传感器10或根据本发明的用于测量与物体12的距 离D的方法的一个发展，针对微波振荡器54的至少两个不同频率而非预定频率，可以确定 反射系数Γ以及由此确定距离D。为在频率之间切换，提供开关62,其交替地启动微波振 荡器52以提供具有第一频率且具有至少另一频率的输出信号54。如已结合图7解释，针对 反射系数Γ的正确保形映射38,针对其他频率得到另外螺旋路线68、70。因此，在理论上， 在凸物体12的距离D增加的情况下，可藉以获得清晰度的增加的相位差Phr通过针对两 个不同频率的评估来产生。这个实施方式尤其是有利于较大距离D，因为在此，反射系数Γ 的绝对值的路线更为平坦，并且因此其确定值可能更倾向于产生误差。
[0148] 在原则上，在使用针对两个不同频率且仅一个波模式的距离D的测量的情况下， 检查似真性或验证所确定的距离D是可能的。
[0149] 另一有利发展规定，代替单峰刺激，另外在波导22中产生其他波模式且确定不同 波模式的反射系数r。由此，获得至少另一独立复值，所述独立复值可用于确定距离D且/ 或消除相位Phr中的不确定性。对于这种发展，需要多个模式变换器20。
[0150] 因此，检查似真性或验证所确定的距离D同样是可能的。
[0151] 在必要时，为了确定距离D，可使用传输波16的至少两个不同频率以及至少两个 不同的波模式。
[0152] 对应于输出信号66的距离D的所确定的测量可作为模拟信号来提供。替代或另 外地，输出信号66可作为开关信号来提供，所述信号以信号来表明已超过或低于所确定的 距离D。
【主权项】
1.用于测量与物体（12)的距离（D)的接近度传感器，所述接近度传感器具有提供传输 波（16)作为输出信号（54)的微波振荡器（52)，所述接近度传感器（10)在所述物体（12) 的方向上将所述传输波发射作为自由空间传输波（16c)，导电或至少具有导电表面的所述 物体（12)将所述自由空间传输波反射作为自由空间反射波（30a)，并且所述接近度传感器 (10)将所述自由空间传输波接收作为对反射波（30)，其中从所述传输波（16)和所述反射 波（30)确定所述反射系数（r)，所述接近度传感器（10)提供所述反射系数作为所述距离 (D)的测量，所述接近度传感器的特征在于，所述传输波（16)在波导（22)中被引导为波导 传输波（16b)，所述传输波（16)以一波模式注入到所述波导（22)，这使所述波导（22)的所 述前端的所述孔（26)处所述波导传输波（16b)分离成所述自由空间传输波（16c)并使所 述自由空间传输波（16c)朝向所述物体（12)传播。2.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，在使用圆形波导时，TEl 1模式提 供为波模式。3.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，所述波导（22)被设计成圆形柱 形。4.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，电介质窗（28)提供在所述波导(22)的所述前端的所述孔（26)处。5.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，所述波导（22)用电介质材料填 充。6.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，至少一个模式变换器（20)提供 用来确定所述波导（22)中的所述波导传输波（16b)的所述波模式。7.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，正交混频器（58)提供用来从所 述传输波（16)和所述反射波（30)确定所述反射系数（r)。8.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，6栅极技术提供用来从所述传输 波（16)和所述反射波（30)确定所述反射系数（r)。9.根据权利要求1所述的接近度传感器，其特征在于，所述波导（22)、所述模式变换器 (20)以及信号处理布置（14)形成单部分式单元，其外壳优选为所述波导（22)。10.用于测量与物体（12)的所述距离（D)的方法，其中微波振荡器（52)的输出信号(54)提供作为传输波（16)，所述传输波在所述物体（12)的方向上发射作为自由空间传输 波（16c)，所述传输波由导电或至少具有导电表面的所述物体（12)反射作为自由空间反射 波（30a)并且接收作为反射波（30)，其中所述反射系数（r)从所述传输波（16)和所述反 射波（30)确定，并且提供作为对所述距离（D)的测量，所述方法的特征在于，所述传输波 (16)在波导（22)中被引导为波导传输波（16b)，所述传输波（16)注入到所述波导（22)中 是以一波模式进行，这使所述波导（22)的所述前端的所述孔（26)处所述波导传输波（16b) 分离成所述自由空间传输波（16c)并使所述自由空间传输波（16c)朝向所述物体（12)传 播。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在使用圆形波导时，TEl 1模式提供为波 模式。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，针对所述传输波（16)的一个频率、及一 个波模式进行对所述距离（D)的所述确定。13. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，为了确定所述距离（D)，针对所述传输 波（16)的至少两个不同频率交替进行对所述微波振荡器（52)的调谐，并且对所述距离（D) 的所述确定针对至少两个不同频率及波模式进行。14. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，至少一个第二波模式提供用于相对于 所述第一波导来交替地将所述传输波（16)注入到所述波导（22)中。15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，针对所述传输波（16)的一个频率、及至 少两个不同的波模式进行对所述距离（D)的所述确定。16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，提供另一这样的波模式，所述波模式使 所述波导（22)前面分布主要渐消失场。17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在使用圆形波导情况下，TMOl模式提供 作为至少另一种波模式。18. 根据权利要求13或15所述的方法，其特征在于，对所述距离（D)的所述确定是以 至少两种不同方法进行，并且提供对以不同方法确定的结果的似真性的检查。19. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，针对所述波导（22)的孔（26)处出现的 反射系数（F3)，提供从所述传输波（16)和所述反射波（30)确定的第一反射系数（r)的 反演计算。20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述反演计算借助于保形映射（38)来 发生。21. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述反射系数（r)的所述相位（Ph r) 的确定提供作为对所述距离（D)的测量。22. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述反射系数（r)的所述相位（Ph r) 和所述绝对值I r I的确定提供作为对所述距离（D)的测量。23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，如果在所述预定测量范围内存在所 述反射系数（F)的所述相位（Phr)的不确定性，那么对所述反射系数（r)的所述相位 (Phr)的所述距离⑶的明确确定通过所述反射系数（r)的所述绝对值提供。24. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进行粗略校准。25. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进行精细校准。26. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述距离（D)提供作为模拟信号。27. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，提供开关信号，所述信号以信号来表明 超过或低于所确定的距离（D)。
【专利摘要】本发明涉及用于测量与物体(12)的距离(D)的接近度传感器(10)和方法。所述接近度传感器(10)含有提供传输波(16)作为输出信号(54)的微波振荡器(52)，所述接近度传感器(10)在所述物体(12)的方向上将所述传输波发射作为自由空间传输波(16c)，导电或至少具有导电表面的所述物体(12)将所述自由空间传输波反射作为自由空间反射波(30a)，并且所述接近度传感器(10)将所述自由空间传输波接收作为反射波(30)，其中从所述传输波(16)和所述反射波(30)确定反射系数(Γ)，并且所述接近度传感器(10)提供所述反射系数作为所述距离(D)的度量。根据本发明的接近度传感器(10)和根据本发明的方法通过以下事实加以区别：所述传输波(16)在波导(22)中被引导为波导传输波(16b)，所述传输波(16)以一波模式注入到所述波导(22)中，这使在所述波导(22)的前端的孔(26)处所述波导传输波(16b)分离成所述自由空间传输波(16c)并使所述自由空间传输波(16c)朝向所述物体(12)传播。
【IPC分类】G01S13/32, G01S13/36
【公开号】CN105051567
【申请号】CN201380074940
【发明人】索林·费里斯安, 马克·埃贝赫
【申请人】巴鲁夫公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2013年7月1日
【公告号】WO2015000452A1