen Winkel der Ausbreitungsrichtungen der Signale zu der Längsachse 304 ergeben sich unterschiedliche Laufzeiten der Signale, so dass zwar beide Signale von derselben Quelle, d.h. dem Sensor, stammen, jedoch unabhängig voneinander und im Wesentlichen zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgrund der unterschiedlichen zurückgelegten Wege empfangen werden. Trotzdem mögen beide Signale als gleichzeitige Signale, die zu gleichzeitigen Messungen gehören, bezeichnet werden, da die Messungen im Wesentlichen parallel ablaufen und unabhängig voneinander erfolgen können. Die Signale stammen jedoch von derselben Signalquelle und werden somit in demselben Messzyklus erfasst. Es kann auch ein separater Sensor für das Senden des Signals und für das Empfangen des Signals vorhanden sein.Due to the different angles of the propagation directions of the signals to the longitudinal axis 304, different durations of the signals result, so that both signals from the same source, i. the sensor, but are received independently and substantially at different times due to the different paths traveled. Nevertheless, both signals may be referred to as simultaneous signals pertaining to simultaneous measurements, since the measurements are substantially parallel and independent of each other. However, the signals come from the same signal source and are thus detected in the same measurement cycle. There may also be a separate sensor for transmitting the signal and receiving the signal.

Der Aufwand für die Signalauswertung kann hoch sein, wenn mittels eines FMCW-Verfahrens die Entfernung des Messobjekts durch das in 0° abgestrahlte Signal erfasst wird und gleichzeitig die Dopplerverschiebung des in 45° abgestrahlten FMCW-Signals erfasst werden soll.The cost of signal evaluation can be high when using an FMCW method, the distance of the object to be measured is detected by the 0 ° radiated signal and at the same time the Doppler shift of the radiated in 45 ° FMCW signal is to be detected.

Um den Aufwand für die Signalauswertung zu reduzieren kann als Sensor ein HF-Modul verwendet werden, das in einem Messzyklus im FMCW-Modus für die Distanzmessung und in einem anderen Messzyklus im CW (Continouse Wave)-Modus zur Dopplerauswertung betrieben wird. In anderen Worten mag das bedeuten, dass die Signale zwar von der selben Quelle stammen, dass diese Quelle jedoch zu unterschiedlichen Messzyklen unterschiedliche Sendeverfahren nutzt, beispielsweise zwischen einem FMCW-Sendeverfahren und einem CW-Sendeverfahren umschaltet. Bei Einsatz des FMCW-Verfahrens wird nur das sich entlang der Längsachse bewegende Signal ausgewertet und bei Einsatz des CW-Verfahrens wird nur der in einem Winkel abgestrahlte und reflektierte Signalteil berücksichtigt. Die Auswerteelektronik des Sensors ist entsprechend eingereichtet, um die unterschiedlichen Signale zu unterscheiden. Folglich erfolgen beide Messungen zeitlich nacheinander. Es entstehen jedoch immer beide aufgeteilten Signalanteile. Durch die Ausbildung der Signalverarbeitung wird jedoch der überflüssige Signalanteil verworfen. Bei der FMCW-Messung wird der unter dem Winkel empfangene Signalanteil verworfen und bei der CW Messung wird der Signalanteil verworfen, der sich entlang der Längsachse 304 ausbreitet. Trotzdem mag die Messung als eine gleichzeitige Messung der Distanz und der Fließgeschwindigkeit bezeichnet werden.To reduce the effort for signal evaluation, the sensor can be an RF module that can be used in one measurement cycle in FMCW mode for distance measurement and in another measurement cycle in CW (Continouse Wave) mode operated for Doppler evaluation. In other words, this may mean that, although the signals originate from the same source, this source uses different transmission methods at different measuring cycles, for example switching between an FMCW transmission method and a CW transmission method. When using the FMCW method, only the signal moving along the longitudinal axis is evaluated and, when using the CW method, only the signal part which is radiated and reflected at an angle is taken into account. The transmitter of the sensor is designed accordingly to differentiate the different signals. Consequently, both measurements take place one after the other. However, there are always both split signal components. Due to the formation of the signal processing, however, the superfluous signal component is discarded. In the FMCW measurement, the signal component received at the angle is discarded, and in the CW measurement, the signal component which propagates along the longitudinal axis 304 is discarded. Nevertheless, the measurement may be referred to as a simultaneous measurement of distance and flow rate.

