DE4331353A1 - Radar-Abstandsmeßgerät - Google Patents
Radar-AbstandsmeßgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Radar-Abstandsmeßgerät, insbesondere Füllstands
meßgerät, sowie eine Frequenzumsetzungsschaltung zur Verwendung in dem Radar-
Abstandsmeßgerät.
Zur berührungslosen Abstandsmessung mit Mikrowellen sind besonders das Pulsra
dar und das Frequenzmodulation-Dauerstrichradar (FMCW-Radar) bekannt. Beim
Pulsradar werden periodisch kurze Mikrowellen-Sendeimpulse ausgesendet, die
von dem zu messenden Objekt reflektiert und nach einer abstandsabhängigen
Laufzeit als Echosignal wieder empfangen werden. Die zeitliche Lage des Echo
signals innerhalb jeder Sende/Empfangs-Periode entspricht beim Pulsradar un
mittelbar dem Abstand des zu messenden Objekts. Bei dem FMCW-Radar wird eine
kontinuierliche Mikrowelle ausgesendet, die periodisch linear frequenzmodu
liert ist, beispielsweise nach einer Sägezahnfunktion. Die Frequenz jedes emp
fangenen Echosignals weist daher gegenüber der Augenblicksfrequenz, die das
Sendesignal im Zeitpunkt des Empfangs hat, eine Frequenzdifferenz auf, die von
der Laufzeit des Echosignals abhängt. Die Frequenzdifferenz zwischen Sendesi
gnal und Empfangssignal, die durch Mischung beider Signale und Auswertung des
Fourierspektrums des Mischsignals gewonnen werden kann, entspricht somit dem
Abstand der reflektierenden Oberfläche des Objekts von der Sende/Empfangs-
Antenne.
Bei der Abstandsmessung mit Radar wird angestrebt, mehrere im Ausbreitungsweg
der Mikrowellen in kurzem Abstand hintereinander angeordnete Objekte, die etwa
gleiches Reflexionsvermögen aufweisen, auflösen zu können, um das zu messende
Objekt, insbesondere die Füllstandsoberfläche, von Behältereinbauten oder der
gleichen unterscheiden zu können. Für eine geforderte Abstandsauflösung von
15 cm darf die Länge der Sendeimpulse bei einem Pulsradar höchstens 1 ns be
tragen. Bei Anwendung des FMCW-Verfährens muß für dieselbe Abstandsauflösung
die Frequenz des Sendesignals um mindestens 1 GHz verändert werden können,
z. B. von 4,8 GHz auf 5,8 GHz. Höhere Sendefrequenzen von beispielsweise 24 GHz
sind insofern vorteilhaft, als durch die verbesserte Bündelung in kleineren
oder schmaleren Behältern gemessen werden kann, ein höherer Gewinn mit klei
neren Antennen erzielt wird und die Hochfrequenzdurchführung an Behältern mit
hohem Innendruck vereinfacht wird. Gegen die Anwendung erhöhter Sendefrequen
zen spricht allerdings der damit verbundene erhöhte Aufwand. Ferner gibt es
Anwendungen, bei denen die Verwendung einer niedrigeren Sendefrequenz günsti
ger ist, beispielsweise bei zur Schaumbildung neigenden Flüssigkeitsoberflä
chen. Es besteht somit ein Bedarf für Radar-Abstandsmeßgeräte, die mit erhöh
ter Sendefrequenz arbeiten können; zugleich besteht aber weiterhin der Bedarf
für Radar-Abstandsmeßgeräte, die mit vergleichsweise niedriger Sendefrequenz
von beispielsweise 5,8 GHz arbeiten.
Die verfügbaren Füllstandsmeßgeräte sind jedoch jeweils für einen bestimmten
Frequenzbereich ausgelegt. Durch den vorgegebenen Frequenzbereich herkömmli
cher Abstandsmeßgeräte werden ihre Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt.
