KR102331741B1 - 자가진단 fmcw 레이더 레벨 게이지 - Google Patents

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Abstract

자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지 및 레이더 레벨 게이지로 자가진단을 제공하는 방법이 트랜시버, 믹서, 신호전파장치 및 트랜시버와 신호전파장치를 연결하는 신호전파경로, 필터수단 및 처리회로를 포함한 레이더 레벨 게이지에 제공된다. 필터수단은 필터된 중간주파수 신호를 제공한다. 트랜시버는 신호전파경로로부터 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에 감지될 수 있게 구성된 진단스윕, 또는 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 억제되고 표면에코가 감지될 수 있게 구성된 측정스윕을 출력한다. 처리회로는 기준에코를 기초로 레이더 레벨 게이지를 자가진단하고, 표면에코를 기초로 표면까지의 거리를 결정하도록 구성된다.

Description

자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지{SELF-DIAGNOSING FMCW RADAR LEVEL GAUGE}
본 발명은 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하기 위한 진단스윕을 이용하는 방법 및 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지에 관한 것이다.
레이더 레벨 게이지는 탱크에 담은 제품의 충진수위를 측정하기 위해 광범위하게 사용된다. 레이더 레벨 게이징은 일반적으로 전자기 송신신호가 탱크에 담긴 제품을 향해 전파되는 비접촉식 측정으로 수행되거나, 전자기 송신신호가 웨이브가이드로서 작용하는 프로브에 의해 제품을 향해 안으로 가이드되는 종종 가이드 웨이브 레이더(GWR)라고 하는 접촉수단에 의해 수행된다.
레이더 레벨 게이지는 종종 펄스 시스템 또는 FMCW 시스템으로 분류된다. FMCW 시스템에서, 가변 주파수를 갖는 신호가 표면을 향해 전송되고 송신된 신호와 동시에 수신된 신호 간에 주파수(및/또는 위상) 차를 토대로 거리가 결정된다. 송신신호는 탱크 내 내용물 표면에(또는 임의의 다른 임피던스 전이에 의해) 반사되고, 소정 시간이 지연된 에코신호가 게이지로 되돌아 온다. 에코신호는 송신신호와 믹스되어 시간지연 동안 발생한 송신신호의 주파수 변화와 같은 주파수를 갖는 믹서신호를 생성한다. 선형 스윕에 대해, 중간 주파수(IF)라고도 하는 이 차 주파수 (difference frequency)는 반사면까지의 거리에 비례한다. 믹서신호를 종종 IF 신호라 한다. IF-신호는 또한 안테나에서 반사와 유사한 근거리지역 에코로 인한 주파수 성분들을 포함할 것이다. 이들 근거리지역 에코는 트랜시버 가까이에 발생하는 에코로 인해 매우 강하며 따라서 표면에코를 감지하기가 어렵다. 따라서, 레이더 레벨 게이지는 임의의 샘플링 전에 IF 신호를 필터하는 필터들을 갖고, 이로써 양호한 측정 데이터를 얻기 위해 표면에 관계없는 주파수 성분들을 억제한다.
레이더 레벨 게이지는 많은 경우 레이더 레벨 게이지의 오기능으로 위험한 상황이 될 수 있는 적용에 사용되고, 따라서 레이더 레벨 게이지는 극히 신뢰할 수 있어야 한다. 레이더 레벨 게이지의 신뢰도를 보장하고 이로써 위험한 상황의 위험을 줄이기 위해 다양한 조치들이 취해진다. 예컨대, 자가진단기능을 수행함으로써 레이더 레벨 게이지는 올바르게 작동하고 있는 것을 보장하기 위해 입증 테스트될 수 있다. 자가진단기능을 수행하는 한가지 방식은 기준에코를 측정하는 것이고, 이는 마이크로파 체인으로 또한 알려진 전자기 신호들을 생성, 가이딩, 필터링, 증폭, 송신 및/또는 수신하는 것과 관련된 레이더 레벨 게이지의 부품들을 입증 테스트하는 것이다.
미국특허 5 614 911는 안테나에 침전물의 형성과 같은 문제들 또는 안테나의 손상 또는 손실과 같은 기타 문제가 감지될 수 있는 FMCW 레이더 레벨 게이지를 기술하고 있다. 레이더 레벨 게이지가 실제 운영에 투입되기 전에, 무방해 기준함수, 즉, 탱크 스펙트럼을 저장함으로써, 문제가 감지된다. 실제 운영 동안, 측정된 에코함수는 저장된 무방해 에코함수와 비교되고 침전물이 형성 또는 기타 문제를 인식하기 위해 어떤 차이들이 분석 및 평가된다. 마찬가지로, 미국특허 2006/0015292는 안테나에 물질의 부착 또는 TDR 레이더 레벨 게이지의 전자장비의 오기능을 감지할 수 있는 TDR(Time-Domain-Reflectometry) 레이더 레벨 게이지이다. 안테나 상에 물질의 부착 또는 안테나와 전자장비 간에 결합시 단락과 같은 TDR 레이더 레벨 게이지의 전자장비 오기능을 인지하기 위해 기설정된 시간간격 동안 표면까지의 거리의 지속적인 측정이 이용된다. 그러나, 안테나에코는 각 안테나에 대해 다르고 이들은 시간에 걸쳐 열화되고 변하기 때문에 진단기능에 사용하기 적절하지 못하다.
레이더 레벨 게이지의 상술한 소정의 속성들에 대해, 본 발명의 일반적인 목적은 추가 부품 또는 비용없이 레이더 레벨 게이지에 기준에코를 제공함으로써 FMCW 레이더 레벨 게이지의 입증 테스트를 할 수 있는 것이다.
