天线反射减小的雷达物位计系统的制作方法
【专利摘要】公开了一种天线反射减小的雷达物位计系统，以及一种确定储罐中的装料高度的雷达物位计系统。雷达物位计系统包括收发器，具有连接到收发器的第一开口以及面对储罐中的产物的表面的第二开口的喇叭天线，和连接到收发器并根据电磁表面反射信号确定装料高度的处理电路。喇叭天线是按照就半平面相对于喇叭天线的锥体轴的不同方位来说，沿着由喇叭天线壁和半平面之间的交线定义的路径的从第一开口到第二开口的电距离不同的方式构成的，所述半平面起始于喇叭天线的锥体轴，并且与锥体轴平行地延伸。从而能够减小天线反射信号的干扰，这改善了高装料高度的测量。
【专利说明】天线反射减小的雷达物位计系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及包含喇叭天线的雷达物位计系统。
【背景技术】
[0002]用于测量包含在储罐中的产物的装料高度的雷达物位计系统是众所周知的。雷达物位计系统通常包含朝着产物的表面发射电磁信号的发射器，接收在产物的表面反射的电磁信号的接收器，和根据发射和反射的电磁信号的飞行时间，确定储罐中的产物的水平的
信号处理装置。
[0003]两种主要的雷达物位计(RLG)系统是自由辐射RLG系统和所谓的导波雷达(GWR)系统。自由辐射RLG系统利用辐射天线，朝着产物的表面导引发射的电磁信号，GWR使用延伸进入储罐中的产物(一般一直到储罐的底部)的传输线波导管。
[0004]自由辐射RLG系统可以使用不同种类的天线，朝着储罐中的产物的表面导引电磁传输信号。通常有利于用于储罐计量的一种天线是喇叭天线，所述喇叭天线从进口到出口逐渐张开。当使用喇叭天线时，可利用中空波导管，把传输信号从发射器送到天线，锥形天线进行作用以提供从中空波导管中的传播到在喇叭天线之下的自由空间传播的平滑转变。
[0005]由于例如喇叭天线的可能尺寸的限制，通常仍然存在阻抗转变，结果形成发射的电磁信号在喇叭天线的出口的反射。
[0006]当储罐的装料高度接近喇叭天线的出口时，由于难以分辨由发射的电磁信号在储罐中的产物表面的反射产生的表面回波信号，因此难以确定装料高度。
[0007]按照一种最小化或者消除喇叭天线中的干扰反射的方法，W02005/109575公开一种喇叭天线，该喇叭天线包括在喇叭内，离喇叭天线的出口一定距离之处的不均匀性，以使得通过相消干涉，抵消由所述不均匀性反射的微波和由在出口的喇叭边缘反射的微波。
[0008]虽然明显降低了在喇叭天线的出口的反射，WO 2005/109575的方法看来似乎会导致增大天线中的信号的损耗，结果降低RLG系统的最大测量距离和/或测量精度。
【发明内容】
[0009]鉴于上面所述，本发明的目的是提供一种改进的雷达物位计系统。
[0010]于是，按照本发明的第一方面，提供一种确定储罐中的产物的装料高度的雷达物位计系统，所述雷达物位计系统包括:收发器，所述收发器被配置成产生和发射具有第一极化的电磁信号，并接收具有第二极化的电磁信号，所述第二极化不同于第一极化；喇叭天线，所述喇叭天线用于朝着产物的所述表面，导引所述收发器发射的电磁发射信号，并使由所述电磁发射信号在所述表面的反射产生的电磁表面反射信号返回所述收发器；和连接到所述收发器的处理电路，所述处理电路用于根据所述电磁表面反射信号，确定所述装料高度，其中所述喇叭天线包括:与所述收发器耦接的第一开口 ；对着储罐中的所述产物的所述表面，大于所述第一开口的第二开口 ；和连接所述第一开口和所述第二开口，从而形成具有中心纵轴的喇叭结构的导电的喇叭天线壁，其中所述导电天喇叭线壁表现出:顺着由所述导电的喇叭天线壁和半平面之间的交线定义的第一路径，从所述第一开口到所述第二开口的第一电距离，该半平面是在相对于所述中心纵轴的第一转动方位下，从所述中心纵轴延伸出来的；和顺着由所述导电的喇叭天线壁和半平面之间的交线定义的第二路径，从所述第一开口到所述第二开口的第二电距离，该半平面是在相对于所述中心纵轴的第二转动方位下，从所述中心纵轴延伸出来的，所述第二电距离不同于所述第一电距离，其中所述第一电距离和所述第二电距离之间的差值使由所述喇叭天线反射所述电磁发射信号产生的天线反射信号具有不同于所述第二极化的极化。