Der Sensor, welcher sich innerhalb der Antenne 300 befindet, und/oder eine zugehörige Auswerteeinrichtung mag diese zu unterschiedlichen Zeitpunkten eintreffenden Signale verarbeiten können.The sensor, which is located within the antenna 300, and / or an associated evaluation device may be able to process these signals arriving at different times.

Die Fig. 6 zeigt die Antennenanordnung 302 mit einer Feldberechnung des Fernfeldes 600 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In der Fig. 6 ist die Energieverteilung eines von der Antennenanordnung 302 erzeugten Feldes in dB (Dezibel) oder dBi dargestellt. Das Feld 600 stellt die Energieverteilung in den jeweiligen Signalen dar. Vor dem Passieren der Signalteileinrichtung 107 wird die Form des Siganls 603 von der Antennencharakteristik der Antenne 300 bestimmt. Dieses direkt aus der Antenne stammende Signal 603 weist nur eine Hauptkeule auf. Erst nach dem Passieren der Signalteileinrichtung weist das geteilte Signal 600 im Wesentlichen zwei Hauptkeulen 601, 602 auf. Der Fig. 6 ist zu entnehmen, dass das Fernfeld 600, also das Feld zeitlich nach der Reflexion an der Signalteileinrichtung 107, die beiden Hauptkeulen 601 und 602 aufweist. Die Hauptkeulen sind im Wesentlichen durch Reflexionen an der Signalteileinrichtung 107 erzeugt worden. Das erste Signal 601 breitet sich im Wesentlichen weiter ungehindert entlang der Längsachse 304 aus. Das zweite Signal 602, das durch eine Reflexion und Umlenkung an der Signalteileinrichtung 107 entstanden ist, breitet sich in einem Winkel von in etwa 45° bezogen auf die Längsachse 304 aus. Die Energie des ursprünglichen Signal 603 ist auf die beiden Signale 601, 602 aufgeteilt. Das Teilungsverhältnis der Energie kann dadurch eingestellt werden, wie weit die Signalteileinrichtung 107 über die Längsachse 304 hinaus reicht.The Fig. 6 Figure 11 shows the antenna array 302 with a field calculation of the far field 600 according to an exemplary embodiment of the present invention. In the Fig. 6 For example, the energy distribution of a field generated by antenna array 302 is shown in dB (decibels) or dBi. The field 600 represents the energy distribution in the respective signals. Before passing through the signal dividing device 107, the shape of the signal 603 is determined by the antenna characteristic of the antenna 300. This directly from the antenna signal 603 has only one main lobe. Only after passing through the signal dividing means, the divided signal 600 has substantially two Main lobes 601, 602 on. The Fig. 6 It can be seen that the far field 600, that is to say the field after the reflection at the signal subdevice 107, has the two main lobes 601 and 602. The main lobes have been generated essentially by reflections on the signal subdevice 107. The first signal 601 propagates substantially further unhindered along the longitudinal axis 304. The second signal 602, which is caused by a reflection and deflection at the signal subdevice 107, propagates at an angle of approximately 45 ° relative to the longitudinal axis 304. The energy of the original signal 603 is split between the two signals 601, 602. The division ratio of the energy can be adjusted by how far the signal subdevice 107 extends beyond the longitudinal axis 304.