본 발명은 FMCW 레이더 레벨 게이지에 대한 주파수 스윕시 주파수와 거리 간에 관계를 구성함으로써 적합한 주파수 스윕이 제공되고 이로써 트랜시버에서 신호전파장치까지 신호전파경로에 있는 에코들이 차이를 보이지 않는 구현에 기초한다. 이로써, 전파경로에 있는 에코들은 레이더 레벨 게이지가 마이크로파 체인을 자가진단할 수 있도록 감지할 수 있는 기준에코를 제공한다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 이들 및 기타 목적들은 탱크에 담긴 제품의 표면까지의 거리를 측정하기 위한 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지를 통해 달성된다. 레이더 레벨 게이지는 주파수 스윕 형태로 전자기 송신신호를 발생 및 송신하도록 설비된 트랜시버, 신호전파장치, 및 상기 신호전파장치를 상기 트랜시버에 연결하는 신호전파경로를 포함한다. 상기 신호전파경로 및 상기 신호전파장치는 표면을 향해 전자기 송신신호를 가이드하고 상기 표면으로부터의 반사를 포함한 에코신호와 상기 신호전파경로에서 임피던스 전이를 돌려보내도록 구성된다. 레이더 레벨 게이지는 트랜시버에 연결되고 중간주파수 신호를 제공하기 위해 상기 전자기 송신신호의 일부와 에코신호를 믹스하도록 구성된 믹서를 더 포함한다. 필터수단이 믹서에 연결되고 필터된 중간주파수 신호를 제공하기 위해 상기 중간주파수 신호를 거르도록 구성되고, 처리회로는 필터수단에 연결되고 상기 필터된 중간주파수 신호를 처리하도록 구성된다. 주파수 스윕은 진단스윕 및 측정스윕 중 하나이고, 진단스윕은 기준에코가 필터된 중간주파수 신호에 감지될 수 있게 구성되고, 기준에코는 임피던스 전이까지의 거리를 나타낸다. 측정스윕은 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 억제되고, 표면에코가 필터된 중간주파수 신호에서 감지될 수 있도록 구성되며, 상기 표면에코는 상기 표면까지의 거리를 나타낸다. 처리회로는 기준에코를 기초로 레이더 레벨 게이지를 자가진단하며, 표면에코를 기초로 표면까지의 거리를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 탱크에 담긴 제품의 표면까지의 거리를 측정하기 위한 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법에 의해 상기 목적들이 또한 달성된다. 상기 방법은 주파수 스윕 형태로 전자기 송신신호를 발생하는 단계, 및 신호전파경로 및 신호전파장치를 통해 상기 전자기 송신신호를 표면을 향해 가이드하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 표면으로부터의 반사를 포함한 에코신호와 상기 신호전파경로에서 임피던스 전이를 돌려보내는 단계 및 중간주파수 신호를 제공하도록 상기 에코신호와 상기 송신신호를 믹스하는 단계를 더 포함한다. 중간주파수 신호는 필터된 중간주파수 신호를 제공하도록 걸러진다. 주파수 스윕은 진단스윕 및 측정스윕 중 하나이고, 진단스윕은 기준에코가 필터된 중간주파수 신호에 감지될 수 있게 구성되고, 기준에코는 상기 임피던스 전이까지의 거리를 나타낸다. 측정스윕은 기준에코가 필터된 중간주파수 신호에서 억제되고, 표면에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 감지될 수 있도록 구성되며, 상기 표면에코는 상기 표면까지의 거리를 나타낸다. 상기 방법은 기준에코를 기초로 상기 레이더 레벨 게이지를 자가진단하며, 상기 표면에코를 기초로 상기 표면까지의 거리를 결정하도록 상기 필터된 중간주파수 신호를 처리하는 단계를 더 포함한다.
진단스윕은 필터된 중간주파수가 트랜시버로부터 신호전파장치까지 전파경로에서 임피던스 전이로 인한 에코를 포함하게 한다.
신호전파경로는 트랜시버에 포함된 마이크로파 소스와 신호전파장치 간에 연결로 해석되어야 한다. 따라서, 이 경로를 따른 임피던스 전이는 신호전파장치, 가령 안테나에 연결에 의해 발생된 전이를 포함한다.
전파경로로부터의 에코는 신호전파장치 아래의 에코보다 훨씬 더 가깝고, 가령 제품 표면으로부터 에코보다 훨씬 더 강하다. 그러므로, 통상의 FMCW 레이더 레벨 게이지에서 저주파수를 포함하는 이들 강한 에코들은 필터수단에 의해 걸러지거나 억제된다. 그렇지 않으면, 레이더 레벨 게이지는 표면으로부터 수신된 에코를 감지할 수 없고 따라서 표면까지의 거리를 결정할 수 없게 된다. 본 발명에 따른 적어도 하나의 추가적 이점은 기준에코가 전파경로로부터 제공되고 사용된 신호전파장치 또는 기타 조건들에 무관하게 똑같아진다는 것이다. 또 다른 추가적 이점은 각 스윕에서 방출된 출력은 언제든 목적을 위해 효율적으로 사용되고, 측정스윕은 표면까지의 거리를 측정하는 한편, 진단스윕은 진단기능을 할 수 있다. 그러므로 본 발명은 추가 부품들 또는 많은 비용을 들지 않고도 FMCW 레이더 레벨 게이지를 입증 테스트하기 위해 신뢰할 수 있고 간단한 방식을 제공한다.
측정스윕은 전파경로로부터 에코가 필터수단에 의해 억제되는 '통상의' FMCW 스윕으로 이해되어야 한다.
레이더 레벨 게이지를 자가진단하기 위해, 처리회로는 저장된 기준에코 프로파일에 대해 기준에코를 비교하도록 구성된 자가진단 블록을 더 포함할 수 있다. 진단스윕을 구성함으로써 기준에코는 예상위치에, 즉, 거리에 및/또는 예상 진폭으로 감지될 것임을 알아야 한다. 따라서, 저장된 기준에코 프로파일은 이점적으로 진단스윕의 소정의 구성을 위해 기준에코의 예상거리 및/또는 예상진폭에 대한 정보를 포함한다. 그러므로, 기준에코가 예상거리에 및/또는 예상진폭으로 나타나지 않으면, 처리회로의 자가진단 블록은 레이더 레벨 게이지를 자가진단할 수 있고 마이크로파 체인이 예상된 방식으로 기능하는지 판단할 수 있다.
