了实现各个测量曲线八^七）的振幅值的可比性，使测量曲线An(t)的振幅A经 过归一化，该归一化考虑天线7的辐射特性根据各个发射信号S n的微波脉冲的中心频率fn 的方向相关性。以这种方式，在以天线7的相同发射功率的单独测量的情况下，考虑每一立 体角发送的不同辐射密度。如果在单独测量的情况下，应用不同发射功率，那么通过测量曲 线A n(t)的对应归一化同样加以考虑。
[0113] 在以不同中心频率fn的单独测量的意义上来说，因为信号调节和处理，不同时间 扩展因子导致时间扩展振幅曲线，同样，随后自然地考虑它们。这优选地通过后续缩放的单 独导数发生，通过后续缩放，单独测量的测量曲线A n(t)被参考到相同时间尺度。
[0114] 与通过相同发射信号S执行所有测量的常见脉冲雷达料位测量设备相反，通过本 发明的料位测量设备，执行由至少两次测量构成的测量周期，该至少两次测量区别在于所 使用的发射信号S n的微波脉冲的中心频率€"不同。在下文中，使用包括三次测量的测量周 期的例子，描述支持本发明的测量原理。然而，优选地，使用更大数量的不同中心频率f n，例 如30-50个不同中心频率fn，执行测量。
[0115] 在第一测量中，发射其微波脉冲具有例如26GHz的中心频率的中心频率的第一 发射信号S 1。在第二测量中，发射其微波脉冲具有例如25GHz的中心频率的较低中心频率 f2的第二发射信号S 2。在第三测量中，发射其微波脉冲具有更低中心频率f3，在此为24GHz 的中心频率的第三发射信号S3。
[0116] 为示例目的，图1相互并排地示出了用于单独测量的天线9的空间辐射特性。辐 射特性在每一情况下，包括指向主发射方向N的主波束以及具有随中心频率f n减小而增加 的孔径角α n。
[0117] 对三个测量的每一个，基于分别获得的接收信号R1, R2, R3，得出以上述方式归一化 和缩放的测量曲线A1U), A2 (t)，A3 (t)，根据相关信号传播时间t，示出分别各个接收信号 R1, R2, R3的振幅 A。
[0118] 在图1中信号处理系统19的右边的图部分，相互比较地示出由信号处理系统19 得出的三个测量曲线￥(〇^ 2(〇^3(〇。对11=1，2,3的每一测量曲线六11(〇，确定传播 时间t ns，tnu tnB和其中包含的最大值E s，Eu Eb的最大振幅A ns，Anu AnB。每一最大值Es，Eu Eb 归因于位于容器1中的反射器的反射。在本例子中，在每一情况下，所有三个测量曲线 A1 (t)，A2 (t)，A3 (t)包含归因于横向伸入到光束路径中的干扰7的反射的最大值Es、归因于 填充物质的表面的反射的最大值^，以及归因于容器底部的反射的最大值E b。
[0119] 归因于指定反射器的最大值Es, Eu Eb约在相同的传播时间t产t1产t2产t3s, tp 七1^^2^^\，&~4~6~4出现在不同测量曲线六1(〇^ 2(〇,3(〇中。因此，基于对单 独测量曲线An(t)确定的传播时间t ns，t\，tnB，确定包含在不同测量曲线A1 (t)，A2 (t)，A3 (t) 中的最大值Es，Eu Eb，其归因于同一各自反射器。
[0120] 基于以不同中心频率f i，f2, f3记录的单独测量曲线A 1 (t)，A2 (t)，A3 (t)，然后基 于归因于同一反射器的测量曲线AHt)，A2 (t)，A3(t)的最大值Es，Eu Eb的不同最大振幅 A1s, A2s, A3S;A \，A\, A\;A V A2b, A3B，能得出有关在垂直于天线9的主发射方向N延伸的平面 中，特定反射器离主发射方向N的轴有多远的间距X的信息。
[0121] 该推导建立在以下事实的基础上：归因于同一反射器的不同测量曲线An(t)的最 大值E s，Eu Eb在该反射器离主发射方向N的轴的越大的间距X处，与较低中心频率fn相比， 在较高中心频率4下，具有越低的最大值振幅，同时，在小间距X处，与低中心频率相比，在 车父尚中心频率4下，具有越大的最大值振幅A。
