中心频率得出的测量曲线，归因于填充物质的反射的最大值出 现的传播时间，确定在锥形尖端的区域中的填充物质的料位，
[0056] -形成通过相邻中心频率的发射信号得出的单独测量曲线之间的差，
[0057] -对每一差，确定各个差的最大值的传播时间，
[0058] -在每一情况下，与差相关的是与主发射方向的轴形成的平均发射角，在该平均发 射角，在每一情况下，具有较低中心频率的发射信号被发送到环形区上，该环形区位于通过 具有分别较高中心频率的发射信号照射的宽度内并且在通过分别较低中心频率的发射信 号照射的宽度外，以及
[0059] -基于差的最大值的传播时间和相关发射角，在经各自的相关传播时间和相关的 发射角确定的垂直于锥形轴的距锥形轴的距离处，确定所述容器中的填充物质的料位。
[0060] 另外，本发明涉及一种通过具有末端无反射、包围的矩形空心导体，通过根据第二 变形的另外的实施例的脉冲雷达原理工作的料位测量设备，测量在容器中的所述填充物质 的料位的第三方法，包括以下步骤：
[0061] -在测量周期中，执行利用不同中心频率的多个发射信号的多次测量，其中，在每 一情况下，
[0062] -发送具有对特定测量预确定的中心频率的微波脉冲的发射信号，
[0063] -接收其相关接收信号，以及
[0064] -基于接收信号，在每一情况下，得出测量曲线，所述测量曲线示出作为相关信号 传播时间的函数的各个接收信号的振幅，
[0065] -对每一测量曲线，确定其中包含的归因于填充物质的表面的反射的最大值的传 播时间，以及
[0066] -基于这些传播时间、相关发射信号的中心频率，和以各自的中心频率形成的主发 射波束与表面法线形成的角度，在经传播时间和各自的相关角确定的、垂直于表面法线的 离表面法线的间距处，确定所述容器中的填充物质的料位。
[0067] 另外，本发明涉及一种在天线的发射平面中，填充物质形成基本上与矩形空心导 体的表面法线对称的表面的应用中，通过具有末端开路或短路的矩形空心导体的天线，通 过根据第二变形的进一步的实施例脉冲雷达原理工作的料位测量设备，测量容器中的填充 物质的料位的第四方法，其中，
[0068] -在测量周期中，执行利用不同中心频率的多个发射信号的多次测量，其中，在每 一情况下，
[0069] -发送具有对特定测量预确定的中心频率的微波脉冲的发射信号，
[0070] -接收其相关接收信号，以及
[0071] 一基于接收信号，在每一情况下，得出测量曲线，该测量曲线示出作为相关信号传 播时间的函数的各个接收信号的振幅，
[0072] -对每一测量曲线，确定归因于填充物质的表面的反射的其中包含的最大值的传 播时间，以及
[0073] -基于这些传播时间、相关发射信号的中心频率，和以各自的中心频率形成的主发 射波束与表面法线形成角度，在经传播时间和在每一情况下的相关角确定的、垂直于表面 法线的离表面法线的间距处，确定所述容器中的填充物质的料位。
[0074] 另外，本发明包括根据第二、第三或第四方法的进一步开发的方法，在该情况下， 基于由料位和出现测量点的各自的相关间距给出的测量点，尤其通过内插、滤波或平滑，得 出轮廓，该轮廓示出作为间隔的函数的料位。
[0075] 在后一方法的进一步开发中，根据间距，对料位的突然弯曲或跳变，检查该轮廓。
[0076] 在上述方法的优选形式中，使测量曲线的振幅归一化，该归一化考虑到取决于各 个发射信号的微波脉冲的中心频率的天线的辐射特性的方向相关性。
[0077] 此外，本发明涉及一种空心导体缝隙天线，用于发送或用于发送并且接收位于由 下限频率和上限频率限定的频谱内的不同中心频率的信号，并且取决于各个发射信号的中 心频率，具有对不同的中心频率不同的空间辐射特性，包括：
[0078] -矩形空心导体，
[0079] -所述矩形空心导体具有输入，经该输入，向所述矩形空心导体馈送待发送的信 号，
