KR101878221B1 - 다중-채널 레이더 레벨 게이지 - Google Patents

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Abstract

탱크 내에 내용물의 표면까지의 거리와 관련한 처리 변화들을 검출하기 위한 레벨 게이지는, 트랜시버 회로망 및 처리 회로망을 포함하는 기능적으로 독립적인 제1 및 제2 회로망 배열들을 포함한다. 게이지는 회로망 배열들에 연결된 전송 라인 프로브를 더 포함하며, 전송 라인 프로브는 탱크에 내용물 안으로 연장하고 제1 및 제2 전송 모드들의 전파를 허용하도록 설계되며, 공급 배열은 제1 및 제2 전파 모드들로 전자기 신호들이 프로브 내에 결합하도록 연결된다.

Description

다중-채널 레이더 레벨 게이지{multi-channel radar level gauge}
본 발명은 탱크 내에 가이드파 프로브(guided wave probe)에 의해 안내되는 전자기파를 사용하여 탱크 내에 내용물의 표면까지의 거리를 결정하는 레이더 레벨 게이지(수위 측정기)에 관한 것이다.
액체나 과립(granulate)과 같은 고체 등의 내용물이 채워진 수위를 측정하기 위한 레이더 레벨 게이지(radar level gauging; RLG) 기술은 탱크, 컨테이너 등의 수위 측정을 위해 중요한 방법으로 부상하고 있다. RLG 시스템의 다양한 형태들이 이미 알려져 있다. 이러한 시스템의 한 예는 동일 출원인의 미국 특허 US 7 106 247 호에 개시되었다.
환경에 관한 법규 등 안전 규제에 따라, 컨테이너 내의 중간 수위 표면의 측정 방법들이 종종 요구되며, 이 측정 방법들은 완전히 분리되어 있고 서로에 대하여 기능적으로 독립적이다. 예를 들어, 탱크의 로드 컨테이너들을 위한 레이더 레벨 게이지 시스템에서, 레벨 게이지 시스템의 기능적으로 독립적인 적어도 하나의 알람 기능(예를 들어, 오버필(overfill) 알람)이 요구된다.
여기서 기능적 독립이란, 하나의 시스템 내에서의 결함이 다른 시스템들을 비작동하게 만들지 않는다는 의미이다. 이러한 독립성은 공통된 전기 회로 및 케이블, 즉 다른 측정 시스템들 사이에 어떠한 갈배닉 연결(galvanic connect)이 없도록 보장함으로써 달성될 수 있다. 이를 달성하기 위한 하나의 방법은, 간단하게 적어도 두 개의 완전히 독립된 레벨 게이지들을 설치하는 것이다. 그러나 비용을 절감하기 위하여는, 일반적으로 고장이 일어나지 않는 고정된 기계적 구성들을 공유하는 것이 기술적으로 그리고 체제에 의해 허용되어야 할 것이다.
두 개 이상의 기능적으로 독립적인 채널들을 제공하는 많은 레이더 레벨 게이지 시스템들이 이미 알려져 있다. 예를 들어, 동일 양수인에 양수된 미국 특허 US 6,414,625호는 하나 이상의 레이더 채널을 구비한 컨테이너 내에 채워진 내용물 표면의 수위를 측정하는 장치 및 방법을 개시한다.
동일한 물리적 안테나를 사용하되 다른 것들은 전기적은 독립된 독립 레이더 레벨 게이지들은 낮은 비용으로 과잉 사용하였다. 하나 이상의 센서를 하나의 안테나에 연결하는 방법은 예를 들어 레벨 센서 및 독립적인 오버필 알람을 갖춘 시스템 등을 실행하기에 매우 비용 효율적인 방법이며, 사용자 및 관리자들에 폭넓은 수용을 얻었다.
그러나, 몇몇 제품에서 자유 전파 신호들을 제공하기 위한 안테나를 사용한 레이더 레벨 게이지들은 적절하지 않으며, 도파로 구조가 전파를 안내하기 위해 사용되었다. 전파 메커니즘에 기초하여, 도파로 구조의 세 가지 다른 형태들이 종래 기술로 알려져 있다.
