EP3149801A1 - Antennenanordnung - Google Patents

Antennenanordnung

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Publication number
EP3149801A1
EP3149801A1 EP14729255.1A EP14729255A EP3149801A1 EP 3149801 A1 EP3149801 A1 EP 3149801A1 EP 14729255 A EP14729255 A EP 14729255A EP 3149801 A1 EP3149801 A1 EP 3149801A1
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EP
European Patent Office
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antenna
arrangement
ball
clamping
antenna arrangement
Prior art date
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Application number
EP14729255.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3149801B1 (de
Inventor
Josef Fehrenbach
Daniel Schultheiss
Fritz Lenk
Klaus Kienzle
Jürgen Motzer
Thomas Deck
Johannes Falk
Jürgen SKOWAISA
Clemens Hengstler
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Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3149801A1 publication Critical patent/EP3149801A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3149801B1 publication Critical patent/EP3149801B1/de
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • H01Q1/1221—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element onto a wall
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • H01Q1/1214—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element through a wall
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems

Definitions

  • the present invention relates to an antenna arrangement for a measuring device according to the preamble of patent claim 1.
  • the prior art discloses various antenna arrangements for measuring devices with an antenna, with an antenna front edge, an antenna holder for pivotally mounting the antenna to a fastening device for arranging the antenna arrangement on a container, wherein the antenna holder is connected to the fastening device by means of a clamping arrangement.
  • Such arrangements are known, for example, from EP 1 615 007 B1 of the Applicant.
  • Measuring devices for determining a fill level or a limit ⁇ conditions of a medium in a container is known from the prior art.
  • Such an antenna arrangement which enables a pivotable attachment of a measuring device to the container, is disclosed in the patent mentioned above by the applicant.
  • the emitted measurement ⁇ signals for example, to the maximum of a bulk cone o- or to the minimum of the deduction cone are aligned. It may also be necessary to pre-irradiate on any container installations. For this it is necessary to swing the device.
  • a so-called ball socket is used, which is arranged in the region of a wave adapter on a waveguide for coupling a measuring signal into a parabolic antenna.
  • An antenna arrangement according to the invention for a measuring device has an antenna with an antenna front edge, wherein an antenna holder for pivotally mounting the antenna is provided on a fastening device for arranging the antenna arrangement, for example on a container or on a holder, for example, above a bulk material pile and wherein the Antenna assembly is connected by means of a clamping arrangement with the fastening device.
  • the antenna holder is designed as a spherical layer of a sphere, whereby the spherical layer has cover surfaces and bottom surfaces running parallel to one another, contains the center of the sphere and the emission surface is arranged within the sphere layer.
  • a radiating surface of the antenna in the present application is meant an oriented perpendicularly to the main emission direction of the antenna surface dung, the geometric limits the antenna in Hauptab ⁇ beam direction toward the front.
  • this is for example defined by a ⁇ rotate the edge of the antenna horn surface at a para- dish the area defined by the peripheral edge of the parabolic mirror and at a planar antenna, the plane of the radiating elements.
  • a spherical layer in the sense of the present application is a section of a plane bounded by two plane-parallel surfaces
  • Ball both surfaces, which are also referred to below as Deckflä ⁇ che and bottom surface intersect the ball.
  • the antenna arrangement according to the invention Due to the above-mentioned embodiment, it is possible to pivot the antenna of the antenna arrangement according to the invention in the fastening device without requiring additional space inside the container. It is possible in this way, the antenna arrangement according to the invention univer- use rope and in particular to install in pipes or nozzles that do not provide lateral space for pivoting the antenna inside the container.
  • a particularly simple attachment of the antenna arrangement to the fastening device results when the clamping arrangement is formed by the fastening tube direction and a preferably two-part clamping flange.
  • a particularly simple embodiment of such a clamping arrangement is achieved if the fastening device and / or the clamping flange each have a recess for the antenna holder, the inner surface of which is designed to correspond, preferably at least in sections, to a conical or spherical segment.
  • a conical or spherical segment-shaped configuration of the respective opening in the fastening device which may be configured, for example, as a clamping or screw-in for mounting the antenna assembly to a container and the clamping flange is achieved that the antenna holder sealingly and pivotally supported in the clamping arrangement and fixed by this can be.