필터된 중간주파수 신호가 전파경로로부터 에코를 포함할 수 있도록, 진단스윕은 측정스윕보다 더 짧은 스윕으로 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 측정스윕보다 더 큰 스윕 대역폭을 가진 진단스윕을 구성함으로써 동일한 효과가 가능할 수 있다. 2개 구성들의 조합도 또한 가능하다. 따라서, 주파수 스윕에서 단위시간당 주파수를 증가시킴으로써 전파경로에서의 에코들이 감지되는 것을 알아야 한다. 몇몇 실시예들에 대해, 진단스윕의 스윕시간은 측정스윕의 스윕시간보다 2배 더 짧을 수 있다. 다른 실시예에 대해, 진단스윕의 스윕시간은 측정스윕의 스윕시간보다 4배 더 짧을 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 진단스윕은 측정스윕 대역폭보다 2배 또는 4배 더 큰 진단스윕 대역폭을 갖도록 정해질 수 있다.
필터수단은 이점적으로 측정스윕에서 기준에코에 해당하는 중간주파수 신호들을 억제하고 진단스윕에서 거리에 해당하는 에코(및 이에 따라 기준에코)를 증폭시키도록 구성될 수 있다. 그러므로, 다양한 실시예에서, 필터수단은 고역필터 및 저역필터를 포함할 수 있다. 따라서, 필터된 중간주파수 신호는 적어도 트랜시버로부터 거리에 대한 진폭의 보상으로 보여질 수 있다. 전자기 소스로부터 방출된 출력은 역제곱법칙에 따라 감쇠되고, 필터수단으로부터 거리에 대한 보상없이 전파경로 및 안테나 연결로부터 신호는 표면으로부터의 에코보다 더 큰 크기로 된다. 더욱이, 저역필터는 필터수단이 처리회로의 샘플링 주파수의 절반보다 큰 주파수와 같은 고주파수들을 중복방지할 수, 즉, 걸러낼 수 있다. 저역필터가 있는 실시예에서, 표면으로부터의 반사가 걸러질 수 있고 따라서 진단스윕 동안 측정될 수 없다.
특허청구범위 및 하기의 명세서를 연구할 경우 본 발명의 다른 특징 및 이점이 명백해진다. 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 하기에 기술된 실시예들과 다른 실시예들을 만들기 위해 본 발명의 다른 특징들이 조합될 수 있음을 안다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 참조로 본 발명의 이들 및 다른 태양들을 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지의 개략도이다.
도 2는 도 1의 측정장비의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 필터수단 특징의 개략도이다.
도 4a-c는 본 발명의 일실시예에 따른 탱크 스펙트럼, 즉, 패스트-퓨리에 변환으로 필터된 중간주파수 신호의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측정스윕 및 진단스윕의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시예의 흐름도이다.
본 명세서에서, 본 발명의 실시예들은 주로 전자기신호를 방출 및 캡쳐하기 위한 자유전파 안테나를 갖는 레이더 레벨 게이지를 참조로 기술된다. 이는 결코 본 발명의 범위를 제한하지 않음에 유의해야 하며, 본 발명은 로드 안테나, 패치 안테나, 고정 또는 이동식 파라볼릭 안테나 또는 원추형 안테나와 같은 기타 자유전파 안테나, 및 스틸 파이프, (소위 좀머펠트(Sommerfeld) 프로브 또는 고우바우(Goubau) 프로브를 포함한) 싱글라인 프로브와 같은 송신선 또는 프로브, 트윈라인 프로브 또는 동축 프로브와 같은 가이드식 웨이브 레이더 애플리케이션용 웨이브 가이드를 포함해 동일하게 다른 신호전파장치들에도 적용될 수 있다.
또한, 하기의 설명에서, 본 발명의 실시예들은 주로 스텝식 주파수 스윕을 이용하는 FMCW 레이더 레벨 게이지를 참조로 주로 기술되어 있다. 본 발명은 연속 주파수 스윕을 이용한 FMCW와 같은 임의의 샘플식 FMCW, 또는 주파수 스윕을 이용한 다른 타입의 레이더 시스템에 이점적임이 주목된다.
도 1은 측정전자유닛(2), 및 신호전파장치, 여기서는 혼 안테나(3)를 구비한 본 발명의 실시예에 따른 레이더 레벨 게이지(1)를 개략 도시한 것이다. 레이더 레벨 게이지(1)는 게이지될 제품(6)이 부분적으로 채워진 탱크(5)에 제공된다. 탱크(5)는 제품을 담을 수 있는 임의의 컨테이너 또는 용기일 수 있고, 금속, 또는 부분적으로나 전체적으로 비금속이거나, 개방되거나, 반개방되거나, 폐쇄될 수 있다. 탱크내 제품(6)은 액체, 액화가스, 또는 심지어 곡물 또는 플라스틱 펠렛과 같은 고체일 수 있다. FMCW 측정방법은 레이더 레벨 게이지의 상대적으로 고감도 측정을 제공해 간섭 물체들이 탱크에 있을 경우에도 또한 신뢰할 수 있는 측정결과를 가능하게 한다. 제품(6)의 표면(7)을 향해 안테나(3)에 의해 방출된 송신신호(ST)와 상기 표면(7)으로부터 되돌아온 에코신호(SR)를 분석함으로써, 측정전자유닛(2)은 기준위치와 제품(6)의 표면(7) 간에 거리를 판단할 수 있고, 이로써 충진수위(L)가 추정될 수 있다. 단일 제품(6)을 담은 탱크(5)가 본 명세에 기술되어 있으나, 탱크(5)에 있는 임의의 재료 경계면까지의 거리는 유사한 방식으로 측정될 수 있음에 유의해야 한다. 더욱이, 표면(7)을 향해 안테나(3)가 방출한 송신신호(ST)는 종종 9-11 GHz의 주파수 스펙트럼 또는 24-27GHz의 주파수 스펙트럼을 포함한다. 어떤 경우, 가령 웨이브가이드를 이용하고 접촉 측정을 수행할 경우, 신호는 종종 1-3GHz의 주파수 스펙트럼을 포함한다.