[0011]天线反射信号可由电磁发射信号在喇叭天线的第二开口的反射产生。
[0012]对锥形喇叭天线来说，中心纵轴是导电的喇叭天线壁的锥体轴。这是最常见的情况。
[0013]应明白导电的喇叭天线壁不必处处都是导电的，相反在第一开口和第二开口之间的导电的喇叭天线壁中，可以存在介电部分。这样的介电部分可以是一个或几个开孔和/或固体电介质材料。介电部分将影响顺着穿过一个或几个这样的介电部分的路径的电距离。
[0014]电磁信号(平面电磁波)的极化可以是线性极化、圆极化或椭圆极化。例如，不同的极化可以是不同的线性极化(垂直和水平)，不同的圆极化(右手和左手)等等。
[0015]不同的极化状态可用于在接收器处把发射电磁信号和接收电磁信号分开。例如，如果具有第一圆极化(比如左手)的电磁发射信号射到光滑表面，那么由电磁发射信号在所述表面的反射产生的电磁反射信号将具有相反的圆极化(右手)。在本例中，通过规定收发器只接收右手极化电磁信号，能够实现发射电磁信号和接收电磁信号之间的良好信号隔离。这种信号隔离非常有益于改善雷达物位计系统的灵敏度。对所谓的FMCW(频率调制连续波)系统来说，情况更是如此，因为与到天线的发射延迟结合的从发射器到接收器的信号泄漏会限制系统灵敏度。因而，有利的是可把收发器配置成只接收具有第二极化的信号。
[0016]按照另一个例子，可以使具有第一线性极化(比如水平极化)的电磁发射信号朝着粗糙表面传播。由电磁发射信号在这种表面的反射产生的电磁反射信号基本上是去极化的。换句话说，电磁反射信号可被看作具有第一线性极化的第一部分信号和具有与第一线性极化正交的第二线性极化的第二部分信号的叠加。这意味第二部分信号(具有第二线性极化，比如垂直极化)可被接收，从而实现发射电磁信号和接收电磁信号之间的良好信号隔离。
[0017]本发明基于如下认识:只要喇叭天线被配置成使得该天线反射的电磁信号具有与收发器接收的极化不同的极化，上面例示的发射电磁信号和接收电磁信号之间的极化的差异就可被用于消除或忽视由喇叭天线引起的反射。
[0018]通过按照这种方式消除或者至少明显降低天线反射信号，可能即使对于储罐中的产物的表面在喇叭天线内的这种高装料高度，也能够进行高装料高度的可靠测量。
[0019]为了提供表面反射信号和天线反射信号之间的特别便利的区别，可按照天线反射信号具有第一极化，即，和电磁发射信号相同的极化的方式，构成喇叭天线。在这样的实施例中，实际上可以不修改地使用现有的收发器解决方案，并且仍然提供天线反射信号的有效消除/阻挡。
[0020]为了简化具有第一极化的电磁信号和具有第二极化的电磁信号之间的分离，有利的是，第一和第二极化是正交极化，比如圆极化和线性极化。
[0021]对常规喇叭天线来说，由在第二开口(也称为天线边缘)的反射产生的天线反射信号将具有与在光滑表面反射的信号相同的极化。换句话说，如果电磁发射信号具有第一圆极化(比如左手)，那么天线反射信号将具有不同于第一圆极化的第二圆极化(比如右手)。这意味天线反射信号可能不易于和表面反射信号区分开，尤其是当所述表面接近于天线的第二开口时。
[0022]通过这样构成喇叭天线，以使得由电磁发射信号在喇叭天线的第二开口(天线边缘)的反射产生的天线反射信号具有和电磁发射信号相同的圆极化，能够容易地消除或者至少容易地区分天线反射信号。特别地，天线反射信号可被容易地导引离开接收器输入。此夕卜，天线反射信号和表面反射信号之间的分离还使天线反射信号的分析更容易，这可提供关于例如可能的天线污染的有用信息。