  • the antenna holder has a limit stop for limiting a maximum pivot angle of the antenna.
  • a corresponding limit stop is preferably disposed exterior side to the antenna mount and can ⁇ example, as a circumferential, preferably be formed in the radial direction of the ball extending web.
  • Such a limit stop in particular prevents the antenna mount from being displaced beyond a maximum permissible pivot angle.
  • Such maximum allowable rotation angle can be preset, for example, in that a seal is no longer guaranteed when pivoting through the angle addition or Functionally ⁇ ness of the antenna would be impaired.
  • Such an impairment of the functionality of the antenna can beispielswei ⁇ se characterized caused that a light emitted from the antenna measuring signal would then no longer radiated into the container interior son ⁇ countries in the direction of the fastening device.
  • the maximum swing angle should not exceed 25 °. In particular, it may be useful to limit the maximum tilt angle to 15 °, preferably 10 °.
  • a height of the ball layer is preferably between 4 and a diameter the ball.
  • the center of the ball sits in the main direction of radiation of the antenna centered in the ball layer. It ensures a good clamping of the antenna mount in the Klemmanordnun and created a good adjustment.
  • the radiating surface of the antenna is preferably located in the main emission direction of the antenna in front of the center, since in this way it is achieved that the antenna does not radiate into the material of the fastening device but rather into the container during a pivoting relative to the fastening device.
  • the clamping arrangement on sealing devices which may be formed for example as a 0- ring.
  • the sealing device may, for example, be arranged between the fastening device and the clamping flange and act on the antenna holder, so that a sealing effect is exerted both by the sealing device and by a clamping action.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an antenna arrangement with a horn antenna
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an antenna impedance North ⁇ voltage with a planar antenna
  • 3 shows an enlarged detail of FIGS. 1 and 2
  • FIG. 4 shows a plan view from below of the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an antenna arrangement 1 with an antenna 3, which according to the exemplary embodiment in FIG. 1 is designed as a horn antenna.
  • An emitting surface 5 of the horn antenna 3 is defined in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 by a front edge of the antenna horn and aligned perpendicular to a main emission direction A of the horn antenna 3.
  • the horn antenna 3 is closed at the front by a lens 31, which however represents an optional component.
  • the reverse side of the Hornan ⁇ antenna 3 is fed via a waveguide 30 having a generated in a measuring electronics 4 measurement signal.
  • the waveguide may alternatively or additionally also be partially or completely filled with a dielectric (for example PP or PTFE).
  • the horn antenna 3 is formed in the present embodiment, a ⁇ lumps with an antenna holder 7 which is formed in egg nem front in the main direction A region of the antenna.
  • the antenna holder 7 is formed in the form of a spherical layer.
  • the antenna holder 7 is supported via a clamping arrangement 11, which is formed in the present embodiment by the interaction of a clamping flange 13 with a fastening device 9.
  • the fastening device 9 can, as illustrated here, be designed as a flange by means of which the antenna arrangement 1 can be fastened to a container.
  • an embodiment as a screw-in flange or welding flange is also conceivable.
  • the clamping flange 13 is connected in the present embodiment by means of clamping screws 14 with the fastening device 9.
  • clamping screws 14 of the clamping flange 13 By tightening the clamping screws 14 of the clamping flange 13 is tensioned in the direction of the fastening device 9 and thus the antenna holder 7 fixed relative to this.
  • Both the clamping flange 13 and the Fixed To ⁇ constriction device 9 have to correspond to the on Antennenhal ⁇ esterification 7 formed recesses in which it is attached ⁇ arranged.
  • Decisive for the generation of a Klemmwir ⁇ kung is that both the clamping flange 13 and the fastening device 9 include the antenna holder 7.
  • a maximum diameter of a recess formed by the clamping flange 13 and the fastening device 9 is within the arrangement.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an antenna arrangement ⁇ 1, wherein the antenna is 3 in the dargestell ⁇ th in Figure 2 embodiment as a planar antenna with a plurality of juxtaposed patch elements 32 designed.