도 1에 개략 도시된 바와 같이, 전자유닛(2)은 전자기 신호를 송수신하기 위한 트랜시버(10)를 포함한다. 트랜시버(10)는 연결선(9)을 통해 안테나(3)에 연결된다. 연결선(9)은 동축케이블 또는 임의의 전자기 웨이브가이드와 같은 임의의 적절한 신호매질일 수 있다. 유닛(2)은 처리회로(11)를 더 포함하고, 상기 처리회로는 탱크(5) 내 제품(6)의 충진수위를 판단하기 위해 트랜시버(10)의 제어와 상기 트랜시버(10)에 의해 수신된 신호의 처리를 위해 트랜시버(10)에 연결된다. 처리회로(11)는 또한 레이더 레벨 게이지(1)의 동작에 필요한 임의의 소프트웨어를 저장하고 또한 동작 동안 사용되는 RAM을 제공한 메모리(12)에 연결된다.
처리회로(11)는 인터페이스(14)를 통해 아날로그 및/또는 디지털 통신용의 외부 통신라인(13)에 더 연결될 수 있다. 예로서, 투-와이어 인터페이스에 의해 통신 인터페이스(14)와 외부 제어부(미도시) 간에 통신이 제공되며, 투-와이어 인터페이스는 제어부에 측정결과를 송신하고 게이지(1)의 동작을 위해 전력을 받는 결합된 기능을 갖는다. 이런 투-와이어 인터페이스는 다소 일정한 전력을 제공할 수 있고, 측정결과는 Fieldbus Foundation, HART 또는 Profibus와 같은 디지털 프로토콜을 이용해 출력 전압에 중첩될 수 있다. 대안으로, 라인에 있는 전류는 우세한 측정결과에 따라 제어된다. 이러한 인터페이스의 일예는 4-20mA 산업용 루프이고, 전류는 측정결과에 따라 4 내지 20mA 사이로 제어된다. 대안으로, 레이더 레벨 게이지(1)는 가령, Wireless HART 프로토콜을 이용해 제어부와 무선 통신할 수 있고, 배터리 또는 자동동작을 위한 기타 에너지 소기 수단을 갖는 로컬 전원(미도시)을 이용할 수 있다.
인터페이스(14)는 본 명세서에서 마이크로파 유닛이 비활성인 주기 동안 전력을 저장하는 전력저장장치(15)를 포함하고, 이로써 마이크로파 유닛이 활성인 주기 동안(즉, 스윕 동안) 더 큰 전력소비를 가능하게 하는 전력관리회로를 포함한다. 이런 전력관리로, 여전히 짧은 주기의 고출력 소비를 가능하게 하면서 더 낮은 평균전력소비가 달성될 수 있다. 전력저장장치(15)는 커패시턴스를 포함할 수 있고, 공간 요건뿐만 아니라 (폭발성 또는 가연성 내용물을 담은 탱크의 위험구역에 게이지(1)가 배열될 경우에 적용하는) 고유안전요건에 의해 제한될 수 있다.
도 1에서 별개의 블록들로 도시되어 있으나, 다수의 트랜시버(10), 처리회로(11), 및 인터페이스(14)가 동일한 회로기판에 또는 심지어 동일한 집적회로(IC)에 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜시버(10) 및 처리회로(11)의 더 상세한 블록도가 도 2에 도시되어 있다.
도 2에서 트랜시버(10)는 마이크로파 소스(21)를 포함하고, 차례로 처리회로(11)의 일부를 형성하는 타이밍 회로(23)에 의해 제어된다. 마이크로파 소스(21)는 전력분배기(24)를 통해 안테나(3)에 그리고 믹서(25)에 연결된다. 전력분배기(24)는 안테나에서 믹서(25)로 복귀신호를 연결시켜, 제 1 믹서(25)가 마이크로파 소스(21)로부터의 송신신호를 복귀신호 믹스해 중간주파수 신호를 제공하게 하도록 배열된다. 믹서(25)는 중간주파수 신호를 필터시켜 필터된 중간주파수 신호를 제공하게 하는 필터수단(26)에 연결된다. 필터수단은 차례로 증폭기(27)에 연결된다.
필터수단(26)은 다양한 실시예에서 적어도 2개의 고역필터 및 적어도 하나의 저역필터를 포함한다. 3kHz의 제 1 고역필터, 60kHz의 제 2 고역필터, 및 100kHz의 저역필터를 이용한 필터수단의 필터 특징이 도 3에 도시되어 있다. 다양한 필터수단(26)도 물론 가능하며, 주파수는 각 적용에 따라 조절될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 노치필터는 저주파수를 필터하는데 사용될 수 있다.
처리회로(11)는 도 3에서, 상술한 타이밍회로(23) 이외에, 증폭기(27)로부터 신호를 수신하고 샘플화하도록 적용된 샘플러(31)를 포함한다. 샘플러는 A/D 컨버터와 결합한 샘플홀드회로를 포함할 수 있거나, 시그마-델타 컨버터로서 구현될 수 있다. 샘플러(31)는 또한 상기 샘플러(31)의 샘플링 주파수인 신호들의 절반 이상인 주파수 부분들을 더 감쇠하도록 구성된 주파수 중복방지 필터를 추가로 포함한다. 샘플러(31)는 타이밍 회로에 의해 측정신호와 동기화되도록 제어된다. 그러므로, 측정스윕 또는 진단스윕인 측정신호를 기초로, 샘플러(31)는 샘플화 신호를 레벨 계산기 블록(34) 또는 자가진단 블록(35)으로 보내게 된다. 레벨 계산기 블록(34)은 샘플러(31)로부터 샘플화 신호를 기초로 거리를 판단할 것이고 자가진단 블록(35)은 마이크로파 체인을 자가진단하고 따라서 샘플러(31)로부터 수신된 샘플화 신호를 기초로 레이더 레벨 게이지(1)를 입증 테스트할 것이다. 일반적으로, 전자기 마이크로파를 생성, 가이딩, 필터링, 증폭, 송신 및/또는 수신하는데 참여한 부품들은 마이크로파 체인으로서 식별되는 부분이다. 따라서, 도시된 예시적인 실시예에서, 마이크로파 체인은 적어도 트랜시버(10)뿐만 아니라, 타이밍 회로(23) 및 샘플러(31)를 포함한다. 자가진단블록(35) 및 레벨 계산기 블록(34)은 기능적으로 하나의 동일한 유닛일 수 있음에 유의해야 한다.