Durch die Erfindung wird es nun durch mäßigen Aufwand erreicht, den Einsatzbe
reich vorhandener Radar-Abstandsmeßgeräte, insbesondere Füllstandsmeßgeräte,
zu wesentlich höheren Frequenzen hin zu erweitern. Ausgegangen wird von einem
Radar-Abstandsmeßgerät, mit einem Radarmodul, das z. B. einen Generator zur
Erzeugung von Mikrowellen in einem relativ niedrigen Frequenzbereich, einen
Strahlteiler, einen Mischer, einen Koppler und eine Auswerte-Schaltung auf
weist. Der Strahlteiler besitzt einen mit dem Ausgang des Generators verbunde
nen Eingang und zwei Ausgänge. Der Mischer weist einen Ausgang und zwei Ein
gänge auf, von denen der erste mit einem der Ausgänge des Strahlteilers und
der zweite mit einem der drei Anschlüsse des Kopplers verbunden ist. Der ande
re Ausgang des Strahlteilers ist mit einem weiteren Anschluß des Kopplers ver
bunden. Der dritte Anschluß des Kopplers bildet einen Antennenanschluß, an den
eine Sende/Empfangs-Antenne angeschlossen werden kann, die für den relativ
niedrigen Frequenzbereich, beispielsweise 5,8 GHz, ausgelegt ist. Mittels
dieser Sende/Empfangs-Antenne können Sendewellen mit einer innerhalb dieses
Frequenzbereichs liegenden Frequenz zur Oberfläche eines Gegenstandes ausge
sendet werden, dessen Abstand von der Antenne gemessen werden soll. Über die
selbe Antenne werden die an der Oberfläche des Gegenstandes reflektierten
Echowellen empfangen. An den Ausgang des Mischers ist schließlich die Auswer
te-Schaltung des Radarmoduls angeschlossen, die aus den dort abgegebenen Si
gnalen die Laufzeit der Mikrowellen zur Oberfläche des Gegenstandes ermittelt
und daraus deren Abstand bestimmt.
Unter Verwendung desselben, unveränderten Radarmoduls, das für eine relativ
niedrige Sendefrequenz ausgelegt ist, wird es nun durch die Erfindung ermög
licht, bedarfsweise bei einer deutlich höheren Sendefrequenz zu arbeiten.
Durch die Erfindung wird eine Frequenzumsetzungsschaltung geschaffen, die zwi
schen dem Antennenanschluß des unveränderten Radarmoduls und einer vorzugs
weise für den höheren Frequenzbereich ausgelegten Sende/Empfangs-Antenne ein
gefügt werden kann. Diese Frequenzumsetzungsschaltung enthält einen bidirek
tionalen Signalweg zwischen einem an den Antennenanschluß des Radarmoduls an
schließbaren Ein/Ausgangs-Anschluß und einem eigenen Antennenanschluß sowie
einen Lokaloszillator und einen Mischer, der sowohl die Frequenz f₁ der Signa
le am Ein/Ausgangs-Anschluß durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszil
lators in die höhere Frequenz f₃ umsetzt, mit der die Signale am eigenen An
tennenanschluß abgegeben werden, als auch die Frequenz f₃ der an diesem An
tennenanschluß empfangenen Signale durch Mischung mit der Frequenz f₂ des
Lokaloszillators in die Frequenz f₁ umsetzt, mit der die Signale an den
Ein/Ausgangs-Anschluß abgegeben werden. Obwohl die Sendewellen, mit denen die Ab
standsmessung erfolgt, in einem Frequenzbereich liegen, der um ein Mehrfaches
höher liegt als die Arbeitsfrequenz des Radarmoduls, werden in diesem Radar
modul nur Signale mit seiner Arbeitsfrequenz verarbeitet. Es sind daher kei
nerlei Änderungen dieses Radarmoduls erforderlich. Der Aufwand zur Realisie
rung der Frequenzumsetzungsschaltung ist erheblich geringer als der für eine
Neukonzeption des gesamten Abstandsmeßgeräts. Er ist auch geringer als bei