  • the embodiment shown in FIG. 2 thus defines the emission surface 5 of the antenna 3 through the plane in which the patch elements 32 are arranged.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment from FIG. 1 only in that corresponding design of the antenna 3 as a planar antenna does not feed the antenna 3 via a waveguide 30 but via a supply line 33 which carries the planar antenna 3 with it the measuring electronics 4 connects takes place.
  • FIG. 3 shows a detail enlargement from FIGS. 1 and 2, in which the interaction of the clamping flange 13 with the fastening device 9 can be seen particularly well by the clamping effect achieved thereby on the antenna holder 7.
  • the clamping flange 13 is connected via clamping screws 14 with the fastening device 9, so that a pivoting of the antenna holder 7 without releasing the fastening device 9 is made possible by the container.
  • a limit stop 16 is Darge ⁇ represents the tion a maximum pivot angle of the Antennenhalte- 7 limits relative to the clamping arrangement.
  • the limit stop 16 is formed in the present embodiment as an integrally formed on the antenna mount 7 and extending in the radial direction circumferential ridge.
  • sealing device 18 showing ⁇ which is arranged between the clamping flange 13 and the fixing device 9 so that a sealing and
  • the sealing device 18 which is formed in the present embodiment as an O-ring, is arranged to the antenna ⁇ holder 7 adjacent to a circumferential step of the fastening device 9.
  • the clamping flange 13 has a web corresponding to this peripheral step, which exerts an additional pressure on the sealing device 18 and thus compresses it, so that a ver ⁇ improved sealing effect is achieved.
  • FIG. 4 shows a plan view from below of the arrangement from FIG. 1 or FIG. 2.
  • the individual patch elements 32 from FIG. 4 shows a plan view from below of the arrangement from FIG. 1 or FIG. 2.
  • the individual patch elements 32 from FIG. 4 are identical to FIG. 4 in the illustration shown in FIG. 4, the individual patch elements 32 from FIG. 4 in the illustration shown in FIG. 4, the individual patch elements 32 from FIG. 4 in the illustration shown in FIG. 4, the individual patch elements 32 from FIG. 4
  • FIG. 4 instead shows flushing nozzles 20 which are provided in the antenna mount 7.
  • the rinsing nozzles 20 are configured and arranged such that they produce an air flow for cleaning and cooling the antenna 3, which is directed radially inwards from the rinsing nozzles 20.
  • six individual rinsing nozzles 20 are shown, but embodiments with more or fewer rinsing nozzles or a circumferential rinsing channel are also conceivable for generating an air stream flowing through the antenna.
  • the spray nozzles are arranged such that the lens 31 is open from soiling ⁇ purified. It should be noted at this point that in addition to the embodiment shown in Figure 1 and 2 with an antenna and a planar antenna and other antenna ⁇ forms, especially with and without interaction with a lens are possible without departing from the spirit of the present invention.

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Abstract

Antennenanordnung (1) für ein Messgerät mit - einer Antenne (3), mit einer Abstrahlfläche (5), - einer Antennenhalterung (7) zur schwenkbaren Befestigung der Antenne an einer Befestigungsvorrichtung (9), zur Anordnung der Antennenanordnung (1) an einem Behälter oder einer sonstigen Befestigungsmöglichkeit zum Beispiel über einer Schütthalde, wobei die Antennenhalterung (7) mittels einer Klemmanordnung (11) mit der Befestigungsvorrichtung (9) verbunden ist, wobei die Antennenhalterung (7) als Kugelschicht einer Kugel ausgebildet ist, wobei die Kugelschicht zueinander parallel verlaufende Deck- und Bodenflächen (71, 71) aufweist, den Mittelpunkt (M) der Kugel enthält und die Abstrahlfläche (5) innerhalb der Kugelschicht angeordnet ist.

Description

Antennenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für ein Messgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Antennenanordnungen für Messgeräte mit einer Antenne, mit einer Antennenvorderkante, einer Antennenhalterung zur schwenkbaren Befestigung der Antenne an einer Befestigungsvorrichtung zur Anordnung der Antennenanordnung an einem Behälter bekannt, wobei die Antennenhalterung mittels einer Klemmanordnung mit der Befestigungsvorrichtung verbunden ist. Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der EP 1 615 007 Bl der Anmelderin bekannt. Messgeräte zur Bestimmung eines Füllstands oder eines Grenz¬ stands eines Mediums in einem Behälter ist aus dem Stand der Technik bekannt. Eine solche Antennenanordnung, die eine schwenkbare Befestigung eines Messgeräts an dem Behälter ermöglicht ist in der oben genannten Patentschrift der Anmelde- rin offenbart. Es sind außerdem verschiedene andere berüh¬ rungslos arbeitende Füllstandsmessgeräte erhältlich, die bei¬ spielsweise auf dem Ultraschallprinzip und/oder dem Radarprinzip und/oder dem Mikrowellenprinzip basieren. Entsprechende Füllstandsmessgeräte werden in einem Behälterdeckel und ober- halb eines maximal zu erwartenden Füllstands des Mediums in dem Behälter montiert und senden im Inneren des Behälters Messsignale in Richtung des Mediums. An einer Oberfläche des Mediums werden die Messsignale zum Messgerät reflektiert und in diesem detektiert. Aus einer Laufzeit der reflektierten Messsignale kann dann ein Füllstand des Mediums in dem Behäl¬ ter ermittelt werden. Nach dem Stand der Technik sind außerdem Grenzstandsmessgeräte bekannt, die in Höhe eines zu detektierenden Füllstandes mon¬ tiert werden und ein Überschreiten dieses Füllstandes detek- tieren .
Insbesondere bei der Detektion von Füll- oder Grenzständen von Schüttgütern ist es notwendig, dass die ausgesandten Mess¬ signale beispielsweise auf das Maximum eines Schüttkegels o- der auf das Minimum des Abzugskegels ausgerichtet werden. Auch kann es notwendig sein an irgendwelchen Behältereinbauten vor- beizustrahlen . Hierzu ist es notwendig das Gerät zu schwenken.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Antennenanordnungen der Anmelderin wird hier auf einen sogenannten Kugelstut- zen zurückgegriffen, der im Bereich eines Wellenadapters an einem Hohlleiter zur Einkopplung eines Messsignals in eine Parabolantenne angeordnet ist.
An der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung wird es als nachteilig empfunden, dass bei dieser die Antenne weit ins Behälterinnere ragt und daher bei einer Anpassung eine Aus¬ richtung der Antenne einen großen Schwenkbereich im Inneren des Behälters in Anspruch nimmt. Insbesondere bei einer Anord¬ nung der Antenne in Rohren oder Stutzen kann dies eine Verwen- dung solcher Antennen erschweren oder unmöglich machen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine aus dem Stand der Technik bekannte Antennenanordnung derart weiterzu¬ bilden, dass diese Probleme nicht mehr auftreten.
Diese Aufgabe wird durch eine Antennenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun¬ gen sind in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben. Eine erfindungsgemäße Antennenanordnung für ein Messgerät weist eine Antenne mit einer Antennenvorderkante auf, wobei eine Antennenhalterung zur schwenkbaren Befestigung der Antenne an einer Befestigungsvorrichtung zur Anordnung der Anten- nenanordnung bspw. an einem Behälter oder an einer Halterung bspw. über einer Schüttguthalde vorgesehen ist und wobei die Antennenanordnung mittels einer Klemmanordnung mit der Befestigungsvorrichtung verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Antennenhalterung als Kugelschicht einer Kugel ausgebildet, wo- bei die Kugelschicht zueinander parallel verlaufende Deck- und Bodenflächen aufweist, den Mittelpunkt der Kugel enthält und die Abstrahlfläche innerhalb der Kugelschicht angeordnet ist.
Als Abstrahlfläche der Antenne wird in der vorliegenden Anmel- dung eine senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung der Antenne ausgerichtete Fläche verstanden, die die Antenne in Hauptab¬ strahlrichtung geometrisch nach vorne hin begrenzt. Bei einer Hornantenne ist dies beispielsweise die durch einen umlaufen¬ den Rand des Antennenhorns definierte Fläche bei einer Para- bolantenne die durch den umlaufenden Rand des Parabolspiegels definierte Fläche und bei einer Planarantenne die Ebene der Strahlerelemente .