[0023]发明人认识到通过这样构成喇叭天线，以使得就半平面相对于锥体轴的不同方位来说，沿着由喇叭天线的壁和半平面之间的交线定义的路径，从第一开口到第二开口的电距离不同，能够实现天线反射信号的期望极化，所述半平面起始于喇叭天线的锥体轴，并且与锥体轴平行地延伸。
[0024]在本申请的上下文中，术语“电距离”应被理解成特定电磁信号经历的用波长表示的距离。取决于例如不同材料的传播性质，给定电磁信号通过或者沿着相同物理距离传播通过不同材料的耗时不同。通过不同材料的物理距离从而对应于不同的电距离。
[0025]尤其是对当电磁发射信号被椭圆(或者圆)极化时的情况来说，通过提供从第一开口到第二开口具有变化的电距离的喇叭天线，能够影响天线反射信号的极化。
[0026]特别地，任意椭圆或圆极化电磁信号可被看作具有相互正交/垂直的极化方向的两个线性极化信号的叠加，因此有利的是，沿着位于关于锥体轴彼此相对的位置的路径中的任意两条路径，电距离大体相同。因而，导电的喇叭天线还可表现出沿着由导电的喇叭天线壁和从中心纵轴延伸出来的半平面之间的交线定义的第三路径，从第一开口到第二开口的第一电距离；和沿着由导电的喇叭天线壁和从中心纵轴延伸出来的半平面之间的交线定义的第四路径，从第一开口到第二开口的第二电距离，第四路径位于关于中心纵轴，与第二路径相对的位置。
[0027]此外，作为半平面相对于中心纵轴(一般和锥体轴相同)的转动方位的函数的电距离可表现出位于关于中心纵轴彼此相对的位置的第一最大长度和第二最大长度；和位于关于中心纵轴彼此相对的位置的第一最小长度和第二最小长度。
[0028]第一最小长度可以位于第一最大长度和第二最大长度之间，通过绕中心纵轴的旋转，使得例如水平线性极化信号将经历到天线边缘的最小电距离，而垂直线性极化信号将经历到天线边缘的最大电距离。
[0029]重新参见具有第一圆极化(例如，左手极化)的电磁发射信号的例子，当在第二开口(天线边缘)反射时，两个垂直/正交的线性极化分量的到天线边缘的相同电距离将导致极化转变成第二圆极化(例如，左手极化)。
[0030]借助电距离方面的适当差异，比如电磁发射信号的(中心)波长的四分之一，将引入线性极化分量之一的180°相移，从而天线反射信号将改为具有第一圆极化，以使得能够方便地从在收发器的接收中排除天线反射信号。[0031]因而，在本发明的雷达物位计系统的各个实施例中，所述第一最大长度的电距离可以大体和所述第二最大长度的电距离相同；所述第一最小长度的电距离可以大体和所述第二最小长度的电距离相同；并且所述第一最大长度和所述第一最小长度的电距离的差异可以是所述电磁发射信号的(中心)波长的四分之一。例如，25GHz下的波长的四分之一为3mm,对第二开口(出口)具有约50mm-100mm的例证直径的喇口入天线来说，这是较小的机械变化。
[0032]按照本发明的雷达物位计系统的各个实施例，通过这样构成喇叭天线，以使得对半平面相对于中心纵轴的不同方位来说，所述路径的物理长度不同，可有利地实现电距离方面的上述差异。
[0033]例如，通过沿着第二开口(天线边缘)，在位于关于喇叭天线的中心纵轴彼此相对的位置设置切口，可实现不同物理长度。切口可导致第二开口的阶梯式轮廓，或者物理长度的变化可以是平滑的。例如，从第一开口到第二开口的上述路径的长度可沿着喇叭天线(天线边缘)的第二开口，大体正弦地变化。
[0034]作为改变从喇叭天线的第一开口到第二开口的上述路径的物理长度的备选方案或者补充，可通过沿着路径的材料的适当组合，实现电长度的差异。例如，在喇叭天线的壁中可以设置一个或几个开孔，和/或喇叭天线可在选择的位置配有电介质材料，意图局部降低电磁发射信号的传播速度，这等同于局部增大从喇叭天线的第一开口到第二开口的电距离。
[0035]就用于改变喇叭天线的第一开口和第二开口之间的电距离的一个或多个开孔来说，这样的开孔可以近似为电磁发射信号的中心波长的一半。
[0036]此外按照各个实施例，喇叭天线可包含布置在相对于喇叭天线的中心纵轴的第一角度位置的第一开孔，和布置在与第一角度位置相隔约180°的第二角度位置的第二开孔。
[0037]按照本发明的第二方面，提供一种确定储罐中的产物的装料高度的方法，所述方法包括以下步骤:发射具有第一极化的电磁发射信号；利用喇叭天线，朝着产物的表面传播电磁发射信号；喇叭天线反射电磁发射信号的一部分，作为具有第一极化的天线反射信号；接收由电磁发射信号在产物的表面的反射产生的电磁表面反射信号，电磁反射信号具有不同于第一极化的第二极化；和根据电磁表面反射信号，确定装料高度。
[0038]有利的是，第一和第二极化可以是圆极化。
[0039]本发明的第二方面的更多实施例，和通过本发明的第二方面获得的效果与上面关于本发明的第一方面说明的基本相似。
[0040]总之，本发明从而涉及一种确定储罐中的装料高度的雷达物位计系统。雷达物位计系统包括收发器，具有连接到收发器的第一开口，和面对储罐中的产物的表面的第二开口的喇叭天线，和连接到收发器，根据电磁表面反射信号确定装料高度的处理电路。喇叭天线是按照就半平面相对于锥体轴的不同方位来说，沿着由喇叭天线壁和半平面之间的交线定义的路径，从第一开口到第二开口的电距离不同的方式构成的，所述半平面起始于喇叭天线的锥体轴，并且与所述锥体轴平行地延伸。从而，能够减小天线反射信号的干扰，这改善了高装料高度的测量。
【专利附图】
【附图说明】[0041]下面参考表示本发明的例证实施例的附图，更详细地说明本发明的这些和其它方面，其中:
[0042]图1示意图解说明按照本发明的实施例的设置为测量示例的储罐中的装料高度的雷达物位计系统；
[0043]图2是包含在图1中的雷达物位计系统中的测量单元的示意方框图；
[0044]图3是包含在图1中的雷达物位计系统中的喇叭天线的放大视图；
[0045]图4a_b示意图解说明具有圆极化的电磁信号在常规喇叭天线的开口的反射行为；
[0046]图5a_b示意图解说明具有圆极化的电磁信号在图3中的喇叭天线的开口的反射行为；
[0047]图6是概述按照本发明的例证实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0048]在下面的详细说明中，主要关于雷达物位计系统，讨论本发明的各个实施例，所述雷达物位计系统包含喇叭天线，所述喇叭天线具有在其第二开口(天线边缘)形成的一对凹口。此外，说明了圆极化电磁微波信号的使用。
[0049]应注意这绝不限制本发明的范围，本发明同样适用于具有能够实现天线反射信号的期望极化的其它喇叭天线结构的雷达物位计系统。此外，其它各种极化也是可行的。例如，收发器可被配置成发射处于第一线性或椭圆极化状态的电磁信号，并接收处于第二线性或椭圆极化状态的电磁信号，所述第二线性或椭圆极化状态不同于第一线性或椭圆极化状态。
[0050]图1示意图解说明包含测量单元2和喇叭天线3的雷达物位计系统I。雷达物位计系统I被布置在储罐5之上，以便确定储罐5中的产物6的装料高度。
[0051]当测量包含在储罐5中的产物6的装料高度时，雷达物位计系统I利用喇叭天线3，朝着产物3的表面7发射电磁发射信号St，在表面7，所述信号被反射为电磁表面反射信号SK。随后根据电磁表面反射信号Sk(从雷达物位计系统I到表面7，然后返回)和从在储罐的顶部的参考位置反射的电磁信号的飞行时间的差异，确定在储罐5的顶部的参考位置和产物6的表面7之间的距离。根据表面反射信号的接收和在参考位置反射的信号的接收之间的时间，能够确定到表面的距离(通常称为空高)。根据该距离(空高)和储罐5的已知尺寸，能够推断装料高度。
[0052]参见图2中的示意方框图，图1中的雷达物位计系统I的测量单元2包括收发器10，处理电路(这里采取微计算机11的形式)，接口 12，通信/电源线13和储罐直通15。
[0053]如图2中示意地图解所示，微处理器11控制收发器10产生、发射和接收电磁信号。发射的信号通过储罐直通15到达喇叭天线3(图2中未示出)，接收的信号从喇叭天线3经储罐直通15到达收发器10。
[0054]如上参考图1简要所述，微处理器11根据收发器接收的表面反射信号SK，确定储罐5中的产物6的装料高度。通过通信/电源线13，经接口电路12，所述装料高度从微处理器11被提供给外部装置，比如控制中心。
[0055]虽然在图2中，通信/电源线被示意地表示成一条线路，不过应明白可以利用不同的线路进行供电和通信，并且雷达料位计系统I可以具有本地电力储存器，比如电池和/或电容器或者超级电容器，雷达料位计系统I可被配置成与外部装置无线通信。在后一情况下，可按照所谓的WirelessHART通信协议(IEC 62591)有利地构成雷达料位计系统I。
[0056]图1中的示例的雷达料位计系统I利用圆极化把发射信号和接收信号分开。特别地，收发器10被构造成发射具有第一圆极化，比如右手圆极化-RHP的电磁信号，并接收具有与第一圆极化正交的第二圆极化，比如左手圆极化-LHP的电磁信号。
[0057]从而，电磁发射信号St具有第一圆极化(RHP)。
[0058]如果储罐5中的产物6的表面7相当光滑，那么电磁反射信号Sk将具有第二圆极化(LHP),这意味电磁表面反射信号Sk可被收发器10接收。
[0059]如在【背景技术】部分中所述，在喇叭天线3的第二开口(在天线边缘)，也会存在反射(电磁天线反射信号)。如下参考图4a_b进一步所述，正如表面反射信号Sk—样，如果发射信号St具有第一圆极化(RHP)，常规喇叭天线的天线反射信号具有第二圆极化(LHP)。对利用圆极化分离发射信号和接收信号，并且包含常规喇叭天线的雷达物位计系统来说，这意味天线反射信号将被收发器接收，它会干扰装料高度测量，尤其是对较高的装料高度来说更是如此。
[0060]图3用放大的视图，表示包含在图1中的雷达物位计系统I中的喇叭天线3。如图3中所示，喇叭天线3包含第一开口 20，第二开口 21，和在第一开口 20和第二开口 21之间延伸的导电壁23。
[0061]如图3中所示，喇叭天线3被构造成使得就半平面26相对于锥体轴27的不同方位来说，沿着路径25，从第一开口 20到第二开口 21的电距离不同，所述路径由壁23和半平面26之间的交线定义，所述半平面26起始于喇叭天线3的锥体轴，并且与锥体轴平行地延伸。
[0062]特别地，图3中的示例的喇叭天线3在喇叭天线3的第二开口 21处，在壁23中具有第一凹口 29a和第二凹口 29b。第一凹口 29a和第二凹口 29b被布置成关于锥体轴27彼此相对，每个凹口 29a-b的深度d对应于电磁发射信号St的波长的四分之一。
[0063]由于喇叭天线3的这种示例结构中的壁23是均匀导电的，因此电距离与沿着上述路径25的物理距离成比例。
[0064]另外如图3中示意地图解所示，喇叭天线3将反射一部分的发射信号。不过，和上面简要说明的常规喇叭天线的情况不同，图3中的喇叭天线3将提供具有和发射信号St相同的圆极化的天线反射信号Sak，这意味收发器10将不接收天线反射信号Sak，从而天线反射信号Sak实际上“消失”。
[0065]下面参考图4a_b和图5a_b，说明这种行为背后的机理，图4a_b说明常规喇叭天线的情况，而图5a-b说明图3中的示例的喇叭天线3的情况。
[0066]图4a不意表不由E场向量30表不的左手圆极化(LHP)电磁信号，所述E场向量30沿着在由带方框的箭头指示的方向的z轴向图中的左侧传播。如图4a中所示，LHP电磁信号30可被看作X平面中的第一线性极化信号31和y平面中的第二线性极化信号32的叠加。第一线性极化信号31比第二线性极化信号32超前π /2。当LHP电磁信号30碰到图4a中示意所示的常规喇叭天线36的第二开口 35时，LHP电磁信号30被反射。这示于图4b中。常规喇叭天线36未按比例绘制。[0067]参见图4b，X平面中的第一反射线性极化信号38比y平面中的第二反射线性极化信号39落后π/2，以使得反射的叠加电磁信号40变成右手圆极化(RHP)电磁信号。当反射物体具有圆对称(或者适当的90°对称)时，将总是出现反射时的不同圆极化之间的这种转变，这使得能够把不同的极化用于发射和接收。