Die Fig. 7 zeigt eine Antennencharakteristik der in Fig. 6 dargestellten Antennenanordnung 302 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist ein Fernfeld der Antennenanordnung 302 dargestellt. Die Antennencharakteristik 600 ist in dem Polarkoordinatensystem 700 eingetragen. Das Polarkoordinatensystem 700 gibt in radialer Richtung den Energieverlauf eines Antennensignals an. Fig. 7 zeigt die Richtcharakteristik des Antennensystems mit der Ablenkvorrichtung 100. Aus der Richtcharakteristik ist der Abstrahlwinkel der beiden Keulen ersichtlich. Die beiden Keulen weisen im Wesentlichen einen Winkel von 45° zueinander auf. Es ist anhand der eingetragenen Skalierung in radialer Richtung zu erkennen, dass die beiden Keulen im Wesentlichen gleich groß sind, also im Wesentlichen die gleiche Energie aufweisen. In radialer Richtung des Polarkoordinatensystems 700, also von innen nach außen, ist der absolute Antennengewinn in der Einheit "dBi" angegeben, der von -15dBi in der Mitte des Diagramms bis +25 dBi am äußeren Rand des Diagramms reicht. Auch sind in dem Polarkoordinatensystem 700 die zwei Hauptkeulen 601 und 602 des umgelenkten Signals zu erkennen.The Fig. 7 shows an antenna characteristic of in Fig. 6 illustrated antenna assembly 302 according to an exemplary embodiment of the present invention. In particular, a far field of the antenna arrangement 302 is shown. The antenna characteristic 600 is registered in the polar coordinate system 700. The polar coordinate system 700 indicates in the radial direction the energy curve of an antenna signal. Fig. 7 shows the directional characteristic of the antenna system with the deflection device 100. From the directional characteristic of the radiation angle of the two lobes is visible. The two lobes essentially have an angle of 45 ° to each other. It can be seen on the basis of the registered scaling in the radial direction that the two lobes are essentially the same size, that is to say have substantially the same energy. In the radial direction of the polar coordinate system 700, ie from inside to outside, the absolute antenna gain is given in the unit "dBi", which ranges from -15dBi in the middle of the diagram to +25 dBi at the outer edge of the diagram. Also, in the polar coordinate system 700, the two main lobes 601 and 602 of the deflected signal can be seen.

In dem Antennendiagramm der Fig. 7 wird von einer Ausrichtung der Längsachse 304 parallel zu der bei 0° liegenden Achse ausgegangen. Es ist zu erkennen, dass sich die erste Hauptkeule 601 im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 304 ausbildet, während sich die zweite Hauptkeule in einem Winkel von im Wesentlichen 45° zu der Längsachse 304 ausbildet.In the antenna diagram of the Fig. 7 an orientation of the longitudinal axis 304 is assumed to be parallel to the axis lying at 0 °. It can be seen that the first main lobe 601 forms substantially parallel to the longitudinal axis 304, while the second main lobe forms at an angle of substantially 45 ° to the longitudinal axis 304.

Die Befestigungseinrichtung 102a, 102b, 103a, 103b ist zum Befestigen der Antenne 300 und zum Vorgeben einer Ausbreitungsrichtung des Signals der Antenne eingerichtet. Im Wesentlichen kann die Längsachse 304 der Antenne durch die Anordnung der Befestigungseinrichtung 102a, 103a, 102b, 103b eingestellt werden.The fastener 102a, 102b, 103a, 103b is configured to fix the antenna 300 and to specify a propagation direction of the signal of the antenna. In essence, the longitudinal axis 304 of the antenna can be adjusted by the arrangement of the fastener 102a, 103a, 102b, 103b.

Bei dem Material, aus dem die Signalteileinrichtung 107 gefertigt ist, kann es sich um ein reflektierendes Material und/oder um ein dielektrisches Material handeln. Bei Verwenden eines reflektierenden Materials, beispielsweise von Edelstahl, kann ein Reflektor gebildet werden, wenn das Material derart auf den Frequenzbereich des verwendeten Antennensignals eingestellt ist, so dass es in diesem Frequenzbereich das Signal gut reflektiert.The material from which the signal-dividing device 107 is made may be a reflective material and / or a dielectric material. When using a reflective material, such as stainless steel, a reflector can be formed when the material is adjusted to the frequency range of the antenna signal used so that it reflects the signal well in this frequency range.