도파로의 첫번째 형태는, 속이 비고(예를 들어, 적절한 횡단면을 갖는 파이프) 두꺼운 도파로로서, 이는 가능하게는 유전체 충전에 의해 감소되어 파장의 절반 또는 그 이상의 횡단면을 갖는다. 이러한 도파로 내에서 전자기장은 전파 방향을 따르는 적어도 하나의 전자기장 성분을 항상 갖는다. 레이더 레벨 제품들에 사용될 때, 이러한 형태의 도파로들은 "스틸 파이프"로 불리며, 내부와 외부가 동일한 수위를 맞추기 위해 천공(perforated)되어야 한다.
두번째 형태의 도파로는 이중 라인(twin line) 또는 동축 라인(coaxial line)과 같은 두 개 이상의 도선을 갖는 전파 라인들이다. 전파 라인 도파로들은 전달파의 파장보다 훨씬 작은 직경을 가지며, 하나의 고유한 특징은 전자기장이 횡파 또는 TEM(Transverse Electro-Magnetic fields) 모드 형태라는 점이다. 300mm 이상의 파장, 1GHz 이하의 신호들을 사용하는 실제적인 수위 측정 제품들을 위해, 3-20mm 직경의 전파선이 주로 사용된다. 너무 작은 직경은 저항 손실을 증가시키고 재료 막힘(material clogging) 및 기계적 강도의 문제를 유발할 수 있다.
마지막으로, 도파로 구조의 세번째 형태는 단일 전파 라인 또는 유전체 코팅되거나 코팅되지 않은 튜브와 같은 표면 도파로들(surface wave guides; SWGs)이다. 표면 도파로는 파장(4-8mm가 1GHz 이하 사용에서의 일반적인 SWG 직경임)에 비교하여 매우 얇을 수 있지만, 이는 또한 전파 방향을 따르는 전자기장 및 SWG 외부의 전자기장들을 또한 갖는다. 전파선 프로브와 대조적으로, SWG는 와이어 외부에 전자기장들이 있음에 따라 더 많은 자유 공간이 필요하다. 단일 금속 와이어의 경우, 스테인리스 스틸과 같은 전도성이 우수하지 않은 전기 도전체가 적절하다. 단일 와이어 프로브는 매우 실용적이며 수위 측정에 있어 그 사용이 활발하다.
따라서, 도파로 구조의 두번째 및 세번째 형태는 모두 전달파의 파장보다 훨씬 작은 직경을 갖는다. 레이더 레벨 게이지 기기들에서, 이러한 도파로들은 일반적으로 "프로브(probes)"으로 불리며, 검출 원리는 때때로 "가이드파 레이더(guided wave radar; GWR)"로 불린다. 가장 일반적인 형태는 매개체(carrier) 없이 단파(대략 1ns)를 사용하며 어림잡아 0.1-1GHz의 주파수 범위를 차지한다.
본 발명의 목적은 전파 라인 프로브를 사용하는 다중-채널 레벨 게이지를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 또다른 목적들은 탱크 내에 내용물의 표면까지의 거리에 관련된 처리 변화들을 검출하기 위한 레벨 게이지에 의해 달성되며, 레벨 게이지는: 제1 전자기 신호들을 생성, 전송 및 수신하기 위한 제1 트랜시버(transceiver) 회로망 및 제1 처리 변화들을 결정하기 위하여 제1 트랜시버 회로망에 연결된 제1 처리 회로망을 포함하는 제1 회로망 배열; 제2 전자기 신호들을 생성, 전송 및 수신하기 위한 제2 트랜시버 회로망 및 제2 처리 변화를 결정하기 위하여 제2 트랜시버 회로망에 연결된 제2 처리 회로망; 을 포함하며, 제1 및 제2 회로망 배열들은 기능적으로 독립적이다. 게이지는 제1 및 제2 회로망 배열들에 연결된 하나의 전파 라인 프로브를 더 포함하며, 전파 라인 프로브는 탱크 내에 내용물 내로 연장하고, 내용물을 향해 안으로 제1 및 제2 전자기 신호들을 안내하도록, 그리고 반사된 신호들이 다시 제1 및 제2 회로망 배열들로 안내되도록 설계되며, 전파 라인 프로브는 제1 및 제2 전달 모드들의 전파를 허용하도록 설계되고, 공급 배열은 제1 전자기 신호를 수신하여 제1 전자기 신호를 전송 라인 프로브 내에 제1 전파 모드로 결합하도록 연결되고, 상기 제2 전자기 신호를 수신하여 상기 제2 전자기 신호를 상기 전송 라인 프로브 내에 제2 전파 모드로 결합하도록 연결된다.
