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WO2014090565A1 - Fill state measuring device - Google Patents

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Publication number
WO2014090565A1
WO2014090565A1 PCT/EP2013/074691 EP2013074691W WO2014090565A1 WO 2014090565 A1 WO2014090565 A1 WO 2014090565A1 EP 2013074691 W EP2013074691 W EP 2013074691W WO 2014090565 A1 WO2014090565 A1 WO 2014090565A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
carrier
directors
dipole
antennas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/074691
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Blödt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Publication of WO2014090565A1 publication Critical patent/WO2014090565A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/225Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in level-measurement devices, e.g. for level gauge measurement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/108Combination of a dipole with a plane reflecting surface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/30Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/30Combinations of separate antenna units operating in different wavebands and connected to a common feeder system
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength

Definitions

  • the invention relates to an antenna for working with microwaves on the transit time principle level gauge for measuring a level of a filling material in a container or for a device for metrological detection of transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of microwaves
  • Level measuring devices operating with microwaves according to the transit time principle are used, for example, in measurement and control technology as well as in industrial applications
  • Process automation used to measure fill levels of a product in a container.
  • the filling level determination according to the transit time principle is based on the fact that transmission signals are transmitted by means of an antenna in the direction of the product surface, and their signal components reflected at the product surface are received by means of an antenna as receiving signals after a runtime dependent on the level to be measured.
  • the transit time is determined based on the transmit and receive signals, which have needed the signals for the way to the product surface and back.
  • the distance between the level gauge and the product surface is calculated, from which then the level is determined at a known installation height of the measuring device above the container. To determine the transit times, all known methods can be used, which allow relatively short distances by means of reflected
  • antennas are preferably used, the emission characteristics have a single dominant main lobe with the smallest possible opening angle.
  • horn antennas fed via a coaxial line are used for this purpose. These include a microwave to be fed via a coupling
  • Waveguide segment usually a circular waveguide to which a in
  • Transmitting direction opening funnel connects.
  • the opening angle of the forming main lobe is greater, the smaller the diameter of the
  • Waveguide segment is. To achieve a small opening angle of the main lobe Consequently, the waveguide segment must have a comparatively large diameter.
  • the openings in the container into which the antenna is inserted must be correspondingly large.
  • horn antennas Another disadvantage of horn antennas is that the couplings fed by horn antennas are comparatively large, typically metallic, components which must be machined with high precision in order to produce the desired ones
  • antennas with planar antenna structures applied to a carrier such as e.g. Patch antennas
  • the planar antenna structure is applied to an upper side of a dielectric substrate, the underside of which is provided with a metal coating lying regularly to ground.
  • These antennas emit microwave signals perpendicular to the carrier plane to which the planar antenna structure is applied. They have the advantage that they can be manufactured inexpensively and mechanically with high precision.
  • individual patch antennas regularly have a comparatively weak one
  • the antenna structures are regularly mechanically sensitive, they are preferably inserted into a protective waveguide segment. Just like that
  • Waveguide segments of horn antennas should also these waveguide segments have the largest possible diameter, so that a main lobe can be achieved with the smallest possible opening angle.
  • a then developed by the Japanese Hidetsugu Yagi and Shinataro Uda antenna principle is known in which a dipole is used, which are preceded in the transmission direction, a number of parallel to the dipole, parallel to each other and perpendicular to the direction of transmission directors.
  • Yagi-Uda antennas are usually wise in
  • these antennas are not used in level measurement, since there is a directed, preferably highly concentrated radiation of the microwave signals is required, and the microwave signals have significantly higher frequencies.
  • Frequencies in the pulsed radar level measurement method today are in the range of 5 GHz - 80 GHz, e.g. at 6.3 GHz, 10 GHz, 25.5 GHz or 78 GHz. However, it is quite conceivable that as the development of high frequency technology progresses, even higher frequencies, e.g. 1 10 GHz, can be used.
  • the invention comprises an antenna for a microwave after
  • Runtime principle working level gauge for measuring a level of a filling material in a container or for a device for checking transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of a
  • At least one individual antenna provided on a planar dielectric support
  • the dipole in a direction perpendicular to the surface normal to the carrier extending transmission direction of the antenna upstream, in the transmission direction one behind the other and spaced on the support arranged, parallel to each other and perpendicular to the transmission direction aligned, line-shaped directors and
  • the reflectors comprise
  • the carrier consists of a carrier material having a dielectric constant less than or equal to 3.5, or
  • the carrier has a base
  • the base has a recess in an area in which the directors are arranged on the carrier.
  • the carrier consists of a carrier material having a dielectric constant greater than or equal to 4 and less than 10, and
  • the carrier points to its side facing away from the dipole side of the directors in front of the
  • the invention comprises embodiments in which
  • applied folding dipole is, or
  • the dipole an open elongated dipole, especially one on an upper side of the carrier
  • At least one of these individual antennas is designed such that
  • At least one of the individual antennas for transmitting microwave signals of a predetermined frequency and / or for receiving received signals of the predetermined frequency
  • two or more individual antennas are arranged on a common carrier next to each other or completely or partially overlapping.
  • the individual antennas are juxtaposed parallel operated designed for the same frequency or the same frequency range individual antennas, or
  • the individual antennas are wholly or partially overlapping arranged individually operated designed for different frequencies or different frequency ranges individual antennas.
  • the invention comprises a working with microwaves on the transit time principle level gauge with an antenna according to the invention.
  • the antenna is arranged in a housing, and
  • the housing is sealed in the transmission direction of the antenna to the outside through a dielectric window, esp. A window designed as a dielectric lens.
  • High frequency assembly for receiving and / or processing with the antenna received signals received and / or for generating via the antenna to be transmitted microwave signals arranged.
  • the antenna has a balanced antenna connection
  • the balanced antenna connection is via a balun to an asymmetric
  • the antenna feeds a waveguide segment which, in the transmission direction, merges into a funnel which widens in the transmission direction.
  • the invention comprises a device for the metrological detection of transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of units designed for microwaves, in particular of high-frequency assemblies of
  • the antenna according to the invention has the advantage that the directivity of the antenna is essentially determined by the number of directors, and thus by their length. Accordingly, the antenna can have comparatively small dimensions perpendicular to the transmission direction, without its directional characteristic thereby being impaired. The antenna can thus be used in very small container openings.
  • Level gauges are built by the antenna and RF assembly are integrated in a compact module.
  • the radio-frequency module and the antenna can be arranged on a single carrier. This eliminates the need to connect antenna and high frequency assembly via usually expensive and sensitive connectors and / or high-frequency cables together. Due to the compared to connectors almost reflection-free connection of the antennas according to the invention to the high-frequency modules, the
  • Dielectric constant of the ambient atmosphere and thus have a lower reflectivity.
  • the antenna is inexpensive to produce compared to horn or rod antennas. In this case, only manufacturing steps are required for the production of the antenna, which in the manufacture of the
  • antenna structure in particular the dipole and the directors, can not only be applied cost-effectively to the carrier, but above all can be manufactured with high precision.
  • Fig. 1 shows: a level measuring arrangement
  • Fig. 2 shows: an upper side of a arranged on a support one
  • Fig. 3 shows an underside of the carrier of Fig. 2;
  • Fig. 4 shows: an upper side of a arranged on a support one
  • Fig. 6 shows an underside of the carrier of Fig. 5;
  • Fig. 7 shows four each having a base and a layer applied thereon
  • a carrier comprising carrier
  • Fig. 8 shows a housing sealed by a dielectric window
  • Fig. 9 shows: a horn fed by an antenna
  • Fig. 10 shows: an antenna inserted into a waveguide segment of a horn;
  • Fig. 1 1 shows: a four arranged on a support individual antennas
  • Fig. 12 shows: a two nested on a support
  • FIG. 13 shows a device for metrological detection of transmission, transmission, reception, transmission and / or transmission
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a filling level measuring arrangement for measuring a filling level L of a filling material 1 in a container 3.
  • It comprises a mounted on the container 3 in an installation height H related here with respect to the container bottom working with microwaves according to the transit time principle
  • the fill level measuring device has an antenna 5 according to the invention, which serves to send microwave signals S in the direction of the medium 1 in the measuring device, and to receive the signal components reflected back on the product surface 7 back to the antenna 5 as received signals R after a time dependent on the filling level L.
  • the invention is described using the example of a measuring device which has a single antenna 5, which serves both to transmit the microwave signals S and to receive the received signals R.
  • two separate antennas formed according to the invention could also be provided, one of which serves for transmission and the other for reception.
  • the antenna 5 is connected to a high-frequency module 9, via which it is fed with the microwave signals S to be transmitted, and they are the incoming
  • Receiving signals R can be used from the prior art in connection with conventional pulse radar or FMCW level gauges known devices and methods.
  • the microwave signals S have frequencies in the gigahertz range. Typical frequencies in the pulsed radar level measurement method today are in the range of 5 GHz - 80 GHz, e.g. at 6.3 GHz, 10 GHz, 25.5 GHz or 78 GHz. However, it is quite conceivable that even higher frequencies can be used as the development of high-frequency technology progresses.
  • the antenna 5 comprises at least one individual antenna, which has a dipole provided on a planar dielectric support, the transmission direction X of which extends perpendicular to the surface normal to the support
  • Single antenna at least 10, preferably 20-40, arranged one behind the other and spaced apart on the support, parallel to each other and perpendicular to the
  • Transmitting X aligned, line-shaped directors are upstream, and which has at least one arranged on one of the transmission direction X opposite side of the dipole reflector.
  • the transmission direction X corresponds to the individual antenna of the transmission direction of the antenna 5. If several individual antennas are used, these are to be aligned for use in a level gauge such that their transmission directions X are parallel to one another and thus parallel to the transmission direction of the entire antenna 5 lost.
  • antenna according to the invention mainly speaks of the transmission direction X
  • these antennas can of course also be used for reception, the reception direction then - as always with passive antennas always the case - in the direction of transmission X opposite direction.
  • the invention is first described with reference to several embodiments of each having only a single antenna antennas 5.
  • FIGS. 2 and 3 show a first exemplary embodiment of a single antenna arranged on the planar dielectric support 11.
  • 2 shows a view of an upper side
  • FIG. 3 shows a view of an underside of the carrier 11.
  • a dipole 15 which is fed via a symmetrical antenna connection 13, is provided.
  • the carrier 1 1 is provided isolated.
  • the carrier 1 1 can also form a layer of a multilayer printed circuit board. In the case is above and / or under the carrier 1 1 at least one more
  • the illustrated dipole 15 is a Faltdipol, which is applied in the form of correspondingly shaped conductor tracks on the support 1 1.
  • line-shaped directors 17 aligned parallel to each other and parallel to the longitudinal axis of the dipole 15, designated here by Y, are arranged in front of the dipole 15.
  • the directors 17 are preferably narrow straight on the carrier 1 1 applied conductor track sections.
  • the dipole 15 and the directors 17 are preferably applied to the carrier 1 1 metallic structures, esp. Of copper, nickel-plated and then gold-plated copper or tinned copper.
  • Metallic structures offer the advantage of being compatible with circuit board fabrication techniques, e.g. can be manufactured using etching processes, cost-effective and, above all, high-precision.
  • the dipole 15 and the directors 17 can - as shown here - be applied in a plane on the support 1 1. Alternatively, however, it would also be possible to apply them to different parallel, adjacent surfaces, e.g. on adjacent surfaces of individual
  • PCB layers of a multilayer printed circuit board apply.
  • the directors 17 are excited by the radiation emitted by the dipole 15. With appropriate dimensioning takes place in the over the central regions of the directors 17 extending transmission direction X, a phase and direction-dependent superposition of the outgoing from the dipole 15 and the individual directors 17
  • Microwave signals can be further increased to some extent by increasing the number of directors 17 placed one behind the other in the transmission direction X.
  • This additional bundling causes a reduction of the opening angle of the main lobe.
  • at least 10 directors 17, but preferably 20 - 40 directors 17, are provided.
  • antennas in which a reduction of the antenna aperture regularly with a magnification required for the introduction of the antenna in the container
  • FIGS. 4 shows an upper side of a first alternative exemplary embodiment of the antenna 5.
  • an elongate dipole 19 applied to the upper side of the carrier 11 is provided.
  • Fig. 5 shows an upper side and Fig. 6 shows an underside of a second alternative
  • the dipole 21 provided here is designed as a folded dipole. in the
  • this does not run on the support 1 1, but in a direction perpendicular to the plane of the support 1 1 extending plane.
  • it comprises two perpendicular to the top
  • Transmission direction X extending line segments 23, whose center of the carrier facing ends over parallel and opposite to the transmission direction X extending
  • Line segments 25 are connected to the symmetrical antenna terminal 13, and the outer ends of the carrier facing each connected via a through the carrier 1 1 passing through hole 27 with a running on the underside of the support 1 1 perpendicular to the transmission direction X line segment 29, which are the two Through contacts 27 connects to each other.
  • the individual antennas have reflectors arranged on the side of the respective dipole 15, 19, 21 facing away from the transmitting direction X on the top and / or bottom side, preferably on the top and bottom sides of the carrier 11
  • the reflectors 31, 32, 33 cause the bundling of the transmission power takes place exclusively in the desired transmission direction X. Without reflectors 31, 32, 33, the directors 17 would cause bunching in the desired transmission direction X and in the opposite spatial direction -X. As a result, only half of the
  • the components are preferably SMD components. Particularly suitable for this purpose are components which have a highly reflective, comparatively large dielectric core, such as e.g. Resistors and capacitors.
  • Top side of the carrier 1 1 applied electrically conductive or provided with an electrically conductive coating - here only schematically illustrated - wall segments, e.g. metallic or metallized wall segments, provided. These may alternatively or additionally also be arranged on the underside of the carrier 11, which is not shown here.
  • the wall segments are for example on the top and / or bottom of the carrier 1 1 arranged sheets, or metallic or metallized
  • reflectors 33 shown in FIGS. 5 and 6 can be used. These reflectors 33 are formed by feedthroughs 35 passing through the carrier 11, which are arranged distributed along wide line structures 37 running parallel to the dipole longitudinal axis Y on the upper side of the carrier 11, and arranged underneath on the underside of the carrier 11 connect wide line structures 39.
  • the vias 35 can be used.
  • Microwave signals in the free space and preferably less than one-eighth of the
  • the carrier 1 1 preferably consist of a low dielectric conductivity having, preferably low-loss, carrier material.
  • carriers 11 are preferably made of one
  • Used carrier material that is as low loss, and preferably a low dielectric constant ⁇ ⁇ , esp. A dielectric constant ⁇ ⁇ of less than or equal to 3, 5 has.
  • a dielectric constant ⁇ ⁇ of less than or equal to 3, 5 has.
  • polytetrafluoroethylene ceramic circuit boards as sold by Rogers, for example, under the names RO3003 and RO4003 are suitable.
  • the carriers 1 1, at least in the region of the directors 17, have the smallest possible thickness, in particular a thickness of 50 ⁇ m to 700 ⁇ m.
  • carrier materials with a low dielectric constant ⁇ ⁇ are regularly mechanically sensitive, since they usually contain little or no reinforcing glass fiber fabric.
  • the directors 17 of the antenna 5 can now - as shown in the embodiments a) and d) - on the side remote from the base 41 top of the layer 43, or - as in the embodiments b) and c) shown - on the base 41st facing bottom of the layer 43 may be arranged.
  • the base 41 in the area over which the directors 17 are located preferably has one
  • the base 41 may also be made of metal.
  • the recess 45 is to be dimensioned such that between the layer 43 and the
  • Recess 45 remains a thin layer 47 of the base material remains. This is in the
  • the layer 47 preferably has a thickness less than or equal to 250 ⁇ .
  • the embodiment c) has the advantage that the directors 17 are enclosed between the layer 43 and the layer 47.
  • the directors 17 are thus protected against oxidation. They can thus be made of a, in view of the skin effect advantageous, highly conductive metal, esp. Pure copper, that must be nickel-plated and gold-plated or tinned to avoid oxidation.
  • the support 1 1 "to increase the directivity of the antennas according to the invention 5 preferably the transmitting side, ie on the side facing away from the respective dipole 15, 19 side of the directors 17 in front of the directors 17, equipped with an end portion 49 whose width in the transmission direction X continuously decreases
  • the transmitting side ie on the side facing away from the respective dipole 15, 19 side of the directors 17 in front of the directors 17, equipped with an end portion 49 whose width in the transmission direction X continuously decreases
  • the end region 49 which tapers in the transmission direction X, effectively acts like a
  • Dielectric constant ⁇ ⁇ use.
  • the dielectric constant ⁇ ⁇ is preferably between 4 and 10 with regard to the lens effect.
  • the dimensioning of the antenna 5, esp. Of the dipole 15 and the directors 17 takes place in principle according to the criteria applicable to conventional Yagi-Uda antennas.
  • the dimensioning is based on the type of level measurement used
  • the dimensioning is based on the wavelengths ⁇ , which form the microwave signals S along the carrier 1 1. This is determined by the in the
  • Microwave signals contained frequencies and the relative permittivity ⁇ , - of the
  • Carrier material determined.
  • short microwave pulses of predetermined duration and signal frequency f are periodically transmitted at a predetermined repetition frequency. Accordingly, the dimensioning of the used signal frequency f designed.
  • the microwave signal S to be transmitted as well as the associated one contain
  • Receive signal R substantially only a known signal frequency f .
  • the dipole 15, 19 or 21 preferably has a length of the order of half a wavelength ⁇ / 2.
  • the directors 17 are preferably all the same length and slightly shorter than the dipole 15, 19 and 21, respectively.
  • the distance from the dipole 15 to the nearest director 17 is on the order of 0.15 wavelengths ⁇ , and the distances between any two adjacent directors 17 are preferably all the same and on the order of about 0.1 to 0.2 wavelengths ⁇ ,
  • Lengths refer in each case to the wavelength ⁇ , which form the microwave signals of the predetermined frequency f in the free space.
  • the FMCW radar level measurement method uses continuously transmitted periodically frequency-modulated microwave transmission signals. Consequently, significantly broadband individual antennas are advantageous here.
  • An increase in the broadband can be achieved by
  • a through-hole D is provided in each case. These vias D are in that shown in Figs. 2 and 3
  • the directors 17 on the underside of the carrier 1 1 end perpendicular to the transmission direction X.
  • extensions F are provided. These preferably have a short length of less than one eighth of the free-space wavelengths of the ones to be transmitted
  • a further increase in the bandwidth can additionally be effected by slightly varying the lengths L of the directors and their distances from one another over the length of the antenna 5.
  • the individual antennas are preferably formed as logarithmic periodic antennas.
  • Carrier 1 1 is formed correspondingly wide. With a length of the directors 17 of half a wavelength ⁇ / 2, the total width of the carrier 1 1 is therefore at least one wavelength ⁇ . Accordingly, the antennas 5 designed according to the invention are not only extremely flat, but also have a very narrow width when using a single individual antenna.
  • the antenna width is of the order of 1.5 cm and the antenna length is 28 cm in the order of 17 cm for 28 directors 17.
  • the antenna width is of the order of 5 mm and the antenna length of 28 directors 17 is of the order of 7 cm.
  • the antenna width is on the order of 2 mm and the antenna length is on the order of 2 cm.
  • Antennas 5 with such small dimensions offer the advantage that they can be used on the container 3 in openings with a correspondingly small nominal diameter.
  • the antenna 5 and the high-frequency module 9 to be connected thereto are preferably integrated in a single module.
  • the high-frequency module 9 can be arranged directly on the carrier 11 or on or in a carrier 11 comprising the multilayer printed circuit board. This is shown in FIGS. 2 and 5.
  • the antenna terminal 13 is a balanced terminal. If the high-frequency subassembly 9 also has a symmetrical connection, it can be placed directly on the carrier 11
  • a balun 51 is preferably used. This is shown by way of example in FIG. 5. There, the balun 51 transfers the balanced connection lines of the antenna terminal 13 to a
  • Microstrip line This comprises a conductor 53 connected to the balun 51 on the upper side of the carrier 11, and a planar metallization 55 applied underneath the carrier 1 1 underneath.
  • the arrangement of antenna 5 and high-frequency module 9 on the common carrier 1 1 has the advantage that for connecting the antenna 5 to the high-frequency module 9 no expensive and usually expensive
  • Plug-in connections inevitably reflect some of the transmitted power, typically on the order of 0, 3% to 10.0%. This reflected portion is no longer regularly available for the actual measurement. Signal components attributable to reflections or multiple reflections between the antenna and the radio-frequency module are superimposed during level measurement
  • Measurement signals This increases the signal-to-noise ratio in the near range. Depending on the embodiment, thereby the level measurement in a near range of 0 m up to
  • connection of the antenna 5 according to the invention to the high-frequency subassembly 9 thus increases the available power for level measurement, and significantly improves the signal-to-noise ratio in the vicinity of the antenna 5.
  • fill levels of products 1 which have a lower dielectric constant ⁇ ⁇ , and thus a lower reflectivity.
  • fillers 1 are oil, plastic granules, or wheat or grain bran. While for measuring a level of an oil with a dielectric constant ⁇ ⁇ of 1, 5 with a working at 25.5 GHz pulse radar level gauge with a
  • Horn antenna regularly a horn diameter of about 100 mm and a horn length of about 450 mm is required, an antenna according to the invention 5 with a comparable measurement accuracy can be achieved with 30 directors 17 a length of 5.5 mm only a total width of slightly more than 12 mm and a length of about 80 mm. Due to the small dimensions of the antennas 5 described above, very compact level gauges can be constructed.
  • the antenna 5 is preferably introduced into a compact housing 57, in whose transmission-side end face a dielectric window 59 is inserted.
  • the high frequency assembly 9 is preferably housed.
  • the window 59 consists of a microwave-permeable insulator of
  • a gas-tight and preferably pressure-resistant inserted into the front page are particularly suitable for this purpose.
  • windows made of pressure-resistant glass, polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE) or ceramic.
  • High-frequency module 9 causes, as for example for use in
  • additional bundling or parallelization of the transmitted from the antenna 5 microwave signals S can be achieved, in which the window 59 - as shown here - is formed as a dielectric lens.
  • a separation of the antenna 5 from the running in the container 3 process can be effected by the otherwise exposed
  • Components of the antenna 5 are embedded in a potting compound.
  • the described antennas 5 can be mounted directly on, in or above a corresponding container opening, if safety requirements permit this at the place of use.
  • the described antennas 5 can be used to feed a horn 61 to be mounted on the container 3. Two examples of this are shown in FIGS. 8 and 9.
  • the horn 61 in each case has a waveguide segment 63, which merges in the transmission direction X into a funnel 65 which widens in the transmission direction X.
  • the antenna 5 is arranged outside the waveguide segment 63. In the variant shown in Fig. 10, the antenna 5 is in the
  • Waveguide segment 63 introduced.
  • this antenna 67 comprises a plurality of side by side on a support 1 1 arranged parallel preferably identical individual antennas 69, each having a dipole 15 and a plurality of this upstream directors 17 have.
  • the antenna shown in Figure 2 were used as individual antennas 69.
  • other embodiments according to the invention are also possible.
  • Single antennas are used.
  • several of these antennas 67, or even a plurality of individual antennas are arranged one above the other and operated in parallel.
  • the latter can be determined, for example, on the basis of the frequency dependence of the reflection properties of the medium, which are reflected in the amplitudes of the received signals.
  • a field of application here are level measurements of products that tend to form films. This occurs e.g. in applications in which the product contains different density media that separate with time. In these applications, preferably a level gauge with a
  • the individual antennas can also be arranged side by side on one and the same carrier 11 as in the antenna 67 shown in FIG. 11. However, unlike the embodiment shown in FIG. 11, they are then not operated in parallel, but independently of one another. Alternatively, the individual antennas can be arranged parallel to one another and at least partially overlapping.
  • FIG. 12 shows an exemplary embodiment for this, in which two individual antennas designed for different frequencies are arranged so that they overlap each other in a completely overlapping manner.
  • the dipole 15a of the higher frequency single antenna within the dipole 15b is the lower one
  • Each dipole 15a, 15b is in
  • Transmission direction X each have a set of associated directors 17a, 17b upstream. The two
  • Dipoles 15a, 15b and the associated directors 17a, 17b are arranged along a common antenna longitudinal axis running in the matching transmission directions X of the two individual antennas. In this way, two nested individual antennas, but together do not need more space than the designed for the lower frequency single antenna.
  • the individual antennas can of course also be arranged offset parallel to one another in such a way that their directors only follow one another in a partially overlapping manner in the transmission direction X.
  • the use of the antennas according to the invention is not limited to the
  • Antennas according to the invention are also suitable, in particular, for the metrological detection of transmitting, receiving
  • microwaved units 71 such as
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a device for metrological detection of transmission, reception, transmission and / or transmission
  • the apparatus comprises a receptacle 73 for receiving the unit to be examined 71, and at least one antenna 75 according to the invention.
  • the receptacle 73 and the antennas 75 are arranged relative to each other such that the transmission directions X of the antennas 75 have to be examined in the receiving device 73 to be examined unit 71 in the direction of the unit 71.
  • This is realized in the present case in that the receiving device 73 is arranged between two antennas 75 which are each aligned with the receiving device 73.
  • at least one antenna according to the invention above the unit 71 can be arranged.
  • the antennas 75 are optionally each to a transmitting unit 77 and / or to a
  • Receiving unit 79 connected, and the receiving units 79 are connected to a
  • Evaluation unit 81 connected.
  • at least the transmitting units 77 and the receiving units 79 are arranged directly on the carrier 1 1 of the respective antenna 75.
  • the measurement-related detection of transmission or signal-generating properties of the unit 71 to be examined is carried out by the unit 71 is put into operation, and thereby received by her emitted microwaves with at least one of the connected thereto to the associated receiving unit 79 antennas 75, and by means of the evaluation unit 81st be evaluated. In this way, for example
  • High frequency oscillators frequency converters, or amplifiers.
  • the metrological detection of reception properties of the unit 71 to be examined is carried out by at least one of the antennas 73 connected thereto to the associated transmission unit 77 via the transmission unit 77 to be transmitted
  • Microwave signals is fed to the microwave signals in the direction of
  • microwave signals are detected on the unit 71 by measurement.
  • Subassemblies of the unit 71 are activated and measured individually.
  • the metrological detection of transmission properties of the unit to be examined 71 takes place on the basis of two mutually oppositely arranged antennas 75 of which one sends microwave signals in the direction of the unit 71, and the other receives the passing through the unit 71 portions of these microwave signals.