[0080] --所述矩形空心导体的与所述输入相对的末端被末端短路、被端接有无反射端或 被开路，以及
[0081] 一所述矩形空心导体具有空心导体壁，所述空心导体壁具有以与所述空心导体壁 的中心相同的间距，在每一情况下，平行于所述矩形空心导体的纵轴延伸的两行中，相继布 置的槽形切口，其中，
[0082] -就两行中相继的切口的形状和间距而言，两行是相同的，
[0083] 在矩形空心导体的纵向中，使两行以偏移量相对于彼此偏移布置，所述偏移量 处于以上限频率，在矩形空心导体中形成的波长的约一半大小，
[0084] -在每一行中的切口以周期距离周期性地布置，所述周期距离处于以下限频率， 在矩形空心导体中形成的约波长大小，以及
[0085] -所述切口具有长度，所述长度处于以上限频率，在矩形空心导体中形成的波长 的约一半大小，并且显著小于偏移量。
[0086] 本发明的料位测量设备提供能可靠适用在不同应用的相当宽的频谱中，尤其是在 横向伸入到容器中的干扰的应用以及形成粒状材料锥形的填充物质的应用中的优点。由于 仅要求单一机械刚性天线，与具有摆动天线的料位测量设备相比，这种天线机械鲁棒并且 不太容易故障。此外，与具有多个发射和/或接收天线的测量设备相比，在安装位置要求更 少空间，尤其是，为安装天线，仅要求一个容器开口，因此，很显然比用于机械摆动天线并且 显然更复杂的测绘雷达系统的容器开口更小。
【附图说明】
[0087] 现在，将基于附图，更详细地说明本发明及其优点，附图中示出了两个实施例。在 图中，相同的部件具有相同的参考符号。附图表不如下：
[0088] 图1是具有喇叭天线的料位测量设备的料位测量配置，其中，干扰横向地伸出到 容器中；
[0089] 图2是具有喇叭天线的料位测量设备的料位测量配置，其中，粒状材料锥形位于 容器中；
[0090] 图3a是在归因于填充物质的表面的反射的测量曲线的最大值的传播时间范围中 的最大和第二大中心频率的情况下，通过料位测量配置记录的测量曲线；
[0091] 图3b是在最高中心频率记录的图3a的测量曲线和在第二大中心频率记录的图3a 的标准化测量曲线；
[0092] 图3c是图3b中所示的两个测量曲线的区别；
[0093] 图4是图2的容器以及通过图2的测量配置产生的填充物质的表面的轮廓的测量 占.
[0094] 图5是具有末端无反射关闭、空心导体的缝隙天线的料位测量设备的料位测量配 置，其中，填充物质形成横向伸出到天线的视场中的山形；
[0095] 图6是空心导体的缝隙天线的矩形空心导体；
[0096] 图7是具有矩形空心导体并且在其上安装空心导体段的空心导体缝隙天线；
[0097] 图8是结合介质透镜的空心导体缝隙天线的矩形空心导体；
[0098] 图9是对预确定频率设计的空心导体缝隙天线的缝隙状切口的尺寸和定位；
[0099] 图10是为中心频率的频谱设计的空心导体缝隙天线的缝隙状切口的尺寸和定 位；以及
[0100] 图11是具有末端短路的矩形空心导体的图10的空心导体缝隙天线的天线图。
【具体实施方式】
[0101] 图1示出了料位测量配置的示意表示。通过根据脉冲雷达原理工作的料位测量设 备5,在容器1中测量的是形成平表面的填充物质3的料位L。在应用的所示例子中，通过 举例，示出了横向伸出到容器1中的干扰7,例如容器内部物体。
[0102] 料位测量设备5包括在容器1中的待测量的最高料位上方并且指向填充物质3的 单一天线9,经该天线9,在测量操作中，将发射信号S向填充物质3发送，并且接收它们在 天线9的方向上在容器1中反射回的信号部分作为接收信号R。