Eine Kugelschicht im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist ein durch zwei planparallele Flächen begrenzter Abschnitt einer
Kugel, wobei beide Flächen, die nachfolgend auch als Deckflä¬ che und Bodenfläche bezeichnet werden die Kugel schneiden.
Durch die oben genannte Ausgestaltung ist es möglich, die An- tenne der erfindungsgemäßen Antennenanordnung in der Befestigungsvorrichtung zu schwenken, ohne dass im Behälterinneren ein zusätzlicher Platzbedarf notwendig wäre. Es ist auf diese Weise möglich, die erfindungsgemäße Antennenanordnung univer- seil einzusetzen und insbesondere in Rohren oder Stutzen zu montieren, die keinen seitlichen Raum für ein Schwenken der Antenne im Inneren des Behälters bieten. Eine besonders einfache Befestigung der Antennenanordnung an der Befestigungsvorrichtung ergibt sich, wenn die Klemmanordnung durch die Befestigungsrohrrichtung und einen vorzugsweise zweiteilig ausgebildeten Klemmflansch gebildet ist. Eine besonders einfache Ausgestaltung einer solchen Klemmanordnung wird erreicht, wenn die Befestigungsvorrichtung und/oder der Klemmflansch jeweils eine Ausnehmung für die An- tennenhalterung aufweisen, deren Innenfläche korrespondierend, bevorzugt wenigstens abschnittsweise konisch oder kugelseg- mentförmig ausgestaltet ist.
Durch eine konische oder kugelsegmentförmige Ausgestaltung der jeweiligen Öffnung in der Befestigungsvorrichtung, die beispielsweise als Klemm- oder Einschraubflansch zur Befestigung der Antennenanordnung an einem Behälter ausgestaltet sein kann und dem Klemmflansch wird erreicht, dass die Antennenhalterung abdichtend und schwenkbar in der Klemmanordnung gehaltert und durch diese festgelegt werden kann. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, eine Ausrichtung der Antenne zu bewerk- stelligen ohne die Befestigungsvorrichtung von dem Behälter zu lösen oder diese zu lockern.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Antennenhalterung einen Begrenzungsanschlag zur Begrenzung eines maxima- len Schwenkwinkels der Antenne auf.
Als Schwenkwinkel der Antenne wird in der vorliegenden Anmel¬ dung der Winkel verstanden, um den die Antenne relativ zu ei- ner Lotrechten auf eine Oberfläche der Befestigungsvorrichtung verschwenkbar ist.
Ein entsprechender Begrenzungsanschlag ist vorzugsweise außen- seitig an der Antennenhalterung angeordnet und kann beispiels¬ weise als umlaufender, sich vorzugsweise in radialer Richtung der Kugel erstreckender Steg ausgebildet sein. Durch einen solchen Begrenzungsanschlag wird insbesondere verhindert, dass die Antennenhalterung über einen maximal zulässigen Schwenk- winkel hinaus verstellt wird. Ein solcher maximal zulässiger Schwenkwinkel kann beispielsweise dadurch vorgegeben sein, dass bei einem Verschwenken über den Winkel hinaus eine Dichtigkeit nicht mehr gewährleistet oder eine Funktionstüchtig¬ keit der Antenne beeinträchtigt würde. Eine solche Beeinträch- tigung der Funktionstüchtigkeit der Antenne kann beispielswei¬ se dadurch hervorgerufen werden, dass ein von der Antenne ausgesandtes Messsignal dann nicht mehr ins Behälterinnere son¬ dern in Richtung der Befestigungsvorrichtung abgestrahlt würde .
Aus praktischen Erwägungen sollte der maximale Schwenkwinkel nicht mehr als 25° betragen. Insbesondere kann es sinnvoll sein, den maximalen Schwenkwinkel auf 15°, vorzugsweise 10° zu beschränken .
[Anmerkung: die Beschränkung ist Gegenstand eines abhängigen Patentanspruchs und als Rückfallposition gedacht, falls der Stand der Technik die anderen Merkmale schon zeigt . ] Um insbesondere im Hinblick auf eine Stabilität und Dichtig¬ keit der Antennenanordnung bei einem Verschwenken der Antenne ausreichend Möglichkeiten zu schaffen beträgt eine Höhe der Kugelschicht vorzugsweise zwischen und 4 eines Durchmessers der Kugel. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine aus¬ reichend große Mantelfläche der Kugelschicht zur Verfügung ge stellt, die in Zusammenwirkung mit der Klemmanordnung ein Ver schwenken und eine Abdichtung ermöglicht.
