TWI646724B - 氣密波導耦合、高頻模組、塡充位準雷達及用途 - Google Patents

氣密波導耦合、高頻模組、塡充位準雷達及用途 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種氣密波導耦合,其用於將來自一高頻模組之一電磁傳輸信號耦合至一波導中,該波導耦合包括配置於一載體上且用於發射該傳輸信號之一平面型輻射器。該波導耦合進一步包括以一氣密方式密封該波導之一介電密封元件。以此方式,可提供爆炸防護。

Description

氣密波導耦合、高頻模組、填充位準雷達及用途 相關申請案參考
本申請案主張以下各申請案之申請日期之權益:於2012年7月4日提出申請之第12 175 004.6號及於2012年7月4日提出申請之第12 175 007.9號歐洲專利申請案,其揭示內容特此以引用方式併入本文中;以及於2012年7月5日提出申請之第61/668,154號及於2012年7月5日提出申請之第61/668,161號美國臨時專利申請案,其揭示內容特此以引用方式併入。
本發明係關於填充位準量測。特定而言,本發明係關於一種用於將來自一高頻模組之一電磁信號耦合至一波導中之氣密波導耦合、關於一種包括一氣密波導耦合之高頻模組、關於一種包括一高頻模組之填充位準雷達及關於一氣密波導耦合在一場裝置中之用途。
場裝置,特定而言,與感測器一起使用來量測填充位準或邊界位置之場裝置,通常係基於延遲量測。在延遲量測中,判定雷達信號或經導引微波脈衝之信號延遲。隨後自此等信號延遲判定所期望量測值。
該等信號具有一特定頻率及持續時間。雷達信號及微波信號可分配至高頻技術(HF技術)範圍。作為在高頻範圍中之信號,在高達2 GHz之頻率範圍中之信號通常用作經導引微波信號,且在5GHz至79GHz及以上之範圍中之信號通常用作雷達信號。
出於安全原因,以一防爆炸方式將場裝置之電子器件與量測環境(舉例而言,填充有一填充介質之一容器之內部)分離可係必要的。該分離由(舉例而言)一氣密密封件組成。此可防止爆炸性物質或氣體混合物自容器內部到達場裝置之電子器件並在彼處點燃。
EP 2 093 846 A1揭示一種可提供此類型之爆炸防護的一場裝置之氣密導引饋通件。該導引饋通件在形式上係同軸的且(舉例而言)在介於5GHz至28GHz之間的一頻率範圍中使用。
本發明之一目標係提供一種適合用於超過60GHz之傳輸頻率之具有爆炸防護之場裝置。
根據本發明之一第一態樣,提供一種用於將來自一高頻模組之一電磁信號耦合至一波導中之氣密波導耦合(亦稱為一波導連接)。在此上下文中,該電磁信號係由該高頻模組產生、由配置於一載體上之該波導耦合之一平面型輻射器元件發射且隨後由該波導傳輸。
該波導耦合包括以一氣密方式密封該波導(104、105)之一介電密封元件(111)。
該波導之該主要區在形式上係(舉例而言)圓柱形。然而,其亦可係一矩形波導。舉例而言,該波導沿著該主要區具有一恆定內徑。
由該平面型輻射器元件發射之該電磁信號亦可稱為一傳輸信號。該平面型輻射器元件亦可經進一步組態以便接收係尤其已在填充材料表面上反射之所反射傳輸信號(在一基於延遲之填充位準量測裝置之情形中)之接收信號。該平面型輻射器元件亦可呈複數個輻射器元件之一陣列之形式。
該載體係(舉例而言)一電路板。
經組態以便傳輸該等所發射信號之該波導可以一氣密方式連接至該載體。該波導耦合進一步包括在其內部以一氣密方式密封該波導之一介電密封元件。換言之,此密封元件將位於該平面型輻射器元件之區中的該波導之一前部區與位於探針端(或該波導)之區中的該波導之一後部區分離(亦即,沿量測環境之方向)。
根據本發明之另一實施例,該介電密封元件係由一電路板製成(舉例而言,磨製)。
根據本發明之另一實施例,該介電密封元件係一圓柱形塑膠材料部件。
根據本發明之另一實施例,該介電密封元件係一錐形、金字塔形或雙錐體形塑膠材料部件,其進一步包括其中該密封元件以一氣密方式連接至該波導之一圓柱形區。
根據本發明之另一實施例,該介電密封元件包括一階梯式表面。
根據本發明之另一實施例,其中該密封元件以一氣密方式連接至該波導的該密封元件之該區包括一金屬塗層,以便形成至該波導之一氣密軟銲或黏合劑連接。在至該波導之一黏合劑連接之情形中,仍可(但並非必須)提供該金屬塗層。特定而言,該黏合劑自身可係金屬的。
根據本發明之另一實施例,該介電密封元件包括一次級輻射器,該次級輻射器附接至該密封元件或整合至該密封元件中且接收自該平面型輻射器元件發射之信號並再次將其發射。該次級輻射器亦可接收該所反射接收信號並沿該平面型輻射器元件之方向將其發射。
根據本發明之另一實施例,該平面型輻射器元件以一方式配置於該波導之該起始區中或緊鄰其上游處,以使得所發射信號最初位於該波導之該起始區中並沿該波導之該主要區之方向傳播。
在此實施例中必要的係該波導之該起始區朝向該平面型輻射器元件變寬。換言之,在通向該波導之該主要區之過渡區中(亦即,在該起始區與該主要區交會之點處),該波導之該起始區之該內徑與該主要區之內徑完全相同,而該起始區之該內徑朝向該平面型輻射器元件變得更大。
此意指,該平面型輻射器元件可具有一相對大輻射表面及因此一相對大直徑。因此,該信號之品質可得以改良。
在下文中,將再次定義術語該波導之「起始區」及「主要區」。該波導之該起始區位於該波導之端處在該平面型輻射器元件定位之區中。此起始區朝向該平面型輻射器元件變寬且因此沿該波導之該主要區之方向漸縮。換言之,該起始區之該內徑沿該主要區之方向連續地或遞增地(不連續地)變得更小。該起始區之最小直徑位於介於該起始區與該主要區之間的界面處。此時,該起始區與該主要區之內徑相等。
舉例而言,該波導之該主要區具有一恆定內徑且自介於該起始區與該主要區之間的界面延伸至該波導之另一端。
舉例而言,該主要區具有一圓形或矩形內部剖面。
由該平面型輻射器元件發射之該(傳輸)信號沿該平面型輻射器元件之輻射方向遷移穿過由該起始區界定的負責信號輸送之內部容積,並進入至該波導之該主要區中且隨後繼續朝向該波導端或波導輸出遷移。