Es ist auch möglich, die Signalteileinrichtung 107 aus einem dielektrischen Material zu fertigen, welches ein Sendesignal im Wesentlichen teilweise durchlässt. In diesem Fall könnte die Antennenöffnung 303 im Wesentlichen vollständig von der Signalteileinrichtung 107 abgedeckt werden, wobei sich dann das freie Ende 110 bis zu dem doppelten Radius 2r oder dem Durchmesser der Antennenöffnung 303 erstrecken kann. Auch die Verwendung des dielektrischen Materials sorgt für eine Strahlteilung und eine Ausbildung von zwei Hauptkeulen im Wesentlichen in 0°-Richtung und 45°-Richtung. Als dielektrisches Material kann ein Material mit einer Dielektrizitätszahl von ε in dem Bereich von 2 bis 10, insbesondere von 2 bis 3 gewählt werden. Beispielsweise kann Teflon, PTFE (Polytetrafluorethylen) oder PEEK (Polyether Ether Ketone) als dielektrisches Material für die Signalteileinrichtung 107 verwendet werden.It is also possible to fabricate the signal subdevice 107 from a dielectric material which substantially transmits a transmission signal substantially. In this case, the antenna opening 303 could be substantially completely covered by the signal splitting device 107, wherein then the free end 110 may extend to twice the radius 2r or the diameter of the antenna opening 303. Also, the use of the dielectric material provides beam splitting and formation of two main lobes substantially in the 0 ° and 45 ° directions. As the dielectric material, a material having a dielectric constant of ε in the range of 2 to 10, especially 2 to 3 can be selected. For example, Teflon, PTFE (polytetrafluoroethylene) or PEEK (polyether ether ketone) may be used as the dielectric material for the signal splitter 107.

Mittels der Winkeleinstelleinrichtung 307 kann ein Winkelbereich, beispielsweise ein Bereich von 20° bis 30°, bezogen auf die Ausbreitungsrichtung 403 oder die Längsachse 304 des Signals vorgegeben werden. In den Figuren Fig. 1 bis Fig. 7 wird von einem Winkel α von 22,5° bezogen auf die Ausbreitungsrichtung 304, 403 des Signals ausgegangen. Mit der Winkeleinstelleinrichtung 307 kann der Winkel der Signalteileinrichtung 107 oder des Reflektors 107 bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des Signals eingestellt werden.By means of the angle adjusting device 307, an angular range, for example a range of 20 ° to 30 °, based on the propagation direction 403 or the longitudinal axis 304 of the signal can be specified. In the figures Fig. 1 to Fig. 7 is assumed by an angle α of 22.5 ° with respect to the propagation direction 304, 403 of the signal. With the Winkeleinstelleinrichtung 307, the angle of the signal subdevice 107 or the reflector 107 can be adjusted with respect to the propagation direction of the signal.

Als Signal kann ein elektromagnetisches Signal, beispielsweise ein Radarsignal und/oder ein Mikrowellensignal genutzt werden. Entsprechend kann die Signalteileinrichtung 107 aus einem Material beschaffen sein, welches das elektromagnetische Signal und/oder das Mikrowellensignal gut reflektiert.As an electromagnetic signal signal, such as a radar signal and / or a microwave signal can be used. Accordingly, the signal subdevice 107 can be made of a material which reflects the electromagnetic signal and / or the microwave signal well.

Der Sensor, der das Signal erzeugt und/oder empfängt, mag als ein Zweileitersystem ausgebildet sein, so dass Energie ausschließlich über zwei Leitungen dem Sensor zugeführt wird. Über diese beiden Leitungen können eine Kommunikation und ein Austausch von Informationen stattfinden. Der Sensor kann auch als Vierleitersystem ausgeführt sein, bei dem die Kommunikation und der Energieaustausch über getrennte Leitungspaare erfolgt.The sensor that generates and / or receives the signal may be configured as a two-wire system so that power is supplied to the sensor via only two wires. These two lines can be used for communication and exchange of information. The sensor can also be designed as a four-conductor system, in which the communication and the energy exchange takes place via separate pairs of lines.

Durch die Befestigungseinrichtung 102a, 103a, 102b, 103b lässt sich eine Ebene legen, die parallel zu der Ausbreitungsrichtung des Signals 304, 403 liegt. In der Fig. 4 ist beispielsweise zu entnehmen, dass eine Ebene, welche durch die Befestigungsöffnungen 102a, 103a gelegt würde, mit der Längsachse 304 übereinstimmen würde. Die Antenne 300 weist eine Antennenöffnung 303 auf, wobei die Signalteileinrichtung 107 oder der Reflektor 107 im Wesentlichen die halbe Antennenöffnung 303 abdeckt. In anderen Worten deckt ein Querschnitt des Reflektors 107 die Hälfte der Fläche der Antennenöffnung ab.By the fastening device 102a, 103a, 102b, 103b, a plane can be set, which is parallel to the propagation direction of the signal 304, 403. In the Fig. 4 For example, it can be seen that a plane which would be laid through the attachment openings 102a, 103a would coincide with the longitudinal axis 304. The antenna 300 has an antenna opening 303, wherein the signal subdevice 107 or the reflector 107 covers substantially half the antenna opening 303. In other words, a cross section of the reflector 107 covers half the area of the antenna opening.