트랜시버(10)의 요소들은 일반적으로 하드웨어로 구현되고 통상 마이크로파 유닛이라고 하는 집적회로의 일부를 이루나, 처리회로(11)의 적어도 일부는 일반적으로 임베디드 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에 의해 구현된다. 본 발명은 이 특정 구현에 국한되지 않으며, 본 명세서에 기술된 기능을 구현하는데 적합한 것으로 발견된 임의의 수단이 고려될 수 있다.
도 4a-c에서 데시벨 대 주파수의 진폭 그래프로 도표화된 측정스윕과 진단스윕의 패스트-퓨리에 변환(FFT)된 중간주파수 신호와 결부해 도 3의 필터수단(26) 및 필터특징을 설명한다. 실제로 에코가 감지될 수 있는 어떤 레벨을 표시한 도 4a-c에서 점선(40)으로 표시된 감지한계를 주목하라.
도 4a의 그래프는 유효필터수단(26)이 없는 탱크 스펙트럼을 나타낸다. 기준에코(41)는 감지한계를 넘어선 제 1 에코로 나타나 있고, 훨씬 더 큰 제 2 에코(42)는 안테나에 연결로 인해 발생한 에코, 이하 안테나에코(42)이다. 마지막으로, 훨씬 더 작은 에코(43)는 실제로 표면에코이다. 따라서, 유효필터수단(26) 없이, 표면에코(43)는 기준에코(41) 및 안테나에코(42)로부터 식별하기가 매우 어렵다는 것을 알아야 한다. 특히, 표면에코(43)는 상대적으로 감지한계(40) 아래에 훨씬 더 가까이 있는 것에 주목하라. 또한, 도 4a의 표면에코(43)는 설명을 위해 에코들이 분리되도록 떨어져 있는 표면을 나타낸다. 많은 경우, 표면에코(43)는 더 작은 거리를 나타내는 더 낮은 주파수를 갖고 안테나에코(42)로부터 완전히 구별 불가능하게 된다.
도 4b의 그래프는, 도 4a에 비하면, 제 1 고역필터를 통해 필터수단(26)이 기준에코(41)로서 원치 않은 근접영역 에코를 억제하도록 구성된 측정스윕을 나타낸다. 기준에코(41)는 필터수단(26)에 의해 감지한계 아래로 억제되는 것을 주목하라. 이는 기준에코(41)가 측정스윕 동안 감지 불가능한 것을 나타낸다. 그러나, 안테나에코(42)는 종종 감지한계(40) 보다 커 감지될 정도로 충분히 강하다. 안테나에코(42)는 각 안테나에 대해 다르고 탱크 분위기 및/또는 안테나 상에 제품의 증강에 따라 시간에 걸쳐 열화 및 변화될 수 있어, 따라서 안테나 연결로부터 안테나에코(42)는 진단기능에 사용하기 부적합하다. 제 2 고역필터를 통해 필터수단(26)은 이점적으로 또한 역제곱법칙에 따라 전력이 쇠퇴하는 자유공간 경로손실로서 또한 알려진 자유파 전파에서 거리의 함수로서 전력손실을 보상한다. 셋째로, 저역필터를 통해 필터수단(26)은 증폭기(27)에 의해 증폭되는 노이즈 양을 줄이도록 신호의 대역폭을 제한한다. 필터수단(26)에 포함된 저역필터의 이 대역폭 제한 기능은 주파수 중복방지 필터로서 작동하고 처리회로(11)의 샘플링 주파수의 절반보다 더 큰 주파수들을 억제한다. 필터수단이 더 높은 주파수를 억제하는 요건은 일반적으로 샘플러(31)에 따른다. 시그마-델타 컨버터는 샘플링 주파수보다 더 빠른 크기 순(順)인 내부 클록에 의해 수 MHz로 구동될 수 있고 따라서 고주파수들을 더 이상 억제할 필요가 없다. 다른 타입의 샘플러들은 주파수들을 더 억제하기 위해 주파수 중복방지용 내장식 저역필터를 필요로 한다. 적어도 하나의 실시예로, 샘플러(31)는 SAR(Successive Approximation Register) ADC이고, 그런 후 오버샘플될 수 있고 따라서 고주파수들의 추가 억제를 전혀 필요로 하지 않는다.
필터수단(26)의 주파수 중복방지 주파수(44)에서 시작하는 음영처리된 영역으로 주파수 중복방지 특징이 나타나 있다.
도 4c의 그래프는 진단스윕을 나타낸다. 현재 기준에코(45)에 유도된 더 높은 주파수로 인해 상기 기준에코(45)는 필터수단(26)이 기준에코(45)를 상당한 정도로 더 이상 억제하지 않기 때문에 감지한계 이상으로 감지될 것임을 주목하라. 안테나에코(46)가 여전히 존재한다. 기준에코(45)가 이제 감지될 수 있기 때문에, 자가진단 기능에 또한 사용할 수 있다. 그러나, 진단스윕동안 표면에코(47)는 더 높은 주파수를 가지게 되고 따라서 심지어 필터수단의 중복방지 주파수(44,48) 이상이 될 수 있음을 주목하라. 그러므로, 표면에코(47)는 필터수단(26)의 저역필터 요소에 의해 걸러질 수 있다. 도 4c의 표면에코(47)는 앞서 도면들과 연계해 이해하기 위해 원래 크기로 남겨 두었다. 발생한 것은 측정스윕에서 기준에코(41)와 유사한 표면에코(47)는 감지한계(40) 아래로 억제될 것이란 것이다. 따라서, 표면에코(47)의 주파수가 표시된 주파수(48)에서 필터수단(26) 및 샘플러(31)의 중복방지 주파수보다 더 높으면, 표면(7)까지의 거리(L) 측정은 진단스윕 동안 불가능한 것으로 될 수 있다.