根據本發明之一項實施例,該波導之該主要區沿該信號之輻射方向配置於距該平面型輻射器元件之一距離處。換言之,該信號在進入該波導之該主要區之前最初涵蓋該波導之該起始區內部之一特定距離。
根據本發明之另一實施例,該波導之該起始區之該內部依循一 錐形式進展。換言之,由該波導之該起始區界定之該內部容積係隧道形狀。
根據本發明之另一實施例,該起始區之該內部依循一雙曲線式進展。
根據本發明之另一實施例,該起始區之該內部依循一階梯式進展。
根據本發明之另一實施例,該平面型輻射器元件之該內徑大於該波導之該圓柱形主要區之該內徑。
根據本發明之另一實施例,該平面型輻射器元件之該直徑小於該波導之該起始區之最大內徑的一半或甚至三分之一。
根據本發明之另一實施例,該波導連接在79GHz之信號之頻率下具有5%以上,舉例而言,甚至8%以上之一相對頻寬。
根據本發明之另一實施例,該平面型輻射器元件係由一微帶線供應之一矩形、圓形、橢圓形或三角形平片元件。
根據本發明之另一實施例,該波導包括其上安放有該介電密封元件之一內部周邊腹板。
根據本發明之另一實施例,該波導包括其上安放有該載體之一外部周邊腹板。
根據本發明之另一實施例,該介電密封元件配置於該波導之該起始區中。
根據本發明之另一態樣,提供一種用於產生用於一場裝置(舉例而言,一填充位準量測裝置)之一量測信號之高頻模組,該高頻模組包括如上文及下文中所揭示之一波導耦合。
根據本發明之另一態樣,提供一種包括如上文及下文中所揭示之一高頻模組之填充位準雷達。
根據本發明之另一態樣,提供如上文及下文中所揭示之一波導 耦合在一場裝置中之用途。舉例而言,該場裝置係採取延遲量測以便判定來自其之填充位準之一填充位準量測裝置。出於此目的所使用之信號可係電磁信號,諸如微波或雷達信號。特定而言,此等信號可係脈衝式的。然而,亦可使用連續信號。
本發明之一第一中心思想在於一場裝置之波導包括一爆炸防護,此乃因以一氣密方式將其起始區(亦即,傳輸信號耦合於其中之區)密封而免受量測環境。此得以達成乃因:一方面,其以一氣密方式連接至該平面型輻射器元件(信號源)之載體材料;且另一方面,其包括經膠合或軟銲至其內部區中之一密封部件(密封元件)。
本發明之另一態樣係自該平面型輻射器元件至該波導之過渡朝向該平面型輻射器元件(舉例而言)以錐形形式、遞增形式或雙曲線形式變寬。
100‧‧‧波導耦合/裝置/波導連接
101‧‧‧載體板/載體
102‧‧‧平面型輻射器元件/平面型元件/輻射器元件
104‧‧‧波導/同心配置之旋轉對稱區/內部旋轉對稱區/起始區/外部區/內腔/變寬區/變寬起始區
105‧‧‧區/波導/同心配置之旋轉對稱區/內部旋轉對稱區/主要區/下部區
106‧‧‧側壁/同心配置之旋轉對稱區/外部環
107‧‧‧側壁/同心配置之旋轉對稱區/外部環
108‧‧‧後壁/殼體
109‧‧‧腔/內腔
110‧‧‧腔/內腔
111‧‧‧密封元件/介電密封元件/介電件
112‧‧‧金屬塗佈/環形金屬塗層/塗層/周邊塗層
113‧‧‧階梯式內表面/內部
114‧‧‧殼體/高頻殼體
120‧‧‧完全圓柱形變寬
121‧‧‧圓柱形區/次級輻射器
123‧‧‧最小內徑/內徑
124‧‧‧最大直徑/最大內徑
125‧‧‧直徑
700‧‧‧填充位準量測裝置/填充位準雷達/場裝置
701‧‧‧高頻模組
801‧‧‧供應線/微帶線
802‧‧‧供應線/微帶線
1001‧‧‧加厚件
1002‧‧‧加厚件/區
1003‧‧‧減小之外部直徑
1004‧‧‧內部周邊腹板/腹板/下部內部周邊腹板
1005‧‧‧外部周邊腹板/腹板/外部腹板
1006‧‧‧腹板
1007‧‧‧腹板
1008‧‧‧突片/銷
1009‧‧‧突片/銷
1011‧‧‧凹部
1021‧‧‧矩形平片元件/平面型輻射器元件
1022‧‧‧圓形平片元件
1023‧‧‧橢圓形平片元件
1024‧‧‧三角形平片元件
1030‧‧‧區/軟銲區/膠合區
1031‧‧‧區/軟銲區/膠合區
1032‧‧‧區/軟銲區/膠合區
1033‧‧‧區/軟銲區/膠合區
圖1係根據本發明之一項實施例之一波導耦合之一剖面圖。
圖2係根據本發明之另一實施例之一波導耦合之一剖面圖。
圖3係根據本發明之另一實施例之一波導耦合之一剖面圖。
圖4係根據本發明之另一實施例之一波導耦合之一剖面圖。
圖5展示根據本發明之一項實施例之一介電密封元件。
圖6展示根據本發明之另一實施例之一介電密封元件。
圖7展示根據本發明之一項實施例之一填充位準量測裝置。
圖8展示可用於根據本發明之實施例之一波導耦合中之平面型輻射器元件的四項實例。
圖9係根據本發明之一項實施例之一波導耦合之一剖面圖。
圖10展示根據本發明之一項實施例之一波導耦合。
圖11展示根據本發明之一項實施例之一波導耦合之一殼體及載體之內部。
圖12展示圖11之殼體之內部及根據本發明之一項實施例之一介電密封元件。
圖式係示意性地且未按比例繪製。若在不同圖示中使用相同元件符號,則其指示相同或類似元件。然而,相同或類似元件亦可由不同元件符號來指示。
圖1係根據本發明之一項實施例之一波導耦合100之一剖面圖。此時,應注意,圖式中所展示之波導耦合連接至(藉由實例方式)高頻模組。然而,高頻模組亦可係此處及下文中稱為一波導耦合之裝置100之一部分。在此情形中,裝置100亦可稱為包括一波導耦合之一高頻模組。
特定而言,波導耦合可係量測探針之一部分。另一選擇係,其包括量測探針之連續波導可連接至其之在元件符號105之區中之一界面。
波導耦合100包括適合用於高頻之一殼體114。此HF殼體114包括波導104、105。換言之,波導104、105整合至HF殼體中。
此外,不僅出於穩定性原因,亦出於較佳密封之原因,殼體可包括側壁106、107及一後壁108。波導104、105沿配置於載體101之底側上(亦即,在HF殼體之內部中)之平面型輻射器元件102之方向而引入穿過後壁108。在載體101之上部側上,存在可充當一接地面之一金屬塗層。