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Abstract

The invention relates to an antenna, which can be produced inexpensively and which can be used in a versatile manner, for a fill state measuring device which operates according to the transit-time principle using microwaves or for a device for checking emission, reception, transmission, and/or signal generation properties of units (71) designed for microwaves. The antenna comprises at least one individual antenna which is provided on a flat dielectric support (11) and which has a dipole (15, 19, 21) provided on the support (11). The individual antenna has at least 10, in particular 20 - 40, linear directors (17) which are mounted upstream of the dipole (15, 19, 21) in an antenna (5, 57) emission direction (X) running perpendicularly to the surface normal on the support (11), which are arranged on the support (11) one behind the other in the emission direction (X) and in a mutually spaced manner, and which are oriented parallel to one another and perpendicular to the emission direction (X), and the individual antenna has reflectors (31, 33) arranged on a dipole (15, 19, 21) face opposite the emission direction (X).

Description

Füllstandsmessgerät  level meter

Die Erfindung betrifft eine Antenne für ein mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter oder für eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Sende-, Empfangs- , Transmissions- und/oder Signalerzeugungseigenschaften von für Mikrowellen The invention relates to an antenna for working with microwaves on the transit time principle level gauge for measuring a level of a filling material in a container or for a device for metrological detection of transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of microwaves

ausgelegten Einheiten. designed units.

Mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitende Füllstandsmessgeräte werden beispielsweise in der Mess- und Regeltechnik, sowie im Rahmen der industriellen Level measuring devices operating with microwaves according to the transit time principle are used, for example, in measurement and control technology as well as in industrial applications

Prozessautomatisierung, zur Messung von Füllständen eines in einem Behälter befindlichen Füllguts eingesetzt. Process automation, used to measure fill levels of a product in a container.

Die Füllstandsbestimmung nach dem Laufzeitprinzip basiert darauf, dass Sendesignale mittels einer Antenne in Richtung der Füllgutoberfläche gesendet, und deren an der Füllgutoberfläche reflektierten Signalanteile nach einer vom zu messenden Füllstand abhängigen Laufzeit mittels einer Antenne als Empfangssignale empfangen werden. Dabei wird anhand der Sende- und Empfangssignale die Laufzeit bestimmt, die die Signale für den Weg zur Füllgutoberfläche und zurück benötigt haben. Anhand der gemessenen Laufzeit und der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mikrowellensignale wird der Abstand zwischen dem Füllstandsmessgerät und der Füllgutoberfläche berechnet, aus dem dann bei bekannter Einbauhöhe des Messgeräts über dem Behälter der Füllstand bestimmt wird. Zur Bestimmung der Laufzeiten können alle bekannten Verfahren angewendet werden, die es ermöglichen, verhältnismäßig kurze Entfernungen mittels reflektierter The filling level determination according to the transit time principle is based on the fact that transmission signals are transmitted by means of an antenna in the direction of the product surface, and their signal components reflected at the product surface are received by means of an antenna as receiving signals after a runtime dependent on the level to be measured. In this case, the transit time is determined based on the transmit and receive signals, which have needed the signals for the way to the product surface and back. Based on the measured transit time and the propagation speed of the microwave signals, the distance between the level gauge and the product surface is calculated, from which then the level is determined at a known installation height of the measuring device above the container. To determine the transit times, all known methods can be used, which allow relatively short distances by means of reflected

Mikrowellensignale zu messen. Die bekanntesten Beispiele sind das Pulsradar und das Frequenzmodulations-Dauerstrichradar (FMCW-Radar). Um die Füllstandsmessung möglichst unbeeinträchtigt von seitlich im Behälter To measure microwave signals. The best known examples are pulse radar and frequency modulation continuous wave (FMCW) radar. To the level measurement as unimpaired from the side in the container

eingebauten Störern, wie z.B. Behältereinbauten oder weiteren Messgeräte, ausführen zu können, werden bevorzugt Antennen eingesetzt, deren Abstrahlcharakteristiken eine einzige dominante Hauptkeule mit möglichst geringem Öffnungswinkel aufweisen. Sehr häufig werden hierzu über eine Koaxialleitung gespeiste Hornantennen eingesetzt. Diese umfassen ein über eine Einkopplung mit Mikrowellen zu speisendes built-in interferers, e.g. Container installations or other measuring devices to perform, antennas are preferably used, the emission characteristics have a single dominant main lobe with the smallest possible opening angle. Very often, horn antennas fed via a coaxial line are used for this purpose. These include a microwave to be fed via a coupling

Hohlleitersegment, in der Regel einen Rundhohlleiter, an das sich ein sich in Waveguide segment, usually a circular waveguide to which a in

Senderichtung öffnender Trichter anschließt. Dabei ist jedoch der Öffnungswinkel der sich ausbildenden Hauptkeule umso größer, je geringer der Durchmesser des Transmitting direction opening funnel connects. In this case, however, the opening angle of the forming main lobe is greater, the smaller the diameter of the

Hohlleitersegments ist. Um einen geringen Öffnungswinkel der Hauptkeule zu erzielen muss das Hohlleitersegment folglich einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen. Entsprechend groß müssen auch die Öffnungen im Behälter sein, in die die Antenne eingesetzt wird. Die Betreiber industrieller Anlagen sind jedoch, insb. aus Sicherheitsgründen, bestrebt die erforderlichen Nennweiten der Behälteröffnungen möglichst gering zu halten. Waveguide segment is. To achieve a small opening angle of the main lobe Consequently, the waveguide segment must have a comparatively large diameter. The openings in the container into which the antenna is inserted must be correspondingly large. The operators of industrial plants, however, esp. For security reasons, strives to keep the required nominal widths of the container openings as low as possible.

Ein weiterer Nachteil von Hornantennen besteht darin, dass die Einkopplungen, über die Hornantennen gespeist werden, vergleichsweise große in der Regel metallische Bauteile sind, die mechanisch hochpräzise gefertigt werden müssen, um die gewünschten Another disadvantage of horn antennas is that the couplings fed by horn antennas are comparatively large, typically metallic, components which must be machined with high precision in order to produce the desired ones

Signalübertragungseigenschaften zu gewährleisten. Einkopplungen sind dementsprechend teure Spezialanfertigungen. To ensure signal transmission characteristics. Couplings are accordingly expensive custom-made products.

Darüber hinaus ist es aus der Füllstandsmesstechnik bekannt, Antennen mit auf einen Träger aufgebrachten planaren Antennenstrukturen, wie z.B. Patchantennen, einzusetzen. Dabei wird die planare Antennenstruktur auf einer Oberseite eines dielektrischen Substrats aufgebracht, dessen Unterseite mit einer regelmäßig an Masse liegenden metallischen Beschichtung versehen ist. Diese Antennen senden Mikrowellensignale senkrecht zu der Trägerebene aus, auf die die planare Antennenstruktur aufgebracht ist. Sie weisen den Vorteil auf, dass sie kostengünstig und mechanisch hochpräzise gefertigt werden können. Einzelne Patchantennen weisen jedoch regelmäßig eine vergleichsweise schwacheIn addition, it is known from level measurement to use antennas with planar antenna structures applied to a carrier, such as e.g. Patch antennas, use. In this case, the planar antenna structure is applied to an upper side of a dielectric substrate, the underside of which is provided with a metal coating lying regularly to ground. These antennas emit microwave signals perpendicular to the carrier plane to which the planar antenna structure is applied. They have the advantage that they can be manufactured inexpensively and mechanically with high precision. However, individual patch antennas regularly have a comparatively weak one

Richtwirkung auf, so dass zur Erzielung einer verbesserten Richtcharakteristik regelmäßig eine große Anzahl parallel betriebener Patchantennen eingesetzt werden muss. Für diese Parallelschaltung wird ein Verteilernetzwerk benötigt, das zu zusätzlichen Verlusten führt, die anteilmäßig pro Einzelantenne mit zunehmender Anzahl der parallel betriebenen Patchantennen ansteigen. Hieraus ergibt sich eine asymptotische Grenze für die durch Zusammenschaltung vieler einzelner Patchantennen erzielbare Steigerung des Directional effect, so that in order to achieve an improved directional characteristic regularly a large number of patch antennas operated in parallel must be used. For this parallel connection, a distribution network is required, which leads to additional losses, which increase proportionally per individual antenna with increasing number of parallel-operated patch antennas. This results in an asymptotic limit for the increase in the value achieved by interconnecting many individual patch antennas

Antennengewinns. Antenna gain.

Da die Antennenstrukturen regelmäßig mechanisch empfindlich sind, werden sie vorzugsweise in ein schützendes Hohlleitersegment eingesetzt. Genau wie die Since the antenna structures are regularly mechanically sensitive, they are preferably inserted into a protective waveguide segment. Just like that

Hohlleitersegmente von Hornantennen sollten auch diese Hohlleitersegmente einen möglichst großen Durchmesser aufweisen, damit eine Hauptkeule mit einem möglichst geringen Öffnungswinkel erzielt werden kann. Seit den 1920er Jahren ist ein damals von den Japanern Hidetsugu Yagi und Shinataro Uda entwickeltes Antennenprinzip bekannt, bei dem ein Dipol eingesetzt wird, dem in Senderichtung eine Reihe von parallel zum Dipol, parallel zueinander und senkrecht zur Senderichtung verlaufenden Direktoren vorgelagert werden. Diese auch unter der Bezeichnung Yagi-Uda Antennen bekannten Antennen werden üblicher weise in  Waveguide segments of horn antennas should also these waveguide segments have the largest possible diameter, so that a main lobe can be achieved with the smallest possible opening angle. Since the 1920s, a then developed by the Japanese Hidetsugu Yagi and Shinataro Uda antenna principle is known in which a dipole is used, which are preceded in the transmission direction, a number of parallel to the dipole, parallel to each other and perpendicular to the direction of transmission directors. These also known under the name Yagi-Uda antennas are usually wise in

Frequenzbereichen von 10 - 2500 MHz, z.B. im Amateurfunk, eingesetzt. Sie weisen nur einige wenige Direktoren, z.B. 3 - 5 Direktoren auf, und sind im Amateurfunkbereich mitFrequency ranges of 10 - 2500 MHz, used in amateur radio, for example. They only point a few directors, eg 3 to 5 directors, and are in the amateur radio area with

Abmessungen in der Größenordnung von einem oder mehreren Metern sehr groß. Dimensions on the order of one or several meters very large.

