本申请涉及物位计设备,特别涉及一种雷达物位计及其转波导装置。
背景技术:
1、雷达物位计是一种利用微波技术进行非接触式物位测量的设备。它通过发射雷达波束,波束遇到物体后反射回来,由雷达物位计的接收器接收。根据发射波和反射波之间的时间差,可以计算出物位的高度。
2、在现有的用于雷达物位计的波导耦合结构中,大多通过天线将信号引入基板,再通过挖槽结构将波导结构组合至凹槽中实现耦合,这种结构需要通过组装基板,天线,基板,挖槽,插入式耦合腔等多个结构组合,工艺和组装复杂,验证复杂,对加工和组装具有较大的公差要求,相对成本更高。
技术实现思路
1、本申请的实施例提供一种雷达物位计及其转波导装置,其将耦合腔作为与波导的连接结构,再通过微带天线的形式将能量耦合到腔体中,结构组装简单,加工精度要求低。
2、在本申请的一个实施例中,提供了一种用于雷达物位计的转波导装置,包括:
3、电介质基板,所述电介质基板具有覆盖于厚度方向上的第一表面和第二表面的第一接地金属层和第二接地金属层、以及在厚度方向上位于所述第一接地金属层和第二接地金属层之间的信号线;
4、耦合腔,所述耦合腔形成为由在厚度方向上贯穿所述电介质基板的多个第一金属过孔围合而成的介质腔;和
5、天线,所述天线自所述信号线伸入至所述耦合腔内;
6、其中,所述耦合腔的底面由第二接地金属层封闭,顶面在所述第一接地金属层形成镂空,所述信号线的信号通过所述天线引入至所述耦合腔内,并经由所述镂空发射。
7、在一个实施例中,所述电介质基板包括第三接地金属层,在厚度方向上,所述第三接地金属层与所述第一接地金属层或者所述第二接地金属层将所述信号线夹持在其间。
8、在一个实施例中,所述信号线与所述天线之间进一步包括阻抗变换部,所述阻抗变换部邻近所述耦合腔的边缘。
9、在一个实施例中,包括:多个第二金属过孔,所述第二金属过孔在厚度方向上贯穿所述电介质基板,
10、所述多个第二金属过孔在所述电介质基板的延伸方向上将所述信号线和阻抗变换部夹持在中间;
11、其中,所述信号线的边缘与相邻的第二金属过孔之间具有第一间距,所述阻抗变换部的边缘与相邻的第二金属过孔之间具有第二间距,所述第一间距与所述第二间距不同。
12、在一个实施例中,所述第一间距大于所述第二间距。
13、在一个实施例中,所述耦合腔进一步包括:
14、耦合部,所述耦合部与所述信号线同层设置,所述信号线的信号通过所述天线引入至所述耦合腔内,且经由所述耦合部耦合后自所述镂空发射。
15、在一个实施例中,所述耦合部形成于所述耦合腔中,且与所述耦合腔的侧壁、所述天线间隔设置;
16、所述耦合部在所述电介质基板的延伸方向上形成为十字形的形状。
17、在一个实施例中,所述耦合部形成于所述耦合腔中,所述耦合部与所述第一金属过孔电连接、且与所述天线间隔设置。
18、在一个实施例中,所述信号线形成为共面波导传输线。
19、本申请的另一实施例还提供了一种雷达物位计,包括:
20、波导组件,所述波导组件具有输入端;
21、如上所述的转波导装置;
22、波导转换构件,所述波导转换构件形成为具有输入口和输出口的通道形状,所述输入口对准所述转波导装置的所述镂空,所述输出口对准所述波导组件的输入端。
23、在本示例中,耦合腔20、发射天线全都直接地形成于电介质基板10上,其中,耦合腔20不是通过挖槽等复杂工艺形成,而是由多个第一金属过孔31围合而成。天线40与信号线13直接电连接,以将信号线13的电信号引入至耦合腔20内。可以理解的是,金属过孔的形成方式是非常简单的,且无需引入额外的组装步骤。
1.一种用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述电介质基板(10)包括第三接地金属层(14),在厚度方向上,所述第三接地金属层(14)与所述第一接地金属层(11)或者所述第二接地金属层(12)将所述信号线(13)夹持在其间。
3.根据权利要求2所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述信号线(13)与所述天线(40)之间进一步包括阻抗变换部(50),所述阻抗变换部(50)邻近所述耦合腔(20)的边缘。
4.根据权利要求3所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,包括:多个第二金属过孔(32),所述第二金属过孔(32)在厚度方向上贯穿所述电介质基板(10),
5.根据权利要求4所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述第一间距大于所述第二间距。
6.根据权利要求1所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述耦合腔(20)进一步包括:
7.根据权利要求6所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述耦合部(21)形成于所述耦合腔(20)中,且与所述耦合腔(20)的侧壁、所述天线(40)间隔设置;
8.根据权利要求6所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述耦合部(21)形成于所述耦合腔(20)中,所述耦合部(21)与所述第一金属过孔(31)电连接、且与所述天线(40)间隔设置。
9.根据权利要求6所述的用于雷达物位计的转波导装置,其特征在于,所述信号线(13)形成为共面波导传输线。
10.一种雷达物位计,其特征在于,包括: