相继，即。
[0181] D~A(fmin)
[0182] 切口 39的长度L处于在矩形空心导体29中，以上限频率fmax形成的波长λ (fmax) 的约一半，并且显著小于偏移量Δ，即。
[0183] L^A(fmax)/2<A
[0184] 优选地，根据制造公差，对长度L，预确定最大值，在最大值的情况下，除了制造公 差，还确保长度L显著小于偏移量Λ。以这种方式，实现纵向中的一行的切口 39不会与另 一行的各自的后续切口 39重叠。
[0185] 优选地通过基于数值模拟计算执行的优化，优选地还考虑在矩形空心导体39的 内部和外部的不同信号传播速度有关的最小相位偏移量，确定用于切口 39的长度L、周期 距离D、偏移量Λ和与末端35的间隔X(l，X1的精确值。
[0186] 在基于上限频率fmax的较短波长λ (fmax)，根据本发明确定偏移量Λ的同时，基于 下限频率fmin的较长波长λ (fmax)，根据本发明确定周期距离D。因此，沿相对于彼此位移偏 移量△的两行的两个切口 39的各自的第一个的切口端的无切口空心导体段HLl进一步取 决于切口 39的长度L，短于在相对于彼此位移偏移量△的两行的两个切口 39的各自第二 个的切口端后的无切口空心导体段HL2。为了示例，在图10中，示出相对于较长空心导体段 HL2的交叉影线，较短的空心导体段HLl的交叉影线。
[0187] 以此，很好地匹配用于其中心频率fn位于下限频率fmin附近的发射信号S n的周期 距离，而切口 39的长度L对此有点太小，并且在纵向中，每一第二切口 39位于错误位置中。 在末端35的短路或开路端接的情况下，这影响两个主波束，且取向与表面法线Z相差中心 频率相关角β η。在末端35的无反射端接的情况下，仅一个主波束形成，且取向与表面法线 Z相差中心频率相关角βη。
[0188] 对其中心频率fn位于上限频率f max附近的发射信号S η，相反，很好地匹配偏移量 Δ。此外，与相对于彼此位移偏移量Δ的两个切口 39中的各自的第二个的切口端相连的 较长的无切口空心导体段HL2,以及切口 39的长度L超过最佳匹配特定中心频率fn的大小 在矩形空心导体29内的区域中以及在形成辐射波前时，影响相移，使得发生辐射波前聚焦 到与表面法线Z平行指向的单一主波束。
[0189] 在具有无反射闭合端35的矩形空心导体29的天线27的情况下，经切口 39,使所 供应的发射信号-部分朝向填充物质33发送。在切口 39的上述尺寸和定位的情况 下，在这种情况下，根据各个发送的发射信号微波脉冲的中心频率fn，天线27具有在 由表面法线Z和空间方向Y限定的平面中，以相对于表面法线Z的角度β n形成的单一主 要主波束的辐射特性。
[0190] 在图5所示的实施例的情况下，应用具有无反射闭合、矩形空心导体29的实施例 形式。在此示出单独主波束的方向和角度β η，以该角度，相对于表面法线Z，例如，形成以 不同中心频率4的五个顺序执行测量。
[0191] 在每一情况下，以相关中心频率fj_序地执行每一测量的情况下，发送由通过控 制单元13,对特定测量预确定的中心频率f n的微波脉冲构成的发射信号Sn，接收其相关接 收信号Rn，并且基于接收信号R n，得出测量曲线An(t)，其根据相关信号传播时间t，示出各 个接收信号Rn的振幅A n(t)。在此，以上述方式，优选地归一化和缩放测量曲线An(t)。在 图5的接收评估电路19的右侧，示出了具有不同中心频率4的顺序得出的测量曲线A n(t)。 在这些测量曲线An(t)的每一个中，在每一情况下，确定归因于填充物质的表面的反射的其 中包含的标记最大值E\，以及具有所确定的最大振幅的传播时间t\。在每一情况下，传播 时间在以各个中心频率f n形成的天线27的输出辐射特性的主波束的方向上，对应于料 位测量设备25与填充物质的表面的距离dn。