[0068]现在参见图5a_b，说明就图3中的例证喇叭天线3来说的对应情况。
[0069]类似于图4a,图5a不意表不由E场向量30表不的左手圆极化(LHP)电磁信号，所述E场向量30沿着在由带方框的箭头指示的方向的z轴向图中的左侧传播。如图5a中所示，LHP电磁信号30可被看作X平面中的第一线性极化信号31和y平面中的第二线性极化信号32的叠加。第一线性极化信号31比第二线性极化信号32超前π /2。当LHP电磁信号30碰到图5a中示意所示的本发明的喇叭天线3的第二开口 21时，LHP电磁信号30被反射。这示于图5b中。喇叭天线3未按比例绘制。
[0070]如上参考图3所述，在图5a_b中的喇叭天线3的第二开口 21的每个凹口 29a_b深四分之一波长。参见图5a-b,这意味在第一线性极化信号31在第二开口 21被反射之前,与第二线性极化信号32相比第一线性极化信号31先传播与四分之一波长对应的时段，并且在顺着z轴到达产生第二反射线性极化信号43的位置之前，第一反射线性极化信号42将传播与四分之一波长相对应的额外时段。在该时间(所述两个时段)内，第二线性极化信号32也已传播与总共半波长对应的时段。
[0071]这意味X平面中的第一反射线性极化信号42现在比y平面中的第二反射线性极化信号43超前π/2，从而反射的叠加电磁信号44变成左手圆极化(LHP)电磁信号，正如发射的电磁信号30 —样。
[0072]最后，参考图1-3和图6中的流程图，说明按照本发明的方法的实施例。
[0073]在第一步骤100中，发射电磁发射信号ST。该电磁发射信号具有第一极化，比如第一圆极化。
[0074]在下一个步骤S101，利用喇叭天线3，使电磁发射信号5:朝着储罐5中的产物6的表面7传播。
[0075]在步骤102，喇叭天线3反射电磁发射信号St的一部分，作为具有第一极化的天线
反射信号Sak。
[0076]在步骤103，接收由电磁发射信号在表面7的反射产生的电磁表面反射信号SK。
[0077]最后，在步骤104，根据电磁表面反射信号Sk，确定装料高度。
[0078]本领域的技术人员认识到本发明绝不局限于上面说明的优选实施例。相反，在附加权利要求的范围内，可以有许多修改和变形。
【权利要求】
1.一种确定储罐中的产物的装料高度的雷达物位计系统，所述雷达物位计系统包括: 收发器，被配置成产生和发射具有第一极化的电磁信号，并接收具有不同于所述第一极化的第二极化的电磁信号； 喇叭天线，用于朝着所述产物的所述表面，导引所述收发器发射的电磁发射信号，并使由所述电磁发射信号在所述表面的反射产生的电磁表面反射信号返回所述收发器；和连接到所述收发器的处理电路，所述处理电路用于根据所述电磁表面反射信号，确定所述装料高度， 其中所述喇叭天线包括: 第一开口，其与所述收发器耦接； 第二开口，其对着储罐中的所述产物的所述表面，所述第二开口大于所述第一开口 ；和导电的喇叭天线壁，其连接所述第一开口和所述第二开口，从而形成具有中心纵轴的喇叭结构， 其中所述导电的天喇叭线壁呈现: 沿着由所述导电的喇叭天线壁和半平面之间的交线定义的第一路径的从所述第一开口到所述第二开口的第一电距离，该半平面是在关于所述中心纵轴的第一转动方位下从所述中心纵轴延伸出来的；和 沿着由所述导电的喇叭天线壁和半平面之间的交线定义的第二路径的从所述第一开口到所述第二开口的第二电距离，该半平面是在关于所述中心纵轴的第二转动方位下从所述中心纵轴延伸出来的，所述第二电距离不同于所述第一电距离，和 其中所述第一电距离和所述第二电距离之间的差值使由所述喇叭天线反射所述电磁发射信号产生的天线反射信号具有不同于所述第二极化的极化。
2.按照权利要求1所述的雷达物位计系统，其中所述第一电距离和所述第二电距离之间的所述差值使所述天线反射信号具有所述第一极化。