HF殼體114可(舉例而言)製作為旋轉對稱或矩形。在旋轉對稱組態之情形中,因此提供兩個同心配置之旋轉對稱區106、107及104、105。
內部旋轉對稱區104、105由波導之起始區104及波導之主要區105組成。
該兩個區界定負責傳輸信號之一波導。
在圖1之實施例中,起始區104之內部係一階梯式形狀(在其情形中具有兩個階梯;然而,亦可存在更多階梯)。外部區104之階梯式內表面113沿平面型輻射器元件102之方向變寬並沿波導之主要區105之方向漸縮。在波導之主要區105之上部端處(在主要區與起始區交會之點處),存在由(舉例而言)介電材料組成且在其接觸波導105之內壁之點處經金屬塗佈(參見元件符號112)之一密封元件111。
在圖1之實施例中,此密封元件111呈一雙錐體之形式,包括介於兩個錐體之間的一圓柱形區。此圓柱形區之外表面以一方式經金屬塗佈,以使得該密封元件可軟銲或焊接至波導之主要區105之內壁上。
密封元件111亦可膠合於其上。
在由波導104、105形成之內部環與殼體之外部環106、107之間可存在一腔109、110。
波導耦合100可用作一波導連接。換言之,一波導可連接至下部區105。
波導連接100可製作為氣密式且可經組態以供用於在約79GHz之頻率範圍中與涉及條帶導體技術之一微波模組一起使用。特定而言,波導連接整合至HF殼體114中。
載體101(其可係一電路板)以一氣密方式連接至HF殼體114。舉例而言,HF殼體膠合至載體。
以此方式,內腔109、104、110可以一氣密方式密封而免受環境影響。
上文及下文中所揭示之該密封元件可係一塑膠材料部件、一陶瓷部件或一玻璃部件。此密封元件膠合或軟銲至波導之主要區中。
自信號產生電子器件至波導之過渡係由一微帶線及連接至其之一平片天線(其形成平面型輻射器元件)提供。
波導朝向平面型結構之變寬係錐形式、雙曲線式或階梯式。特定而言,波導及HF殼體可形成為一單件。
此導致包括較少個別部件之一簡單且成本有效機械構造。該配置具有良好高頻性質,具有一低輸送量衰減及一高反射衰減。
在下文中,將藉由實例方式揭示微帶至波導過渡。
呈一平面型輻射器元件102(舉例而言,一平片天線)形式之一平面型結構附接至電路板,且主要正交於載體板101而發射。根據待傳輸之頻率範圍定尺寸之波導104、105放置於此平面型結構上方。此波導朝向電路板充分變寬使得波導壁位於距平面型結構一足夠距離處以供用於減小來自該等壁之對傳輸信號之影響。
至一波導中之其他耦合需要電路板材料之一高εr,其方式係平面型結構可製作地足夠小以便將不被波導壁中斷。然而,一高εr可導致配置之一減小之相對頻寬,舉例而言,其可係介於1%與3%之間。此可係一寬頻雷達系統之一缺點。「相對頻寬」理解為意指傳輸信號之頻寬與中心頻率之比率。
由於波導朝向平面型元件之變寬,可使用具有一低εr之一電路板基板,此意指相對頻寬可升高至約8%。在此情形中,εr係(舉例而言)介於1.8與3.5之間。
平面型元件102可(舉例而言)係一矩形平片元件1021、一圓形平片元件1022、一橢圓形平片元件1023或一個三角形平片元件1024(參見圖8)。
可由供應線801、802(微帶線)經由一配接器網路直接地或(經由一電磁耦合)間接地為平片元件供應。在圖8之左側上展示間接供應之一實例。
波導朝向平面型元件之變寬可係錐形式、遞增式或雙曲線式。
圖2展示雙曲線式變寬之一實例,圖3展示一最初錐形式變寬緊 接著其端膠合至載體板101之一圓柱形區121之一實例且圖4展示一完全圓柱形變寬120之一實例。
圖2進一步展示,輻射器元件102之直徑125遠小於波導之起始區104之最大直徑124。相比之下,波導之起始區之最小內徑123對應於波導之主要區之內徑。
此適用於所有實施例。
在下文中,更詳細地揭示氣密分離(爆炸防護)之態樣: 一HF模組(或大體而言,一電子電路)出於爆炸防護之原因而以一氣密方式與環境分離。舉例而言,一氣密分離可藉由囊封電子器件來提供。然而,在高頻場中,且尤其在微波技術中,囊封對電路之HF性質具有一重大影響。出於此原因,HF殼體114以一方式緊密膠合至載體板(舉例而言,一電路板),以使得在載體板101上方存在空氣。此總成然後繼而經囊封。HF信號藉助於穿過殼體及該囊封之一氣密耦合(舉例而言)沿填充材料之方向傳遞至外部。
特定而言,在60GHz及60GHz以上之一頻率範圍中,可使用在一波導中之一氣密通路。此通路得以達成乃因一介電密封元件111膠合至波導中或最初部分地經金屬塗佈且隨後軟銲於其中。
在此上下文中,介電件111可採取若干形式。舉例而言,其可呈電路板材料之一平面型盤之形式,其包括供用於軟銲連接至波導之一經金屬塗佈之邊緣支架。此(舉例而言)在圖4中加以展示。
出於此目的,一圓形盤可由一電路板基板(舉例而言,由PTFE或PTFE/陶瓷混合物製成之HF基板,諸如Rogers RT Duroid 5880、Rogers RO 3003等)製造。因此,此等盤包括(舉例而言)可在正常電路板製程中產生之一經金屬塗佈之邊緣。
視情況,一次級輻射器可在電路板製造製程期間以狹縫或經金屬塗佈之結構之形式施加至該盤。
該盤可併入至波導之圓柱形部分或經變寬之部分中。
此時,應注意,大體而言,密封元件111未必需要配置於主要區105中,而亦可配置於變寬區104中,但此並未在圖式中展示。
介電密封元件亦可呈在周邊上包括一金屬塗層以供用於軟銲連接至波導之一圓柱形塑膠材料部件之形式(參看圖6),且特定而言在此情形中其可附接於波導之圓柱形部分(主要區)中。
密封元件亦可呈在周邊上包括一圓柱形頸部及一金屬塗層以供用於軟銲連接至波導之一雙錐體形塑膠材料部件之形式,且可經組態以配置於圓柱形部分中(參看圖1及圖2)。
密封元件亦可呈在周邊上包括金屬塗層以供用於軟銲連接至波導之一階梯式圓柱形塑膠材料部件之形式(參看圖3)。