측정스윕시 표면에코(43)용으로 필터된 중간주파수는 진단스윕시 기준에코(45)용으로 필터된 중간주파수와 같을 수 있다. 따라서, 측정스윕의 경우, 필터된 중간주파수 신호는 표면까지의 거리를 나타낼 것이고, 진단스윕시 필터된 중간주파수 신호는 마이크로파 소스(21)와 안테나(3) 간에 나타나는 기준에코(45)까지의 거리를 나타낼 것이다.
도 5a-5c에서, 도표화된 주파수 대 시간을 나타낸 그래프이고 마이크로파 소스(21)에 의해 발생되고 안테나(3)로부터 송신된 주파수 스윕을 나타낸다. 에코용 주파수는 하기의 수식에 따른 주파수 스윕에 관한 것이다.
Figure 112016094119117-pct00001
여기서, f는 수신된 중간주파수 신호의 주파수이고, c는 현재 매질에서 빛의 속도이며, h는 에코 거리이고, T는 스윕시간이며, B는 스윕 대역폭이다. 따라서, 더 먼 거리(h)는 에코에 더 높은 주파수를 제공한다. 광속 및 에코 거리가 고정되므로, 본 발명은 기준에코(45)가 상기 감지한계 이상으로 감지되게 할 수 있는 진단스윕을 수행하도록 대역폭(B) 및/또는 스윕시간(T)을 구성하는 것을 고려한다.
도 5a에서, 대역폭(bw1) 및 스윕시간(t1)에 따른 측정스윕이 도시되어 있다. 주파수 스윕으로 믹스되고 필터된 수신신호는 도 4b에 도시된 FFT와 유사한 FFT를 야기한다.
도 5b에서, 대역폭(bw1) 및 t1보다 큰 스윕시간(t2)에 따른 진단스윕이 도시되어 있다. 주파수 스윕으로 믹스되고 필터된 수신신호는 도 4c에 도시된 FFT와 유사한 FFT를 야기한다.
도 5c에서, bw1 보다 큰 대역폭(bw2) 및 스윕시간(t1)에 따른 대표적인 진단스윕이 도시되어 있다. 주파수 스윕으로 믹스되고 필터된 수신신호는 도 4c에 도시된 FFT와 유사한 FFT를 야기한다.
도 5b 및 도 5c에서 대표 주파수 스윕들의 결합도 또한 물론 가능하다. 이는 상기 수식에서 대역폭과 스윕시간 간에 비를 높임으로써 기준에코가 더 높은 주파수를 갖게 되고, 이는 통상의 측정스윕에 비해 감지될 수 있게 하는 것임이 이제 쉽게 명백해질 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제품의 표면까지의 거리 측정을 제공하는 방법을 도시한 흐름도가 도시되어 있다. 먼저, 상기 방법의 전체 단계들(S1-S6)을 설명하고 그런 후 단계들(S11,S12,S61 및 S62)를 상세히 설명한다.
먼저 단계(S1)에서, 타이밍 회로(23)는 마이크로파 신호(21)를 제어해 스텝식 주파스 스윕의 형태로 신호를 출력한다. 스텝식 주파수 스윕은 주파수 안정화 피드백 루프를 포함하는 마이크로파 신호(21)로 발생된다. 주파수 안정화 피드백 루프는 다양한 실시예들에서 위상고정루프(PLL)일 수 있다. 신호는 통상적으로 적절한 단계들로 저주파수에서 고주파수로 스텝식일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 신호는 대신 고주파수에서 저주파수로 스텝식일 수 있다. 일예로, 주파수 스윕은 수 GHz(가령, 0.2-6 GHz) 크기의 대역폭 및 25 GHz 또는 10 GHz 크기의 평균 주파수를 가질 수 있다. 스윕에서 이런 스텝들의 개수(N)는 100-4000, 일반적으로 200-2000 범위 내에 있을 수 있고, 30m의 소정 거리에 대해 약 1000일 수 있다. 따라서, 각 주파수 스텝의 크기(Δf)는 일반적으로 MHz 크기일 수 있다. 전력제한 애플리케이션에 대해, 스윕 기간이 제한되며, 일반적으로 0-100ms 크기다. 일예로, 측정스윕 기간은 약 5ms일 수 있고, 500 주파수 스텝들(N=500)로, 기간은 각 스텝에 대해 10㎲ 또는 약 100kHz의 업데이트 속도가 된다. 스텝들의 기간은 마이크로파 소스(21)에서 주파수 안정화 피드백의 샘플링 주파수에 의해 제어된다. 따라서, 주파수 스텝들에 대한 기간은 대개 고정되고, 진단스윕을 제공하기 위해 스텝들의 개수 및/또는 스윕의 시작 및 중단 주파수가 제어된다. 따라서, 동일한 대역폭에서 더 짧은 스윕시간을 진단스윕에 제공하는 것은 스텝들의 개수는 감소되나 각 주파스 스텝(Δf)의 크기가 더 커지는 것을 의미한다. 유사한 방식으로, 동일한 시간 양으로 더 큰 대역폭을 진단스윕에 제공하는 것은 동일한 개수의 스텝들이 수행되나 각 주파스 스텝(Δf)의 크기가 더 커지는 것을 의미한다.