본 발명은 많은 경우에서 전파 라인 프로브는 두 개 이상의 전파 모드를 허용하도록 설계될 수 있으며 이 모드들은 기능적으로 독립적인 채널들에 의해 사용될 수 있다는 사실에 기초한다.
이 설계에 따르면, 두 회로망 배열들은, 신호들이 서로 다른 전파 모드들에서 프로브에 연결되는 것을 보장하는 공급 배열을 통해 하나의 전파 라인 프로브에 연결된다. 이는 회로망 배열들이 서로 다른 회로망 배열들에 관련된 신호들 사이를 구분하도록 하여, 두 측정 채널들을 효율적으로 제공하게 한다.
다른 모드들의 사용은 채널들 사이의 고립(isolation)을 제공하여, 채널들 사이에 누설이 거의 없거나 전혀 없도록 보장한다. 그 결과, 제1 및 제2 전자기 신호들은 서로 구분 가능해야 할 필요가 없다. 실제로, 바람직한 실시예에 따르면, 제1 및 제2 전자 유닛들은 동일한 전자기 신호들, 즉 동일한 주파수 및 진폭 행태(behavior)를 갖는 신호들을 전달하도록 설계된다.
따라서 회로망 배열들은 기능적으로 동일하며, 동일한 제조 공정으로부터 가장 바람직한 다중 샘플들이 될 수 있다. 이는 시스템을 제조 상 효율적으로 만들어 준다. 두 개의 실질적으로 동일한 유닛들은 전파 라인 프로브에 연결되는 공급 배열에 간단히 연결된다.
프로브는 이중 라인(twin lien) 프로브일 수 있고, 이 경우 공급 배열은 라인들 사이에 TEM 모드로서 제1 신호를 공급하고 적어도 하나의 라인들을 활용하는 SWG 모드로서 제2 신호를 공급하도록 설계될 수 있다. TEM 모드는 바람직하게 SWG 모드 신호에 대하여 역 위상(anti-phase)을 갖는다.
선택적으로, 프로브는 중심 리드(central lead) 및 외부 표면 상에 신호 전파를 가능하게 하는 천공된 쉴드(perforated shield)를 갖는 동축 라인(coaxial line)일 수 있다. 이 경우, 공급 배열은 중심 리드를 따라 제1 신호(TEM 모드)를 전달하고 쉴드의 외부 표면을 따라 제2 신호(SWG 모드)를 전달하도록 설계될 수 있다. 전파 라인들의 다른 많은 형태들이 채용될 수 있으며, 세 개 또는 그 이상의 도선들을 사용하여 TEM-형태의 두 독립적인 전파 모드들 또는 도선들의 수보다 하나 적은 전파 모드들이 생성될 수 있다.
본 명세서에 포함되어 있음.
본 발명은 본 발명의 현재의 바람직한 실시예들을 도시한 첨부된 도면들에 따라 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가이드파 레이더 레벨 게이지를 장착한 탱크를 보여준다.
도 2는 도 1의 레벨 게이지를 보다 상세히 보여준다.
도 3a 및 3b는 이중 라인 프로브에 연결된 도 2의 공급 배열의 두 예시들을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동축 라인 프로브의 연결을 보여준다.