圖2將密封元件之組態展示為一雙圓柱體(類似於圖1),但其中兩個圓柱體之間的中間區具有大於圓柱體基座之一直徑(與其中直徑相等之圖1相比)。
圖5及圖6展示一介電密封元件111之兩個實例。在圖5之情形中,介電密封元件包括在其上部側及/或底側上之一環形金屬塗層112。舉例而言,此類型之一塗層112亦可見於圖2及圖4中。
在圖6之實施例中,密封元件111在其周邊面上包括一周邊塗層112,如亦在圖1及圖3之實施例中提供。
密封元件111可進一步包括位於密封元件111之上部側上(如圖6中)及/或底側上或內部中之一次級輻射器121。該次級輻射器用以由平面型輻射器元件102供應。此發生乃因平面型輻射器元件102發射供應至次級輻射器之信號,次級輻射器在其上將一對應信號發射至波導104之主要區中。
圖7展示包括一高頻模組701之一填充位準量測裝置700。高頻模組701產生隨後供應至波導104、105之輸送信號。
圖9係根據本發明之一項實施例之一波導耦合100之一剖面圖。在此實施例中,密封元件111定位於波導104、105之經變寬起始區104中。此外,在圖1至圖4之實施例中,密封元件111亦可配置於起始區104中。
密封元件係(舉例而言)由一電路板材料製成之一分離器板。密封元件可具有至少0.5mm之一厚度且可係由Rogers RO 5880電路板材料製成。
分離器板在形式上可係矩形或正方形。特定而言,若波導之起始區104亦係一矩形或正方形剖面,則上述情形係適宜的。另一選擇係,舉例而言,若起始區104之剖面亦係圓形(圓的),則密封元件111亦可具有一圓形剖面。
波導之主要區105之剖面亦可係圓形。舉例而言,此可見於圖10及圖12中。
密封元件111與包括平面型輻射器元件(圖9中未展示)之載體101之間的距離係(舉例而言)0.2mm至0.3mm,但亦可更多或更少。密封元件之厚度係(舉例而言)約0.5mm。
形成為一電路板之載體101可膠合及/或軟銲至殼體114上。舉例而言,軟銲連接可提供於以黑色展示之區1030、1031、1032及1033處。
軟銲連接亦可用於殼體與載體101之間的電觸點。
如圖9中可見,密封元件111之直徑或最大邊緣長度大於波導之主要區105之內徑。輻射器元件之直徑或最大邊緣長度約對應於(舉例而言)波導之主要區105之內徑。
如亦可自圖10所見,殼體114係一實質上矩形構造。為增加穩定性,殼體可包括圍繞波導之一加厚件1001。波導亦可類似地具有一加厚件1002,加厚件1002可在該波導離開殼體或殼體加厚件之點處具備 一螺紋(參看圖10)。
隨後,波導105以一減小之外部直徑1003繼續。相比之下,波導之主要區之內徑係恆定的。
在波導之起始區104過渡至波導之主要區105中之位置處,波導包括其上安放有介電密封元件111之一內部周邊腹板1004。此外,提供配置於波導之端處(亦即,波導之起始區104之起始處)之一外部周邊腹板1005,並將其放置於載體101上。在此兩個腹板1004與1005之間存在一凹部1011,在彼處密封元件111可軟銲及/或膠合至殼體。
其上安放有載體101之腹板1005、1006、1007亦提供於其他軟銲或膠合區1030、1031、1032、1033旁邊。
殼體可進一步包括通過載體101中之對應孔以便定位載體之突片或銷1008、1009。
圖10係根據本發明之一項實施例之一波導耦合100之一透視圖。與圖9之實施例相比,在此情形中,在波導之區1002中提供一外部螺紋,以便將波導耦合旋入至一容器凸緣中。除此以外,兩個實施例完全相同。
亦可使用外部螺紋以便旋入於一連接波導上,該連接波導繼續,亦即,附接至耦合之波導之主要區105。
自圖10可見,加厚件1001很大程度上係圓的。
圖11展示殼體114之內部及載體101之底側,亦即,面向殼體之內部之側。
特定而言,在此實施例中在形式上係矩形之平面型輻射器元件1021配置於載體上。平面型輻射器元件1021之較長縱向側具有實質上對應於波導之主要區之內徑之一邊緣長度。
特定而言,自圖11可見,外部周邊腹板1005在形式上係正方形。
圖12係圖11之殼體及一密封元件111之另一圖式。自圖12可見, 內部周邊腹板1004在形式上係圓的且配置為與外部腹板1005同心。密封元件111在形式上係正方形且以一方式適應外部腹板1005之大小,以使得其可放置於下部內部周邊腹板1004上。
此時,應注意,外部周邊腹板1005不必係連續地,而可包括供應線801(參看圖11)穿過其通向平面型輻射器元件之一中斷。
為完整起見,應注意,「包括」及「具有」並不排除其他元件或步驟之可能性,且「一(an)」或「一(a)」並不排除複數之可能性。應進一步注意,已參考上文實施例中之一者所揭示之特徵或步驟亦可結合其他上文所揭示實施例之其他特徵或步驟來使用。申請專利範圍中之元件符號不應視為限制性的。

Claims (10)

  1. 一種用於將來自一高頻模組(701)之一電磁信號耦合至一波導(104、105)中之氣密波導耦合(100),該波導耦合包括:一平面型輻射器元件(102),其配置於一載體(101)上且用於發射該信號;一波導(104、105),其經組態以用於傳輸該所發射信號;其中該波導(104、105)經組態以用於自由該波導之一起始區(104)界定之一容積沿著由該波導之一主要區(105)界定之一容積傳輸該所發射信號;其中該平面型輻射器元件(102)配置於該起始區(104)中或緊鄰其上游;其中該波導耦合包括配置於該波導之該起始區中之一介電密封元件(111),該介電密封元件具有大於該波導之該主要區之內徑之一邊緣長度並以一氣密方式密封該波導(104、105),其中該波導包括其上安放有該介電密封元件之一圓形內部周邊腹板(web)。
  2. 如請求項1之波導耦合,其中該介電密封元件(111)係由一電路板形成。
  3. 如請求項1或2之波導耦合,其中該介電密封元件(111)係一圓柱形或矩形塑膠材料部件。
  4. 如請求項1或2之波導耦合,其中該波導(104、105)包括其上安放有該載體(101)之一外部周邊腹板(1005)。