Der Reflektor 107 kann als Platte oder Blech ausgebildet sein und aus zumindest teilweise reflektierendem Material beschaffen sein. Die Breite B der Platte 107 kann größer oder gleich in doppeltem Radius r der Antennenöffnung 303 sein. Die Länge L der Platte 107 weist eine Länge auf, die dem Radius r der Antennenöffnung 303 geteilt durch den Sinus des Winkels α entspricht, in dem der Reflektor 107 bezogen auf die Ausbreitungsrichtung 403 oder die Längsachse 304 angeordnet ist.The reflector 107 may be formed as a plate or sheet and be made of at least partially reflective material. The width B of the plate 107 may be greater than or equal to twice the radius r of the antenna opening 303. The length L of the plate 107 has a length corresponding to the radius r of the antenna opening 303 divided by the sine of the angle α in which the reflector 107 is disposed with respect to the propagation direction 403 or the longitudinal axis 304.

Der Bereich um den Winkelbereich 22,5° mag die besondere Eigenschaft haben, dass ein einzelnes Antennensignal, welches auf eine Signalteileinrichtung 107, die in dem entsprechenden Winkel gebogen ist, auftrifft, in zwei Signale aufteilt, welche sich in unterschiedliche Richtungen ausbreiten. Diese beiden Signale mögen mit nur einer einzigen Signalquelle erzeugt werden. Der Abstrahlwinkel mag im Wesentlichen dem Auftreffwinkel auf dem Messobjekt 400 entsprechen. Ein Abstrahlwinkel von 45° stellt einen guten Kompromiss zwischen Reflexionseigenschaften einer sich bewegenden Oberfläche und dem sich daraus ergebenden Dopplereffekt dar. Es eignen sich aber auch andere Ablenkwinkel, die aus dem Bereich von 30° bis 60° gewählt werden, d.h. α zwischen 15° und 30°. Bei Abstrahlwinkeln kleiner 30° kann sich die Dopplerfrequenz zu stark reduzieren, sodass eine Auswertung schwierig wird. Bei Winkeln größer 60° kann sich die Empfangsamplitude sehr stark reduzieren, sodass eine Auswertung aufgrund der Pegelverhältnisse schwierig wird.The range around the angular range 22.5 ° may have the special property that a single antenna signal, which impinges on a signal subdevice 107 bent at the corresponding angle, splits into two signals which propagate in different directions. These two signals may be generated with only a single signal source. The emission angle may essentially correspond to the angle of incidence on the measurement object 400. A beam angle of 45 ° is a good compromise between reflective properties of a moving surface and the resulting Doppler effect. However, other deflection angles selected from the range of 30 ° to 60 ° are also suitable. α between 15 ° and 30 °. At beam angles smaller than 30 °, the Doppler frequency can be reduced too much, making evaluation difficult. At angles greater than 60 °, the reception amplitude can be greatly reduced, so that an evaluation is difficult due to the level conditions.

Die Signalteileinrichtung 107 der Ablenkvorrichtung 100 mag weiter eingerichtet sein, ein Reflexionssignal des ersten Teils 601 des Signals und ein Reflexionssignal des zweiten Teils 602 des Signals zu empfangen und so umzulenken, dass sich sowohl das Reflexionssignal des ersten Teils des Signals als auch das Reflexionssignal des zweiten Teils des Signals nach der Umlenkung in einer der Ausbreitungsrichtung entgegengesetzten Richtung auf die Antenne zu bewegen. Bei dieser Reflexion mag das Reflexionssignal durch eine Reflexion an dem Messobjekt entstehen. Die Umlenkung mag die Reflexion an der Signalteileinrichtung bezeichnen.The signal divider 107 of the diverter 100 may be further configured to receive and redirect a reflection signal of the first part 601 of the signal and a reflection signal of the second part 602 of the signal such that both the reflection signal of the first part of the signal and the reflection signal of the second one To move part of the signal after the deflection in a direction opposite to the propagation direction to the antenna. In this reflection, the reflection signal may arise due to a reflection on the measurement object. The deflection may refer to the reflection at the signal subdevice.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" und "aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "comprising" and "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims (15)