Darüber hinaus sind auf einer Leiterplatte aufgebrachte für Frequenzen von bis zu 2450 MHz ausgelegte ungerichtete Yagi Uda Antennen der Firma Kent Electronics auf dem Markt, die beispielsweise in drahtlosen Übertragungssystemen, RFID-Systemen oder Satellitenschüsseln einsetzbar sind. Diese weisen einen auf die Leiterplatte aufgebrachten über eine asymmetrische Leitung gespeisten Dipol auf, dem bis zu drei Direktoren vorgelagert sind. In addition, on a printed circuit board applied for frequencies of up to 2450 MHz designed undirected Yagi Uda antennas Kent Electronics on the market, which can be used for example in wireless transmission systems, RFID systems or satellite dishes. These have a force applied to the circuit board via an asymmetric line powered dipole, which are upstream of up to three directors.

Diese Antennen sind jedoch nicht in der Füllstandsmesstechnik einsetzbar, da dort eine gerichtete, vorzugsweise stark gebündelte Abstrahlung der Mikrowellensignale erforderlich ist, und die Mikrowellensignale deutlich höhere Frequenzen aufweisen. Typische However, these antennas are not used in level measurement, since there is a directed, preferably highly concentrated radiation of the microwave signals is required, and the microwave signals have significantly higher frequencies. typical

Frequenzen liegen beim Pulsradar-Füllstandsmessverfahren heute im Bereich von 5 GHz - 80 GHz, z.B. bei 6,3 GHz, 10 GHz, 25,5 GHz oder 78 GHz. Es ist aber durchaus vorstellbar, dass mit fortschreitender Entwicklung der Hochfrequenztechnik auch noch höhere Frequenzen, z.B. 1 10 GHz, einsetzbar werden.  Frequencies in the pulsed radar level measurement method today are in the range of 5 GHz - 80 GHz, e.g. at 6.3 GHz, 10 GHz, 25.5 GHz or 78 GHz. However, it is quite conceivable that as the development of high frequency technology progresses, even higher frequencies, e.g. 1 10 GHz, can be used.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine kostengünstig herstellbare für den Einsatz in der Füllstandsmesstechnik geeignete Antenne anzugeben. It is an object of the invention to specify an antenna which can be produced cost-effectively and is suitable for use in level measurement technology.

Hierzu umfasst die Erfindung eine Antenne für ein mit Mikrowellen nach dem For this purpose, the invention comprises an antenna for a microwave after

Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät zur Messung eines Füllstandes eines Füllgutes in einem Behälter oder für eine Vorrichtung zur Überprüfung von Sende-, Empfangs-, Transmissions- und/oder Signalerzeugungseigenschaften einer für  Runtime principle working level gauge for measuring a level of a filling material in a container or for a device for checking transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of a

Mikrowellen ausgelegten Einheit, mit  Microwaves designed unit, with

- mindestens einer auf einem planaren dielektrischen Träger vorgesehenen Einzelantenne, at least one individual antenna provided on a planar dielectric support,

- die einen auf dem Träger vorgesehenen Dipol aufweist, having a dipole provided on the support,

- die mindestens 10, insb. 20 - 40, dem Dipol in einer senkrecht zur Flächennormalen auf den Träger verlaufenden Senderichtung der Antenne vorgelagerte, in Senderichtung hintereinander und voneinander beabstandete auf dem Träger angeordnete, parallel zueinander und senkrecht zur Senderichtung ausgerichtete, linienförmige Direktoren aufweist, und  having at least 10, in particular 20-40, the dipole in a direction perpendicular to the surface normal to the carrier extending transmission direction of the antenna upstream, in the transmission direction one behind the other and spaced on the support arranged, parallel to each other and perpendicular to the transmission direction aligned, line-shaped directors and

- die auf einer der Senderichtung entgegengesetzten Seite des Dipols angeordnete  - The arranged on one of the transmission direction opposite side of the dipole

Reflektoren aufweist.  Reflectors has.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung umfassen die Reflektoren According to a first embodiment, the reflectors comprise

- auf einer Ober- und/oder einer Unterseite des Trägers angeordnete elektronische  - On a top and / or bottom of the carrier arranged electronic

Bauteile, und/oder - auf der Ober- und/oder der Unterseite des Trägers angeordnete elektrisch leitfähige oder mit einer leitfähigen Beschichtung versehene, Wandsegmente, insb. metallische oder metallisierte Wandsegmente, Bleche oder Gehäusewandbereiche eines die jeweilige Einzelantenne umgebenden Gehäuses, und/oder Components, and / or - On the top and / or bottom of the carrier arranged electrically conductive or provided with a conductive coating, wall segments, esp. Metallic or metallized wall segments, sheets or housing wall portions of the respective individual antenna surrounding housing, and / or

- auf der Ober- und der Unterseite des Trägers angeordnete Leitungsstrukturen - On the top and bottom of the carrier arranged line structures

verbindende Durchkontaktierungen.  connecting vias.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung According to a first variant of the invention

- besteht der Träger aus einem Trägermaterial, das eine Dielektrizitätszahl kleiner gleich 3,5 aufweist, oder  the carrier consists of a carrier material having a dielectric constant less than or equal to 3.5, or

- weist der Träger eine Basis auf,  the carrier has a base,

- auf der eine Lage aus einem Trägermaterial angeordnet ist, das eine Dielektrizitätszahl kleiner gleich 3,5 aufweist, und  - Is arranged on the one layer of a carrier material having a dielectric constant less than or equal to 3.5, and

- die Basis weist in einem Bereich, in dem die Direktoren auf dem Träger angeordnet sind, eine Ausnehmung auf.  - The base has a recess in an area in which the directors are arranged on the carrier.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung According to a second variant of the invention

- besteht der Träger aus einem Trägermaterial, das eine Dielektrizitätszahl größer gleich 4 und kleiner gleich 10 aufweist, und  - The carrier consists of a carrier material having a dielectric constant greater than or equal to 4 and less than 10, and

- der Träger weist auf dessen vom Dipol abgewandten Seite der Direktoren vor den  - The carrier points to its side facing away from the dipole side of the directors in front of the

Direktoren einen Endbereich auf, dessen Breite in Senderichtung der Antenne kontinuierlich abnimmt.  Directors an end region whose width decreases continuously in the transmission direction of the antenna.

Weiter umfasst die Erfindung Ausgestaltungen, bei denen Furthermore, the invention comprises embodiments in which

- der Dipol ein geschlossener Faltdipol, insb. ein auf einer Oberseite des Trägers - The dipole a closed Faltdipol, esp. On a top of the carrier

aufgebrachter Faltdipol, ist, oder  applied folding dipole, is, or

- der Dipol ein offener gestreckter Dipol, insb. ein auf einer Oberseite des Trägers  - The dipole an open elongated dipole, especially one on an upper side of the carrier

aufgebrachter offener gestreckter Dipol, ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform  applied open elongated dipole, is. According to a first embodiment

- dient mindestens eine der Einzelantennen zum Senden von Mikrowellensignalen  - Serves at least one of the individual antennas for transmitting microwave signals

und/oder zum Empfangen von Empfangssignalen, die Frequenzen eines vorgegebenen Frequenzbereichs enthalten, und  and / or for receiving received signals containing frequencies of a predetermined frequency range, and

- mindestens eine dieser Einzelantennen ist derart ausgestaltet, dass  - At least one of these individual antennas is designed such that

- in deren Träger an den Enden der Direktoren mit den Direktoren verbundene - in whose carrier at the ends of the directors connected with the directors

Durchkontaktierungen vorgesehen sind,  Vias are provided

- in deren Träger an den Enden der auf der Oberseite des Trägers befindlichen Direktoren mit den Direktoren verbundene Durchkontaktierungen vorgesehen sind und auf der Unterseite des Trägers an die Durchkontaktierungen anschließende die Direktoren auf der Unterseite des Trägers endseitig senkrecht zur Senderichtung fortführende Fortsätze, insb. Fortsätze mit einer Länge von weniger als einem Achtel der - Are provided in the carrier at the ends of the directors located on the top of the carrier with the directors connected vias and the directors on the underside of the carrier to the vias the directors on the underside of the carrier end perpendicular to the transmission direction Fortsätze, esp. Fortsungen with a length of less than one-eighth of the

Freiraumwellenlängen der Mikrowellensignale, vorgesehen sind,  Free space wavelengths of the microwave signals, are provided

- die Längen von deren Direktoren und deren Abstände zueinander entlang der  - the lengths of their directors and their distances from each other along the

Senderichtung über die Länge der Antenne hinweg variieren, oder  Transmit direction across the length of the antenna vary, or

- sie als logarithmische Antenne ausgebildet ist. - It is designed as a logarithmic antenna.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform According to a second embodiment

- dient mindestens eine der Einzelantennen zum Senden von Mikrowellensignalen einer vorgegebenen Frequenz und/oder zum Empfangen von Empfangssignalen der vorgegebenen Frequenz, und  - At least one of the individual antennas for transmitting microwave signals of a predetermined frequency and / or for receiving received signals of the predetermined frequency, and

- diese Einzelantennen sind derart ausgestaltet, dass  - These individual antennas are designed such that

- deren Direktoren die gleiche Länge aufweisen, und  - whose directors are the same length, and

- die Abstände zwischen jeweils unmittelbar benachbarten Direktoren dieser  - the distances between each directly adjacent directors of these

Einzelantennen alle gleich groß sind.  Single antennas are all the same size.

Gemäß einer Weiterbildung sind zwei oder mehr Einzelantennen auf einem gemeinsamen Träger nebeneinander oder ganz oder teilweise überlappend angeordnet. According to a development, two or more individual antennas are arranged on a common carrier next to each other or completely or partially overlapping.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung According to another embodiment

- sind die Einzelantennen nebeneinander angeordnete parallel betriebene für die gleiche Frequenz oder den gleichen Frequenzbereich ausgelegte Einzelantennen, oder- The individual antennas are juxtaposed parallel operated designed for the same frequency or the same frequency range individual antennas, or

- sind die Einzelantennen nebeneinander angeordnete einzeln betriebene für - The individual antennas are juxtaposed individually operated for

unterschiedliche Frequenzen oder unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegte Einzelantennen, oder  different frequencies or different frequency ranges designed individual antennas, or

- sind die Einzelantennen ganz oder teilweise überlappend angeordnete einzeln betriebene für unterschiedliche Frequenzen oder unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegte Einzelantennen. - The individual antennas are wholly or partially overlapping arranged individually operated designed for different frequencies or different frequency ranges individual antennas.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät mit einer erfindungsgemäßen Antenne. In addition, the invention comprises a working with microwaves on the transit time principle level gauge with an antenna according to the invention.

Gemäß einer ersten Weiterbildung dieses Füllstandsmessgeräts According to a first development of this level gauge

- ist die Antenne in einem Gehäuse angeordnet, und  - The antenna is arranged in a housing, and

- das Gehäuse ist in Senderichtung der Antenne nach außen durch ein dielektrisches Fenster, insb. ein als dielektrische Linse aufsgebildetes Fenster, verschlossen.  - The housing is sealed in the transmission direction of the antenna to the outside through a dielectric window, esp. A window designed as a dielectric lens.

Gemäß einer zweiten Weiterbildung dieses Füllstandsmessgeräts According to a second development of this level gauge

ist auf dem Träger der Antenne eine Hochfrequenzbaugruppe, insb. eine is on the support of the antenna, a high-frequency module, esp. A

Hochfrequenzbaugruppe zur Aufnahme und/oder Verarbeitung von mit der Antenne empfangenen Empfangssignalen und/oder zur Erzeugung von über die Antenne zu sendenden Mikrowellensignale, angeordnet. High frequency assembly for receiving and / or processing with the antenna received signals received and / or for generating via the antenna to be transmitted microwave signals arranged.

Gemäß einer dritten Weiterbildung dieses Füllstandsmessgeräts According to a third development of this level gauge

- weist die Antenne einen symmetrischen Antennenanschluss auf, und - The antenna has a balanced antenna connection, and

- der symmetrische Antennenanschluss ist über einen Balun an eine asymmetrische  - The balanced antenna connection is via a balun to an asymmetric

Anschlussleitung oder einen asymmetrischen Anschluss der Hochfrequenzbaugruppe angeschlossen. Gemäß einer vierten Weiterbildung dieses Füllstandsmessgeräts speist die Antenne ein Hohlleitersegment, das in Senderichtung in einen sich in Senderichtung aufweitenden Trichter übergeht.  Connecting cable or an asymmetrical connection of the high-frequency module connected. According to a fourth development of this fill level measuring device, the antenna feeds a waveguide segment which, in the transmission direction, merges into a funnel which widens in the transmission direction.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Sende-, Empfangs-, Transmissions- und/oder Signalerzeugungseigenschaften von für Mikrowellen ausgelegten Einheiten, insb. von Hochfrequenzbaugruppen von mit  In addition, the invention comprises a device for the metrological detection of transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of units designed for microwaves, in particular of high-frequency assemblies of

Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten oder von an eine Sende-und/oder Empfangseinheit angeschlossenen Antennen von mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten, mit  Microwaves according to the transit time principle working level gauges or connected to a transmitting and / or receiving unit antennas of working with microwaves on the transit time principle level gauges, with

- mindestens einer erfindungsgemäßen Antenne, und  - At least one antenna according to the invention, and

- einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der Einheit, a receiving device for receiving the unit,

- bei der die Aufnahmeeinrichtung und die Antennen relativ zueiander derart angeordnet sind, dass die Senderichtungen der Antennen bei in die Aufnahmeeinrichtung eingesetzter Einheit in Richtung der Einheit weisen. Die erfindungsgemäße Antenne weist den Vorteil auf, dass die Richtwirkung der Antenne im Wesentlichen durch die Anzahl der Direktoren, und damit durch deren Länge bestimmt wird. Entsprechend kann die Antenne senkrecht zur Senderichtung vergleichsweise geringe Abmessungen aufweisen, ohne dass deren Richtcharakteristik hierdurch verschlechtert wird. Die Antenne kann somit in sehr kleine Behälteröffnungen eingesetzt werden.  - In which the receiving device and the antennas are arranged relative to each other such that the transmission directions of the antennas facing in the receiving unit in the direction of the unit. The antenna according to the invention has the advantage that the directivity of the antenna is essentially determined by the number of directors, and thus by their length. Accordingly, the antenna can have comparatively small dimensions perpendicular to the transmission direction, without its directional characteristic thereby being impaired. The antenna can thus be used in very small container openings.

Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Antenne sehr kompakte In addition, can be very compact with the antenna according to the invention

Füllstandsmessgeräte aufgebaut werden, indem Antenne und Hochfrequenzbaugruppe in einem kompakten Modul integriert werden. Level gauges are built by the antenna and RF assembly are integrated in a compact module.

Besonders Vorteilhaft ist, dass die Hochfrequenzbaugruppe und die Antenne auf einem einzigen Träger angeordnet werden können. Hiedurch entfällt die Notwendigkeit Antenne und Hochfrequenzbaugruppe über in der Regel teure und empfindliche Steckverbindungen und/oder Hochfrequenzleitungen miteinander zu verbinden. Aufgrund des im Vergleich zu Steckverbindungen nahezu reflexionsfreien Anschlusses der erfindungsgemäßen Antennen an die Hochfrequenzbaugruppen, wird die zur It is particularly advantageous that the radio-frequency module and the antenna can be arranged on a single carrier. This eliminates the need to connect antenna and high frequency assembly via usually expensive and sensitive connectors and / or high-frequency cables together. Due to the compared to connectors almost reflection-free connection of the antennas according to the invention to the high-frequency modules, the

Füllstandsmessung zur Verfügung stehende Leistung erhöht, und der Signal-zu-Rausch Abstand verbessert. Darüber hinaus treten hierdurch deutlich weniger die Messung beeinträchtigende Mehrfachreflektionen, wie sie insb. durch Reflektionen an den Level measurement increases available power, and improves the signal-to-noise ratio. In addition, this significantly less affect the measurement impairing multiple reflections, as esp. By reflections on the

Steckverbindungen hervorgerufen werden, auf, und die Signalwege sind deutlich kürzer. Damit können im Nahbereich mit der erfindungsgemäßen Antenne auch Füllstande von Füllgütern gemessen werden, die eine geringere Dielektrizitätszahldifferenz zur  Connections are on, and the signal paths are significantly shorter. Thus, in the vicinity of the antenna according to the invention, it is also possible to measure fill levels of contents which have a lower dielectric constant difference

Dielektrizitätszahl der Umgebungsatmosphäre, und somit eine geringere Reflektivität aufweisen. Dielectric constant of the ambient atmosphere, and thus have a lower reflectivity.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Antenne im Vergleich zu Hornoder Stabantennen kostengünstig herstellbar ist. Dabei werden für die Herstellung der Antenne ausschließlich Fertigungsschritte benötigt, die bei der Herstellung der Another advantage of the invention is that the antenna is inexpensive to produce compared to horn or rod antennas. In this case, only manufacturing steps are required for the production of the antenna, which in the manufacture of the

Hochfrequenzbaugrupe des Füllstandsmessgeräts ohnehin ausgeführt werden. Hochfrequenzbaugrupe the level gauge are running anyway.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Antennenstruktur, insb. der Dipol und die Direktoren, auf den Träger nicht nur kostengünstig aufgebracht werden können, sondern vor allem auch hochpräzise gefertigt werden können. Another advantage is that the antenna structure, in particular the dipole and the directors, can not only be applied cost-effectively to the carrier, but above all can be manufactured with high precision.

Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen fünf Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Antennen, ein erfindungsgemäßes Füllstandsmessgerät und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Sende-, Empfangs-, Transmissions- und/oder The invention and further advantages will now be described with reference to the figures of the drawing, in which five embodiments of antennas according to the invention, a fill level measuring device according to the invention and a device according to the invention for the metrological detection of transmission, reception, transmission and / or

Signalerzeugungseigenschaften von für Mikrowellen ausgelegten Einheiten dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Signal generation properties of designed for microwave units are explained in more detail; like parts are provided in the figures with the same reference numerals.

Fig. 1 zeigt: eine Füllstandsmessanordnung; Fig. 1 shows: a level measuring arrangement;

Fig. 2 zeigt: eine Oberseite einer auf einem Träger angeordneten einen Fig. 2 shows: an upper side of a arranged on a support one

Faltdipol umfassenden Antenne;  Folding dipole comprehensive antenna;

Fig. 3 zeigt: eine Unterseite des Trägers von Fig. 2; Fig. 3 shows an underside of the carrier of Fig. 2;

Fig. 4 zeigt: eine Oberseite einer auf einem Träger angeordneten einen Fig. 4 shows: an upper side of a arranged on a support one

gestreckten Dipol umfassenden Antenne;  elongated dipole antenna;

Fig. 5 zeigt: eine Oberseite einer alternativen Ausführungsform einer auf 5 shows an upper side of an alternative embodiment of one

einem Träger angeordneten einen Faltdipol umfassenden Antenne; a carrier arranged a folding dipole comprehensive Antenna;

Fig. 6 zeigt: eine Unterseite des Trägers von Fig. 5; Fig. 6 shows an underside of the carrier of Fig. 5;

Fig. 7 zeigt: vier jeweils eine Basis und eine darauf aufgebrachte Lage aus Fig. 7 shows four each having a base and a layer applied thereon

einem Trägermaterial umfassende Träger;  a carrier comprising carrier;

Fig. 8 zeigt: ein von einem dielektrischen Fenster abgeschlossenes Gehäuse Fig. 8 shows a housing sealed by a dielectric window

mit einer darin befindlichen Antenne;  with an antenna located therein;

Fig. 9 zeigt: ein von einer Antenne gespeistes Horn; Fig. 9 shows: a horn fed by an antenna;

Fig. 10 zeigt: eine in ein Hohlleitersegment eines Horns eingesetzte Antenne; Fig. 1 1 zeigt: eine vier auf einem Träger angeordneten Einzelantennen Fig. 10 shows: an antenna inserted into a waveguide segment of a horn; Fig. 1 1 shows: a four arranged on a support individual antennas

aufweisende Antenne;  having antenna;

Fig. 12 zeigt: eine zwei ineinander verschachtelt auf einem Träger Fig. 12 shows: a two nested on a support

angeordnete Einzelantennen aufweisende Antenne; und  arranged single antenna antenna; and

Fig. 13 zeigt: eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Sende- Sende-, Empfangs-, Transmissions- und/oder FIG. 13 shows a device for metrological detection of transmission, transmission, reception, transmission and / or transmission

Signalerzeugungseigenschaften von für Mikrowellen  Signal generation properties of microwaves

ausgelegten Einheiten.  designed units.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Füllstandsmessanordnung zur Messung eines Füllstands L eines Füllguts 1 in einem Behälter 3. 1 shows a schematic representation of a filling level measuring arrangement for measuring a filling level L of a filling material 1 in a container 3.

Sie umfasst ein auf dem Behälter 3 in einer hier auf den Behälterboden bezogenen Einbauhöhe H montiertes mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes  It comprises a mounted on the container 3 in an installation height H related here with respect to the container bottom working with microwaves according to the transit time principle

Füllstandsmessgerät. Level Meter.

Das Füllstandsmessgerät weist eine erfindungsgemäße Antenne 5 auf, die dazu dient im Messtrieb Mikrowellensignale S in Richtung des Füllguts 1 zu senden, und deren an der Füllgutoberfläche 7 zur Antenne 5 zurück reflektierten Signalanteile nach einer vom Füllstand L abhängigen Laufzeit als Empfangssignale R zu empfangen. Die Erfindung ist vorliegend am Beispiel eines Messgeräts beschrieben, dass eine einzige Antenne 5 aufweist, die sowohl zum Senden der Mikrowellensignale S als auch zum Empfangen der Empfangssignale R dient. Alternativ könnten auch zwei getrennte erfindungsgemäß ausgebildete Antennen vorgesehen werden, von denen eine zum Senden und die andere zum Empfang dient. Die Antenne 5 ist an eine Hochfrequenzbaugruppe 9 angeschlossen, über die sie mit den zu sendenden Mikrowellensignalen S gespeist wird, und der sie die eingehenden The fill level measuring device has an antenna 5 according to the invention, which serves to send microwave signals S in the direction of the medium 1 in the measuring device, and to receive the signal components reflected back on the product surface 7 back to the antenna 5 as received signals R after a time dependent on the filling level L. In the present case, the invention is described using the example of a measuring device which has a single antenna 5, which serves both to transmit the microwave signals S and to receive the received signals R. Alternatively, two separate antennas formed according to the invention could also be provided, one of which serves for transmission and the other for reception. The antenna 5 is connected to a high-frequency module 9, via which it is fed with the microwave signals S to be transmitted, and they are the incoming

Empfangssignale R zur weiteren Aufbereitung und/oder Verarbeitung zuführt. Zur Receiving signals R for further processing and / or processing supplies. to

Erzeugung der Sendesignale S und zur Aufbereitung und/oder Verarbeitung der Generation of the transmission signals S and for processing and / or processing of

Empfangssignale R können aus dem Stand der Technik in Verbindung mit herkömmlichen Pulsradar oder FMCW- Füllstandsmessgeräten bekannte Vorrichtungen und Verfahren eingesetzt werden. Die Mikrowellensignale S weisen Frequenzen im Gigahertzbereich auf. Typische Frequenzen liegen beim Pulsradar-Füllstandsmessverfahren heute im Bereich von 5 GHz - 80 GHz, z.B. bei 6,3 GHz, 10 GHz, 25,5 GHz oder 78 GHz. Es ist aber durchaus vorstellbar, dass mit fortschreitender Entwicklung der Hochfrequenztechnik auch noch höhere Frequenzen einsetzbar werden. Receiving signals R can be used from the prior art in connection with conventional pulse radar or FMCW level gauges known devices and methods. The microwave signals S have frequencies in the gigahertz range. Typical frequencies in the pulsed radar level measurement method today are in the range of 5 GHz - 80 GHz, e.g. at 6.3 GHz, 10 GHz, 25.5 GHz or 78 GHz. However, it is quite conceivable that even higher frequencies can be used as the development of high-frequency technology progresses.

Erfindungsgemäß umfasst die Antenne 5 mindestens eine Einzelantenne, die einen auf einem planaren dielektrischen Träger vorgesehenen Dipol aufweist, dem in einer senkrecht zur Flächennormalen auf den Träger verlaufenden Senderichtung X derAccording to the invention, the antenna 5 comprises at least one individual antenna, which has a dipole provided on a planar dielectric support, the transmission direction X of which extends perpendicular to the surface normal to the support

Einzelantenne mindestens 10, vorzugsweise 20 - 40, hintereinander und voneinander beabstandet auf dem Träger angeordnete, parallel zueinander und senkrecht zur Single antenna at least 10, preferably 20-40, arranged one behind the other and spaced apart on the support, parallel to each other and perpendicular to the

Senderichtung X ausgerichtete, linienförmige Direktoren vorgelagert sind, und die mindestens einen auf einer der Senderichtung X entgegengesetzten Seite der Dipols angeordneten Reflektor aufweist. Transmitting X aligned, line-shaped directors are upstream, and which has at least one arranged on one of the transmission direction X opposite side of the dipole reflector.

Umfasst die Antenne 5 nur eine Einzelantenne, entspricht die Senderichtung X der Einzelantenne der Senderichtung der Antenne 5. Werden mehrere Einzelantennen eingesetzt, sind diese für den Einsatz in einem Füllstandsmessgerät derart auszurichten, dass deren Senderichtungen X parallel zueinander und somit parallel zur Senderichtung der gesamten Antenne 5 verlaufen. If the antenna 5 only comprises a single antenna, the transmission direction X corresponds to the individual antenna of the transmission direction of the antenna 5. If several individual antennas are used, these are to be aligned for use in a level gauge such that their transmission directions X are parallel to one another and thus parallel to the transmission direction of the entire antenna 5 lost.

Auch wenn die vorliegende Beschreibung von erfindungsgemäßen Antenne überwiegend von der Senderichtung X spricht, können diese Antennen natürlich ebenso zum Empfang eingesetzt werden, wobei die Empfangsrichtung dann - wie bei passiven Antennen in der Regel immer der Fall - in die der Senderichtung X entgegengesetzte Richtung weist. Although the present description of antenna according to the invention mainly speaks of the transmission direction X, these antennas can of course also be used for reception, the reception direction then - as always with passive antennas always the case - in the direction of transmission X opposite direction.

Die Erfindung ist zunächst anhand mehrerer Ausführungsbeispiele von jeweils nur eine Einzelantenne aufweisenden Antennen 5 beschriebenen. The invention is first described with reference to several embodiments of each having only a single antenna antennas 5.

In den Figuren 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer auf dem planaren dielektrischen Träger 1 1 angeordneten Einzelantenne dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Oberseite und Fig. 3 eine Ansicht einer Unterseite des Trägers 1 1 . Auf der Oberseite des Trägers 1 1 ist ein über einen symmetrischen Antennenanschluss 13 gespeister Dipol 15 vorgesehen. FIGS. 2 and 3 show a first exemplary embodiment of a single antenna arranged on the planar dielectric support 11. 2 shows a view of an upper side and FIG. 3 shows a view of an underside of the carrier 11. On the upper side of the carrier 11, a dipole 15, which is fed via a symmetrical antenna connection 13, is provided.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Träger 1 1 isoliert vorgesehen. Der Träger 1 1 kann jedoch auch eine Lage einer mehrlagigen Leiterplatte bilden. In dem Fall befindet sich über und/oder unter dem Träger 1 1 mindestens eine weitere In the illustrated embodiments, the carrier 1 1 is provided isolated. However, the carrier 1 1 can also form a layer of a multilayer printed circuit board. In the case is above and / or under the carrier 1 1 at least one more

Leiterplattenlage. Printed circuit board layer.

Der dargestellte Dipol 15 ist ein Faltdipol, der in Form von entsprechend geformten Leiterbahnen auf den Träger 1 1 aufgebracht ist. The illustrated dipole 15 is a Faltdipol, which is applied in the form of correspondingly shaped conductor tracks on the support 1 1.

Auf der in die Senderichtung X der Antenne 5 weisenden Seite des Dipols 15 sind vor dem Dipol 15 parallel zueinander und parallel zur hier mit Y bezeichneten Längsachse des Dipols 15 ausgerichtete linienförmige Direktoren 17 angeordnet. Die Direktoren 17 sind vorzugsweise schmale gerade auf den Träger 1 1 aufgebrachte Leiterbahnabschnitte. Der Dipol 15 und die Direktoren 17 sind vorzugsweise auf den Träger 1 1 aufgebrachte metallische Strukturen, insb. aus Kupfer, aus vernickeltem und anschließend vergoldetem Kupfer oder aus verzinntem Kupfer. Metallische Strukturen bieten den Vorteil, dass sie mit in der Leiterplattenherstellung gängigen Fertigungsverfahren, z.B. unter Verwendung von Ätzverfahren, kostengünstig und vor allem hochpräzise gefertigt werden können.  On the side of the dipole 15 pointing in the transmission direction X of the antenna 5, line-shaped directors 17 aligned parallel to each other and parallel to the longitudinal axis of the dipole 15, designated here by Y, are arranged in front of the dipole 15. The directors 17 are preferably narrow straight on the carrier 1 1 applied conductor track sections. The dipole 15 and the directors 17 are preferably applied to the carrier 1 1 metallic structures, esp. Of copper, nickel-plated and then gold-plated copper or tinned copper. Metallic structures offer the advantage of being compatible with circuit board fabrication techniques, e.g. can be manufactured using etching processes, cost-effective and, above all, high-precision.

Der Dipol 15 und die Direktoren 17 können - wie hier dargestellt - in einer Ebene auf dem Träger 1 1 aufgebracht sein. Alternativ wäre es aber auch möglich, sie auf unterschiedliche parallele, benachbarte Oberflächen, z.B. auf benachbarte Oberflächen einzelner The dipole 15 and the directors 17 can - as shown here - be applied in a plane on the support 1 1. Alternatively, however, it would also be possible to apply them to different parallel, adjacent surfaces, e.g. on adjacent surfaces of individual

Leiterplattenlagen einer mehrlagigen Leiterplatte, aufzubringen. PCB layers of a multilayer printed circuit board, apply.

Im Sendebetrieb werden die Direktoren 17 durch die vom Dipol 15 ausgehende Strahlung angeregt. Bei entsprechender Dimensionierung findet in der über die mittleren Bereiche der Direktoren 17 verlaufenden Senderichtung X eine phasen- und richtungsabhängige Überlagerung der vom Dipol 15 und den einzelnen Direktoren 17 ausgehenden In the transmission mode, the directors 17 are excited by the radiation emitted by the dipole 15. With appropriate dimensioning takes place in the over the central regions of the directors 17 extending transmission direction X, a phase and direction-dependent superposition of the outgoing from the dipole 15 and the individual directors 17

Strahlungsanteile statt, während sich die einzelnen Strahlungsanteile zu den Radiation shares instead, while the individual radiation components to the

Randbereichen der Direktoren 17 hin zunehmend destruktiv überlagern. Increasingly overshadowing the peripheral areas of the directors 17.

Die dadurch in der Senderichtung X bewirkte Bündelung der abgestrahlten The resulting in the transmission direction X bundling the radiated

Mikrowellensignale kann bis zu einem gewissen Grad zusätzlich erhöht werden, indem die Anzahl der in Senderichtung X hintereinander angeordneten Direktoren 17 erhöht wird. Diese zusätzliche Bündelung bewirkt eine Verkleinerung des Öffnungswinkels der Hauptkeule. Zur Erzielung einer für die Füllstandsmessung bereits ausreichende Bündelung, werden erfindungsgemäß mindestens 10 Direktoren 17, vorzugsweise jedoch 20 - 40 Direktoren 17, vorgesehen. Im Unterschied zu herkömmlicher Weise in der Füllstandsmesstechnik eingesetzten Antennen, bei denen eine Verkleinerung der Antennenapertur regelmäßig mit einer Vergrößerung der für die Einbringung der Antenne in den Behälter benötigten Microwave signals can be further increased to some extent by increasing the number of directors 17 placed one behind the other in the transmission direction X. This additional bundling causes a reduction of the opening angle of the main lobe. To achieve a sufficient for the level measurement bundling, according to the invention at least 10 directors 17, but preferably 20 - 40 directors 17, are provided. In contrast to conventionally used in the level measurement technology antennas in which a reduction of the antenna aperture regularly with a magnification required for the introduction of the antenna in the container

Querschnittsfläche verbunden ist, wird die erfindungsgemäße Einzelantenne hierdurch lediglich länger. Dies führt jedoch nicht zu einer Vergrößerung der für die Einbringung einer nur eine Einzelantenne aufweisenden erfindungsgemäßen Antenne 5 in den Behälter 3 erforderliche Nennweite der Öffnung im Behälter 3. Cross-sectional area is connected, the individual antenna according to the invention is thereby only longer. However, this does not lead to an enlargement of the required for the introduction of a single antenna having inventive antenna 5 in the container 3 required nominal diameter of the opening in the container. 3

Im Unterschied zu Patchantennen wird auf der Unterseite des Trägers 1 1 unter der Antennenstruktur hier bewusst keine metallische Beschichtung aufgebracht. Ein solche Beschichtung würde zu einer Vergrößerung der sich parallel zur Flächennormale auf den Träger 1 1 ausbildenden Signalanteile führen und somit der gewünschten Bündelung der Signale in Senderichtung X der Antenne 5 und damit senkrecht zur Flächennormalen auf den Träger 1 1 entgegenwirken. Die Figuren 4 bis 6 zeigen alternative Ausführungsbeispiele der Antenne 5. Aufgrund der weitgehenden Übereinstimmung zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden nachfolgend lediglich die bestehenden Unterschiede näher erläutert. In contrast to patch antennas, no metallic coating is deliberately applied to the underside of the carrier 11 under the antenna structure here. Such a coating would lead to an enlargement of the parallel to the surface normal to the carrier 1 1 forming signal components and thus counteract the desired bundling of the signals in the transmission direction X of the antenna 5 and thus perpendicular to the surface normal to the carrier 1 1. Figures 4 to 6 show alternative embodiments of the antenna 5. Due to the broad agreement with the embodiment described above, only the existing differences are explained in more detail below.

Fig. 4 zeigt eine Oberseite eines ersten alternativen Ausführungsbeispiels der Antenne 5. Im Unterschied zu dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier ein auf der Oberseite des Trägers 1 1 aufgebrachter gestreckter Dipol 19 vorgesehen. 4 shows an upper side of a first alternative exemplary embodiment of the antenna 5. In contrast to the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3, here an elongate dipole 19 applied to the upper side of the carrier 11 is provided.