einer allenfalls in Betracht kommenden Anwendung einer Frequenzumsetzung
innerhalb einer bestehenden Gesamtkonzeption des Abstandsmeßgeräts. So enthält
die Frequenzumsetzungsschaltung nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung lediglich einen Lokaloszillator, einen Mischer, vorzugsweise ein
Tiefpaßfilter und bei Bedarf ein Hochpaßfilter. Von den drei Anschlüssen des
Mischers ist der erste mit dem Ausgang des Lokaloszillators, der zweite mit
dem einen Anschluß des Tiefpaßfilters und der dritte mit dem einen Anschluß
des Hochpaßfilters verbunden. Der zweite Anschluß des Tiefpaßfilters wird mit
dem Antennenanschluß des Radarmoduls verbunden, und die Sende/Empfangs-Antenne
wird an den zweiten Anschluß des Hochpaßfilters angelegt, der den Antennenan
schluß der zwischengefügten Frequenzumsetzungsschaltung bildet. Die Grenzfre
quenz des Tiefpaßfilters liegt vorzugsweise am oberen Ende des niedrigen Fre
quenzbereichs, und die des Hochpaßfilters vorzugsweise am unteren Ende des
höheren Frequenzbereichs. Bei dieser Ausführung "sieht" das vorhandene Ab
standsmeßgerät nur Signale innerhalb des ersten Frequenzbereichs, und die
Sende/Empfangs-Antenne wird nur mit Signalen innerhalb des zweiten Frequenz
bereichs betrieben.
Die Frequenzbereiche um 5,8 GHz und 24,125 GHz sind Industriebänder, bei denen
die Möglichkeit besteht, Radar-Füllstandsmeßgeräte außerhalb von geschlossenen
metallischen Behältern zu betreiben. Vorteilhaft sind daher Ausführungen, bei
denen das Radarmodul mit der Frequenz von 5,8 GHz arbeitet und die Frequenzum
setzungsschaltung diesen Wert auf eine erhöhte Sendefrequenz von etwa 24 GHz
umsetzt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be
schreibung einer vorteilhaften Ausführungsform anhand der Zeichnungen. In den
Zeichnungen zeigen
Fig. 1 das Prinzip eines mit Mikrowellen arbeitenden Füllstandsmeßgerätes; und
Fig. 2 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Füllstandsmeßgerätes.
Fig. 1 zeigt als bevorzugte Anwendung die Messung des Füllstandes in einem Be
hälter 10, der bis zu einer Höhe H mit einem Füllgut 12 gefüllt ist.
Zur Messung des Füllstands H ist oberhalb des Behälters 10 eine Antenne 14 an
gebracht, mit der eine elektromagnetische Welle zur Oberfläche des Füllguts 12
gesendet und die an dieser Oberfläche reflektierte Echowelle empfangen werden
kann. Die ausgesendete elektromagnetische Welle wird durch eine Sendeschaltung
16 erzeugt, deren Ausgang sowohl mit einem Frequenzmischer 18 als auch mit einem
Zirkulator 19 verbunden ist, an den die Antenne 14 angeschlossen ist. Der Fre
quenzmischer 18 ist ferner mit dem Zirkulator 19 und mit einer Empfangs- und
Auswerte-Schaltung 20 verbunden, die aus dem der Antenne 14 von der Sende
schaltung 16 zugeführten Sendesignal und dem von der Antenne 14 gelieferten
Empfangssignal die Entfernung E zwischen der Antenne 14 und der Oberfläche des
Füllguts 12 ermittelt. Da der Abstand D der Antenne 14 vom Boden des Behälters
10 bekannt ist, ergibt die Differenz zwischen diesem Abstand D und der gemes
senen Entfernung E den gesuchten Füllstand H.
Zur Erzielung von geringeren Störreflexionen muß mit relativ kurzen Wellen ge
arbeitet werden, die im Mikrowellenbereich liegen. Die Antenne 14 ist natür
lich für die Aussendung und den Empfang von so kurzen Wellen ausgebildet; sie
ist beispielsweise mit einem Hornstrahler ausgestattet, wie in Fig. 1 angedeu
tet ist.