Ablenkvorrichtung (100) für eine Antenne (300), wobei die Antenne (300) zum Ausrichten eines Signals in eine Ausbreitungsrichtung (403) entlang eines Signalweges (304) eingerichtet ist, die Ablenkvorrichtung (100) aufweisend: eine Signalteileinrichtung (107); eine Halteeinrichtung (101); wobei die Halteeinrichtung (101) eingerichtet ist, die Signalteileinrichtung (107) in den Signalweg (304) des Signals zu positionieren; wobei die Signalteileinrichtung (107) eingerichtet ist, das Signal derart aufzuteilen, dass sich ein erster Teil (601) des Signals in Ausbreitungsrichtung bewegt und dass sich ein zweiter Teil (602) des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ausbreitungsrichtung bewegt. A deflection apparatus (100) for an antenna (300), wherein the antenna (300) is adapted to align a signal in a propagation direction (403) along a signal path (304), the deflection apparatus (100) comprising: a signal dividing device (107); a holding device (101); wherein the holding means (101) is arranged to position the signal dividing means (107) in the signal path (304) of the signal; wherein the signal dividing means (107) is arranged to divide the signal such that a first part (601) of the signal moves in the propagation direction and that a second part (602) of the signal moves at a predeterminable angle to the propagation direction. Ablenkvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Signalteileinrichtung (107) weiter eingerichtet ist, ein Reflexionssignal des ersten Teil (601) des Signals und ein Reflexionssignal des zweiten Teil (602) des Signals zu empfangen und so umzulenken, dass sich sowohl das Reflexionssignal des ersten Teils des Signals als auch das Reflexionssignal des zweiten Teils des Signals nach der Umlenkung in einer der Ausbreitungsrichtung entgegengesetzten Richtung bewegen.The deflection apparatus (100) of claim 1, wherein the signal dividing means (107) is further arranged to receive and deflect a reflection signal of the first part (601) of the signal and a reflection signal of the second part (602) of the signal so that both the reflection signal the first part of the signal as well as the reflection signal of the second part of the signal after the deflection in a direction opposite to the propagation direction move. Ablenkvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halteeinrichtung (101) eine Befestigungseinrichtung (102a, 103a, 102b, 103b) aufweist, wobei die Befestigungseinrichtung (102a, 103a, 102b, 103b) zum Befestigen der Antenne (300) und zum Vorgeben einer Ausbreitungsrichtung des Signals der Antenne eingerichtet ist.A deflection apparatus (100) according to claim 1 or 2, wherein said holding means (101) comprises attachment means (102a, 103a, 102b, 103b), said attachment means (102a, 103a, 102b, 103b) for fixing said antenna (300) and said antenna Predetermining a propagation direction of the signal of the antenna is set up. Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Signalteileinrichtung (107) einen Reflektor und/oder eine Platte aus dielektrischem Material aufweist.A deflection apparatus (100) according to any one of claims 1 to 3, wherein the signal dividing means (107) comprises a reflector and / or a plate of dielectric Material has. Ablenkvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der Reflektor (107) und/oder eine Platte (107) aus dielektrischem Material in einem Winkelbereich von 20° bis 30° bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des Signals angeordnet ist.A deflection apparatus (100) according to claim 4, wherein the reflector (107) and / or a plate (107) of dielectric material is arranged in an angular range of 20 ° to 30 ° with respect to the propagation direction of the signal. Ablenkvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der Reflektor (107) und/oder eine Platte (107) aus dielektrischem Material in einem Winkel von 22,5° bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des Signals angeordnet ist.A deflection apparatus (100) according to claim 4, wherein the reflector (107) and / or a plate (107) of dielectric material is disposed at an angle of 22.5 ° with respect to the propagation direction of the signal. Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Reflektor (107) und/oder eine Platte (107) aus dielektrischem Material eine Winkeleinstelleinrichtung (307) aufweist, mit der der Winkel des Reflektors (107) und/oder der Platte (107) aus dielektrischem Material bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des Signals einstellbar ist.A deflection apparatus (100) according to any one of claims 4 to 6, wherein the reflector (107) and / or a plate (107) of dielectric material comprises an angle adjusting means (307) with which the angle of the reflector (107) and / or the plate (107) is adjustable from dielectric material with respect to the propagation direction of the signal. Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der Reflektor zum Reflektieren eines elektromagnetischen Signals eingerichtet ist.A deflection apparatus (100) according to any one of claims 3 to 7, wherein the reflector is arranged to reflect an electromagnetic signal. Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Antenne (300) eine Antennenöffnung (303) aufweist;
