[發(fā)明專利]在高于75千兆赫茲的頻率上進(jìn)行料位測(cè)量的高頻模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910205429.3
• 申請(qǐng)日: 2009-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101726342A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·舒爾特海斯;米夏埃爾·菲舍爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號(hào): G01F23/284
• 分類號(hào): G01F23/284
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠(chéng);陳煒

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用?

本申請(qǐng)要求2008年10月29日提交的歐洲專利申請(qǐng)08167856.7號(hào)和2008年10月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/109319號(hào)的申請(qǐng)日期的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用合并于此。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及料位測(cè)量。具體地，本發(fā)明涉及：一種用于在高于75千兆赫茲(GHz)的頻率上進(jìn)行料位測(cè)量的高頻模塊；一種具有高頻模塊的料位雷達(dá)；以及一種用于操作具有高頻模塊的料位傳感器的方法。?

背景技術(shù)

在料位測(cè)量中使用高頻率具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，這樣可以使傳感器的部件較小。?

在高頻范圍內(nèi)的料位測(cè)量中有三個(gè)不同的頻帶。第一個(gè)是所謂的C帶，其范圍在4GHz到8GHz；K帶，其范圍在18GHz到27GHz；以及所謂的W帶，其范圍大約在75GHz到110GHz。?

與其它頻帶相比，W帶的高頻可能要求在高頻(HF)模塊的構(gòu)造方面有特別的設(shè)計(jì)技術(shù)，該設(shè)計(jì)技術(shù)在C帶和K帶的頻率上可能不是必要的。?

在工作在C帶或K帶中的料位雷達(dá)器件的電子模塊(所謂的雷達(dá)前端)中，可以使用單獨(dú)封裝的高頻部件(HF部件)，而一般地說(shuō)，到目前為止在W頻帶中只使用不封裝的部件。原因是，在W帶的高頻情況下，部件外殼的寄生效應(yīng)會(huì)非常顯著地妨礙該高頻部件的功能，并且也妨礙單片微波集成電路(MMIC)的功能。?

發(fā)明內(nèi)容

闡述了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征的用于料位測(cè)量的高頻模塊、料位雷?達(dá)以及操作料位傳感器的方法。此外，在從屬權(quán)利要求中，闡述了本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。?

所描述的示例性實(shí)施例同樣地涉及該高頻模塊、料位雷達(dá)和方法。換言之，下文中提到的與該高頻模塊相關(guān)的特性也能夠在該方法或該料位雷達(dá)中實(shí)現(xiàn)，反之亦然。?

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，闡述了一種用于料位測(cè)量并且在高于75GHz的頻率上使用，具體說(shuō)在W帶中的頻率上使用的高頻模塊。該高頻模塊包括微波半導(dǎo)體形式的芯片(也稱作微波開(kāi)關(guān)電路、微波IC、MMIC、或高頻部件)、印刷電路板以及該高頻模塊、具體說(shuō)是該微波半導(dǎo)體的導(dǎo)電的外殼，該外殼導(dǎo)電地接合(例如粘合)在該印刷電路板上，使得該外殼導(dǎo)電地附連在該印刷電路板上。該外殼不僅用于該微波半導(dǎo)體，而是用于整個(gè)HF電路。?

將高頻外殼或HF蓋子直接接合和/或夾在印刷電路板上可以避免使用在銑過(guò)的外殼中安裝所述微波半導(dǎo)體器件這種比較昂貴的做法?？梢允褂每傮w印刷電路板作為復(fù)合印刷電路板(例如FR4/特氟隆(Teflon))或者多層印刷電路板，以代替使用陶瓷上的單獨(dú)的電路部件。?

在這種布置中，復(fù)合印刷電路板被認(rèn)為是多層印刷電路板的特殊情況。一般地說(shuō)，多層印刷電路板包括相同的材料(通常是FR4)的若干層。在復(fù)合印刷電路板中，至少有一層包含某種其它材料，例如，特氟隆或特氟隆/陶瓷混合物。?

為了將外殼接合到印刷電路板上，例如使用導(dǎo)電硅。不需要進(jìn)行滾縫焊接或激光焊接來(lái)密封外殼，因?yàn)椴灰笸鈿な菤饷艿?。不需要在外殼中填充惰性氣體。于是，就能便宜地、簡(jiǎn)單地和較省力地制造高頻模塊。?

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，利用鋅的壓鑄方法或鍍金屬塑料來(lái)制造外殼。于是，能夠降低制造成本。?

由于外殼不需要是氣密的，所以，可以不使用密封的玻璃導(dǎo)出體(leadthrough)，而是利用通常的SMD連接器從外殼的內(nèi)部向外部引出微波半導(dǎo)體的連接或用于控制HF模塊或向其供電的線。?

通過(guò)印刷電路板中的波導(dǎo)耦合將信號(hào)線(微波信號(hào))引到外部。所有其它的用于控制HF模塊或向其供電的線則通過(guò)連接器(在這種情況下為SMD連接器)引出。例如將連接器安置在印刷電路板的背面，換言之，不在HF外殼的下方。HF外殼自身接合到印刷電路板上以便成為氣密的。?

也可以不再需要對(duì)微波半導(dǎo)體進(jìn)行封裝。?

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，外殼包括一個(gè)或若干集成的隔離器來(lái)屏蔽電磁輻射，該隔離器(也稱作隔離器單元)也是由金屬制成的。?

例如，將隔離器和外殼設(shè)計(jì)成一體。也可以將隔離器接合到外殼，或以其它方式附連到外殼。?

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，外殼(如果除了集成的金屬隔離器外還可應(yīng)用的話)包括一個(gè)或若干用于屏蔽電磁輻射的隔離器，該隔離器由衰減材料制成或包含衰減材料。?

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，高頻模塊用于以脈沖工作方式向微波半導(dǎo)體提供電壓。?