Vorzugsweise sitzt der Mittelpunkt der Kugel in Hauptabstrahl richtung der Antenne mittig in der Kugelschicht. Es wird so eine gute Klemmung der Antennenhalterung in der Klemmanordnun gewährleistet und eine gute Verstellmöglichkeit geschaffen.
Die Abstrahlfläche der Antenne sitzt in Hauptabstrahlrichtung der Antenne vorzugsweise vor dem Mittelpunkt, da auf diese Weise erreicht wird, dass die Antenne auch bei einer Ver- schwenkung relativ zur Befestigungsvorrichtung nicht in das Material der Befestigungsvorrichtung hinein sondern ins Behäl terinnere abstrahlt.
In einer Weiterbildung der Antennenanordnung weist die Klemmanordnung Dichtvorrichtungen auf, die beispielsweise als 0- Ring ausgebildet sein kann. Die Dichtvorrichtung kann beispielsweise zwischen der Befestigungsvorrichtung und dem Klemmflansch angeordnet sein und auf die Antennenhalterung wirken, so dass durch die Dichtvorrichtung sowohl eine Dichtais auch eine Klemmwirkung ausgeübt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennenanord¬ nung mit einer Hornantenne,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antennenanord¬ nung mit einer Planarantenne, Figur 3 eine Ausschnittsvergrößerung aus den Figuren 1 und 2, und Figur 4 eine Draufsicht von unten auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antennenan¬ ordnung 1 mit einer Antenne 3, die gemäß dem Ausführungsbei- spiel in Figur 1 als Hornantenne ausgestaltet ist.
Eine Abstrahlfläche 5 der Hornantenne 3 ist in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Vorderkante des Antennenhorns definiert und senkrecht zu einer Hauptabstrahl- richtung A der Hornantenne 3 ausgerichtet. Die Hornantenne 3 ist vorderseitig durch eine Linse 31 verschlossen, die jedoch ein optionales Bauteil darstellt. Rückseitig wird die Hornan¬ tenne 3 über einen Hohlleiter 30 mit einem in einer Messelektronik 4 erzeugter Messsignal gespeist. Der Hohlleiter kann al- ternativ oder zusätzlich auch teilweise oder komplett mit einem Dielektrikum (beispielsweise PP oder PTFE) gefüllt sein.
Die Hornantenne 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein¬ stückig mit einer Antennenhalterung 7 ausgebildet, die in ei- nem in Hauptabstrahlrichtung A vorderen Bereich der Antenne 3 ausgebildet ist. Die Antennenhalterung 7 ist in Form einer Kugelschicht ausgebildet.
Als Kugelschicht wird in der vorliegenden Anmeldung ein durch zwei planparallele Flächen begrenzter Abschnitt einer Kugel verstanden, wobei beide Flächen, die nachfolgend auch als Deckfläche und Bodenfläche bezeichnet werden die Kugel schnei¬ den . Die Antennenhalterung 7 ist über eine Klemmanordnung 11, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Zusammenwirken eines Klemmflansches 13 mit einer Befestigungsvorrichtung 9 gebildet ist, gehaltert. Die Befestigungsvorrichtung 9 kann, wie vorliegend dargestellt als Flansch mittels dessen die Antennenan¬ ordnung 1 an einem Behälter befestigbar ist, ausgebildet sein. Alternativ zu der in Figur 1 dargestellten Ausführung als Klemmflansch ist auch eine Ausgestaltung als Einschraubflansch oder Schweißflansch denkbar.