Fig. 5 zeigt eine Oberseite und Fig. 6 eine Unterseite eines zweiten alternativen Fig. 5 shows an upper side and Fig. 6 shows an underside of a second alternative

Ausführungsbeispiels. Genau wie bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Embodiment. Just as in the illustrated in Figures 2 and 3

Ausführungsbeispiel ist der hier vorgesehene Dipol 21 als Faltdipol ausgestaltet. ImEmbodiment, the dipole 21 provided here is designed as a folded dipole. in the

Unterschied zu dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft dieser jedoch nicht auf dem Träger 1 1 , sondern in einer senkrecht zur Ebene des Trägers 1 1 verlaufenden Ebene. Hierzu umfasst er auf der Oberseite zwei senkrecht zur In contrast to the embodiment shown in Figures 2 and 3, this, however, does not run on the support 1 1, but in a direction perpendicular to the plane of the support 1 1 extending plane. For this purpose it comprises two perpendicular to the top

Senderichtung X verlaufende Leitungssegmente 23, deren der Trägermitte zugewandten Enden über parallel und entgegengesetzt zur Senderichtung X verlaufende Transmission direction X extending line segments 23, whose center of the carrier facing ends over parallel and opposite to the transmission direction X extending

Leitungssegmente 25 mit dem symmetrischen Antennenanschlusses 13 verbunden sind, und deren der Trägeraußenseite zugewandten Enden jeweils über eine durch den Träger 1 1 hindurch führenden Durchkontaktierung 27 mit einem auf der Unterseite des Trägers 1 1 senkrecht zur Senderichtung X verlaufenden Leitungssegment 29 verbunden sind, das die beiden Durchkontaktierungen 27 miteinander verbindet. Erfindungsgemäß weisen die Einzelantennen auf deren von der Senderichtung X abgewandten Seite des jeweiligen Dipols 15, 19, 21 auf der Ober- und/oder der Unterseite, vorzugweise auf der Ober- und der Unterseite, des Trägers 1 1 , angeordnete ReflektorenLine segments 25 are connected to the symmetrical antenna terminal 13, and the outer ends of the carrier facing each connected via a through the carrier 1 1 passing through hole 27 with a running on the underside of the support 1 1 perpendicular to the transmission direction X line segment 29, which are the two Through contacts 27 connects to each other. According to the invention, the individual antennas have reflectors arranged on the side of the respective dipole 15, 19, 21 facing away from the transmitting direction X on the top and / or bottom side, preferably on the top and bottom sides of the carrier 11

31 , 32, 33 auf. Die Reflektoren 31 , 32, 33 bewirken, dass die Bündelung der Sendeleistung ausschließlich in der gewünschten Senderichtung X erfolgt. Ohne Reflektoren 31 , 32, 33 würden die Direktoren 17 eine Bündelung in der gewünschten Senderichtung X und in der hierzu entgegensetzten Raumrichtung -X bewirken. Hierdurch stünde nur die Hälfte der31, 32, 33. The reflectors 31, 32, 33 cause the bundling of the transmission power takes place exclusively in the desired transmission direction X. Without reflectors 31, 32, 33, the directors 17 would cause bunching in the desired transmission direction X and in the opposite spatial direction -X. As a result, only half of the

Sendeleistung in der gewünschten Senderichtung X zur Verfügung und der Empfangs-Transmission power in the desired transmission direction X available and the reception

Antennengewinn wäre nur halb so groß. Darüber hinaus würden entgegen der Antenna gain would be only half as big. In addition, contrary to

gewünschten Senderichtung X ausgesendete Mikrowellensignale Störungen oder desired transmission direction X emitted microwave signals interference or

Beeinträchtigungen von in dieser Richtung hinter der Einzelantenne angeordnete  Impairment of arranged in this direction behind the individual antenna

Messgerätkomponenten, insb. der gegenüber hochfrequenten Störsignalen regelmäßig sehr empfindlichen Hochfrequenzbaugruppe 9, bewirken. In der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Variante sind als Ausführungsbeispiel hierzu Reflektoren 31 , vorgesehen, die aus, auf den entsprechende Seiten des Trägers 1 1 entgegen der Senderichtung gesehen hinter dem Dipol 15 in einer parallel zur  Instrument components, esp. Of regularly high-frequency interference signals very sensitive high-frequency module 9 cause. In the variant shown in Figures 2 and 3, as an example, reflectors 31, are provided which, seen on the corresponding sides of the carrier 1 1 against the transmission direction behind the dipole 15 in a parallel to

Dipollängsachse Y verlaufenden Reihe angeordneten, elektronischen Bauteilen bestehen. Die Bauteile sind vorzugsweise SMD-Bauteile. Besonders geeignet sind hierfür Bauteile, die einen stark reflektierenden vergleichsweise großen dielektrischen Kern aufweisen, wie z.B. Widerstände und Kondensatoren. Dipollängsachse Y extending row arranged electronic components exist. The components are preferably SMD components. Particularly suitable for this purpose are components which have a highly reflective, comparatively large dielectric core, such as e.g. Resistors and capacitors.

In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind als Reflektoren 32 auf der In the embodiment shown in Fig. 4 are as reflectors 32 on the

Oberseite des Träger 1 1 aufgebrachte elektrisch leitfähige oder mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehene - hier nur schematisch dargestellte - Wandsegmente, z.B. metallische oder metallisierte Wandsegmente, vorgesehen. Diese können alternativ oder zusätzlich auch auf der hier nicht dargestellten Unterseite des Trägers 1 1 angeordnet sein. Die Wandsegmente sind beispielsweise auf der Ober- und/oder der Unterseite des Trägers 1 1 angeordnete Bleche, oder metallische oder metallisierte Top side of the carrier 1 1 applied electrically conductive or provided with an electrically conductive coating - here only schematically illustrated - wall segments, e.g. metallic or metallized wall segments, provided. These may alternatively or additionally also be arranged on the underside of the carrier 11, which is not shown here. The wall segments are for example on the top and / or bottom of the carrier 1 1 arranged sheets, or metallic or metallized

Gehäusewandbereiche eines die Einzelantenne umgebenden Gehäuses. Housing wall areas of a housing surrounding the individual antenna.

Alternativ oder zusätzlich hierzu können in den Figuren 5 und 6 dargestellten Reflektoren 33 eingesetzt werden. Diese Reflektoren 33 werden durch durch den Träger 1 1 hindurch führende Durchkontaktierungen 35 gebildet, die entlang von auf der Oberseite des Trägers 1 1 parallel zur Dipollängsachse Y verlaufenden breiten Leitungsstrukturen 37 verteilt angeordnet sind, und diese mit darunter auf der Unterseite des Trägers 1 1 angeordneten breiten Leitungsstrukturen 39 verbinden. Die Durchkontaktierungen 35 können Alternatively or additionally, reflectors 33 shown in FIGS. 5 and 6 can be used. These reflectors 33 are formed by feedthroughs 35 passing through the carrier 11, which are arranged distributed along wide line structures 37 running parallel to the dipole longitudinal axis Y on the upper side of the carrier 11, and arranged underneath on the underside of the carrier 11 connect wide line structures 39. The vias 35 can

beispielsweise, wie hier dargestellt, in einer Reihe, oder in mehreren gegeneinander versetzten Reihen angeordnet werden. Dabei sind die Abstände der Seitenwände der Durchkontaktierungen 35 zu den Seitenwänden der jeweils dazu nächstliegenden Durchkontaktierung 35 möglichst geringer als ein Viertel der Wellenlänge λ der For example, as shown here, in a row, or arranged in a plurality of staggered rows. The distances between the side walls of the plated-through holes 35 to the side walls of each closest thereto Through contact 35 as possible less than a quarter of the wavelength λ of

Mikrowellensignale im Freiraum, und vorzugsweise geringer als ein Achtel der  Microwave signals in the free space, and preferably less than one-eighth of the

Wellenlänge λ der Mikrowellensignale im Trägermaterial. Die Träger 1 1 bestehen vorzugsweise aus einem eine geringe dielektrische Leitfähigkeit aufweisenden, vorzugsweise verlustarmen, Trägermaterial. In Verbindung mit den oben genannten für die Füllstandsmessung typischen Signalfrequenzen im Gigahertzbereich, insb. im Bereich von 5 - 80 GHz, werden vorzugsweise Träger 1 1 aus einem  Wavelength λ of the microwave signals in the carrier material. The carrier 1 1 preferably consist of a low dielectric conductivity having, preferably low-loss, carrier material. In connection with the above-mentioned signal levels in the gigahertz range which are typical for level measurement, in particular in the range from 5 to 80 GHz, carriers 11 are preferably made of one

Trägermaterial verwendet, dass möglichst verlustarm ist, und vorzugsweise eine geringe Dielektrizitätszahl εΓ , insb. eine Dielektrizitätszahl εΓ von kleiner gleich 3, 5 aufweist. Hierzu eignen sich beispielsweise Polytetrafluorethylen-Keramik Leiterkarten, wie sie von der Firma Rogers beispielsweise unter den Bezeichnungen RO3003 und RO4003 vertrieben werden. Used carrier material that is as low loss, and preferably a low dielectric constant ε Γ , esp. A dielectric constant ε Γ of less than or equal to 3, 5 has. For this purpose, for example, polytetrafluoroethylene ceramic circuit boards, as sold by Rogers, for example, under the names RO3003 and RO4003 are suitable.

In Verbindung mit Trägern 1 1 mit geringer Dielektrizitätszahl εΓ ist es von Vorteil, wenn die Träger 1 1 zumindest im Bereich der Direktoren 17 eine möglichst geringe Dicke, insb. eine Dicke von 50μιη bis 700μιη, aufweisen. Trägermaterialien mit geringer Dielektrizitätszahl εΓ sind jedoch regelmäßig mechanisch empfindlich, da sie in der Regel wenig oder kein stärkendes Glasfasergewebe enthalten. In Fällen, in denen ein entsprechend dünner Träger 1 1 aufgrund des gewählten Trägermaterials keine ausreichende mechanische Stabilität aufweisen würde, kann alternativ ein Träger 1 1 ' eingesetzt werden, der eine mechanisch stabile Basis 41 , z.B. eine herkömmliche Leiterkarte, aufweist, auf die eine dünne Lage 43 aus einem eine geringe dielektrische Leitfähigkeit aufweisenden vorzugsweise verlustarmen Material aufgebracht ist. Vier mit a) bis d) bezeichnete In conjunction with carriers 1 1 with a low dielectric constant ε Γ , it is advantageous if the carriers 1 1, at least in the region of the directors 17, have the smallest possible thickness, in particular a thickness of 50 μm to 700 μm. However, carrier materials with a low dielectric constant ε Γ are regularly mechanically sensitive, since they usually contain little or no reinforcing glass fiber fabric. In cases where a correspondingly thin carrier 1 1 would not have sufficient mechanical stability due to the selected carrier material, a carrier 1 1 'can alternatively be used, which has a mechanically stable base 41, for example a conventional printed circuit board, to which a thin Layer 43 is applied from a low dielectric conductivity having preferably low-loss material. Four denoted by a) to d)

Ausführungsbeispiele solcher Träger 1 1 ' sind in Fig. 7 dargestellt. Die Direktoren 17 der Antenne 5 können nun - wie in den Ausführungsformen a) und d) dargestellt - auf der von der Basis 41 abgewandten Oberseite der Lage 43, oder - wie in den Ausführungsformen b) und c) dargestellt - auf der der Basis 41 zugewandten Unterseite der Lage 43 angeordnet sein. Embodiments of such carriers 1 1 'are shown in Fig. 7. The directors 17 of the antenna 5 can now - as shown in the embodiments a) and d) - on the side remote from the base 41 top of the layer 43, or - as in the embodiments b) and c) shown - on the base 41st facing bottom of the layer 43 may be arranged.

Zur Erzielung einer geringen Trägerdicke im Bereich der Direktoren 17 weist die Basis 41 in dem Bereich, über dem sich die Direktoren 17 befinden, vorzugsweise eine To achieve a low support thickness in the region of the directors 17, the base 41 in the area over which the directors 17 are located preferably has one

Ausnehmung 45 auf. Sofern die mechanische Stabilität der Lage 43 dies zulässt kann die Ausnehmung 45 bis zu der darüber befindlichen Lage 43 reichen und diese freigeben. Dies ist in den Recess 45 on. If the mechanical stability of the layer 43 allows this, the recess 45 can reach up to the layer 43 above it and release it. This is in the

Ausführungsbeipielen a) und b) dargestellt. In diesem Fall kann die Basis 41 auch aus Metall bestehen. Alternativ ist die Ausnehmung 45 derart zu bemessen, dass zwischen der Lage 43 und derExemplary embodiments a) and b) are shown. In this case, the base 41 may also be made of metal. Alternatively, the recess 45 is to be dimensioned such that between the layer 43 and the

Ausnehmung 45 eine dünne Schicht 47 des Basismaterials bestehen bleibt. Dies ist in denRecess 45 remains a thin layer 47 of the base material remains. This is in the

Ausführungsbeispielen c) und d) dargestellt. Die Schicht 47 weist vorzugsweise eine Dicke kleiner gleich 250μιη auf. Embodiments c) and d) shown. The layer 47 preferably has a thickness less than or equal to 250μιη.

Dabei weist das Ausführungsbeispiel c) den Vorteil auf, dass die Direktoren 17 zwischen der Lage 43 und der Schicht 47 eingeschlossen sind. Die Direktoren 17 sind hierdurch vor Oxidation geschützt. Sie können somit aus einem, im Hinblick auf den Skineffekt vorteilhaften, gut leitenden Metall, insb aus reinem Kupfer, gefertigt werden, dass zur Vermeidung von Oxidation weder vernickelt und vergoldet noch verzinnt werden muss. In this case, the embodiment c) has the advantage that the directors 17 are enclosed between the layer 43 and the layer 47. The directors 17 are thus protected against oxidation. They can thus be made of a, in view of the skin effect advantageous, highly conductive metal, esp. Pure copper, that must be nickel-plated and gold-plated or tinned to avoid oxidation.

Alternativ kann anstelle eines dünnen Trägers 1 1 aus einem Trägermaterial mit geringer dielektrischer Leitfähigkeit oder einem mit einem solchen Material beschichteten Träger 1 1 ' ein dickerer Träger 1 1 " aus einem stabileren Trägermaterial eingesetzt werden. Alternatively, instead of a thin carrier 1 1 of a carrier material with low dielectric conductivity or coated with such a material carrier 1 1 'a thicker carrier 1 1 "are used from a more stable carrier material.

In diesem Fall ist der Träger 1 1 " zur Steigerung der Richtwirkung der erfindungsgemäßen Antennen 5 vorzugsweise sendeseitig, d.h. auf dessen von dem jeweiligen Dipol 15, 19 abgewandten Seite der Direktoren 17 vor den Direktoren 17, mit einem Endbereich 49 ausgestattet, dessen Breite in Senderichtung X kontinuierlich abnimmt. Diese Variante ist in dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt. In this case, the support 1 1 "to increase the directivity of the antennas according to the invention 5 preferably the transmitting side, ie on the side facing away from the respective dipole 15, 19 side of the directors 17 in front of the directors 17, equipped with an end portion 49 whose width in the transmission direction X continuously decreases This variant is shown in the embodiment shown in FIG.

Der sich in Senderichtung X verjüngende Endbereich 49 wirkt effektiv wie eine  The end region 49, which tapers in the transmission direction X, effectively acts like a

dielektrische Linse, durch die die ausgehenden Mikrowellensignale eine zusätzliche Bündelung in Senderichtung X erfahren. Dabei ist es im Hinblick auf die Linsenwirkung des Endbereichs 49 von Vorteil, ein Trägermaterial mit vergleichsweise hoher dielectric lens through which the outgoing microwave signals experience additional focusing in the transmission direction X. It is with regard to the lens effect of the end portion 49 of advantage, a carrier material with a comparatively high

Dielektrizitätszahl εΓ einzusetzen. Vorzugsweise liegt die Dielektrizitätszahl εΓ im Hinblick auf die Linsenwirkung zwischen 4 und 10. Dielectric constant ε Γ use. The dielectric constant ε Γ is preferably between 4 and 10 with regard to the lens effect.

Die Dimensionierung der Antenne 5, insb. des Dipols 15 und der Direktoren 17 erfolgt grundsätzlich gemäß den für herkömmliche Yagi-Uda Antennen geltenden Kriterien. Dabei wird die Dimensionierung an die Art der zur Füllstandsmessung eingesetzten The dimensioning of the antenna 5, esp. Of the dipole 15 and the directors 17 takes place in principle according to the criteria applicable to conventional Yagi-Uda antennas. The dimensioning is based on the type of level measurement used

Mikrowellensignale angepasst. Adapted to microwave signals.

Die Dimensionierung erfolgt anhand der Wellenlängen λ, die die Mikrowellensignale S entlang des Trägers 1 1 ausbilden. Diese wird maßgeblich durch die in den The dimensioning is based on the wavelengths λ, which form the microwave signals S along the carrier 1 1. This is determined by the in the

Mikrowellensignalen enthaltenen Frequenzen und die Dielektrizitätszahl ε,- des Microwave signals contained frequencies and the relative permittivity ε, - of the

Trägermaterials bestimmt. Carrier material determined.

Beim Pulsradar-Füllstandsmessverfahren werden periodisch mit einer vorgegebenen Wiederholfrequenz kurze Mikrowellenpulse vorgegebener Dauer und Signalfrequenz f gesendet. Entsprechend wird die Dimensionierung auf die verwendete Signalfrequenz f ausgelegt. Bei vergleichsweise langen Pulsdauern, z.B. Pulsdauern größer gleich 10 nsec, enthält das zu sendende Mikrowellensignals S, sowie auch das zugehörige In the pulse radar level measurement method, short microwave pulses of predetermined duration and signal frequency f are periodically transmitted at a predetermined repetition frequency. Accordingly, the dimensioning of the used signal frequency f designed. For comparatively long pulse durations, eg pulse durations greater than or equal to 10 nsec, the microwave signal S to be transmitted as well as the associated one contain

Empfangssignal R im Wesentlichen nur eine vorbekannte Signalfrequenz f. In dem Fall weist der Dipol 15, 19 bzw. 21 vorzugsweise eine Länge in der Größenordnung einer halben Wellenlänge λ/2 auf. Die Direktoren 17 sind vorzugsweise alle gleich Lang und geringfügig kürzer als der Dipol 15, 19 bzw. 21 . Der Abstand vom Dipol 15 zum nächstliegenden Direktor 17 liegt in der Größenordnung von 0,15 Wellenlängen λ, und die Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Direktoren 17 sind vorzugsweise alle gleich und liegen in der Größenordnung von ca. 0, 1 bis 0,2 Wellenlängen λ. Diese Receive signal R substantially only a known signal frequency f . In that case, the dipole 15, 19 or 21 preferably has a length of the order of half a wavelength λ / 2. The directors 17 are preferably all the same length and slightly shorter than the dipole 15, 19 and 21, respectively. The distance from the dipole 15 to the nearest director 17 is on the order of 0.15 wavelengths λ, and the distances between any two adjacent directors 17 are preferably all the same and on the order of about 0.1 to 0.2 wavelengths λ , These

Längenangaben beziehen sich jeweils auf die Wellenlänge λ, die die Mikrowellensignalen der vorgegebenen Frequenz f im Freiraum ausbilden.  Lengths refer in each case to the wavelength λ, which form the microwave signals of the predetermined frequency f in the free space.