둘째, 단계(S2)에서, 마이크로파 소스(21)로부터의 신호는 상기 마이크로파 소스(21)에서 안테나(3)로의 전파경로를 따라 가이드되고, 안테나(3)에 의해 표면(7)을 향해 전자기 송신신호(ST)로서 탱크(5)에 방출된다.
그런 후, 단계(S3)에서, 반사된 후 표면(7)으로부터 되돌아 오는 복귀신호(SR)가 안테나(3)에 의해 수신되고 웨이브가이드(9)를 따라 트랜시버(10) 및 이에 따라 전력 분배기(24)로 보내진다.
단계(S4)에서, 복귀신호(SR)는 전력 분배기(24)를 통해 믹서(25)로 보내지고 신호와 믹스되어 중간주파수 신호를 제공한다. 중간주파수 신호는 반사면까지의 거리에 비례하는 주파수를 갖는 불연속 상수의 공진신호이고, 불연속 상수 길이는 신호스텝 길이와 같은 길이이다. 대표적인 주파수는 kHz, 가령, 100kHz 미만의 크기이고 대표적으로는 50kHz 미만이다.
단계(S5)에서, 믹서(25)로부터 중간주파수 신호는 소정 주파수의 중간주파수 신호들이 필터된 중간주파수를 제공하게 설정된 필터수단(26)에 의해 걸러진다. 필터수단의 예시적인 특징을 도 3에서 알 수 있다. 증폭기(27)는 그런 후 필터된 중간주파수 신호를 증폭시킨다.
그 다음, 단계(S6)에서, 처리회로(11)에 의해 증폭된 필터된 중간주파수 신호가 수신되고, 상기 회로에서 샘플러(31)에 의해 샘플화되고 A/D 변환된다. A/D 컨버터(30)의 샘플링 주파수는 이점적으로 오직 단 한 번만 신호의 각 단계를 샘플화하도록 신호의 업데이트 속도와 충분히 가깝다. 샘플링으로 인해 발생한 샘플 벡터가 다른 공정을 위해 자가진단 블록(35) 또는 레벨 계산기 블록(34)에 공급된다.
타이밍 회로(23)는 마이크로파 소스(21)를 제어해 측정스윕 또는 진단스윕 중 어느 하나를 발생한다. 측정스윕 동안 상기 방법은 단계(S1)에서 단계(S11)까지 계속되고 상술한 바와 같이 통상의 주파수 스윕이 발생되고 출력되며, 일예가 도 5a에 도시되어 있다. 타이밍 회로(23)는 마이크로파 소스(21)를 제어해 진단스윕을 발생하면, 상기 방법은 단계(S1)에서 단계(S12)까지 계속될 것이고, 마이크로파 소스(21)에서 안테나(3)까지 전파경로로부터 에코가 기준에코로서 작동할 수 있도록 진단스윕의 스윕시간과 대역폭 간의 비가 조절된다. 발생된 진단스윕의 예들이 도 5b 및 도 5c에 도시되어 있다.
마지막으로, 타이밍 회로에 연결된 샘플러(31)는 샘플화된 신호를 레벨 계산기 블록(34)과 연결시켜 상기 방법의 단계(S61)를 수행한다. 여기서 레벨 계산기 블록(34)은 샘플 벡터를 기초로 필터된 중간주파수 신호의 주파수를 결정하고, 그런 후 상기 필터된 중간주파수 신호의 주파수의 주파수를 기초로 반사면(및 실질적으로 탱크 내 제품의 충진수위)까지의 거리를 결정한다. 또는, 진단스윕의 경우, 샘플러(31)는 샘플화된 신호를 자가진단 블록(35)에 연결해 상기 방법의 단계(S62)를 수행한다. 여기서 자가진단 블록(35)은 레이더 레벨 게이지가 바르게 작동하고 있는지 판단한다. 자가진단 블록(35)은 예상거리 및/또는 예상진폭을 포함한 기준에코의 저장된 프로파일에 대해 측정된 기준에코를 비교한다. 따라서, 측정된 기준에코는 어쨌든 저장된 값 등과 다르다면, 자가진단 블록(35)은 마이크로파 체인에서의 한 성분이 결함이 있다고 판단할 것이다.
레이더 레벨 게이지(1)는 필요에 따라 종종 또는 조작자가 적절하다고 여길 때마다 종종 마이크로파 체인의 자가진단을 수행할 수 있다. 예컨대, 레이더 레벨 게이지(1)는 적어도 시간당 한번 또는 적어도 분당 한번 스윕된다. 가령 진단스윕을 다소 자주 수행하는 것과 같이 진단스윕을 실행하는 기타 간격들도 물론 또한 가능하다.
도면들은 방법 단계들의 특정 순서를 나타낼 수 있으나, 단계들의 순서는 설명되는 것과 다를 수 있다. 또한 2 이상의 단계들이 연속으로 또는 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 이런 변화들은 선택된 소프트웨어 및 하드웨어에 그리고 설계자의 선택에 따른다. 모든 이런 변형들은 본 출원의 범위 내에 있다. 마찬가지로, 소프트웨어 수단은 다양한 연결단계, 처리단계, 비교단계 및 판단단계를 수행하도록 규칙 기반의 로직 및 기타 로직에 따른 표준 프로그래밍 기술로 수행될 수 있다. 추가로, 본 발명은 특정 예시적인 실시예들을 참조로 기술되었으나, 다른 많은 변경, 변형 등도 당업자에 명백할 것이다. 예컨대, 도 3에 도시된 필터수단 특징은 당업자가 다른 적절한 필터 특징도 또한 고려될 수 있음을 쉽게 알게 되는 일예이다. 개시된 실시예들에 대한 변형들도 이해될 수 있고 도면, 명세서, 및 특허청구범위로부터 특허청구된 발명을 실시할 때 당업자에 의해 달성될 수 있다. 더욱이, 특허청구범위에서, "포함하는"이라는 용어는 기타 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "a" 또는 "an"의 부정관사는 복수를 배제하지 않는다.