Der Klemmflansch 13 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels Klemmschrauben 14 mit der Befestigungsvorrichtung 9 verbunden. Durch ein Festziehen der Klemmschrauben 14 wird der Klemmflansch 13 in Richtung der Befestigungsvorrichtung 9 gespannt und somit die Antennenhalterung 7 relativ zu dieser festgelegt. Sowohl der Klemmflansch 13 als auch die Befesti¬ gungsvorrichtung 9 weisen korrespondierend zu der Antennenhal¬ terung 7 ausgebildete Ausnehmungen auf, in denen diese ange¬ ordnet ist. Ausschlaggebend für die Erzeugung einer Klemmwir¬ kung ist, dass sowohl der Klemmflansch 13 als auch die Befestigungsvorrichtung 9 die Antennenhalterung 7 umfassen. Mit Umfassen ist im vorliegenden Fall gemeint, dass ein maximaler Durchmesser einer durch den Klemmflansch 13 und die Befestigungsvorrichtung 9 gebildeten Ausnehmung innerhalb der Anordnung liegt .
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieses so ausgestal¬ tet, dass ein Mittelpunkt M der dem Kugelabschnitt der Anten- nenhalterung 7 zugrunde liegenden Kugel in der Kugelschicht der Antennenhalterung 7 sitzt. Eine Höhe h der Antennenhalte¬ rung beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 1/3 ei¬ nes Durchmessers der zugrundeliegenden Kugel. Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antennen¬ anordnung 1, wobei die Antenne 3 in dem in Figur 2 dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel als Planarantenne mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Patchelemente 32 ausgestaltet ist. Dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist damit die Abstrahlfläche 5 der Antenne 3 durch die Ebene, in der die Patchelemente 32 angeordnet sind, definiert. Ansonsten unter¬ scheidet sich das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel von dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 nur noch dadurch, dass entsprechende Ausbildung der Antenne 3 als Planarantenne eine Speisung der Antenne 3 nicht über einen Hohlleiter 30 sondern über eine Versorgungsleitung 33, die die Planarantenne 3 mit der Messelektronik 4 verbindet, erfolgt.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass auch in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Abdeckung der Planarantenne vorgesehen sein kann. Figur 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung aus den Figuren 1 und 2, in der besonders gut das Zusammenwirken des Klemm- flanschs 13 mit der Befestigungsvorrichtung 9 die dadurch erzielte Klemmwirkung auf die Antennenhalterung 7 zu erkennen ist. Wie bereits erläutert ist der Klemmflansch 13 über Klemm- schrauben 14 mit der Befestigungsvorrichtung 9 verbunden, so dass ein Schwenken der Antennenhalterung 7 ohne ein Lösen der Befestigungsvorrichtung 9 von dem Behälter ermöglicht wird. In Figur 3 ist außerdem ein Begrenzungsanschlag 16 darge¬ stellt, der einen maximalen Schwenkwinkel der Antennenhalte- rung 7 relativ zu der Klemmanordnung 11 begrenzt. Der Begrenzungsanschlag 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein an der Antennenhalterung 7 angeformter und in Radialrichtung verlaufender umlaufender Steg ausgebildet. Ferner ist in Figur 3 eine in den Figuren 1 und 2 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellte Dichtvorrichtung 18 ge¬ zeigt, die zwischen dem Klemmflansch 13 und der Befestigungs- Vorrichtung 9 derart angeordnet ist, dass eine Dicht- und
Klemmwirkung auf die Antennenhalterung 7 hervorgerufen wird. Die Dichtvorrichtung 18, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgebildet ist, ist dafür an die Antennen¬ halterung 7 angrenzend an einer umlaufenden Stufe der Befesti- gungsvorrichtung 9 angeordnet. Der Klemmflansch 13 weist einen korrespondierend zu dieser umlaufenden Stufe ausgebildeten Steg auf, der einen zusätzlichen Druck auf die Dichtvorrichtung 18 ausübt und diese damit komprimiert, so dass eine ver¬ besserte Dichtwirkung erreicht wird.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht von unten auf die Anordnung aus Figur 1 oder Figur 2. In der in Figur 4 dargestellten Abbildung sind die einzelnen Patchelemente 32 aus Figur 2der
Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Figur 4 zeigt stattdessen Spüldüsen 20, die in der Antennenhalterung 7 vorgesehen sind. Die Spüldüsen 20 sind derart ausgestaltet und angeordnet, dass sie einen Luftstrom zur Reinigung und Kühlung der Antenne 3 erzeugen, der ausgehend von den Spüldüsen 20 radial nach innen gerichtet ist. Im vorliegenden Ausführungsbei- spiel sind sechs einzelne Spüldüsen 20 gezeigt, wobei aber auch Ausgestaltungsformen mit mehr oder weniger Spüldüsen oder einem umlaufend ausgebildeten Spülkanal zur Erzeugung eines über die Antenne strömenden Luftstroms denkbar sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind die Spüldüsen derart angeordnet, dass die Linse 31 von Verschmutzungen ge¬ reinigt wird. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass zusätzlich zu den in Figur 1 und 2 dargestellten Ausgestaltungsbeispiel mit einer Antenne und einer Planarantenne auch weitere Antennen¬ formen, insbesondere mit und ohne Zusammenwirkung mit einer Linse möglich sind, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugs zeichenliste
1 Antennenanordnung
3 Antenne
5 Abstrahltläche
7 Antennenhaiterung
9 BefestigungsVorrichtung
11 Klemmanordnung
13 Klemmflansch
14 Klemmschraube
16 Begrenzungsanschlag
18 Dichtvorriehtung
20 Spüldüsen
30 Hohlleiter
31 Linse
32 Patchelemente
71 Deckfläche
72 Bodenfläche
M Mittelpunkt
h Höhe
A Hauptabstrahlrichtung
Schwenkwinkel

Claims

Patentansprüche
1. Antennenanordnung (1) für ein Messgerät mit
- einer Antenne (3), mit einer Abstrahlfläche (5),
- einer Antennenhalterung (7) zur schwenkbaren Befestigung der Antenne an einer Befestigungsvorrichtung (9), wobei die Antennenhalterung (7) mittels einer Klemmanord¬ nung (11) mit der Befestigungsvorrichtung (9) verbunden ist ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Antennenhalterung (7) als Kugelschicht einer Kugel ausgebildet ist, wobei die Kugelschicht zueinander paral¬ lel verlaufende Deck- und Bodenflächen (71, 71) aufweist, den Mittelpunkt (M) der Kugel enthält und die Abstrahl- fläche (5) innerhalb der Kugelschicht angeordnet ist.
2. Antennenanordnung (1) gemäß Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Klemmanordnung (11) durch die Befestigungsvorrichtung (9) und einen Klemmflansch (13) gebildet ist.
3. Antennenanordnung (1) gemäß Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Befestigungsvorrichtung (9) eine erste Ausnehmung für die Antennenhalterung (7) aufweist, deren Innenfläche we¬ nigstens abschnittsweise konisch oder kugelsegmentförmig ausgestaltet ist.
4. Antennenanordnung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Klemmflansch (13) eine zweite Ausnehmung aufweist, deren Innenfläche wenigstens abschnittsweise konisch oder kugelsegmentförmig ausgebildet ist.
Antennenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Antennenhalterung (7) einen Begrenzungsanschlag (16) zur Begrenzung eines maximalen Schwenkwinkels ( ) auf¬ weist.
Antennenanordnung (1) gemäß Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Begrenzungsanschlag (16) als umlaufender, sich vor¬ zugsweise in Radialrichtung der Kugel erstreckender Steg ausgebildet ist.
Antennenanordnung (1) gemäß Anspruch 5 oder 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der maximale Schwenkwinkel ( ) 25° , vorzugsweise 15°, weiter vorzugsweise 10°beträgt.
Antennenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
eine Höhe (h) der Kugelschicht vorzugsweise zwischen 1/2 und 1/4 eines Durchmessers der Kugel beträgt.
Antennenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Mittelpunkt (M) der Kugel in Hauptabstrahlrichtung der Antenne gesehen mittig in der Kugelschicht sitzt.
10. Antennenanordnung (1) gemäß Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ab¬ strahlfläche (5) in Hauptabstrahlrichtung (A) der Antenne gesehen vor dem Mittelpunkt (M) angeordnet ist.
11. Antennenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Klemmanordnung (11) eine Dichtvorrichtung (18) aufweist.
12. Antennenanordnung (1) gemäß Anspruch 2 und 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Dichtvorrichtung (18) zwischen der Befestigungsvorrichtung (9) und dem Klemmflansch (13) angeordnet ist und auf die Antennenhalterung (7) wirkt.
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