Für die Messung der Entfernung E kann jedes aus der Radartechnik bekannte Ver
fahren angewendet werden. Alle diese Verfahren beruhen darauf, die Laufzeit
der elektromagnetischen Wellen von der Antenne zur reflektierenden Oberfläche
und zurück zur Antenne zu messen. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elek
tromagnetischen Wellen bekannt ist, kann aus der gemessenen Laufzeit die zu
rückgelegte Strecke berechnet werden.
Ein bekanntes Radarverfahren ist das Pulsradar, bei dem periodisch kurze Sen
deimpulse ausgesendet werden und in einer sich an jede Aussendung eines Sende
impulses anschließenden Empfangsphase die Echosignale mit der Frequenz des
Sendeimpulses erfaßt werden. In diesem Fall stellt die im Verlauf jeder Emp
fangsphase empfangene Signalamplitude über der Zeit unmittelbar die Echofunk
tion dar. Jeder Wert dieser Echofunktion entspricht der Amplitude eines in ei
nem bestimmten Abstand von der Antenne reflektierten Echos. Die Lage des Nutz
echos in der Echofunktion zeigt daher unmittelbar die zu messende Entfernung
an.
Die direkte Messung der Laufzeit wird bei dem Frequenzmodulations-Dauerstrich
verfahren (FMCW-Verfahren) vermieden. Bei diesem Verfahren wird eine kontinu
ierliche Mikrowelle ausgesendet, die periodisch linear frequenzmoduliert ist,
beispielsweise nach einer Sägezahnfunktion. Die Frequenz jedes empfangenen
Echosignals weist daher gegenüber der Augenblicksfrequenz, die das Sendesignal
im Zeitpunkt des Empfangs hat, eine Frequenzdifferenz auf, die von der Lauf
zeit des Echosignals abhängt. Die Frequenzdifferenz zwischen Sendesignal und
Empfangssignal, die durch Mischung beider Signale und Auswertung des Fourier
spektrums des Mischsignals gewonnen werden kann, entspricht somit dem Abstand
der reflektierenden Fläche von der Antenne.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Blockschaltbild ist innerhalb einer Umrahmung ein
Radarmodul 1 von herkömmlicher Bauart dargestellt. Das Radarmodul 1 kann aus
Einzelkomponenten aufgebaut sein, ist jedoch vorzugsweise als Gesamtschaltung
auf einem Substrat realisiert. Im Inneren des Radarmoduls 1 ist ein Generator
zur Erzeugung von Mikrowellen der Frequenz f₁ vorgesehen, die innerhalb ei
nes ersten Frequenzbereichs liegt und beispielsweise 5,8 GHz beträgt.
Das Radarmodul 1 ist mit einem Antennenanschluß A versehen, an den in herkömm
licher Weise und bei Bedarf eine für die Frequenz f₁ geeignete Sende/Empfangs-
Antenne angeschlossen werden kann. An einem Ausgang 9 des Radarmoduls 1 sind
die von diesem abgegebenen Meßwerte verfügbar.
Die bisher beschriebene Anordnung bildet unter der Voraussetzung, daß an den
Antennenanschluß A des Radarmoduls 1 eine für die Frequenz f₁ ausgelegte
Sende/Empfangs-Antenne angelegt ist, ein herkömmliches Füllstandsmeßgerät.
Gemäß der in Fig. 2 veranschaulichten Erfindung ist aber vorgesehen, am Anten
nenanschluß A des Radarmoduls 1 anstelle der für die Frequenz f₁ ausgelegten
Sende/Empfangs-Antenne bei Bedarf eine Frequenzumsetzungsschaltung 2 anzu
schließen, die ihrerseits eine für einen weitaus höheren Frequenzbereich aus
gelegte Sende/Empfangs-Antenne 7 speist, die wiederum als Hornantenne darge
stellt ist. Der Gegenstand, dessen Abstand S von dieser Antenne 7 gemessen
werden soll, ist symbolisch gegenüber der Hornöffnung dargestellt und mit 8
bezeichnet. Bei einem Füllstandsmeßgerät ist die Oberfläche des Gegenstandes 8
durch die Oberfläche des Füllgutes gebildet (Fig. 1). Die Frequenz f₃, mit der
die Sende/Empfangs-Antenne 7 betrieben wird, kann mehr als das Dreifache der
Frequenz f₁ betragen und liegt vorzugsweise bei etwa 24 GHz.