[0103] 根据本发明，料位测量设备5包括发射系统11，其具有连接到控制单元13的脉冲 生成系统15,该脉冲生成系统15以下述方式实现：以在每一情况下，在包括至少两次测量 的预确定测量周期中，在测量操作中，产生发射信号S n。每一发射信号Sn*对特定测量预 确定的并且以预确定重复率由脉冲生成系统15产生的中心频率4的微波脉冲构成。在这 种情况下，通过控制单元13,对于利用在测量中使用的发射信号S n的微波脉冲的特定测量， 预确定中心频率4。基本上，当要求时，还能应用非常短的发射信号Sn，尤其是相继仅几个， 例如3-8个微波脉冲的发射信号S n。然而，优选地，为适应在填充物质3和料位测量设备 5之间的、计量学上要被记录的最大距离，应用具有显然更大数量的顺序相继的微波脉冲的 发射信号S n。
[0104] 根据本发明，在每一测量周期中，执行至少两次测量，在各个测量中发送的发射信 号S，微波脉冲的中心频率f n不同。优选地，在相应的大量测量中，使用显然更大数量，例 如从30至50个不同的中心频率fn。
[0105] 经发射系统11、相连的发射/接收分离器17,例如与匹配终端结合的、循环器或定 向耦合器，将发射信号S n传输到天线9。天线9将发射信号S n向容器1中的填充物质3发 送，并且在取决于各个反射器与料位测量设备5的距离和微波脉冲的传播速度的传播时间 t后，接收它们在位于容器1中的反射器上，尤其是在填充物质的表面上、容器底板上或干 扰7上，在天线9的方向上反射回的信号部分。所接收的反射的信号部分的总和在每一情 况下，形成经发射/接收分离器或定向耦合器17馈送到信号处理系统19的接收信号R n，该 信号处理系统19考虑取决于相关发射信号微波脉冲的中心频率fn的天线9的辐射特 性，评估接收信号R n。
[0106] 根据本发明，天线9具有取决于发射信号的频率f的空间辐射特性。辐射特性表 示天线增益的方向相关性。由此，在相等的总发射功率的情况下，在各个空间方向上，发送 发射信号Sn时发射的辐射密度取决于各个发射信号微波脉冲的中心频率1并且对不 同中心频率fn的发射信号S n是不同的。
[0107] 在图1所示的本发明的第一变形中，为此，能应用天线9,其辐射特性对于所有中 心频率f n具有在主发射方向N中辐射的单一显著主波束，并且具有随发射信号S "的中心频 率4减小而上升的孔径角。
[0108] 为此，例如，能应用喇叭天线，诸如已经常用常见料位测量设备中的那些喇叭天 线。常见的喇叭天线目前通过固定中心频率和尤其由脉宽的倒数预确定的带宽操作。然而， 它们是通常足够的宽带，使得能通过不同于该中心频率的中心频率操作。优选地，在本发明 的料位测量设备5中，通过均位于预确定ISM频带内的不同中心频率f n操作它们。用于该 中心频率4的优选频率范围尤其是C频带中在从4GHz至8GHz的范围中、X频带中约IOGHz 大小、E频带中约77GHz大小，或F频带中约123GHz大小的中心频率。其他优选频率范围 位于 2. 4GHz-2. 5GHz、5. 7GHz-5. 8GHz、24GHz-26GHz，以及约 61GHz、110GHz 或 245GHz 大小。
[0109] 替代地，还能应用反射器天线，尤其是抛物面天线。基本上，还可以使用电介质棒 形天线。然后，后者在较高中心频率f n已经具有相对大的孔径角的主波束，使得与其他上 述天线类型的情形相比，通过中心频率的小变化可实现的孔径角改变在此变得更小。
[0110] 同样在常见的脉冲雷达料位测量设备的情况下，本发明的料位测量设备5基于接 收信号Rn，得出在每一情况下的测量曲线A n(t)，其示出根据相关信号传播时间t的各个接 收信号Rn的振幅A。
[0111] 为此，优选地将接收信号Rn叠加在基准信号上，该基准信号由具有与发射信号Sn 的微波脉冲相同的脉宽和相同的中心频率4的微波脉冲构成，然而，该基准信号通过与生 成发射信号Sn的微波脉冲的重复率相差小频率差的重复率定期地生成。该叠加影响顺序进 入的、尤其是相同反射脉冲的频闪采样，最终结果是根据传播时间的反射脉冲的振幅曲线 的时间扩展映射。本领域公知相应的信号调节、处理和评估方法，因此，不再详细地描述。
[0112] 为