  5. 如請求項1或2之波導耦合,其中該介電密封元件(111)包括一階梯式表面。
  6. 如請求項1或2之波導耦合,其中該密封元件(111)於該密封元件的一區中以一氣密方式連接至該波導,該區包括一金屬塗層,以形成至該波導(105)之一氣密軟銲或黏合劑連接。
  7. 如請求項1或2之波導耦合,其進一步包括:以一氣密方式連接至該載體(101)之一殼體(106、107、108)。
  8. 如請求項7之波導耦合,其中該波導(104、105)整合至該殼體(106、107、108)中,且其中該殼體(106、107、108)與該波導(104、105)形成為單件式。
  9. 一種用於為一填充位準量測裝置(700)產生一量測信號之高頻模組(701),該高頻模組包括:如請求項1至8中任一項之一波導耦合(100)。
  10. 一種填充位準雷達(700),其包括如請求項9之一高頻模組。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107393B4 (de) * 2014-05-26 2020-04-23 Krohne S. A. S. Abschlusselement für Füllstandmessgerät und Füllstandmessgerät
DE102014117315A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Übertragung von Signalen aus einer Gehäuseöffnung eines metallischen Gehäuses
US10114067B2 (en) 2016-02-04 2018-10-30 Advantest Corporation Integrated waveguide structure and socket structure for millimeter waveband testing
US10381707B2 (en) * 2016-02-04 2019-08-13 Advantest Corporation Multiple waveguide structure with single flange for automatic test equipment for semiconductor testing
US10944148B2 (en) 2016-02-04 2021-03-09 Advantest Corporation Plating methods for modular and/or ganged waveguides for automatic test equipment for semiconductor testing
US10393772B2 (en) 2016-02-04 2019-08-27 Advantest Corporation Wave interface assembly for automatic test equipment for semiconductor testing
US10371716B2 (en) 2016-06-29 2019-08-06 Advantest Corporation Method and apparatus for socket power calibration with flexible printed circuit board
US10234321B2 (en) 2016-07-07 2019-03-19 Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge system with single propagation mode feed-through
EP3309897A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-18 VEGA Grieshaber KG Hohlleitereinkopplung für eine radarantenne
DE102017102587A1 (de) * 2017-02-09 2018-08-09 Krohne Messtechnik Gmbh Füllstandsschalter und Verfahren zur Bestimmung eines Grenzstandes eines Mediums in einem Behälter
CN107677340A (zh) * 2017-11-08 2018-02-09 北京古大仪表有限公司 用于物位测量的高频模块、雷达物位计及其制造方法
HUE049220T2 (hu) * 2017-12-04 2020-09-28 Grieshaber Vega Kg Nyomtatott áramköri lap radaros feltöltési szintmérõ készülékhez üreges vezetõ becsatolással
WO2020073660A1 (zh) * 2018-10-12 2020-04-16 北京古大仪表有限公司 一种用于物位测量的高频模块和雷达物位计
CN109186714A (zh) * 2018-10-12 2019-01-11 北京古大仪表有限公司 一种用于物位测量的高频模块和雷达物位计
CN109708723B (zh) * 2018-11-21 2020-11-10 北京古大仪表有限公司 一种雷达物位计
EP3696516B1 (de) * 2019-02-18 2022-04-27 VEGA Grieshaber KG Radarmodul