[0192] 基于这些最大值E\的传播时间、基于其确定特定传播时间的相关发射信号 Sn的中心频率fn，以及各个中心频率4的主发射波束相对于表面法线Z延伸的角度β n，能 由此直接确定填充物质的表面的轮廓。
[0193] 与基于图2所述的实施例的例子类似，例如，该轮廓以单独测量点 Ln(xn(f3n，dn(tn))的形式表示，其反映基于各个角β η、基于传播时间七"得出的间距dn，以及 根据从表面法线Z到天线27的各个水平间距X n的天线27相对于容器1的位置和安装高 度确定的料位Ln。
[0194] 在此，基于上文结合基于图2和4所述的实施例描述的测量点Ln(xn( β n，dn(tn))的 进一步处理，尤其是通过内插、滤波、平滑和函数拟合，能产生填充物质的表面的连续轮廓， 然后可用于另外的评估和/或处理。
[0195] 图5所示的实施例的形式提供也能应用在先前未知有关填充物质的表面的几何 结构的应用中。尤其，当填充物质一一诸如在图5所示的实施例中一一具有与表面法线Z 对称延伸的表面几何结构时也是适用的。
[0196] 由此，具有末端无反射闭合、矩形空心导体29的本发明的天线27不仅适用在填充 物质位于包围容器中的料位测量配置，而且适用在例如在待测量的料位是传送带上，垂直 于传送带的行进方向发展的填充高度轮廓的情况下的料位测量配置中。
[0197] 本发明的料位测量设备25的实施例当然也能用在具有填充物质的平面或旋转对 称表面的应用中，例如，诸如图1的应用例子中所示一一横向伸入到容器1中的干扰7存在， 或其中，容器1中的填充物质一一诸如图2的应用例子一一形成优选地直接位于天线27的 下方的粒状材料锥形23。
[0198] 替代具有基于图5所述的具有开路端35空心导体缝隙天线，还能使用具有短路或 开路端35的空心导体缝隙天线。在这两种情况下，所供应的发射信号S n的一部分和反射回 短路或开路端35的各个发射信号Sn的一部分均通过切口 39向填充物质发送。这两个变 形之间的唯一区别在于相对于由短路引起的反射，开路端35的反射发生相移。在两种情况 下，天线27具有两个主波束的辐射特性，在每一情况下，两个主波束的发射方向以与表面 法线Z相同的中心频率相关角β 'n，延伸到表面法线Z的两侧，并且在零角度的中心频率相 关角β' =0°，仅与单一主波束重合。图11示例具有末端短路的矩形空心导体29的天线 27的天线图。图11根据用于三个不同中心频率f n的发射信号Sn的发射方向，示出天线增 益G。通过角度β'，给出发射方向，角度β'通过在由表面法线Z和空间方向Y限定的平 面中，发射方向通过与空心导体壁37的表面法线Z形成。最高所示中心频率&导致从表 面法线Z，以0°的角度β'延伸的单一主波束。在由表面法线Z和空间方向Y限定的平面 中，第二大中心频率f2形成以与表面法线Z的约+/-7°的角度β /，与表面法线Z对称延 伸的两个主波束。在由表面法线Z和空间方向Y限定的平面中，最低所示中心频率f3形成 以与表面法线Z的约+/-15°的角度β 3'，与表面法线Z对称延伸的两个主波束。
[0199] 由于所产生的主波束的几何结构和对称性，就其应用而言，这种实施例受到限制。 这些基本上对应于对参考图1和2所述的实施例成立的限制。
[0200] 区别仅在于，在图1和2所示的实施例的情况下，主波束与同一主发射方向Z总是 旋转对称，而末端开路或短路空心导体缝隙天线在矩形空心导体的表面法线的两侧的平面 中对称形成。
[0201] 附图标记列表
[0202] 1 容器
[0203] 3 填充物质
[0204] 5 料位测量设备
[0205] 7 干扰
[0206] 9 天线
[0207] 11 发射系统
[0208] 13 控制单元
[0209] 15 脉冲生成系统
[0210] 17 发射/接收分离器、定向耦合器
[0211] 19 信号处理系统
[0212] 21 填充物质
[0213] 23 粒状材料锥形
[0214] 25 料位测量设备
