[發明專利]脈沖雷達測距系統

無效

• 申請號: 200910164956.4
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101639534A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 喬治·布爾恰
• 申請（專利權）人: 西門子妙聲力過程儀表公司
• 主分類號: G01S13/10
• 分類號: G01S13/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 吳貴明;李 慧

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求的前序部分所述的脈沖雷達測 距系統。

背景技術

從US?4,521,778和US?4,132,991中已知了這樣的脈沖雷達測距 系統。

脈沖雷達測距系統基于發射至目標(例如，容器填充材料表面) 以及從該目標反射的微波脈沖的運行時間的直接測量結果來提供 距離或水平的測量結果。由于幾米距離的運行時間在納秒范圍內， 因此需要特殊的時間變換程序以使得能夠測量這些短的時間周期。 這些微波脈沖被以由發射時鐘發生器給出的重復頻率或發射時鐘 頻率發射向目標。在信號混合器中，通過與發射脈沖相同形狀但是 采樣時鐘頻率略低于發射時鐘頻率的采樣脈沖相互關聯對接收到 從目標反射的回波脈沖進行采樣。相互關聯以及后來的積分或低通 濾波導致中頻(IF)信號，該中頻信號對應于接收到的回波脈沖但 是相對于其對時間擴展了因數T1/(T1-T2)，其中，T1是發射脈沖重 復周期，以及T2是采樣周期。時間擴展允許利用標準技術對回波 脈沖進行放大、數字化以及其他處理。

脈沖雷達測距系統中誤差源之一是溫度漂移。由于脈沖雷達的 半導體器件的參數變化，水平測量結果將在指定溫度范圍內改變， 而沒有測量水平的實際改變。

從US?2008/0036649A1已知了脈沖雷達測距系統，其中，可控 開關根據控制信號將發射脈沖傳送至天線以發射至目標，或者傳送 至校準模塊(優選地，已知延遲的延遲線)，而以脈沖發射阻抗失 配終止。因此，已知的脈沖雷達測距系統具有兩種工作模式，其中， 測量模式被校準或診斷模式周期性中斷。在校準和診斷模式中，測 量由延遲線給定的基準距離的等同。對于校準脈沖雷達，根據測量 的基準計算校正量，并應用于目標測量結果。出于診斷的目的，相 對于可接受的范圍來檢查根據基準測量的值。該開關的性能可以相 對于頻率范圍或噪聲給測量功能和校準或診斷功能施加限制。

發明內容

因此本發明的一個目的是克服這些缺陷。

根據本發明，該目的是通過權利要求中限定的脈沖雷達測距系 統來實現。

因此，本發明的主題是脈沖雷達測距系統，其包括：

-發射脈沖發生器裝置，用于以發射時鐘頻率生成發射脈沖；

-采樣脈沖發生器裝置，用于以與發射時鐘頻率略有不同的采樣 時鐘頻率產生采樣脈沖；

-信號混合器，具有第一信號輸入端和第二信號輸入端，所述第 一信號輸入端連接至采樣脈沖發生器裝置；

-定向耦合裝置，具有分別耦合至發射脈沖發生器裝置、耦合至 天線以及耦合至信號混合器的第二信號輸入端的多個端口；

-信號處理裝置；

-定向耦合裝置設計為用于把將要通過天線發射的發射脈沖傳 送到目標，以及用于將由天線所接收的目標回波傳送到信號混合器 的第二信號輸入端；

-信號混合器設計為用于通過將回波脈沖與采樣脈沖混合而生 成中頻信號；以及

-所述信號處理裝置設計為用于評估所述中頻信號以確定目標 距離，

其特征在于，

-所述定向耦合裝置具有四端口環行器，所述環行器具有設置在 連接到所述發射脈沖發生器上的端口和連接到所述天線的端口之 間的附加端口，

-基線連接到所述附加端口，所述基線響應于輸入脈沖而生成參 考回波脈沖，

-所述四端口環行器設計為用于分離所述發射脈沖的一個部分 作為到所述基線的所述輸入脈沖，以及用于將所述參考回波脈沖傳 送到所述天線，以及

所述信號處理裝置進一步設計為用于確定由所述發射脈沖生 成的所述目標回波與由所述參考回波脈沖生成的所述目標回波之 間的參考距離。

本發明優選地利用了實時環行器的不足，諸如干擾和泄漏，以 將標準測來那個置入到目標測量中。此外，不需要附加的開關來在 天線和基線直接切換。

附圖說明

現在參考優選的實施例以及附圖對本發明進行說明。圖中示 出：

圖1是根據本發明的脈沖雷達測距系統的框圖，以及

圖2是在脈沖雷達測距系統中的傳輸信號和回波信號的時序 圖。

具體實施方式