EP3886244B1 (en) 2020-03-26 2024-02-21 Rosemount Tank Radar AB Microwave transmission arrangement, communication and/or measurement system and radar level gauge system
DE102020133198B4 (de) 2020-12-11 2023-10-05 Endress+Hauser SE+Co. KG Hochfrequenz-Modul für ein Füllstandsmessgerät sowie Füllstandsmessgerät
EP4063805A1 (en) 2021-03-22 2022-09-28 Rosemount Tank Radar AB Microwave transmission arrangement with encapsulation, communication and/or measurement system and radar level gauge system
WO2023110054A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-22 Huawei Technologies Co., Ltd. A waveguide for guiding radio frequency signals
DE102022132830A1 (de) 2022-12-09 2024-06-20 Vega Grieshaber Kg Füllstandmessgerät mit Elektronikbecher

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268973A (en) * 1992-01-21 1993-12-07 The University Of Texas System Wafer-scale optical bus
US5539361A (en) * 1995-05-31 1996-07-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Electromagnetic wave transfer
US6243508B1 (en) * 1999-06-01 2001-06-05 Picolight Incorporated Electro-opto-mechanical assembly for coupling a light source or receiver to an optical waveguide
US20020066314A1 (en) * 2000-12-01 2002-06-06 Wilhelm Lubbers Fill level gauge
US20030151560A1 (en) * 2001-11-26 2003-08-14 Vega Grieshaber Kg Antenna system for a level measurement apparatus
US20080007542A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 O-Pen A/S Optical touchpad with three-dimensional position determination

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3001160A (en) * 1959-07-20 1961-09-19 John E Trousdale High pressure waveguide window
US3860891A (en) 1970-12-30 1975-01-14 Varian Associates Microwave waveguide window having the same cutoff frequency as adjoining waveguide section for an increased bandwidth
GB2187336A (en) 1986-02-28 1987-09-03 English Electric Valve Co Ltd High frequency windows for waveguides etc.
US4689633A (en) * 1986-06-20 1987-08-25 Andrew Corporation Flared microwave feed horns and waveguide transitions
US5109232A (en) * 1990-02-20 1992-04-28 Andrew Corporation Dual frequency antenna feed with apertured channel
DE4341052A1 (de) 1993-12-02 1995-06-08 Teldix Gmbh Anordnung zum Verbinden von zwei Hohlleitern mit unterschiedlichen Querschnitten
US5635944A (en) * 1994-12-15 1997-06-03 Unisys Corporation Multi-band antenna feed with switchably shared I/O port
JP3341101B2 (ja) * 1995-07-28 2002-11-05 日本電気エンジニアリング株式会社 アンテナ気密構造
US5600290A (en) * 1995-09-05 1997-02-04 Hughes Aircraft Company Hermetically sealed electromagnetic window and method of forming the same