[0215] 27 天线
[0216] 29 矩形空心导体
[0217] 31 馈电线路
[0218] 32 填充物质
[0219] 33 输入
[0220] 35, 35' 矩形空心导体的末端
[0221] 37,37' 空心导体壁
[0222] 39, 39' 槽形切口
[0223] 41 空心导体段
[0224] 43 透镜
【主权项】
1. 一种料位测量设备巧，25)，所述料位测量设备巧，25)根据脉冲雷达原理工作，用于 测量容器（1)中的填充物质（3, 21，32)的料位（L)，包括： -发射系统（11)，所述发射系统（11)具有连接到控制单元（13)的脉冲生成系统（15)， --所述脉冲生成系统W下述方式实现：在在每一情况下包括至少两次测量的预确定 测量周期中，为每次测量，它产生由为该特定测量预确定的中屯、频率（f。）的微波脉冲构成 的发射信号（S。)，其中，所述至少两次测量的发射信号（S。）的中屯、频率（f。）相互不同； -连接到所述发射系统（11)的天线巧，27)， --所述天线巧，27)将所述发射信号（S。）发送到所述容器（1)中，并且接收它们在取决 于与所述料位测量设备巧，25)的相关反射器的距离的传播时间（t)后，在所述天线巧，27) 的方向上在所述容器（1)中反射回来的信号部分作为接收信号（R。)，^及 --所述天线巧，27)对不同的中屯、频率（f。)，具有取决于所述发射信号（S。）的中屯、频 率也）的不同空间福射特性，W及-连接到所述发射系统（11)和所述天线巧，27)的信号 处理系统（19)， --所述信号处理系统（19)接收所述接收信号（R。）并且基于相关发射信号（S。）的微 波脉冲的中屯、频率（f。）和所述天线巧，27)的空间福射特性的中屯、频率相关性评估该些接 收信号化)。
2. 根据权利要求1所述的料位测量设备，其中 所述天线（9)是具有如下福射特性的天线；包括指向主发射方向（脚并且具有随所述 发射信号（S。）的中屯、频率（f。）减小而增加的孔径角（a。）的主波束，尤其是卿趴形、椿形 或反射器天线。
3. 根据权利要求1所述的料位测量设备，其中 所述天线（27)是空屯、导体缝隙天线，尤其是具有椿形矩形空屯、导体（29)的空屯、导体 缝隙天线， -所述椿形矩形空屯、导体（29)具有由所述发射系统（11)馈送的输入（33)， -所述椿形矩形空屯、导体（29)的与所述输入（33)相对放置的末端（35)被末端短路、 被端接有无反射端，或被开路，W及 -所述椿形矩形空屯、导体（29)具有空屯、导体壁（37)，所述空屯、导体壁（37)具有切口 (39)，尤其是槽形、槽类或不规则碎片形切口，经所述切口，取决于所述切口（39)的定位和 尺寸W及所供应的发射信号（S。）的中屯、频率（f。)，所述天线（27)发送对不同中屯、频率（f。） 具有不同的空间福射特性的发射信号（S。)。
4. 根据权利要求3所述的料位测量设备，其中，所述天线（27)包括 聚焦装置，所述聚焦装置用于聚焦从所述天线（27)产生的所述发射信号（S。)，特别是 -向外布置在所述空屯、导体壁（37)上并且包围所有切口（39)的漏斗形或矩形空屯、导 体段（41)， -向外布置在所述空屯、导体壁（37)上的透镜，尤其是电介质透镜（43)或磁透镜， -向外施加在所述切口（39)上的电介质材料的一个或多个平面层的板，或 -其他矩形空屯、导体，实现为与所述矩形空屯、导体（29)相同并且与所述矩形空屯、导体 (29)连接来形成相互平行、直接相邻并且垂直于所述矩形空屯、导体（29)的纵轴地布置在 一起的一组平行地、相等振幅和相位馈送的矩形空屯、导体。
5. 根据权利要求3所述的料位测量设备，其中 -定位和尺寸化所述切口（39)使得；所述天线（27)的福射特性在通过无反射端闭合 末端（35)的情况下具有主发射波束，并且在短路或开路端（35)的情况下具有关于所述空 屯、导体壁（37)的表面法