[發(fā)明專利]物位計天線射頻板、天線結(jié)構(gòu)和天線系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010567032.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111834743B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付國盛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京微度芯智科技有限責任公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q23/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 葉琦煒

本發(fā)明公開了一種物位計天線射頻板、天線結(jié)構(gòu)和天線系統(tǒng)，包括信號傳輸層，設(shè)有環(huán)形功分器，環(huán)形功分器具有多個端口，每個端口均連接有帶狀線；第一金屬地層，設(shè)在信號傳輸層的上方，第一金屬地層上設(shè)有第一蝕刻部；第二金屬地層，設(shè)在信號傳輸層的下方；絕緣層，設(shè)在信號傳輸層、第一金屬地層和第二金屬地層之間；多個金屬過孔，沿環(huán)形功分器、帶狀線和第一蝕刻部設(shè)置；模式轉(zhuǎn)換器探針，設(shè)在信號傳輸層上且位于與第一蝕刻部對應(yīng)的第二蝕刻部內(nèi)，模式轉(zhuǎn)換器探針通過其中一條帶狀線與公共端口連接。本發(fā)明實現(xiàn)電磁波傳輸結(jié)構(gòu)由平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為立體結(jié)構(gòu)，延長物位計天線射頻板上的射頻器件與高溫環(huán)境的距離，以滿足物位計天線系統(tǒng)的耐高溫要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物位計測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種物位計天線射頻板、天線結(jié)構(gòu)和天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，物位計測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油、化工、建筑、礦山等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，對于提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化過程控制，實現(xiàn)環(huán)境保護具有十分重要的意義。隨著自動化進程的加快，各大相關(guān)企業(yè)對物位計儀表的需求不斷提高。物位計分為接觸式物位計和非接觸式物位計，其中接觸式物位計具有穩(wěn)定性差、測量精度不高、應(yīng)用場景單一等缺點，而非接觸式物位計多為天線式雷達物位計，具有測量精度高、可以滿足大型罐體使用、安裝靈活、可維護性好等諸多優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到大范圍的應(yīng)用。其中以調(diào)頻連續(xù)波(FrequencyModulation Continuous Wave，簡稱FMCW)雷達應(yīng)用技術(shù)最為廣泛。相對于脈沖雷達系統(tǒng)，調(diào)頻連續(xù)波雷達由于不存在距離盲區(qū)、接收靈敏度高、抗干擾能力強、分辨率高、功率要求小、結(jié)構(gòu)簡單等特點而越來越受到重視。

而FMCW雷達物位計也對天線系統(tǒng)有更高的要求，要求系統(tǒng)具有寬頻帶和以及高增益低旁瓣等要求，在環(huán)境適應(yīng)性方面，高溫環(huán)境一直是限制雷達物位計使用的難題。如何設(shè)計出耐高溫、高性能指標的物位計產(chǎn)品一直是物位計設(shè)計廠家努力解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種物位計天線射頻板，能夠用于將沿平面帶狀線傳輸?shù)碾姶挪ㄟ^渡到波導(dǎo)管，從而實現(xiàn)電磁波傳輸結(jié)構(gòu)由平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為立體結(jié)構(gòu)，以滿足物位計天線系統(tǒng)的耐高溫要求。

第一方面，根據(jù)本發(fā)明實施例的物位計天線射頻板，包括信號傳輸層，設(shè)置有環(huán)形功分器，所述環(huán)形功分器具有負載端口、發(fā)射端口、公共端口和接收端口，每個端口均連接有帶狀線；第一金屬地層，設(shè)置在所述信號傳輸層的上方，所述第一金屬地層上設(shè)置有用作模式轉(zhuǎn)換器接口的第一蝕刻部；第二金屬地層，設(shè)置在所述信號傳輸層的下方；絕緣層，設(shè)置在所述信號傳輸層、所述第一金屬地層和所述第二金屬地層之間；多個金屬過孔，沿所述環(huán)形功分器、所述帶狀線和所述第一蝕刻部的邊緣設(shè)置，且分別連接于所述第一金屬地層和第二金屬地層；模式轉(zhuǎn)換器探針，設(shè)置在所述信號傳輸層上且位于與所述第一蝕刻部對應(yīng)的第二蝕刻部內(nèi)，所述模式轉(zhuǎn)換器探針通過其中一條所述帶狀線與所述公共端口連接。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述信號傳輸層和所述第二金屬地層之間還設(shè)置有第三金屬地層，所述第三金屬地層上設(shè)置有與所述環(huán)形功分器、所述帶狀線和所述第一蝕刻部對應(yīng)的第三蝕刻部。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述環(huán)形功分器的相位響應(yīng)為0°或180°。

第二方面，根據(jù)本發(fā)明實施例的物位計天線結(jié)構(gòu)，包括饋源喇叭、波導(dǎo)管和上述的物位計天線射頻板，所述波導(dǎo)管的第一端與所述模式轉(zhuǎn)換器接口連接，所述波導(dǎo)管的第二端與所述饋源喇叭連接。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述饋源喇叭采用光壁喇叭、波紋喇叭、塞型喇叭或者圓波導(dǎo)喇叭。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述波導(dǎo)管采用圓形波導(dǎo)管或矩形波導(dǎo)管。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述波導(dǎo)管的外側(cè)設(shè)置有金屬殼體，所述金屬殼體上安裝有透鏡天線，所述透鏡天線位于所述饋源喇叭遠離所述波導(dǎo)管的一端，且所述透鏡天線和所述饋源喇叭之間設(shè)置有間隙。