WO2007065639B1 - Füllstandradarfrequenzumsetzer - Google Patents

Füllstandradarfrequenzumsetzer

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Daniel Schultheiss
Karl Griessbaum
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Grieshaber Vega Kg
Josef Fehrenbach
Daniel Schultheiss
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    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
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    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Frequenzumsetzer für ein Füllstandradar angegeben, welcher eine Signalgeneratoreinheit, eine Empfängerschaltung, einen Sendekoppler und einen Verstärker aufweist. Der Verstärker dient hierbei der Verstärkung des Sendesignals auf der hochfrequenten Seite des Frequenzumsetzers. Zur Frequenzumsetzung können ein Mischer oder ein Vervielfacher vorgesehen sein.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 14 June 2007 (14.06.07)
1. Frequenzumsetzer für ein Füllstandradar, der Frequenzumsetzer (200) umfassend: eine Signalgeneratoreinheit (217) zum Erzeugen eines frequenzumgesetzten elektromagnetischen Sendesignals (220); eine Empfängerschaltung (216) zum Empfangen eines Empfangssignals zur Bestimmung eines Füllstands; einen Sampling-Mischer (225) zur Zeitdehnung des Empfangssignals; einen ersten Verstärker (204) zum Verstärken des frequenzumgesetzten Sendesignals (220) oder des Empfangssignals; einen Sendekoppler (206) mit einem Eingang (213) zur Aufnahme des verstärkten frequenzumgesetzten Sendesignals (220) von der Signalgeneratoreinheit (217), einem ersteη Ausgang (223) zur direkten Abgabe des Sendesignals an eine Antennenvorrichtung (205) und zur Aufnahme des Bmpfangssignals von der Antennenvorrichtung (205), und einem zweiten Ausgang (214) zur Abgabe des Empfangssignals an die Empfängerschaltung (216); und wobei die Signalgeneratoremheit (217) eine erste Frequenzumsetzereinheit (203) zum Frequenzumsetzen des Sendesignals und die Empfängerschaltung (216) eine zweite Frequenzumsetzereinheit (20S, 401) zum Frequenzumsetzen des Empfangssignals oder eines von einem Pulsgenerator (226) erzeugten Signals aufweist.
2, Frequenzurnsetzer nach Anspruch 1 , wobei der Sendekoppler (206) als Richtkoppler ausgeführt ist, der einen symmetrischen oder einen unsymmetrischen Hybridkoppler aufweist,
3. Frequenzumsetzer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antennenvorrichtung (205) eine zirkulare
Hohlleitereinkopplung (301) aufweist; und wobei der erste Ausgang (223) des Sendekopplers (206) mit der zirkulären Hohlleitereinkopphmg (301) zur Eάnkopplung des Sendesignals gekoppelt ist,
4, Frequenzumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalgeneratoreinheit (217) zum Erzeugen eines elektromagnetischen Sendesignals (220) mit einer Frequenz von zwischen 60 Gigahertz und 120 Gigahertz ausgeführt ist,
5 , Frequenzumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend: einen zweiten Verstärker (204, 207) zum Verstärken des Empfangssignals oder des frequenzumgesetzten Sendesignals (220).
6. Frequenzumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Signalgeneratoreinheit (217) umfassend: einen Pulsgenerator (201 ) zum Erzeugen eines ersten elektromagnetischen Signals mit einer ersten Frequenz; einen Lokaloszillator (202) zum Erzeugen eines zweiten elektromagnetischen Signals mit einer zweiten Frequenz; und einen ersten Mischer (203) zum Frequenzumsetzen des ersten elektromagnetischen Signals von dem Pulsgenerator (201) mit Hilfe des zweiten elektromagnetischen Signals (219) von dem Lokaloszillator (202); wobei der erste Mischer (203) zur Ausgabe des Sendesϊgnals (220) ausgeführt ist,
7. Frequenzumsetzer nach Anspruch 6, weiterhin umfassend: einen zweiten Mischer (208) zürn Frequenzumsetzen des
Empfangssignals mit Hilfe eines dritten elektromagnetischen Signals (222) von dem Lokaloszillator (202).
8. Frequenzumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die Signalgeneratoreinheit (217) umfassend: einen Pulsgenerator (201) zum Erzeugen des ersten elektromagnetischen Signals mit der ersten Frequenz; und einen ersten Vervielfacher (403) zum Vervielfachen des ersten elektromagnetischen Signals von dem Pulsgenerator (201) und zur Ausgabe des vervielfachten Signals als Sendesignal (220).
9. Frequenzumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin umfassend: einen dritten Mischer (604) zum Frequenzumsetzen eines niederfrequenten Signals (228) von einem Pulsgenerator (226) mit Hilfe deß dritten elektromagnetischen Signals (222) von dem Lokaloszillator (202), wodurch ein frequenzumgesetztes Signal (603) entsteht,
10. Frequenzumsetzer nach Anspruch 9, weiterhin umfassend: einen dritten Verstärker (602) zum Verstärken des frequenzumgesetzten Signals (603), um im dritten Mischer (604) angefallene Verluste auszugleichen.
11. Füllstandradar zur Bestimmung eines Füllstands in einem
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das Füllstandradar umfassend: eine Antenne (205) zum Aussenden und / oder Empfangen von elektromagnetischen Wellen; einen Frequenzumsetzer (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
12, Verwendung eines Frequenzumsetzers (2QO) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Füllstandmessung.
13. Verfahren zum Frequenzumsetzen für ein Füllstandradar, das
Verfahren umfassend die Schritte:
Erzeugen eines frequenzumgesetzten elektromagnetischen Sendesignals (220);
Verstärken des Sendesignals (220); Aufnahme des verstärkten Sendesignals (220) in einem Eingang eines
Sendekopplers (206); direkte Abgabe des Sendesignals von einem ersten Ausgang des Sendekopplers (206) an eine Antennenvorrichtung (205);
Aufnahme eines Empfangssignals im ersten Ausgang das Sendekopplers (206);
Abgabe des Empfangssignals von einem zweiten Ausgang (214) des Sendekopplers (206) an eine Empfängerschaltung (216);
Frequeuzumsetzen des Empfangssignals, bevor eine Zeitdehnung des Empfangssignals durch einen Sampling-Mischer (225) stattfindet, oder Frequenzurnsetzen eines von einem Pulsgenerator erzeugten Signals, bevor eine Zeitdehnung des Signals durch den Sampling-Mischer (225) stattfindet; Auswerten des Empfangssignals zur Bestimmung eines Füllstands.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erzeugen des frequenzumgesetzten elektromagnetischen
Sendesignals (220) eine erste Frequenzumsetzung mit einem ersten Mischer (203) umfasst.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Auswerten eines Empfangssignals zur Bestimmung eines Füllstands eine zweite Frequenzumsetzung mit einem zweiten Mischer (208) umfasst.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Erzeugen des elektromagnetischen Sendesignals, (220) eine Signalvervielfachung umfasst.
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