Die Frequenzumsetzungsschaltung 2 kann sehr einfach aufgebaut sein. Bei der
bevorzugten, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform besteht sie aus einem Mischer
4, einem Lokaloszillator 5, einem Tiefpaßfilter 3 sowie einem Hochpaßfilter 6.
Das Tiefpaßfilter 3, dessen Grenzfrequenz etwas höher liegt als die Frequenz
f₁, beispielsweise bei 7 GHz, wird an seinem ersten Anschluß mit einem Ein/
Ausgangs-Anschluß C verbunden, der mit dem Antennenanschluß A des Radarmoduls 1
verbunden werden kann, und an seinem zweiten Anschluß mit einem der drei An
schlüsse des Mischers 4 verbunden ist. Der zweite Anschluß des Mischers 4 ist
mit dem ersten Anschluß des Hochpaßfilters 6 verbunden, dessen Grenzfrequenz
etwas niedriger als die Frequenz f₃ liegt, beispielsweise bei 23 GHz. Der
zweite Anschluß des Hochpaßfilters 6 bildet den Antennenanschluß B für die
Sende/Empfangs-Antenne 7. Der dritte Anschluß des Mischers 4 wird schließlich
durch den Lokaloszillator 5 mit einer Frequenz gespeist, deren Wert das
Verhältnis der Frequenzen f₁ und f₃ zueinander bestimmt. Wenn die Frequenz f₁
5,8 GHz und die Frequenz f₃ 24 GHz beträgt, so muß die Frequenz des Lokal
oszillators 5 18,2 GHz
betragen.
Das am Ein/Ausgangs-Anschluß C der Frequenzumsetzungsschaltung 2 ankommende
Signal der Frequenz f₁ gelangt über den Tiefpaß 3 zu dem Mischer 4 und wird
mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators 5 gemischt, wodurch in bekannter
Weise die Frequenzen
f₃ = f₂ + f₁
und
f₄ = f₂ - f₁
und
f₄ = f₂ - f₁
entstehen. Der Mischer 4 muß für die jeweils benötigte Bandbreite ausgelegt
sein. Die Frequenzumsetzungsschaltung 2 bildet einen bidirektionalen Signalweg
zwischen dem Ein/Ausgangs-Anschluß C und dem Antennenanschluß B. In reziproker
Weise gelangen die von der Oberfläche des Gegenstands 8 reflektierten Signale
vom Antennenanschluß B und über das Hochpaßfilter 6 mit der Frequenz f₃ zu dem
Mischer 4 und werden mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators 5 durch Mischung
umgesetzt, wobei die Frequenzen
f₅ = f₃ + f₂
und
f₆ = f₃ - f₂
und
f₆ = f₃ - f₂
entstehen.
Es wird nun die Arbeitsweise des Füllstandsmeßgerätes beschrieben.
Das am Antennenanschluß A des Radarmoduls 1 abgegebene Mikrowellensignal der
Frequenz f₁ wird durch die Frequenzumsetzungsschaltung 2 in die Frequenz f₃
umgesetzt und von der Sende/Empfangs-Antenne 7 gegen die Oberfläche des Gegen
stands 8 abgestrahlt. Das von der Oberfläche des Gegenstands 8 zurückreflek
tierte Echosignal R wird von der Sende/Empfangs-Antenne 7 aufgenommen und
durch die Frequenzumsetzungsschaltung 2 in die Frequenz f₁ zurücktransfor
miert. Es erscheint am Antennenanschluß A des Radarmoduls 1 und wird der wei
teren Verarbeitung in dessen Auswerte-Schaltung zugeführt. Diese Auswerte-
Schaltung ermittelt insbesondere aus der zeitlichen Lage des Echosignals in
nerhalb jeder Sende/Empfangs-Phase die Laufzeit der Mikrowellen zwischen einem
Bezugspunkt der Sende/Empfangs-Antenne 7 und der Oberfläche des Gegenstandes
8, um aus der Laufzeit über die bekannte Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mi
krowellen den Abstand S bzw. - bezogen auf die Füllstandsmessung nach Fig. 1 -
den Füllstand H zu bestimmen.