3.按照权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中所述第一极化和所述第二极化是正交极化。
4.按照权利要求3所述的雷达物位计系统，其中所述第一极化是第一圆极化，所述第二极化是第二圆极化。
5.按照权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中所述导电的喇叭天线壁还呈现: 沿着由所述导电的喇叭天线壁和从所述中心纵轴延伸出来的半平面之间的交线定义的第三路径的从所述第一开口到所述第二开口的所述第一电距离，所述第三路径位于关于所述中心纵轴与所述第一路径相对的位置；和 沿着由所述导电的喇叭天线壁和从所述中心纵轴延伸出来的半平面之间的交线定义的第四路径的从所述第一开口到所述第二开口的所述第二电距离，所述第四路径位于关于所述中心纵轴与所述第二路径相对的位置。
6.按照权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中作为所述半平面相对于所述中心纵轴的所述转动方位的函数的所述电距离呈现: 位于关于所述中心纵轴彼此相对的位置的第一最大长度和第二最大长度；和 位于关于所述中心纵轴彼此相对的位置的第一最小长度和第二最小长度。
7.按照权利要求6所述的雷达物位计系统，其中所述第一最小长度位于所述第一最大长度和所述第二最大长度之间的中央处。
8.按照权利要求6所述的雷达物位计系统，其中: 所述第一最大长度的电距离大体和所述第二最大长度的电距离相同； 所述第一最小长度的电距离大体和所述第二最小长度的电距离相同；和 所述第一最大长度和所述第一最小长度的电距离的差值为所述电磁发射信号的波长的四分之一。
9.按照权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中所述导电的喇叭天线壁呈现沿着所述第一路径的从所述第一开口到所述第二开口的第一物理距离，和沿着所述第二路径的从所述第一开口到所述第二开口的第二物理距离，所述第二物理距离不同于所述第一物理距离。
10.按照权利要求1或2所述的雷达物位计系统，其中在所述第一开口和所述第二开口之间的所述导电的喇叭天线壁中，所述喇叭天线包含至少一个开孔。
11.按照权利要求10所述的雷达物位计系统，其中使所述至少一个开孔在垂直于所述中心纵轴的方向上延长。
12.按照权利要求10所述的雷达物位计系统，其中所述至少一个开孔的长度延长约为所述电磁发射信号的波长的一半。
13.按照权利要求10所述的雷达物位计系统，其中所述喇叭天线包括在所述第一开口和所述第二开口之间的所述导电的喇叭天线壁中的第一开孔，所述第一开孔布置在相对于所述中心纵轴的第一角度位置，和在所述第一开口和所述第二开口之间的所述导电的喇叭天线壁中的第二开孔，所述第二开孔布置在相对于所述中心纵轴的第二角度位置，所述第二角度位置与所述第一角度位置相隔约180°。
14.一种确定储罐中的产物的装料高度的方法，包括以下步骤: 发射具有第一极化的电磁发射信号； 利用喇叭天线，朝着所述产物的所述表面传播所述电磁发射信号； 所述喇叭天线反射所述电磁发射信号的一部分，作为具有所述第一极化的天线反射信号; 接收由所述电磁发射信号在所述产物的所述表面的反射产生的电磁表面反射信号，所述电磁反射信号具有不同于所述第一极化的第二极化；和 根据所述电磁表面反射信号，确定所述装料高度。
15.按照权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二极化是圆极化。
【文档编号】G01F23/284GK103776512SQ201210559807
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】奥洛夫·爱德华松 申请人:罗斯蒙特储罐雷达股份公司