도 4a는 도 4에서 동축 라인의 스페이서 요소를 보여준다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세 개의 와이어 프로브로의 연결을 보여준다.
도 5a는 도 5에서 프로브의 스페이서 요소를 보여준다.
본 상세한 설명에서, 본 발명에 따른 레이더 레벨 게이지 시스템의 다양한 실시예들은 주로 펄스 신호를 사용하여 송신 펄스 및 반사 펄스 사이의 시간을 측정함으로써 수위를 결정하는 레이더 레벨 게이지 시스템들에 따라 논의된다. 그러나, 본 기술 분야의 당업자에 자명한 것처럼, 본 발명이 제공하는 것은 예를 들어 FMCW(frequency-modulated continuous wave) 측정 기기를 통해 수위를 결정하기 위하여 위상 정보를 활용하는 레이더 레벨 게이지 시스템들에 동등하게 활용 가능하다. 매개체(carrier)에 조절된 펄스들이 사용되면, 위상 정보 또한 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 레벨 게이지 시스템(1)을 개략적으로 도시한 것으로, 적어도 두 개의 전자 측정 유닛들(2a, 2b)을 포함하며, 이들 각각은 트랜시버 회로망(transceiver circuitry) 및 처리 회로망(processing circuitry)을 갖는 회로망 배열(circuitry arrangement)(2'a, 2'b)을 포함한다. 전자 유닛들(2a, 2b)은 아래에서 보다 상세히 설명될 공급 배열(4)을 통해, 공통 프로브(3)에 각각 연결된다. 레이더 레벨 게이지 시스템(1)은 탱크(5) 상에 제공되며, 탱크(5)에는 측정될 내용물(6)이 일부 채워져 있다. 내용물(6)의 표면(7)을 향하는 프로브(3)에 의해 안내되는 송신 신호들(ST1, ST2) 및 표면(7)으로부터 돌아오는 반사 신호(SR1, SR2)를 분석함으로써, 수위 또는 다른 처리 변화들이 추론될 수 있어, 측정 전자 유닛(2)은 초기 위치(탱크 천장과 같은)와 내용물(6)의 표면(7) 사이의 거리를 결정할 수 있다. 단일 내용물(6)을 함유하는 탱크(5)가 여기서 논의되었으나, 프로브를 따르는 어떠한 물질 인터페이스의 거리도 유사한 방법으로 측정될 수 있다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 각 전자 유닛(2a, 2b)은 전자기 신호들을 송신 및 수신하는 트랜시버 회로망(transceiver circuitry)(10) 및 트랜시버를 제어하고 탱크(5) 내에 내용물(6)을 채우는 수위를 결정하기 위해 트랜시버로부터 수용된 신호들을 처리하기 위하여 트랜시버(10)에 연결된 처리 회로망(processing circuitry)(11)을 포함한다. 또한, 처리 회로망(11)은 인터페이스(12)를 통해 아날로그 및/또는 디지털 통신을 위한 외부 통신 라인들(13)에 연결 가능하다. 또한, 도 1에 도시하지 않았으나, 레이더 레벨 게이지 시스템(1)은 일반적으로 외부 전력 소스에 연결 가능하거나, 또는 외부 통신 라인들(13)을 통해 전력이 공급될 수 있다. 선택적으로, 게이지는 예를 들어 무선 HART 프로토콜을 사용하여 무선으로 통신할 수 있고, 자율 작동을 위해 배터리나 다른 에너지 포집 수단으로 로컬 전력 서플라이(미도시)를 사용한다.
도 3a 및 3b는 전송 라인 프로브(3) 내로 TEM 모드 및 SWG 모드를 생성 및 공급하기 위한 공급 배열들(30)의 두 예시를 개략적으로 도시한다. 이 예시들에서, 전송 라인 프로브(3)는 제1 프로브 컨덕터(20a), 제1 프로브 컨덕터(20a)에 실질적으로 평행하게 연장하는 제2 프로브 컨덕터(20b), 및 제1 및 제2 프로브 컨덕터들(20a, 20b)을 둘러싸는 폐쇄 유전체 구조(enclosing dielectric structure)(21)를 포함한다.