Beim FMCW-Radar-Füllstandsmessverfahren werden kontinuierlich gesendete periodisch frequenzmodulierte Mikrowellensendesignale eingesetzt. Hier sind folglich deutlich breitbandigere Einzelantennen vorteilhaft. The FMCW radar level measurement method uses continuously transmitted periodically frequency-modulated microwave transmission signals. Consequently, significantly broadband individual antennas are advantageous here.

Eine Vergrößerung der Breitbandigkeit lässt sich dadurch erzielen, dass An increase in the broadband can be achieved by

an beiden Enden der Direktoren 17 jeweils eine Durchkontaktierung D vorgesehen wird. Diese Durchkontaktierungen D sind in dem in Fig. 2 und 3 dargestellten At both ends of the directors 17, a through-hole D is provided in each case. These vias D are in that shown in Figs. 2 and 3

Ausführungsbeispiel schematisch durch punktförmige Abschlüsse angedeutet.  Embodiment schematically indicated by punctiform terminations.

Zur weiteren Vergrößerung der Bandbreite können zusätzlich auf der in Fig. 3 dargestellten Unterseite des Trägers 1 1 an die Durchkontaktierungen D anschließende, die Direktoren 17 auf der Unterseite des Trägers 1 1 endseitig senkrecht zur Senderichtung X To further increase the bandwidth can additionally on the illustrated in Fig. 3 underside of the carrier 1 1 to the vias D subsequent, the directors 17 on the underside of the carrier 1 1 end perpendicular to the transmission direction X.

fortführende, Fortsätze F vorgesehen werden. Diese weisen vorzugsweise eine geringe Länge von weniger als einem Achtel der Freiraumwellenlängen der zu sendenden continuing, extensions F are provided. These preferably have a short length of less than one eighth of the free-space wavelengths of the ones to be transmitted

Mikrowellensignale auf. Eine weitere Vergrößerung der Bandbreite kann zusätzlich dadurch bewirkt werden, dass die Längen L der Direktoren und deren Abstände zueinander über die Länge der Antenne 5 hinweg geringfügig variiert werden. Zur Erzielung einer noch größeren Breitbandigkeit werden die Einzelantennen vorzugsweise als logarithmisch periodische Antennen ausgebildet. Dabei steigt der Abstand zwischen benachbarten Direktoren in Senderichtung jeweils um einen konstanten Betrag an, z.B. gemäß: dn+ = kean dn, wobei dn jeweils den Abstand zwischen dem η+1-ten und dem n-ten vor dem Dipol 15, 19 bzw. 21 befindlichen Direktor bezeichnet, während die Länge L der Direktoren in Senderichtung jeweils um einen konstanten Faktor θ mit θ <1 abnimmt, z.B. gemäß: Ln+ = L0 θη . Um eine von der Umgebung der Antenne 5 möglichst unbeeinträchtigte Ausbildung der zu sendenden Mikrowellensignale zu gewährleisten, genügt es bei Antennen 5 mit nur einerMicrowave signals on. A further increase in the bandwidth can additionally be effected by slightly varying the lengths L of the directors and their distances from one another over the length of the antenna 5. To achieve even greater broadband the individual antennas are preferably formed as logarithmic periodic antennas. In this case, the distance between adjacent directors in the transmission direction increases in each case by a constant amount, for example according to: d n + = ke to d n , where d n respectively the distance between the η + 1-th and the n-th in front of the dipole 15, 19 and 21 respectively, while the length L of the directors in the transmission direction decreases in each case by a constant factor θ with θ <1, eg according to: L n + = L 0 θ η . In order to ensure an undisturbed by the environment of the antenna 5 training the microwave signals to be transmitted, it is sufficient for antennas 5 with only one

Einzelantenne zu beiden Seiten der Direktoren 17 jeweils einen möglichst reflektorfreienSingle antenna on both sides of the directors 17 each one reflectorless as possible

Bereich mit Abmessungen in der Größenordnung von einem Viertel der Wellenlänge λ der Mikrowellensignale im Freiraum vorzusehen. Dies geschieht vorzugsweise, indem derProvide area with dimensions on the order of a quarter of the wavelength λ of the microwave signals in the free space. This is preferably done by the

Träger 1 1 entsprechend breit ausgebildet wird. Bei einer Länge der Direktoren 17 von einer halben Wellenlänge λ/2 beträgt die gesamte Breite des Trägers 1 1 folglich mindestens eine Wellenlänge λ. Dementsprechend sind die erfindungsgemäß ausgebildeten Antennen 5 nicht nur extrem flach, sondern weisen bei Verwendung einer einzigen Einzelantenne auch eine sehr geringe Breite auf. Carrier 1 1 is formed correspondingly wide. With a length of the directors 17 of half a wavelength λ / 2, the total width of the carrier 1 1 is therefore at least one wavelength λ. Accordingly, the antennas 5 designed according to the invention are not only extremely flat, but also have a very narrow width when using a single individual antenna.

Für eine eine einzige Einzelantenne aufweisende Antenne 5 mit 28 Direktoren 17 und einem Trägermaterial mit einer Dielektrizitätszahl εΓ von 3 ergibt sich somit für ein For a single individual antenna having antenna 5 with 28 directors 17 and a substrate with a dielectric constant ε Γ of 3 thus results in a

Pulsradargerät mit einer Frequenz f von 6,3 GHz eine Antennenbreite (senkrecht zur Senderichtung X) in der Größenordnung von 2 cm und eine Antennenlänge (parallel zur Senderichtung X) in der Größenordnung von 27 cm. Bei einer Frequenz f von 10 GHz liegt die Antennenbreite in der Größenordnung von 1 ,5 cm und die Antennenlänge bei 28 Direktoren 17 in der Größenordnung von 17 cm. Bei einer Frequenz f von 25.5 GHz liegt die Antennenbreite in der Größenordnung von 5 mm und die Antennenlänge bei 28 Direktoren 17 in der Größenordnung von 7 cm. Bei einer Frequenz f von 78 GHz liegt die Antennenbreite in der Größenordnung von 2 mm und die Antennenlänge in der Größenordnung von 2 cm.  Pulse radar with a frequency f of 6.3 GHz antenna width (perpendicular to the transmission direction X) in the order of 2 cm and an antenna length (parallel to the transmission direction X) in the order of 27 cm. At a frequency f of 10 GHz, the antenna width is of the order of 1.5 cm and the antenna length is 28 cm in the order of 17 cm for 28 directors 17. At a frequency f of 25.5 GHz, the antenna width is of the order of 5 mm and the antenna length of 28 directors 17 is of the order of 7 cm. At a frequency f of 78 GHz, the antenna width is on the order of 2 mm and the antenna length is on the order of 2 cm.

Antennen 5 mit derart geringen Abmessungen bieten den Vorteil, dass sie auf dem Behälter 3 in Öffnungen mit entsprechend geringer Nennweite eingesetzt werden können. Zur Erzielung eines möglichst kompakten Füllstandsmessgeräts sind die Antenne 5 und die daran anzuschließende Hochfrequenzbaugruppe 9 vorzugsweise in einem einzigen Modul integriert. Hierzu kann die Hochfrequenzbaugruppe 9 unmittelbar auf dem Träger 1 1 oder auf bzw. in einer den Träger 1 1 umfassenden mehrlagigen Leiterplatte angeordnet sein. Dies ist in den Figuren 2 und 5 dargestellt. Antennas 5 with such small dimensions offer the advantage that they can be used on the container 3 in openings with a correspondingly small nominal diameter. To achieve the most compact level measuring device, the antenna 5 and the high-frequency module 9 to be connected thereto are preferably integrated in a single module. For this purpose, the high-frequency module 9 can be arranged directly on the carrier 11 or on or in a carrier 11 comprising the multilayer printed circuit board. This is shown in FIGS. 2 and 5.

Aufgrund der zwei Eingänge des Dipols 15, 19 bzw. 21 ist der Antennenanschluss 13 ein symmetrischer Anschluss. Weist die Hochfrequenzbaugruppe 9 ebenfalls einen symmetrischen Anschluss auf, kann sie auf dem Träger 1 1 unmittelbar an den Due to the two inputs of the dipole 15, 19 and 21, the antenna terminal 13 is a balanced terminal. If the high-frequency subassembly 9 also has a symmetrical connection, it can be placed directly on the carrier 11

symmetrischen Antennenanschluss 13 angeschlossen werden. Diese Ausführungsform ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Ist für den Anschluss der Hochfrequenzbaugruppe 9 dagegen eine asymmetrische Anbindung an eine asymmetrische Leitung oder einen asymmetrischen Anschluss erforderlich, so ist zwischen dem Antennenanschluss 13 und der Hochfrequenzbaugruppe 9 ein entsprechender Wandler vorzusehen. Hierzu wird vorzugsweise ein Balun 51 eingesetzt. Dies ist exemplarisch in Fig. 5 dargestellt. Dort überführt der Balun 51 die symmetrischen Anschlussleitungen des Antennenanschlusses 13 auf eine symmetrical antenna connection 13 are connected. This embodiment is shown schematically in FIG. If, however, an asymmetrical connection to an asymmetrical line or an asymmetrical connection is required for the connection of the high-frequency module 9, a corresponding converter must be provided between the antenna connection 13 and the high-frequency module 9. For this purpose, a balun 51 is preferably used. This is shown by way of example in FIG. 5. There, the balun 51 transfers the balanced connection lines of the antenna terminal 13 to a

Mikrostreifenleitung. Diese umfasst eine auf der Oberseite des Trägers 1 1 an den Balun 51 angeschlossene Leiterbahn 53, und eine auf der Unterseite des Trägers 1 1 darunter aufgebrachte flächige Metallisierung 55. Microstrip line. This comprises a conductor 53 connected to the balun 51 on the upper side of the carrier 11, and a planar metallization 55 applied underneath the carrier 1 1 underneath.

Bei beiden Varianten weist die Anordnung von Antenne 5 und Hochfrequenzbaugruppe 9 auf dem gemeinsamen Träger 1 1 den Vorteil auf, dass für den Anschluss der Antenne 5 an die Hochfrequenzbaugruppe 9 keine in der Regel teuren und empfindlichen In both variants, the arrangement of antenna 5 and high-frequency module 9 on the common carrier 1 1 has the advantage that for connecting the antenna 5 to the high-frequency module 9 no expensive and usually expensive

Steckverbindungen erforderlich sind. Plug connections are required.

An Steckverbindungen wird zwangsläufig ein Teil der transmittierten Leistung, typischer Weise in der Größenordnung von 0, 3% bis 10,0%, reflektiert. Dieser reflektierte Anteil steht regelmäßig nicht mehr für die eigentliche Messung zur Verfügung. Auf Reflektionen oder Mehrfachreflektionen zwischen der Antenne und der Hochfrequenzbaugruppe zurückzuführende Signalanteile überlagern sich bei der Füllstandsmessung mit im Plug-in connections inevitably reflect some of the transmitted power, typically on the order of 0, 3% to 10.0%. This reflected portion is no longer regularly available for the actual measurement. Signal components attributable to reflections or multiple reflections between the antenna and the radio-frequency module are superimposed during level measurement

Nahbereich der Antenne vor der Antenne reflektierten Anteilen der eigentlichen Close range of the antenna in front of the antenna reflected portions of the actual

Messsignale. Hierdurch erhöht sich der Signal-zu-Rausch Abstand im Nahbereich. Je nach Ausführungsform wird hierdurch die Füllstandsmessung in einem Nahbereich von 0 m bis zu  Measurement signals. This increases the signal-to-noise ratio in the near range. Depending on the embodiment, thereby the level measurement in a near range of 0 m up to

2 m vor der Antenne beeinträchtigt.  2 meters in front of the antenna impaired.

Aufgrund des hier im Vergleich zu Steckverbindungen nahezu reflektionsfreien Due to the almost non-reflection here compared to connectors

Anschlusses der erfindungsgemäßen Antenne 5 an die Hochfrequenzbaugruppe 9 wird somit die zur Füllstandsmessung zur Verfügung stehende Leistung erhöht, und der Signal- zu-Rausch Abstand im Nahbereich der Antenne 5 deutlich verbessert. Damit können im Nahbereich mit der erfindungsgemäßen Antenne 5 auch Füllstände von Füllgütern 1 gemessen werden, die eine geringere Dielektrizitätszahl εΓ, und somit eine geringere Reflektivität aufweisen. Beispiele für solche Füllgüter 1 sind Öl, Kunststoffgranulate, oder Weizen- oder Getreidekleie. Während zur Messung eines Füllstands eines Öls mit einer Dielektrizitätszahl εΓ von 1 ,5 mit einem bei 25,5 GHz arbeitenden Pulsradar-Füllstandsmessgerät mit einer Connection of the antenna 5 according to the invention to the high-frequency subassembly 9 thus increases the available power for level measurement, and significantly improves the signal-to-noise ratio in the vicinity of the antenna 5. Thus, in the vicinity of the antenna 5 according to the invention, it is also possible to measure fill levels of products 1 which have a lower dielectric constant ε Γ , and thus a lower reflectivity. Examples of such fillers 1 are oil, plastic granules, or wheat or grain bran. While for measuring a level of an oil with a dielectric constant ε Γ of 1, 5 with a working at 25.5 GHz pulse radar level gauge with a

Hornantenne regelmäßig ein Horndurchmesser von ca. 100 mm und eine Hornlänge von ca. 450 mm erforderlich ist, weist eine erfindungsgemäße Antenne 5 mit der eine vergleichbare Messgenauigkeit erzielbar ist, bei 30 Direktoren 17 einer Länge von 5,5 mm nur eine Gesamtbreite von etwas mehr als 12 mm und eine Länge von ca. 80 mm auf. Aufgrund der oben beschriebenen geringen Abmessungen der Antennen 5, können sehr kompakte Füllstandsmessgeräte aufgebaut werden. Horn antenna regularly a horn diameter of about 100 mm and a horn length of about 450 mm is required, an antenna according to the invention 5 with a comparable measurement accuracy can be achieved with 30 directors 17 a length of 5.5 mm only a total width of slightly more than 12 mm and a length of about 80 mm. Due to the small dimensions of the antennas 5 described above, very compact level gauges can be constructed.

Dabei wird die Antenne 5 vorzugsweise in ein kompaktes Gehäuse 57 eingebracht, in dessen sendeseitige Stirnfläche ein dielektrisches Fenster 59 eingesetzt ist. DieseIn this case, the antenna 5 is preferably introduced into a compact housing 57, in whose transmission-side end face a dielectric window 59 is inserted. These

Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. In dem Gehäuse 57 ist vorzugsweise auch die Hochfrequenzbaugruppe 9 untergebracht. Embodiment is shown in Fig. 8. In the housing 57, the high frequency assembly 9 is preferably housed.

Das Fenster 59 besteht aus einem für Mikrowellen durchlässigen Isolator der  The window 59 consists of a microwave-permeable insulator of

vorzugsweise gasdicht und vorzugsweise druckfest in die Stirnseite eingesetzt ist. Hierzu eignen sich insb. Fenster aus druckfestem Glas, Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus Keramik. preferably gas-tight and preferably pressure-resistant inserted into the front page. Particularly suitable for this purpose are windows made of pressure-resistant glass, polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE) or ceramic.

Auf diese Weise wird eine gasdichte druckfeste Kapselung von Antenne 5 und  In this way, a gas-tight flameproof enclosure of antenna 5 and

Hochfrequenzbaugruppe 9 bewirkt, wie sie beispielsweise für den Einsatz in High-frequency module 9 causes, as for example for use in

explosionsgefährdeten Bereichen erforderlich ist. explosive areas is required.

Dabei kann eine zusätzliche Bündelung oder Parallelisierung der von der Antenne 5 gesendeten Mikrowellensignale S erzielt werden, in dem das Fenster 59 - wie hier dargestellt- als dielektrische Linse ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann eine Trennung der Antenne 5 von dem im Behälter 3 ablaufenden Prozess dadurch bewirkt werden, dass die ansonsten frei liegenden In this case, additional bundling or parallelization of the transmitted from the antenna 5 microwave signals S can be achieved, in which the window 59 - as shown here - is formed as a dielectric lens. Alternatively or additionally, a separation of the antenna 5 from the running in the container 3 process can be effected by the otherwise exposed

Komponenten der Antenne 5 in eine Vergussmasse, eingebettet werden. Components of the antenna 5 are embedded in a potting compound.

Die beschriebenen Antennen 5 können, sofern Sicherheitserfordernisse am Einsatzort dies zulassen, jedoch auch unmittelbar auf, in bzw. über einer entsprechende Behälteröffnung montiert werden. However, the described antennas 5 can be mounted directly on, in or above a corresponding container opening, if safety requirements permit this at the place of use.