In der Frequenzumsetzungsschaltung 2 bildet der Mischer 4 für den Sendevorgang
durch additive Mischung die Frequenz f₃ = f₂ + f₁. Die gleichzeitig erzeugte
Frequenz f₄ = f₂ - f₁ wird durch das Hochpaßfilter 6 unterdrückt, das nur die
Frequenz f₃ zur Sende/Empfangs-Antenne 7 durchläßt. Die von dieser Antenne 7
empfangenen Echosignale R der Frequenz f₃ durchlaufen das Hochpaßfilter 6
unbehindert und gelangen zum Mischer 4, der sie auf die Frequenz f₆ = f₃ - f₂
heruntermischt. Die Frequenz f₆ stimmt mit der Frequenz f₁ überein, wie durch
Einsetzen in die vorstehende Gleichung für f₆ leicht verifiziert werden kann.
Die auf die Frequenz f₁ heruntergemischten Echosignale durchlaufen nun un
behindert das Tiefpaßfilter 3, welches alle höheren Frequenzen vom Antennenan
schluß A des Radarmoduls 1 fernhält. Der Radarmodul 1 "sieht" also nur Signale
der Frequenz f₁, während die Sende/Empfangs-Antenne 7 nur mit Mikrowellensi
gnalen der Frequenz f₃ betrieben wird.
Es ist somit ersichtlich, daß keinerlei Veränderungen des vorhandenen Radar
moduls 1 erforderlich sind, um mit diesem eine Füllstandsmessung bei einer
wesentlich höheren Frequenz auszuführen als diejenige, für die es konzipiert
wurde.
Die beschriebene Ausführungsform des Abstandsmeßgeräts wird im Puls-Verfahren
betrieben. Anstelle des für diese Betriebsart ausgelegten Radarmoduls 1 kann
ein herkömmliches Radarmodul verwendet werden, das nach dem Frequenzmodula
tions-Dauerstrichverfahren (FMCW) arbeitet, oder auch jedes andere Radarmodul,
das über einen gemeinsamen Sende/Empfangs-Anschluß verfügt. Die angegebenen
Frequenzwerte sind zwar für Füllstandsmessungen besonders zweckmäßig, jedoch
kommen je nach beabsichtigter Anwendung andere Frequenzwerte in Betracht.
Bei Verwendung eines Hohlleitersystems mit Hornantenne erübrigt sich das Hoch
paßfilter 6 der Frequenzumsetzungsschaltung 2, da ein Hohlleitersystem Hoch
paßcharakter besitzt.
Claims (10)
1. Radar-Abstandsmeßgerät, insbesondere Füllstandsmeßgerät, mit einem
Radarmodul (1), das einen Anschluß (A) für eine Sende/Empfangs-Antenne zur
Aussendung von Sendewellen zur Oberfläche eines Gegenstandes (8), dessen
Abstand von der Antenne gemessen werden soll, und zum Empfang der an der
Oberfläche reflektierten Echowellen sowie eine Auswerteschaltung enthält, die
aus der Laufzeit der Mikrowellen zur Oberfläche des Gegenstandes und zurück
deren Abstand bestimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschluß (A) des Radarmoduls (1) eine Frequenzumsetzungsschaltung (2) angeschlossen ist, die einen Lokaloszillator (5), einen Mischer (4) und einen Antennenanschluß (B) aufweist und die Frequenz f₁ der von dem Radarmodul (1) empfangenen Signale durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators (5) in eine höhere Frequenz f₃ umsetzt, mit der die Sendesignale am Antennenanschluß (B) abgegeben werden, und die Frequenz f₃ der am Antennenanschluß (B) empfangenen Echosignale (R) durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators (5) in die Frequenz f₁ umsetzt, mit der die Empfangssignale an den Anschluß (A) des Radarmoduls (1) abgegeben werden.