먼저 도 3a를 참조하면, 가이드 파 레이더 레벨 게이지 시스템(1)은 전송 라인 프로브(3)에 제1 전파 모드 신호(ST1) 및 제2 전파 모드 신호(ST2)를 생성 및 공급하기 위한 공급 배열(30)을 더 포함한다.
공급 배열(30)은 1차 코일(32) 및 2차 코일(33)을 갖는 변압기(31)를 포함한다. 2차 코일(33)은 제1 프로브 컨덕터(20a) 및 제2 프로브 컨덕터(20b) 사이에 연결된다. 전송된 전자기 신호들(ST1, ST2)을 전송 라인 프로브(3)로 공급하기 위하여, 공급 배열(30)은 1차 코일(32)에 대한 제1 입력부(I1) 및 하나의 터미널(34)은 2차 코일(33)의 중간에 연결되고 다른 터미널은 전송 라인 프로브(3) 부근에서 탱크 벽(5)에 연결되는 제2 입력부(I2)를 더 포함한다. 이러한 변압기 연결은 GWR에 의해 사용되는 100-1000MHz의 주파수 범위에서 상업적으로 가장 많이 이용 가능하다. 작은 페라이트 코어(ferrite core)가 일반적으로 변압기에 사용된다.
제1 송신 신호(ST1)를 제1 입력부(I1)에 공급하고, 제2 송신 신호(ST2)를 제2 입력부(I2)에 제공함에 따라, 두 개의 서로 다른 전파 모드들이 생성되어 전송 라인 프로브(3)에 공급된다. 제1 신호(ST1)는 역 위상(anti-phase) 또는 반대 위상(opposite phase)으로 제1 및 제2 프로브 컨덕터들(20a, 20b)에 제공되고 TEM 모드로서 전송 라인 프로브(3)를 따라 전파될 것이다. 제2 신호(ST2)는 정 위상(in phase)으로 제1 및 제2 프로브 컨덕터들(20a, 20b)에 제공되고 SWG 모드로서 전송 라인 프로브(3)를 따라 전파될 것이다.
도 3b를 참조하면, 동일한 전파 모드를 갖는 신호들 사이에 절연을 제공하도록 상기 전송 라인 프로브에 연결되도록 배열된 전력 분배기를 포함하는 공급 배열(40)이 개략적으로 도시되었으며, 여기에서 전력 분배기는 소위 하이브리드 링(41)이다. 도 3b에 따라, 링의 연결부들은 송신 신호의 파장의 사분의 일(λ/4)에 대응하는 거리로 서로 분리된다. 마이크로웨이브 회로의 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있듯이, 하이브리드 링(41)의 크기는 두 개의 다른 전파 모드들의 생성 및 공급을 위해 제공된다. 하이브리드 링(41)은 이점적으로 회로 기판 상에 스트립 라인으로 제공될 수 있다. 동일한 기능이 동축 케이블이나 다른 형태의 전송 라인들에 의해 얻어질 수 있다.
돌아가서, 제1 신호(ST1)는 역 위상 또는 반대 위상으로 제1 및 제2 프로브 컨덕터들(20a, 20b)에 제공될 것이며 TEM 모드로서 전송 라인 프로브(3)를 따라 전파될 것이다. 제2 신호(ST2)는 정 위상으로 제1 및 제2 프로브 컨덕터들(20a, 20b)에 제공될 것이며 SWG 모드로서 전송 라인 프로브(3)를 따라 전파될 것이다.
도 4는 전송 라인 프로브 내로 TEM 모드 및 SWG 모드를 생성 및 공급하기 위한 공급 배열의 다른 예시를 보여준다. 본 예시에서, 프로브는 중심 라인(23) 및 외부 금속 튜브(24)를 구비한 동축 라인(22)이다. 금속 튜브의 외부 표면은 유전체 코팅(25)으로 코팅된다. 튜브(24) 및 코팅(25)은 개방부(26)에 의해 천공되어, 신호들이 중심 라인(23)에 영향을 미치도록 탱크의 내용물이 튜브로 진입하게 한다. 중심 라인(23)은 적절한 거리로 배열된 유전체 스페이서들(27)에 의해 튜브(24)의 내벽으로부터 분리된다. 동축 라인(22)의 상부 단부는 적절한 밀봉 배열(미도시)를 통해 외부로부터 밀봉된다.