Alternativ können die beschriebenen Antennen 5 zur Speisung eines auf dem Behälter 3 zu montierenden Horns 61 eingesetzt werden. Zwei Beispiele hierzu sind in den Figuren 8 und 9 dargestellt. In beiden Beispielen weist das Horn 61 jeweils ein Hohlleitersegment 63 auf, das in Senderichtung X in einen sich in Senderichtung X aufweitenden Trichter 65 übergeht. Alternatively, the described antennas 5 can be used to feed a horn 61 to be mounted on the container 3. Two examples of this are shown in FIGS. 8 and 9. In both examples, the horn 61 in each case has a waveguide segment 63, which merges in the transmission direction X into a funnel 65 which widens in the transmission direction X.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Variante ist die Antenne 5 außerhalb des Hohlleitersegments 63 angeordnet. Bei der in Fig. 10 dargestellten Variante ist die Antenne 5 in das In the variant illustrated in FIG. 9, the antenna 5 is arranged outside the waveguide segment 63. In the variant shown in Fig. 10, the antenna 5 is in the

Hohlleitersegment 63 eingeführt. Waveguide segment 63 introduced.

Je nach Anwendung und Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Antenne kann diese zwei oder mehr der oben beschriebenen Einzelantennen aufweisen. Fig. 1 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer mehrere Einzelantennen aufweisenden Antenne 67. Zur Steigerung der Richtwirkung und der Sendeleistung umfasst diese Antenne 67 mehrere nebeneinander auf einem Träger 1 1 angeordnete parallel geschaltete vorzugsweise identische Einzelantennen 69, die jeweils einen Dipol 15 und mehrere diesem vorgeordnete Direktoren 17 aufweisen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurden als Einzelantennen 69 die in Figur 2 dargestellte Antenne eingesetzt. Alternativ können hierzu natürlich auch andere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Depending on the application and intended use of the antenna according to the invention, it may have two or more of the individual antennas described above. To increase the directivity and the transmission power, this antenna 67 comprises a plurality of side by side on a support 1 1 arranged parallel preferably identical individual antennas 69, each having a dipole 15 and a plurality of this upstream directors 17 have. In the illustrated embodiment, the antenna shown in Figure 2 were used as individual antennas 69. Alternatively, of course, other embodiments according to the invention

Einzelantennen eingesetzt werden. Darüber hinaus können zur weiteren Steigerung der Richtwirkung und der Sendeleistung auch mehrere dieser Antennen 67, oder auch mehrere Einzelantennen übereinander angeordnet und parallel zueinander betrieben werden. Single antennas are used. In addition, to further increase the directivity and the transmission power and several of these antennas 67, or even a plurality of individual antennas are arranged one above the other and operated in parallel.

Heutige Füllstandsmessungen erfolgen regelmäßig anhand von Mikrowellensignalen einer einzigen vorgegebenen Frequenz oder eines einzigen vorgegebenen engen Today's level measurements are made regularly using microwave signals of a single predetermined frequency or a single predetermined narrow

Frequenzband. Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen es vorteilhaft ist,  Frequency band. However, there are also applications where it is advantageous

Füllstandsmessungen bei unterschiedlichen Frequenzen auszuführen. Perform level measurements at different frequencies.

Anwendungsbeispiele hierfür sind in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 048582 A1 der Anmelderin beschrieben. Die Bandbreite der Anwendungen reicht von der Plausibilitätskontrolle, bei der Messergebnisse von bei unterschiedlichen Frequenzen ausgeführten Messungen miteinander verglichen werden, bis hin zu Messverfahren, bei denen anhand von bei unterschiedlichen Frequenzen ausgeführten Messungen Application examples for this are described in the German patent application DE 10 2008 048582 A1 of the applicant. The range of applications extends from plausibility checking, which compares measurement results from measurements taken at different frequencies, to measurement techniques that use measurements taken at different frequencies

Zusatzinformationen abgeleitet werden. Letztere lassen sich beispielsweise aufgrund der Frequenzabhängigkeit der Reflektionseigenschaften des Füllguts ermitteln, die sich in den Amplituden der Empfangssignale wiederspiegeln. Ein Anwendungsgebiet sind hier Füllstandsmessungen von Füllgütern, die zu Schichtbildung neigen. Das tritt z.B. in Anwendungen auf, in denen das Füllgut Medien unterschiedlicher Dichte enthält, die sich mit der Zeit separieren. In diesen Anwendungen wird vorzugsweise ein Füllstandsmessgerät mit einer Additional information derived. The latter can be determined, for example, on the basis of the frequency dependence of the reflection properties of the medium, which are reflected in the amplitudes of the received signals. A field of application here are level measurements of products that tend to form films. This occurs e.g. in applications in which the product contains different density media that separate with time. In these applications, preferably a level gauge with a

erfindungsgemäßen Antenne eingesetzt, die aus einer entsprechenden Anzahl von jeweils für eine der unterschiedlichen Frequenzen bzw. der unterschiedlichen Frequenzbereiche ausgelegter eingangs beschriebener Einzelantennen besteht. Die Einzelantennen können auch hier - wie bei der in Fig. 1 1 dargestellten Antenne 67- nebeneinander auf ein und demselben Träger 1 1 angeordnet sein. Sie werden dann jedoch im Unterschied zu dem in Fig. 1 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nicht parallel, sondern unabhängig voneinander betrieben. Alternativ können die Einzelantennen parallel zueinander und zumindest teilweise überlappend angeordnet werden. Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel hierzu, bei dem zwei für unterschiedliche Frequenzen ausgelegte Einzelantennen vollständig überlappend ineinander verschachtelt angeordnet sind. Dabei ist der Dipol 15a der für die höhere Frequenz ausgelegten Einzelantenne innerhalb des Dipols 15b der für die niedrigereused according to the invention, which consists of a corresponding number of each designed for one of the different frequencies or the different frequency ranges initially described individual antennas. The individual antennas can also be arranged side by side on one and the same carrier 11 as in the antenna 67 shown in FIG. 11. However, unlike the embodiment shown in FIG. 11, they are then not operated in parallel, but independently of one another. Alternatively, the individual antennas can be arranged parallel to one another and at least partially overlapping. FIG. 12 shows an exemplary embodiment for this, in which two individual antennas designed for different frequencies are arranged so that they overlap each other in a completely overlapping manner. Here, the dipole 15a of the higher frequency single antenna within the dipole 15b is the lower one

Frequenz ausgelegten Einzelantenne angeordnet. Jedem Dipol 15a, 15b ist in Frequency-designed single antenna arranged. Each dipole 15a, 15b is in

Senderichtung X jeweils ein Satz zugehöriger Direktoren 17a, 17b vorgelagert. Die beiden Transmission direction X each have a set of associated directors 17a, 17b upstream. The two

Dipole 15a, 15b und die zughörigen Direktoren 17a, 17b sind entlang einer gemeinsamen in die übereinstimmenden Senderichtungen X der beiden Einzelantennen verlaufenden Antennenlängsachse angeordnet. Auf diese Weise entstehen zwei ineinander verschachtelte Einzelantennen, die zusammen jedoch nicht mehr Platz benötigen als die für die niedrigere Frequenz ausgelegte Einzelantenne. Dipoles 15a, 15b and the associated directors 17a, 17b are arranged along a common antenna longitudinal axis running in the matching transmission directions X of the two individual antennas. In this way, two nested individual antennas, but together do not need more space than the designed for the lower frequency single antenna.

Alternativ können die Einzelantennen natürlich auch derart parallel zueinander versetzt angeordnet werden, dass deren Direktoren nur teilweise überlappend in Senderichtung X hintereinander folgen. Alternatively, the individual antennas can of course also be arranged offset parallel to one another in such a way that their directors only follow one another in a partially overlapping manner in the transmission direction X.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Antennen ist jedoch nicht nur auf die However, the use of the antennas according to the invention is not limited to the

Füllstandsmessung beschränkt. Erfindungsgemäße Antennen eignen sich insb. auch zur messtechnischen Erfassung von Sende-, Empfangs-Level measurement limited. Antennas according to the invention are also suitable, in particular, for the metrological detection of transmitting, receiving

Transmissions-und/oder Signalerzeugungseigenschaften Transmission and / or signal generation properties

von für Mikrowellen ausgelegten Einheiten 71 , wie zum Beispiel von microwaved units 71, such as

Hochfrequenzbaugruppen 9 von mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten, oder von an eine Sende-und/oder Empfangseinheit High-frequency assemblies 9 of working with microwaves on the transit time principle level gauges, or from to a transmitting and / or receiving unit

angeschlossenen Antennen von mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten. connected antennas of working with microwaves on the transit time principle level gauges.

Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Sende-, Empfangs- Transmissions- und/oder FIG. 13 shows a schematic representation of a device for metrological detection of transmission, reception, transmission and / or transmission

Signalerzeugungseigenschaften von für Mikrowellen ausgelegten Einheiten 71. Die Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 73 zur Aufnahme der jeweils zu untersuchenden Einheit 71 , und mindestens eine erfindungsgemäße Antenne 75. Die Aufnahmeeinrichtung 73 und die Antennen 75 sind relativ zueinander derart angeordnet, dass die Senderichtungen X der Antennen 75 bei in die Aufnahmeeinrichtung 73 eingesetzter zu untersuchender Einheit 71 in Richtung der Einheit 71 weisen. Dies ist vorliegend dadurch realisiert, dass die Aufnahmeeinrichtung 73 zwischen zwei Antennen 75 angeordnet ist, die jeweils auf die Aufnahmeeinrichtung 73 ausgerichtet sind. Alternativ oder zusätzlich kann auch mindestens eine erfindungsgemäße Antenne oberhalb der Einheit 71 angeordnet werden. Die Antennen 75 sind wahlweise jeweils an eine Sendeeinheit 77 und/oder an eineSignal generating properties of microwave designed units 71. The apparatus comprises a receptacle 73 for receiving the unit to be examined 71, and at least one antenna 75 according to the invention. The receptacle 73 and the antennas 75 are arranged relative to each other such that the transmission directions X of the antennas 75 have to be examined in the receiving device 73 to be examined unit 71 in the direction of the unit 71. This is realized in the present case in that the receiving device 73 is arranged between two antennas 75 which are each aligned with the receiving device 73. Alternatively or additionally, at least one antenna according to the invention above the unit 71 can be arranged. The antennas 75 are optionally each to a transmitting unit 77 and / or to a

Empfangseinheit 79 angeschlossen, und die Empfangseinheiten 79 sind an eine Receiving unit 79 connected, and the receiving units 79 are connected to a

Auswerteeinheit 81 angeschlossen. Vorzugsweise sind zumindest die Sendeeinheiten 77 und die Empfangseinheiten 79 unmittelbar auf dem Träger 1 1 der jeweiligen Antenne 75 angeordnet.  Evaluation unit 81 connected. Preferably, at least the transmitting units 77 and the receiving units 79 are arranged directly on the carrier 1 1 of the respective antenna 75.

Die messtechnische Erfassung von Sende- oder Signalerzeugungseigenschaften der zu untersuchenden Einheit 71 erfolgt, indem die Einheit 71 in Betrieb genommen wird, und dabei von ihr ausgesendete Mikrowellen mit mindestens einer der hierzu an die zugehörige Empfangseinheit 79 angeschlossenen Antennen 75 aufgenommen, und mittels der Auswerteinheit 81 ausgewertet werden. Auf diese Weise können beispielsweise The measurement-related detection of transmission or signal-generating properties of the unit 71 to be examined is carried out by the unit 71 is put into operation, and thereby received by her emitted microwaves with at least one of the connected thereto to the associated receiving unit 79 antennas 75, and by means of the evaluation unit 81st be evaluated. In this way, for example

Sendeeigenschaften von Antennen, sowie Signalerzeugungseigenschaften von Transmission characteristics of antennas, as well as signal generation properties of

Hochfrequenz-Oszillatoren, Frequenzumsetzern, oder Verstärkern überprüft werden. High frequency oscillators, frequency converters, or amplifiers.

Die messtechnische Erfassung von Empfangseigenschaften der zu untersuchenden Einheit 71 erfolgt indem mindestens eine der hierzu an die zugehörige Sendeeinheit 77 angeschlossenen Antennen 73 über die Sendeeinheit 77 mit zu sendenden The metrological detection of reception properties of the unit 71 to be examined is carried out by at least one of the antennas 73 connected thereto to the associated transmission unit 77 via the transmission unit 77 to be transmitted

Mikrowellensignalen gespeist wird, die Mikrowellensignale in Richtung der zu Microwave signals is fed to the microwave signals in the direction of

untersuchenden Einheit 71 gesendet werden, und die Auswirkungen der auf die Einheit 71 auftreffenden Mikrowellensignale auf die Einheit 71 messtechnisch erfasst werden. be sent to the unit 71 and the effects of the impinging on the unit 71 microwave signals are detected on the unit 71 by measurement.

Dabei werden vorzugsweise Vergleichsmessungen ausgeführt, bei denen die Einheit 71 in ihren bestimmungsgemäßen Betrieb versetzt wird, und die Funktionsfähigkeit der Einheit 71 oder damit erzielte Messergebnisse in Anwesenheit und in Abwesenheit der von der bzw. den Antennen 75 ausgesendeten Mikrowellensignalen erfasst und verglichen werden. Soweit die Einheit 71 dies erlaubt, können auch einzelne Baugruppen oder In this case, preferably comparative measurements are carried out, in which the unit 71 is put into its intended operation, and the functionality of the unit 71 or the results obtained therewith are detected and compared in the presence and absence of the microwave signals emitted by the antenna (s) 75. As far as the unit 71 allows this, individual modules or

Teilbaugruppen der Einheit 71 einzeln aktiviert und vermessen werden. Subassemblies of the unit 71 are activated and measured individually.

Die messtechnische Erfassung von Transmissionseigenschaften der zu untersuchenden Einheit 71 erfolgt anhand von zwei einander gegenüberliegend angeordneten Antennen 75 von denen eine Mikrowellensignale in Richtung der Einheit 71 sendet, und die andere die durch die Einheit 71 hindurchtretenden Anteile dieser Mikrowellensignale empfängt. I Füllgut The metrological detection of transmission properties of the unit to be examined 71 takes place on the basis of two mutually oppositely arranged antennas 75 of which one sends microwave signals in the direction of the unit 71, and the other receives the passing through the unit 71 portions of these microwave signals. I contents

3 Behälter  3 containers

5 Antenne 5 antenna

7 Füllgutoberfläche 7 product surface

9 Hochfrequenzbaugruppe9 high-frequency module

I I Träger I I carrier

13 symetrischer Antennenanschluss 15 Dipol  13 balanced antenna connection 15 dipole