[0122] 在本例子中，由于干扰7离主发射方向N的轴相对大的距离X，归因于干扰7的最 大值E s在最高中心频率匕=26GHz记录的测量曲线A 1U)中具有最小最大振幅A1s，而在最 低中心频率f3= 24GHz记录的测量曲线A3 (t)中具有最大最大振幅A3s。相反，归因于填充 物质的表面和容器底部的最大值Eu Eb由于它们在以各自不同的孔径角α n由主波束照射 的幅度上取平均而在每一情况下的小距离X，在最高中心频率f\= 26GHz记录的测量曲线 A1 (t)中，具有最大最大振幅A1u A1b，而在最低中心频率f3= 24GHz记录的测量曲线A 3(t) 中，具有最小最大振幅A\，A3b。
[0123] 由于天线9的辐射特性的主波束，与信号的频率无关地，形成基本上可旋转对称 于主发射方向N的轴，可以由此推导出特定间距X本身，而不是垂直于主发射方向N的轴的 平面中的各个反射器的空间位置。由此，在此之前或之后，不能确定图1中的干扰7位于该 图的平面的左半部分还是右半部分。
[0124] 间距X的确定优选地基于以数字形式由信号处理系统19为此确定的归一化最大 振幅 A1s, A2s, A3s;A \，A2u A\;A V A2b, A3b数字地发生。
[0125] 在对应校准的情况下，除上述有关间距x的定量陈述外，还几乎获得有关间距x的 定量数据。
[0126] 能将有关单独反射器的间距X的、以上述方式获得的信息尤其用来使单独最大值 Es，Eu Eb安全和可靠地与相应的反射器，在此是干扰7、填充物质的表面和容器底部关联。由 于干扰7在料位测量配置中，总是横向地延伸到光束路径中，并且一定不直接在天线9下面 (在那种情况下，料位测量是绝不可能的），基于距离信息，能将归因于填充物质的表面或 容器底部的反射的最大值E u Eb与归因于干扰7的反射的最大值E s可靠地区分开来。
[0127] 该信息可通过信号处理系统19,由料位测量设备5自动地得出，并且使得可用或 将来使用。
[0128] 因此，基于距离信息来识别位于容器1中的干扰7的最大值Es，确定归因于各个干 扰7的最大值^发生的传播时间"的环境中，测量曲线A n(t)的属性，并且在下述基于该 信息的料位测量的情况下，执行上述干扰回波屏蔽是可能的。
[0129] 替代或对此补充，现在基于距离信息更可靠的最大值与反射器的可能关联能用于 执行上述回波跟踪方法。由此，在回波跟踪方法开始时，料位测量设备在初始测量周期中， 自动地产生测量曲线A(t)的单独最大值E与各自的相关反射器的可能关联。此外，基于距 离信息更可靠的可能的关联能继续用于校验由回波跟踪方法产生的测量曲线A(t)的单独 最大值E与各自的反射器的关联是否仍然正确。
[0130] 图2示出具有上述基于图1所述的本发明的料位测量设备5的另一料位测量配 置。测量配置不同于图1所示之处仅在于不存在干扰7,并且在此将粒状材料提供为在容器 1中形成粒状材料锥形23的填充物质21。粒状材料锥形23具有与天线9的主发射方向N 的轴重合的圆锥纵轴。
[0131] 同样在此，根据本发明，执行测量周期，在每一情况下，该测量周期包括通过具有 所包含的微波脉冲的不同中心频率f n的发射信号Sn执行的至少两次测量。在接收评估电 路19的右边所示的图部分，通过举例，以对数表示，依次绘制在三个不同中心频率f\，f 2, f3 记录的测量曲其中，优选地在每一测量周期中，以明显更大数量的不同中心频率 4执行测量。为更好地关注，图2仅示出了测量曲线A n(t)的传播时间范围，其中，出现归 因于填充物质21上的反射的、单独测量曲线4"(〇的最大值EJf1), EJf2LEJf3K
[0132] 由于用在单独测量的不同中心频率fn及由此产生的所发送的主波束的不同孔径 角α n，发射信号SJI明同心地延伸到主发射方向N和粒状材料锥形23的纵轴的不同大的 圆锥内宽B1、B2和B3。因此，归因于粒状材料锥形内表面的反射的单独测量曲线A n(t)的 最大值EJfn)具有与传播时间范围相对的振幅曲线，无疑依赖于粒状材料形状、中心频率 相关性、主波束N的孔径角α n和天线9的发射功率。