공급 배열(50)은 여기서 두 유닛들(2a, 2b)을 분리하도록 간단히 배열되고, 공급 배열(50)의 좁은 목 부분(52)이 동축 라인(22)주위에 부착되고 넓은 개방부가 탱크 내에 아래로 접하도록 배열된 퍼널(funnel)(51)을 포함한다. 목 부분은 유전체 코팅(25)에 의해 튜브(24)로부터 고립된다. 유닛(2a)으로부터의 제1 전자기 신호는 TEM 모드로 전파하도록 중심 라인(23) 및 튜브(24) 사이에 결합된다. 유닛(2b)로부터의 제2 전자기 신호는 SWG 모드로 전파하도록 퍼널(51) 및 튜브(24) 사이에 연결된다. 바람직하게, 퍼널은 접지된다.
천공된(perforated) 동축 라인은 또한 내부에서 중심 컨덕터가 지지되고 외부에서 SWG 모드를 지지할 수 있는 U자형 금속 쉴드와 같은 어떠한 모양으로 성형될 수 있다.
도 5는 세 개의 컨덕터들을 갖는 전송 라인 프로브(3) 내에 두 개의 다른 TEM 모드를 생성 및 공급하기 위한 공급 배열(60)의 예시를 개략적으로 도시한다. 공급 배열(60)은 정 위상 및 역 위상으로 두 신호들을 제공하기 위하여, 도 3a 또는 3b의 공급 배열과 필수적으로 대응할 수 있다. 도 5의 예시에서, 프로브는 접지된 중심 컨덕터(27a) 및 두 신호 컨덕터들(27b, 27c)을 포함한다. 세 개의 컨덕터들(27a-c)은 탱크에 꼭대기와 바닥부에만 부착된 채로 자유롭게 매달릴 수 있고(freely suspended), 바람직하게 적절한 거리로 배열된 유전체 스페이서들(28)에 의해 서로 거리를 갖고 고정된다.
세 개의 컨덕터 전송 라인은, 접지 및 동 위상 및 역 위상 공급에 의한 두 모드들로 분리하기 위한 가능성을 갖는 기계적 지원을 위해 하나의 컨덕터로 결합시킨다. 공급 배열(60)은 회로망 배열(2'a)로부터의 제1 전자기 신호를 수신하여 이를 컨덕터들(27a, 27b)사이의 제1 동 위상 TEM 모드로 결합하도록 배열되고, 회로망 배열(2'b)로부터의 제2 전자기 신호를 수신하여 이를 컨덕터들(27a, 27c) 사이의 제2 역 위상 TEM 모드로 결합하도록 배열된다.
세 개의 컨덕터 시스템에서 두 독립적인 모드들을 형성하는 다른 방안은, 세 개의 컨덕터들이 필수적으로 대칭적이고, 0°, 120° 및 240°의 위상(제1 모드) 및 0°, 240° 및 120°의 위상(제2 모드)로 공급되는 3-위상 시스템을 이용하는 것이다.
일반적으로, 프로브는 컨덕터들보다 하나 적은 TEM 모드를 전달할 수 있다. 따라서, 세 개의 TEM 모드들을 위해서는 네 개의 컨덕터들이 요구되는 셈이다.
본 기술 영역의 당업자는 여기에 설명된 바람직한 실시예들이 본 발명을 제한하는 것이 아님을 충분히 이해할 것이다. 다시 말해, 다양한 변형들이 다음의 청구항들의 범위 내에서 이루어질 수 있다.