Claims (17)

  1. 탱크(5)에 담긴 제품(6)의 표면(7)까지의 거리를 측정하기 위한 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지(1)로서,
    자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지(1)는:
    주파수 스윕 형태로 전자기 송신신호를 발생 및 송신하도록 설비된 트랜시버(10);
    신호전파장치(3);
    상기 신호전파장치(3)를 상기 트랜시버(10)에 연결하는 신호전파경로;
    상기 트랜시버(10)에 연결되고 중간주파수 신호를 제공하도록 상기 전자기 송신신호의 일부와 에코신호를 믹스하도록 구성된 믹서(25);
    상기 믹서(25)에 연결되고 필터된 중간주파수 신호를 제공하기 위해 상기 중간주파수 신호를 거르도록 구성된 필터수단(26); 및
    상기 필터수단(26)에 연결되고 상기 필터된 중간주파수 신호를 처리하도록 구성된 처리회로(11)를 포함하고,
    상기 신호전파경로 및 상기 신호전파장치(3)는 상기 표면(7)을 향해 상기 전자기 송신신호를 가이드하고 상기 표면(7)으로부터의 반사를 포함한 에코신호와 상기 신호전파경로에서 임피던스 전이를 돌려보내도록 구성되며,
    상기 주파수 스윕은 진단스윕 및 측정스윕 중 하나이고,
    상기 진단스윕은 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에 감지될 수 있게 구성되고, 상기 기준에코는 상기 임피던스 전이까지의 거리를 나타내며,
    상기 측정스윕은 상기 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 억제되고, 표면에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 감지될 수 있도록 구성되며, 상기 표면에코는 상기 표면(7)까지의 거리를 나타내고,
    상기 처리회로(11)는 기준에코를 기초로 상기 레이더 레벨 게이지(1)를 자가진단하며, 상기 표면에코를 기초로 상기 표면(7)까지의 거리를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리회로(11)는 저장된 기준에코 프로파일에 대해 상기 기준에코를 비교하도록 구성된 자가진단 블록(35)을 더 포함하고, 상기 저장된 기준에코 프로파일은 상기 기준에코에 대한 예상거리 및/또는 상기 기준에코의 예상 진폭을 포함하는 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호전파장치(3)는 파라볼릭 안테나, 혼 안테나, 패치 안테나 중 하나인 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호전파장치(3)는 좀머펠트(Sommerfeld) 프로브, 고우바우(Goubau) 프로브, 동축 프로브, 트윈라인 프로브 또는 스틸 파이프 중 하나인 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 진단스윕은 시간당 적어도 1회 수행되는 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 진단스윕은 분당 적어도 1회 수행되는 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터수단(26)은 적어도 2개의 고역필터 및 적어도 하나의 저역필터를 포함하는 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 고역필터 중 하나는 3kHz로 설정되고 상기 적어도 2개의 고역필터 중 다른 하나는 60kHz로 설정되며, 상기 적어도 하나의 저역필터 중 하나는 100kHz로 설정되는 자가진단 FMCW 레이더 레벨 게이지.
  9. 주파수 스윕 형태로 전자기 송신신호를 발생하는 단계(S1);
    신호전파경로(9) 및 신호전파장치(3)를 통해 상기 전자기 송신신호를 표면(7)을 향해 가이드하는 단계(S2);
    상기 표면으로부터의 반사를 포함한 에코신호와 상기 신호전파경로에서 임피던스 전이를 돌려보내는 단계(S3);
    중간주파수 신호를 제공하도록 상기 에코신호와 상기 송신신호를 믹스하는 단계(S4); 및
    필터된 중간주파수 신호를 제공하도록 상기 중간주파수 신호를 필터링하는 단계(S5)를 포함하는, 탱크(5)에 담긴 제품(6)의 표면(7)까지의 거리를 측정하기 위한 FMCW 레이더 레벨 게이지(1)의 자가진단을 제공하는 방법으로서,
    상기 발생된 주파수 스윕은 진단스윕(S12) 및 측정스윕(S11) 중 하나이고,
    상기 진단스윕은 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에 감지될 수 있게 구성되고, 상기 기준에코는 상기 임피던스 전이까지의 거리를 나타내며,
    상기 측정스윕은 상기 기준에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 억제되고, 표면에코가 상기 필터된 중간주파수 신호에서 감지될 수 있도록 구성되며, 상기 표면에코는 상기 표면(7)까지의 거리를 나타내고,
    기준에코를 기초로 상기 레이더 레벨 게이지를 자가진단(S62)하며, 상기 표면에코를 기초로 상기 표면(7)까지의 거리를 결정(S61)하도록 상기 필터된 중간주파수 신호를 처리하는 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이더 레벨 게이지를 자가진단(S62)하기 위해 상기 필터된 중간주파수 신호를 처리하는 단계(S6)는 저장된 기준에코 프로파일에 대해 상기 기준에코를 비교하는 단계를 포함하고, 상기 저장된 기준에코 프로파일은 상기 기준에코에 대한 예상거리 및/또는 상기 기준에코의 예상진폭을 포함하는 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 진단스윕은 측정스윕보다 더 짧은 스윕시간을 갖는 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    진단스윕 시간은 측정스윕 시간보다 적어도 2배 더 짧은 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 진단스윕은 측정스윕보다 더 큰 스윕 대역폭을 갖는 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    진단스윕 대역폭은 측정스윕 대역폭보다 적어도 2배 더 큰 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 주파수 스윕은 24 내지 27 GHz 범위 내의 주파수들만을 포함하거나, 상기 주파수 스윕은 1 내지 3 GHz 범위 내의 주파수들만을 포함하거나, 상기 주파수 스윕은 9 내지 11 GHz 범위 내의 주파수들만을 포함하는 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    진단스윕 시간은 측정스윕 시간보다은 측정스윕 시간보다 적어도 4배 더 짧은 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    진단스윕 대역폭은 측정스윕 대역폭보다 적어도 4배 더 큰 FMCW 레이더 레벨 게이지의 자가진단을 제공하는 방법.
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