dadurch gekennzeichnet, daß an den Anschluß (A) des Radarmoduls (1) eine Frequenzumsetzungsschaltung (2) angeschlossen ist, die einen Lokaloszillator (5), einen Mischer (4) und einen Antennenanschluß (B) aufweist und die Frequenz f₁ der von dem Radarmodul (1) empfangenen Signale durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators (5) in eine höhere Frequenz f₃ umsetzt, mit der die Sendesignale am Antennenanschluß (B) abgegeben werden, und die Frequenz f₃ der am Antennenanschluß (B) empfangenen Echosignale (R) durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators (5) in die Frequenz f₁ umsetzt, mit der die Empfangssignale an den Anschluß (A) des Radarmoduls (1) abgegeben werden.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (4) drei
Anschlüsse aufweist, von denen der erste mit dem Ausgang des Lokaloszillators
(5), der zweite mit einem der zwei Anschlüsse eines Tiefpaßfilters (3), dessen
anderer Anschluß mit dem Anschluß (A) des Radarmoduls (1) verbunden ist, und
der dritte mit dem Antennenanschluß (B) verbunden ist.
3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Anschluß
des Mischers (4) über ein Hochpaßfilter (6) mit dem Antennenanschluß (B)
verbunden ist.
4. Meßgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenz
frequenz des Tiefpaßfilters (3) am oberen Ende eines ersten Frequenzbereichs
in der Nähe der Frequenz f₁ liegt, mit dem das Radarmodul (1) arbeitet.
5. Meßgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Grenzfrequenz des Hochpaßfilters (6) am unteren Ende eines zweiten
Frequenzbereichs in der Nähe der Frequenz f₃ liegt.
6. Meßgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenz des zweiten Frequenzbereichs mindestens etwa den doppelten Wert
der Frequenz des ersten Frequenzbereichs aufweist.
7. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz f₁
am Anschluß (A) des Radarmoduls (1) etwa 5,8 GHz und die Frequenz f₃ am
Antennenanschluß (B) etwa 24 GHz beträgt.
8. Frequenzumsetzungsschaltung zur Verwendung in einem Radar-Abstandsmeßgerät,
insbesondere Füllstandsmeßgerät, das ein Radarmodul (1) mit einem Antennen
anschluß (A) für eine Sende/Empfangsantenne aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen bidirektionalen Signalweg zwischen einem an den Antennenanschluß
(A) des Radarmoduls (1) anschließbaren Ein/Ausgangs-Anschluß (C) und einem
eigenen Antennenanschluß (B) sowie einen Lokaloszillator (5) und einen Mischer
(4) aufweist, der sowohl die Frequenz f₁ der Signale am Ein/Ausgangs-Anschluß
(C) durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszillators (5) in eine höhere
Frequenz f₃ umsetzt, mit der die Signale am eigenen Antennenanschluß (B) ab
gegeben werden, als auch die Frequenz f₃ der an diesem Antennenanschluß (B)
empfangenen Signale (R) durch Mischung mit der Frequenz f₂ des Lokaloszil
lators (5) in die Frequenz f₁ umsetzt, mit der die Signale an den Ein/Aus
gangs-Anschluß (C) abgegeben werden.
9. Frequenzumsetzungsschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mischer (4) drei Anschlüsse aufweist, von denen der erste mit dem Ausgang
des Lokaloszillators (5), der zweite mit einem der zwei Anschlüsse eines
Tiefpaßfilters (3), dessen anderer Anschluß mit dem Ein/Ausgangs-Anschluß (C)
verbunden ist, und der dritte mit dem eigenen Antennenanschluß (B) verbunden
ist.
10. Frequenzumsetzungsschaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß der dritte Anschluß des Mischers (4) über ein Hochpaßfilter (6) mit
dem eigenen Antennenanschluß (B) verbunden ist.
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Applications Claiming Priority (2)
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Publication Number | Publication Date |
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