Claims (10)

  1. 탱크(5) 안에 내용물의 표면까지의 거리에 관련한 처리 변화들을 검출하기 위한 레벨 게이지(1)로서,
    상기 레벨 게이지(1)는:
    제1 전자기 신호들을 생성, 송신 및 수신하는 제1 트랜시버 회로망 및 제1 처리 변화를 결정하기 위해 제1 트랜시버 회로망에 연결된 제1 처리 회로망을 포함하는 제1 회로망 배열(2'a);
    제2 전자기 신호들을 생성, 송신 및 수신하는 제2 트랜시버 회로망 및 제2 처리 변화를 결정하기 위해 제2 트랜시버 회로망에 연결된 제2 처리 회로망을 포함하는 제2 회로망 배열(2'b);
    상기 제1 및 제2 회로망 배열들(2'a, 2'b)에 연결된 하나의 전송 라인 프로브(3); 및
    공급 배열(4); 을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 회로망 배열들(2'a, 2'b)은 기능적으로 독립적이고,
    상기 전송 라인 프로브(3)는 탱크 내에 내용물 안으로 연장하고 상기 제1 및 제2 전자기 신호들을 내용물을 향해 안으로 안내하고 반사 신호들을 다시 제1 및 제2 회로망 배열들(2'a, 2'b)에 안내하도록 설계되며, 상기 전송 라인 프로브는 제1 및 제2 전송 모드들의 전파를 허용하도록 설계되고,
    상기 공급 배열(4)은, 상기 제1 전자기 신호를 수신하여 제1 전파 모드로 상기 제1 전자기 신호를 상기 전송 라인 프로브 내에 결합하도록 연결되고, 상기 제2 전자기 신호를 수신하여 제2 전파 모드로 상기 제2 전자기 신호를 상기 전송 라인 프로브 내에 결합하도록 연결되고,
    상기 제2 전파 모드는 상기 제1 전파 모드와 다른 전파 모드인 레벨 게이지(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 라인 프로브는 이중-라인(twin-line) 프로브이고,
    상기 공급 배열은, 제1 및 제2 프로브 컨덕터들(20a, 20b) 사이에 TEM(transverse electro-magnetic field) 모드 신호를 공급하도록 설계되고, 상기 제1 및 제2 프로브 컨덕터들 중 적어도 하나를 활용하는 SWG(surface wave guide) 모드 신호를 상기 전송 라인 프로브에 공급하도록 설계된 레벨 게이지(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 TEM 모드 신호는 상기 SWG 모드 신호에 대해 역 위상을 갖는 레벨 게이지(1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 라인 프로브는 중심 라인(23) 및 그 외부 표면에 신호 전파를 허용하는 천공된 쉴드를 구비한 동축 라인(coaxial line)(22)이며,
    상기 공급 배열은 중심 리드를 따라 TEM 모드 신호를 공급하도록 설계되고, 쉴드의 외부 표면을 따라 SWG 모드 신호를 공급하도록 설계된 레벨 게이지(1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 라인 프로브는 적어도 세 개의 컨덕터들(27a, 27b, 27c)을 포함하여, 프로브를 따라 전파하는 적어도 두 TEM 모드를 허용하는 레벨 게이지(1).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공급 배열은 정 위상 및 역 위상으로 두 TEM 모드를 공급하도록 배열된 레벨 게이지(1).
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 공급 배열은 제1 TEM 모드를 제공하는 0°, 120° 및 240°의 위상 및 제2 TEM 모드를 제공하는 0°, 240° 및 120°의 위상으로, 세 개의 컨덕팅 라인들을 대칭적으로 공급하도록 배열된 레벨 게이지(1).
  8. 제 1 항에 있어서,
    동일한 전파 모드를 갖는 신호들 사이에 절연을 제공하기 위해 상기 전송 라인 프로브에 연결되어 배열된 전력 분배기를 더 포함하는 레벨 게이지(1).
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전자기 신호 및 상기 제2 전자기 신호는 실질적으로 동일한 레벨 게이지(1).
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 회로망 배열들(2'a, 2'b)은 기능적으로 동일한 레벨 게이지(1).
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