[0133] 在这种情况下，所有测量使用相同发射功率，因此，随着孔径角α n增加，透过粒状 材料锥形内表面的辐射密度减少。这立即揭示了单独测量曲线4"(〇的振幅A的绝对值， 并且优选地通过单独测量曲线A n(t)的上述归一化加以考虑。
[0134] 在所选择的不同中心频率fn记录的测量曲线4"(〇的振幅属性中包含的是分别以 各自的中心频率4示出的同心宽度Bl、B2和B3中，有关粒状材料锥形内宽与料位测量设 备5的距离的信息。例如，能基于在最高中心频率&得出的测量曲线A 1 (t)和每一情况下， 通过相邻中心频率fn+1，fn记录的两个归一化测量曲线A n+1 (t)、An(t)之间的差得出该信息。
[0135] 根据以下公式，形成差Λη+1，η:
[0136] Λη+1，ηα) = An+1(t)_An(t)
[0137] 这种公式给出了在位于由较高中心频率fn的发射信号射的宽度BJF和由第 二大中心频率f n+1的发射信号S n+1照射的宽度B n+1内的环形区中，朝料位测量设备反射回的 发射信号Sn+1的信号部分的振幅。相应地，差Λ n+1，n在每一情况下具有归因于填充物质的表 面的反射的最大值Mn+1， n。该最大值Mn+1，n发生时的传播时间t Λη+1，η对应于相关外环区Rn+1，n 中的粒状材料锥形内表面与料位测量设备5分开的平均距离dn+1，n。
[0138] 为此，例如，图3a示出在归因于填充物质的表面的反射的最大值EJf1), EJf2)的 传播时间范围内，以最高中心频率和第二大中心频率f 2记录的测量曲线A i (t)，A2 (t)。
[0139] 通过最高中心频率&执行的测量仅照射锥形尖部的小区域B1。因此，归因于填充 物质3的反射的最大值EJf 1)具有其最大振幅八\的传播时间t Mp对应于锥形尖部与料位 测量设备5的距离Cl1。由此，基于料位测量设备5在容器1上方的安装高度，直接得出在离 主发射方向N的轴，或者与之重合的锥形纵轴的间距X 1= 0时，填充物质21的料位L i。
[0140] 在通过第二大中心频率f2得出的测量曲线的情况下，照射粒状材料锥形23的稍 微更大的宽度B2。该稍微更大的宽度B2包括具有锥形尖的宽度B1。两个归一化和缩放的 测量曲线A 1UhA2U)之间的差A21由此包含有关外部和同心地包围宽度Bl的宽度B2的 外环区域R 21的信息。
[0141 ] 例如，通过将在每一情况下，以较低中心频率fn记录的所有测量曲线的对数振幅A 乘以以这些测量曲线的最大振幅A\等于通过最高中心频率f ^己录的测量曲线A 1 (t)的对 应最大振幅A\的方式预确定的因子kn，以图3b的方式，执行归一化。图3b以对数表示，示 出通过最高中心频率4记录的测量曲线A 1U)和通过第二大中心频率&记录的相应归一 化测量曲线k2A2(t)。
[0142] 图3c示出两个归一化对数测量曲线的差A21。在最简单的情况下，确定差值A21 的最大值M21的传播时间t Λ21，并且计算同心包围宽度Bl的宽度Β2的外环区域R21离料位 测量设备5的平均距离d 21。
[0143] 以相同的方式，形成所有另外的频率相邻的归一化对数测量曲线4"(〇的差 Δη+1，η，并且确定这些差Λη+1η的最大值Mn+1， n的传播时间t Λη+1，η，以及计算同心包围各个较 小宽度Bn的较大宽度B n+1的外环区域R η+1，η离料位测量设备5的平均距离d η+1，η。
[0144] 基于传输发射信号Sn的主波束的孔径角α η的频率相关性，能将从主发射方向N 的轴测量的平均发射角θη+1.η与每一环形区域Rn+1，n关联，以该角，将相关发射信号S n从天 线发送到环形区域Rn+1，n。基于平均距离dn+1， n和相关平均发射角θη+1.η，然后提出粒状材料 锥形23的轮廓。在