EP0852705A1 (en) * 1995-09-29 1998-07-15 Rosemount Inc. Microwave waveguide for tank level sensors
US5872494A (en) * 1997-06-27 1999-02-16 Rosemount Inc. Level gage waveguide process seal having wavelength-based dimensions
DE19800306B4 (de) * 1998-01-07 2008-05-15 Vega Grieshaber Kg Antenneneinrichtung für ein Füllstandmeß-Radargerät
GB9900411D0 (en) * 1999-01-08 1999-02-24 Cambridge Ind Ltd Multi-frequency antenna feed
DE19922606B4 (de) * 1999-05-17 2004-07-22 Vega Grieshaber Kg Anordnung aus einem Hohlleiter und einer Antenne
SE9903855L (sv) * 1999-10-21 2000-09-18 Saab Marine Electronics Anordning vid nivåmätning i tankar
US6501433B2 (en) * 2000-01-12 2002-12-31 Hrl Laboratories, Llc Coaxial dielectric rod antenna with multi-frequency collinear apertures
JP3692273B2 (ja) * 2000-02-03 2005-09-07 アルプス電気株式会社 一次放射器
EP1156302B1 (de) * 2000-05-15 2004-09-29 Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg Füllstandsmessgerät
DE10060069C1 (de) * 2000-12-01 2002-04-25 Krohne Messtechnik Kg Mikrowellenfenster
US6549090B2 (en) * 2001-07-19 2003-04-15 Cree Microwave, Inc. Inverted coplanar waveguide coupler with integral microstrip connection ports
CN1592845B (zh) * 2001-11-26 2010-05-05 Vega格里沙贝两合公司 用于液位测量装置的天线系统
DE10206629A1 (de) * 2002-02-15 2003-08-28 Marconi Comm Gmbh Hermetische Mikrowellendurchführung
EP1504245A1 (en) * 2002-05-16 2005-02-09 VEGA Grieshaber KG Planar antenna and antenna system
CA2405645A1 (en) * 2002-09-27 2004-03-27 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. Dielectric rod antenna
US7106247B2 (en) * 2003-10-20 2006-09-12 Saab Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge with antenna arrangement for improved radar level gauging
US7283086B2 (en) * 2004-05-13 2007-10-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. K.G. Fill level measuring device working with microwaves
JP4158745B2 (ja) 2004-06-18 2008-10-01 株式会社デンソー 導波管・伝送線路変換器
US7204140B2 (en) * 2004-07-01 2007-04-17 Saab Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge flange
DE102004034251A1 (de) * 2004-07-14 2006-02-09 Vega Grieshaber Kg Füllstands-Messvorrichtung mit einem Wellenreiter und einem Wellenanpasser
US7221326B2 (en) * 2004-07-27 2007-05-22 Git Japan, Inc. Biconical antenna
US7453393B2 (en) * 2005-01-18 2008-11-18 Siemens Milltronics Process Instruments Inc. Coupler with waveguide transition for an antenna in a radar-based level measurement system
DE102005022493A1 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Ermittlung und Überwachung des Füllstandes eines Mediums in einem Behälter