17 Direktoren 17 directors

19 gestreckter Dipol 19 stretched dipole

21 Dipol  21 dipole

23 Leitungssegment  23 line segment

25 Leitungssegment  25 line segment

27 Durchkontaktierung  27 via

29 Leitungsegment 29 line segment

31 Reflektor  31 reflector

33 Reflektor  33 reflector

35 Durchkontaktierung  35 via

37 Leitungsstruktur  37 Management structure

39 Leitungsstruktur 39 Management structure

41 Basis  41 base

43 Lage aus Trägermaterial 43 layer of carrier material

45 Ausnehmung 45 recess

47 Schicht  47 shift

49 Endbereich 49 end area

51 Balun  51 Balun

53 Leiterbahn  53 trace

55 Metallisierung  55 metallization

57 Gehäuse  57 housing

59 dielektrisches Fenster 59 dielectric window

61 Horn  61 horn

63 Hohlleitersegment  63 waveguide segment

65 Trichter  65 funnels

67 Antenne  67 antenna

69 Einzelantenne  69 single antenna

71 Einheit  71 unit

73 Aufnahmeeinrichtung  73 recording device

75 Antenne  75 antenna

77 Sendeeinheit  77 transmitting unit

79 Empfangseinheit 81 Auswerteeinheit 79 receiving unit 81 evaluation unit

Claims

Patentansprüche claims Antenne für ein mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Antenna for a microwave running on the transit time principle Füllstandsmessgerät zur Messung eines Füllstandes (L) eines Füllgutes (1 ) in einem Behälter (3) oder für eine Vorrichtung zur Überprüfung von Sende-, Empfangs-, Transmissions- und/oder Signalerzeugungseigenschaften einer für Mikrowellen ausgelegten Einheit (71 ), mit Level measuring device for measuring a filling level (L) of a filling material (1) in a container (3) or for a device for checking the transmission, reception, transmission and / or signal-generating properties of a microwave-designed unit (71) - mindestens einer auf einem planaren dielektrischen Träger (1 1 ) vorgesehenen  - At least one on a planar dielectric support (1 1) provided Einzelantenne,  Single antenna, - die einen auf dem Träger (1 1 ) vorgesehenen Dipol (15, 19, 21 ) aufweist,  - having a on the support (1 1) provided dipole (15, 19, 21), - die mindestens 10, insb. 20 - 40, dem Dipol (15, 19, 21 ) in einer senkrecht zur  - The at least 10, especially 20-40, the dipole (15, 19, 21) in a perpendicular to Flächennormalen auf den Träger (1 1 ) verlaufenden Senderichtung (X) der Antenne (5, 57) vorgelagerte, in Senderichtung (X) hintereinander und voneinander beabstandet auf dem Träger (1 1 ) angeordnete, parallel zueinander und senkrecht zur Senderichtung (X) ausgerichtete, linienförmige Direktoren (17) aufweist, und  Surface normal on the support (1 1) extending transmission direction (X) of the antenna (5, 57) upstream, in the transmission direction (X) behind the other and spaced from each other on the carrier (1 1) arranged, parallel to each other and perpendicular to the transmission direction (X) aligned , has line-shaped directors (17), and - die auf einer der Senderichtung (X) entgegengesetzten Seite des Dipols (15, 19, 21 ) angeordnete Reflektoren (31 , 32, 33) aufweist.  - Which on one of the transmission direction (X) opposite side of the dipole (15, 19, 21) arranged reflectors (31, 32, 33). Antenne nach Anspruch 1 , bei der die Reflektoren (31 , 32, 33) Antenna according to Claim 1, in which the reflectors (31, 32, 33) - auf einer Ober- und/oder einer Unterseite des Trägers (1 1 ) angeordnete elektronische Bauteile, und/oder  - On an upper and / or underside of the carrier (1 1) arranged electronic components, and / or - auf der Ober- und/oder der Unterseite des Trägers (1 1 ) angeordnete elektrisch leitfähige oder mit einer leitfähigen Beschichtung versehene, Wandsegmente, insb. metallische oder metallisierte Wandsegmente, Bleche oder Gehäusewandbereiche eines die jeweilige Einzelantenne umgebenden Gehäuses, und/oder  - On the top and / or the underside of the carrier (1 1) arranged electrically conductive or provided with a conductive coating, wall segments, esp. Metallic or metallized wall segments, sheets or housing wall portions of the respective individual antenna surrounding housing, and / or - auf der Ober- und der Unterseite des Trägers (1 1 ) angeordnete Leitungsstrukturen (37) verbindende Durchkontaktierungen (35)  - on the top and the bottom of the carrier (1 1) arranged line structures (37) interconnecting vias (35) umfassen. include. Antenne nach Anspruch 1 , bei dem An antenna according to claim 1, wherein der Träger (1 1 ) aus einem Trägermaterial besteht, das eine Dielektrizitätszahl (εΓ) kleiner gleich 3,5 aufweist, oder the carrier (1 1) consists of a carrier material having a dielectric constant (ε Γ ) is less than or equal to 3.5, or - der Träger (1 1 ') eine Basis (41 ) aufweist,  - The carrier (1 1 ') has a base (41), - auf der eine Lage (43) aus einem Trägermaterial angeordnet ist, das eine  - On which a layer (43) is arranged from a carrier material, the one Dielektrizitätszahl (εΓ) kleiner gleich 3,5 aufweist, und Dielectric constant (ε Γ ) is less than or equal to 3.5, and - die Basis (41 ) in einem Bereich, in dem die Direktoren (17) auf dem Träger (1 1 ') angeordnet sind, eine Ausnehmung (45) aufweist.  - The base (41) in a region in which the directors (17) on the support (1 1 ') are arranged, a recess (45). Antenne nach Anspruch 1 , bei dem - der Träger (1 1 ) aus einem Trägermaterial besteht, das eine Dielektrizitätszahl (εΓ) größer gleich 4 und kleiner gleich 10 aufweist, und An antenna according to claim 1, wherein - The carrier (1 1) consists of a carrier material having a dielectric constant (ε Γ ) greater than or equal to 4 and less than 10, and - der Träger (1 1 ) auf dessen vom Dipol (15, 19, 21 ) abgewandten Seite der Direktoren (17) vor den Direktoren 17 einen Endbereich (49) aufweist, dessen Breite in Senderichtung (X) der Antenne (5) kontinuierlich abnimmt.  - The carrier (1 1) on its side facing away from the dipole (15, 19, 21) side of the directors (17) in front of the directors 17 has an end portion (49) whose width in the transmission direction (X) of the antenna (5) decreases continuously , 5. Antenne nach Anspruch 1 , bei dem 5. An antenna according to claim 1, wherein - der Dipol (15) ein geschlossener Faltdipol, insb. ein auf einer Oberseite des Trägers (1 1 ) aufgebrachter Faltdipol, ist, oder  - The dipole (15) is a closed Faltdipol, esp. On a top of the carrier (1 1) applied Faltdipol, or - der Dipol (19) ein offener gestreckter Dipol, insb. ein auf einer Oberseite des Trägers (1 1 ) aufgebrachter offener gestreckter Dipol, ist.  - The dipole (19) is an open elongated dipole, esp. On an upper side of the support (1 1) applied open elongated dipole is. Antenne nach Anspruch 1 , bei der An antenna according to claim 1, wherein - mindestens eine der Einzelantennen zum Senden von Mikrowellensignalen (S) und/oder zum Empfangen von Empfangssignalen (R) dient, die Frequenzen eines vorgegebenen Frequenzbereichs enthalten, und  - At least one of the individual antennas for transmitting microwave signals (S) and / or for receiving received signals (R) is used, the frequencies of a predetermined frequency range included, and - mindestens eine dieser Einzelantennen derart ausgestaltet ist, dass  - At least one of these individual antennas is designed such that - in deren Träger (1 1 ) an den Enden der Direktoren (17) mit den Direktoren (17) verbundene Durchkontaktierungen (D) vorgesehen sind,  - in the support (1 1) at the ends of the directors (17) with the directors (17) connected vias (D) are provided, - in deren Träger (1 1 ) an den Enden der auf der Oberseite des Trägers (1 1 )  - In the carrier (1 1) at the ends of the top of the carrier (1 1) befindlichen Direktoren (17) mit den Direktoren (17) verbundene  directors (17) associated with the directors (17) Durchkontaktierungen (D) vorgesehen sind und auf der Unterseite des Trägers (1 1 ) an die Durchkontaktierungen (D) anschließende die Direktoren (17) auf der Unterseite des Trägers (1 1 ) endseitig senkrecht zur Senderichtung (X) fortführende Fortsätze (F), insb. Fortsätze (F) mit einer Länge von weniger als einem Achtel der Freiraumwellenlängen der Mikrowellensignale, vorgesehen sind,  Vias (D) are provided and on the underside of the carrier (1 1) to the vias (D) adjoining the directors (17) on the underside of the carrier (1 1) end perpendicular to the transmission direction (X) continuing extensions (F), in particular extensions (F) are provided with a length of less than one-eighth of the free-space wavelengths of the microwave signals, - die Längen (L) von deren Direktoren (17) und deren Abstände zueinander entlang der Senderichtung (X) über die Länge der Antenne (5) hinweg variieren, oder the lengths (L) of their directors (17) and their distances from one another vary along the direction of transmission (X) along the length of the antenna (5), or - sie als logarithmische Antenne ausgebildet ist. - It is designed as a logarithmic antenna. Antenne nach Anspruch 1 , bei der An antenna according to claim 1, wherein - mindestens eine der Einzelantennen zum Senden von Mikrowellensignalen (S) einer vorgegebenen Frequenz und/oder zum Empfangen von Empfangssignalen (R) der vorgegebenen Frequenz dient, und  - At least one of the individual antennas for transmitting microwave signals (S) of a predetermined frequency and / or for receiving received signals (R) of the predetermined frequency is used, and - diese Einzelantennen derart ausgestaltet sind, dass  - These individual antennas are designed such that - deren Direktoren (17) die gleiche Länge aufweisen, und  - whose directors (17) are the same length, and - die Abstände zwischen jeweils unmittelbar benachbarten Direktoren (17) dieser Einzelantennen alle gleich groß sind.  - The distances between each directly adjacent directors (17) of these individual antennas are all the same size. 8. Antenne nach Anspruch 1 , bei der zwei oder mehr Einzelantennen auf einem gemeinsamen Träger (1 1 ) nebeneinander oder ganz oder teilweise überlappend angeordnet sind. 8. An antenna according to claim 1, wherein two or more individual antennas on a common support (1 1) are arranged side by side or completely or partially overlapping. Antenne nach Anspruch 1 oder 8, bei der An antenna according to claim 1 or 8, wherein - die Einzelantennen nebeneinander angeordnete parallel betriebene für die gleiche Frequenz oder den gleichen Frequenzbereich ausgelegte Einzelantennen (69) sind, oder  - The individual antennas juxtaposed parallel operated for the same frequency or the same frequency range designed individual antennas (69), or - die Einzelantennen nebeneinander angeordnete einzeln betriebene für  - The individual antennas juxtaposed individually operated for unterschiedliche Frequenzen oder unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegte Einzelantennen sind, oder  different frequencies or different frequency ranges designed individual antennas are, or - die Einzelantennen ganz oder teilweise überlappend angeordnete einzeln betriebene für unterschiedliche Frequenzen oder unterschiedliche Frequenzbereiche ausgelegte Einzelantennen sind.  - The individual antennas are completely or partially overlapping arranged individually operated designed for different frequencies or different frequency ranges individual antennas. 10. Mit Mikrowellen nach dem Laufzeitprinzip arbeitendes Füllstandsmessgerät mit 10. Working with microwaves on the transit time principle level gauge with Antenne gemäß einem der Ansprüche 1 - 9.  Antenna according to one of claims 1 - 9. Füllstandsmessgerät gemäß Anspruch 10, bei dem Level gauge according to claim 10, wherein - die Antenne (5) in einem Gehäuse (57) angeordnet ist, und  - The antenna (5) in a housing (57) is arranged, and - das Gehäuse (57) in Senderichtung (X) der Antenne (5) nach außen durch ein dielektrisches Fenster (59), insb. ein als dielektrische Linse aufsgebildetes Fenster (59), verschlossen ist.  - The housing (57) in the transmission direction (X) of the antenna (5) to the outside through a dielectric window (59), esp. A constructed as a dielectric lens window (59) is closed. 12. Füllstandsmessgerät gemäß Anspruch 10, bei dem 12. Level gauge according to claim 10, wherein auf dem Träger (1 1 ) der Antenne (5), eine Hochfrequenzbaugruppe (9), insb. eine on the support (1 1) of the antenna (5), a high frequency assembly (9), in particular a Hochfrequenzbaugruppe zur Aufnahme und/oder Verarbeitung von mit der Antenne (5) empfangenen Empfangssignalen (R) und/oder zur Erzeugung von über die Antenne (5) zu sendenden Mikrowellensignalen (S), angeordnet ist. High-frequency assembly for receiving and / or processing of the antenna (5) received signals received (R) and / or for generating via the antenna (5) to be transmitted microwave signals (S), is arranged. Füllstandsmessgerät gemäß Anspruch 10, bei dem Level gauge according to claim 10, wherein - die Antenne einen symmetrischen Antennenanschluss (13) aufweist, und  - The antenna has a balanced antenna connection (13), and - der symmetrische Antennenanschluss (13) über einen Balun (51 ) an eine  - The symmetrical antenna connection (13) via a balun (51) to a asymmetrische Anschlussleitung oder einen asymmetrischen Anschluss der Hochfrequenzbaugruppe (9) angeschlossen ist.  asymmetrical connection line or an asymmetrical connection of the high-frequency module (9) is connected. Füllstandsmessgerät gemäß Anspruch 10, bei dem Level gauge according to claim 10, wherein die Antenne (5) ein Hohlleitersegment (63) speist, das in Senderichtung (X) in sich in Senderichtung (X) aufweitenden Trichter (65) übergeht. 15. Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Sende-, Empfangs-, Transmissionsund/oder Signalerzeugungseigenschaften von für Mikrowellen ausgelegten Einheiten (71 ), insb. von Hochfrequenzbaugruppen (9) von mit Mikrowellen nach dem the antenna (5) feeds a waveguide segment (63) which merges in the transmission direction (X) into funnels (65) which expand in the transmission direction (X). 15. An apparatus for the metrological detection of transmission, reception, transmission and / or signal generation properties of units designed for microwaves (71), esp. Of high-frequency assemblies (9) of microwaves after the Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten oder von an eine Sende-und/oder Empfangseinheit angeschlossenen Antennen von mit Mikrowellen nach dem  Runtime principle working level gauges or connected to a transmitting and / or receiving unit antennas with microwaves after the Laufzeitprinzip arbeitenden Füllstandsmessgeräten, mit  Runtime principle working level gauges, with - mindestens einer Antenne (75) gemäß einem der Ansprüche 1 - 9, und  - At least one antenna (75) according to one of claims 1-9, and - einer Aufnahmeeinrichtung (73) zur Aufnahme der Einheit (71 ),  a receiving device (73) for receiving the unit (71), - bei der die Aufnahmeeinrichtung (73) und die Antennen (75) relativ zueiander derart angeordnet sind, dass die Senderichtungen (X) der Antennen (75) bei in die - In which the receiving means (73) and the antennas (75) relative to each other are arranged such that the transmitting directions (X) of the antennas (75) in the Aufnahmeeinrichtung (73) eingesetzter Einheit (71 ) in Richtung der Einheit (71 ) weisen. Receiving device (73) inserted unit (71) in the direction of the unit (71) have.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3490061A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Antenna device
EP3490060A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Radar device
WO2020030952A1 (en) * 2018-08-08 2020-02-13 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd Antenna
CN113412412A (en) * 2019-02-19 2021-09-17 Vega格里沙贝两合公司 Radar transmitter assembly with integrated antenna

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020036297A (en) * 2018-08-31 2020-03-05 富士通コネクテッドテクノロジーズ株式会社 Antenna device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4443055A1 (en) * 1994-12-05 1996-06-20 Grieshaber Vega Kg Aerial unit for filling level radar gauge with HF emitter for radiating microwaves
US6326922B1 (en) * 2000-06-29 2001-12-04 Worldspace Corporation Yagi antenna coupled with a low noise amplifier on the same printed circuit board
US20020059828A1 (en) * 2000-10-14 2002-05-23 Roland Muller Apparatus for determining the filling level of a filling material in a container
US20050110627A1 (en) * 2003-10-02 2005-05-26 Emag Technologies, Inc. Antenna system embedded in a support structure for interrogating a tire sensor transponder
US20070103377A1 (en) * 2002-03-27 2007-05-10 Airgain, Inc. Antenna system with a controlled directional pattern, a transceiver and a network portable computer
DE102010028265A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Robert Bosch Gmbh Antenna device for transmitting and receiving electromagnetic waves
US20120293387A1 (en) * 2010-10-22 2012-11-22 Panasonic Corporation Antenna apparatus provided with dipole antenna and parasitic element pairs as arranged at intervals

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1860123A (en) * 1925-12-29 1932-05-24 Rca Corp Variable directional electric wave generating device
DE475293C (en) * 1925-12-29 1929-04-25 Hidetsugu Yagi Device for directional transmission or directional reception
DE1100726B (en) * 1959-08-21 1961-03-02 Siemens Ag Antenna arrangement for short and very short electromagnetic waves
DE2601494A1 (en) * 1975-01-28 1976-07-29 Plessey Handel Investment Ag METHOD OF MANUFACTURING A RADIO ANTENNA
GB2034124B (en) * 1978-10-04 1983-06-29 C S Antennas Ltd Antenna
DE69020215T2 (en) * 1989-04-03 1996-02-29 Raytheon Co Microstrip line antenna with parasitic elements.
ES2040625B1 (en) * 1991-10-11 1995-04-01 Televes Sa YAGUI UHF ANTENNA.
US5712643A (en) * 1995-12-05 1998-01-27 Cushcraft Corporation Planar microstrip Yagi Antenna array
US5896108A (en) * 1997-07-08 1999-04-20 The University Of Manitoba Microstrip line fed microstrip end-fire antenna
US6046703A (en) * 1998-11-10 2000-04-04 Nutex Communication Corp. Compact wireless transceiver board with directional printed circuit antenna
US6307524B1 (en) * 2000-01-18 2001-10-23 Core Technology, Inc. Yagi antenna having matching coaxial cable and driven element impedances
DE10023497A1 (en) * 2000-05-13 2001-11-15 Endress Hauser Gmbh Co Microwave-type level gauge for industrial applications, is equipped with a plate for positioning the microwave generator
US7015860B2 (en) * 2002-02-26 2006-03-21 General Motors Corporation Microstrip Yagi-Uda antenna
WO2004051198A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-17 Saab Rosemount Tank Radar Ab Antenna device for radar-based level gauging
DE10355796B4 (en) * 2003-11-28 2016-10-13 Robert Bosch Gmbh Integrated circuit for distance and / or speed measurement of objects
JP4408405B2 (en) * 2004-09-21 2010-02-03 富士通株式会社 Planar antenna and radio equipment
DE102004059395A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-14 Siemens Ag Transmitting and / or receiving device
DE102008048582A1 (en) 2008-09-23 2010-03-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Microwave level gauge
DE102010031276A1 (en) * 2010-07-13 2012-01-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Level gauge for determining and monitoring a level of a medium in the process chamber of a container by means of a microwave transit time measurement method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4443055A1 (en) * 1994-12-05 1996-06-20 Grieshaber Vega Kg Aerial unit for filling level radar gauge with HF emitter for radiating microwaves
US6326922B1 (en) * 2000-06-29 2001-12-04 Worldspace Corporation Yagi antenna coupled with a low noise amplifier on the same printed circuit board
US20020059828A1 (en) * 2000-10-14 2002-05-23 Roland Muller Apparatus for determining the filling level of a filling material in a container
US20070103377A1 (en) * 2002-03-27 2007-05-10 Airgain, Inc. Antenna system with a controlled directional pattern, a transceiver and a network portable computer
US20050110627A1 (en) * 2003-10-02 2005-05-26 Emag Technologies, Inc. Antenna system embedded in a support structure for interrogating a tire sensor transponder
DE102010028265A1 (en) * 2010-04-27 2011-10-27 Robert Bosch Gmbh Antenna device for transmitting and receiving electromagnetic waves
US20120293387A1 (en) * 2010-10-22 2012-11-22 Panasonic Corporation Antenna apparatus provided with dipole antenna and parasitic element pairs as arranged at intervals

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GRAJEK P R ET AL: "A 24-GHz High-Gain Yagi-Uda Antenna Array", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 52, no. 5, 1 May 2004 (2004-05-01), pages 1257 - 1261, XP011112435, ISSN: 0018-926X, DOI: 10.1109/TAP.2004.827543 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3490061A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Antenna device
EP3490060A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Radar device
CN109839631A (en) * 2017-11-27 2019-06-04 松下知识产权经营株式会社 Radar installations
US10985471B2 (en) 2017-11-27 2021-04-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Radar device
CN109839631B (en) * 2017-11-27 2023-09-19 松下知识产权经营株式会社 Radar device
WO2020030952A1 (en) * 2018-08-08 2020-02-13 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd Antenna
US11605898B2 (en) 2018-08-08 2023-03-14 Nokia Shanghai Bell Co., Ltd. Antenna
CN113412412A (en) * 2019-02-19 2021-09-17 Vega格里沙贝两合公司 Radar transmitter assembly with integrated antenna
US20220120848A1 (en) * 2019-02-19 2022-04-21 Vega Grieshaber Kg Radar transmitter assembly having an integrated antenna
US12345831B2 (en) * 2019-02-19 2025-07-01 Vega Grieshaber Kg Radar transmitter assembly having an integrated antenna

Also Published As

Publication number Publication date
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