wobei der Reflektor (107) eingerichtet ist, im Wesentlichen die halbe Antennenöffnung (303) abzudecken.
A deflection apparatus (100) according to any one of claims 4 to 8, wherein the antenna (300) has an antenna aperture (303);
wherein the reflector (107) is arranged to cover substantially half the antenna opening (303).
Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei die Antennenöffnung (303) einen Radius (r) aufweist;
wobei der Reflektor (107) eine Platte aus zumindest teilweise reflektierendem Material ist;
wobei die Platte eine Breite (B) aufweist, die größer als oder gleich dem doppeltem Radius der Antennenöffnung ist;
wobei die Platte eine Länge (L) aufweist, die dem Radius (r) der Antennenöffnung geteilt durch den Sinus des Winkels (α) entspricht, in dem der Reflektor (107) bezogen auf die Ausbreitungsrichtung angeordnet ist.
A deflection apparatus (100) according to any one of claims 4 to 9, wherein the antenna aperture (303) has a radius (r);
wherein the reflector (107) is a plate of at least partially reflective material;
the plate having a width (B) greater than or equal to twice the radius of the antenna aperture;
wherein the plate has a length (L) corresponding to the radius (r) of the antenna opening divided by the sine of the angle (α) in which the reflector (107) is arranged with respect to the propagation direction.
Antennenanordnung (302) aufweisend: eine Antenne (300); eine Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10; wobei die Antenne (300) mit der Ablenkvorrichtung (100) an der Halteeinrichtung (101) befestigt ist. Antenna arrangement (302) comprising: an antenna (300); a deflection device (100) according to any one of claims 1 to 10; wherein the antenna (300) with the deflection device (100) is attached to the holding device (101). Antennenanordnung nach Anspruch 11, die Antenne ferner aufweisend: einen Sensor; wobei der Sensor zur Füllstandmessung und zur Durchflussmessung eingerichtet ist. The antenna assembly of claim 11, the antenna further comprising: a sensor; wherein the sensor is adapted for level measurement and flow measurement. Antennenanordnung nach Anspruch 11 oder 12, die Antenne ferner aufweisend: einen Sensor; wobei der Sensor zur Füllstandmessung und zur Messung einer Fließgeschwindigkeit eingerichtet ist. An antenna arrangement according to claim 11 or 12, the antenna further comprising: a sensor; wherein the sensor is adapted for level measurement and for measuring a flow rate. Verfahren zur Strahlteilung aufweisend: Positionieren einer Signalteileinrichtung in den Signalweg eines Signals, das sich entlang einer Ausbreitungsrichtung ausbreitet; Aufteilen des Signals mit der Signalteileinrichtung derart, dass sich ein erster Teil des Signals in der Ausbreitungsrichtung bewegt und dass sich ein zweiter Teil des Signals unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ausbreitungsrichtung bewegt. Method for beam splitting comprising: Positioning a signal subdevice in the signal path of a signal propagating along a propagation direction; Splitting the signal with the signal splitting device such that a first part of the signal moves in the propagation direction and that a second part of the signal moves at a predeterminable angle to the propagation direction. Verwendung einer Ablenkvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder einer Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 zur Füllstandmessung und zur Durchflussmessung oder zur Füllstandmessung und zur Messung der Fließgeschwindigkeit mit nur einer einzigen Antenne und/oder mit nur einem einzigen Sensor.Use of a deflection device (100) according to one of claims 1 to 10 or an antenna arrangement according to one of claims 11 to 13 for level measurement and flow measurement or for level measurement and for measuring the flow rate with only a single antenna and / or with only a single sensor.
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