US8711049B2 (en) * 2005-08-04 2014-04-29 Vega Grieshaber Kg Potential separation for filling level radar
EP1910784B1 (en) 2005-08-04 2020-03-18 VEGA Grieshaber KG Potential separation for fill level radar
JP4648292B2 (ja) * 2006-11-30 2011-03-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 ミリ波帯送受信機及びそれを用いた車載レーダ
DE102006062223A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Füllstandsmessgerät zur Ermittlung und Überwachung eines Füllstandes eines im Prozessraum eines Behälters befindlichen Mediums
US20080186243A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-07 Ems Technologies VSWR improvement for bicone antennas
EP2023097B1 (en) * 2007-07-31 2015-03-04 Siemens Aktiengesellschaft A radar level gauge
ATE521111T1 (de) 2008-02-20 2011-09-15 Grieshaber Vega Kg Leiterdurchführung, gehäusevorrichtung, feldgerät und verfahren zur herstellung einer leiterdruchführung
EP2615690A3 (de) * 2008-09-15 2014-03-26 VEGA Grieshaber KG Baukasten für ein Füllstandsradar-Antennensystem
JP5364921B2 (ja) * 2008-10-08 2013-12-11 独立行政法人情報通信研究機構 パルス無線通信装置
EP2219045B1 (en) * 2009-01-28 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Radar high frequency module
TW201115196A (en) * 2009-10-30 2011-05-01 Nat Univ Tsing Hua Grating-assist three dimension waveguide couple device and a method for manufacturing thereof
WO2011109939A1 (en) * 2010-03-10 2011-09-15 Huawei Technologies Co., Ltd. Microstrip coupler
JP5597065B2 (ja) 2010-08-27 2014-10-01 国立大学法人 名古屋工業大学 導波管・平面線路変換器及び高周波回路
DE102010063167B4 (de) * 2010-12-15 2022-02-24 Endress+Hauser SE+Co. KG Mit hochfrequenten Mikrowellen arbeitendes Füllstandsmessgerät

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268973A (en) * 1992-01-21 1993-12-07 The University Of Texas System Wafer-scale optical bus
US5539361A (en) * 1995-05-31 1996-07-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Electromagnetic wave transfer
US6243508B1 (en) * 1999-06-01 2001-06-05 Picolight Incorporated Electro-opto-mechanical assembly for coupling a light source or receiver to an optical waveguide
US20020066314A1 (en) * 2000-12-01 2002-06-06 Wilhelm Lubbers Fill level gauge
US20030151560A1 (en) * 2001-11-26 2003-08-14 Vega Grieshaber Kg Antenna system for a level measurement apparatus
US20080007542A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 O-Pen A/S Optical touchpad with three-dimensional position determination

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