專利名稱：雷達天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于在測量流體表面高度時發射/接收雷達波的雷達天線，其中流體容納于一個容器(tank)中，例如在轉爐爐身(vessel)上、在加工廠或在煉油廠的容器中。更具體地講，本發明的目的在于最小化來自流體，例如在雷達天線上凝結的水，的干擾。
背景技術：
當借助雷達及其所附的雷達天線測量流體表面高度時，可能存在不同的流體，因此流體會吸收或阻止雷達波的傳播，其中所述流體容納于一個容器中，例如在轉爐爐身上、在加工廠或在煉油廠的容器中。
通過借助屬于現有技術的平面天線進行高度測量，雷達波以與平面天線的平面成直角的方式從平面天線的雷達波發射元件，例如補片(patch)，發射出去。
發明內容
本發明的目的是解決上面提及的一些問題。
這是利用根據權利要求1的裝置實現的。
通過提供一種用于在測量容納于一個容器內，例如轉爐爐身上的容器內或在煉油廠的容器內的流體高度時發射和接收雷達波的雷達天線，在雷達波的發射路徑上的天線和流體之間放置一塊板，以及通過將所述板的表面相對于水平面傾斜一個角度面向流體放置，這隱含在表面出現的流體，例如凝結水，借助重力從表面流掉。所述板優選直接放置在平面天線的表面上。
下面參考附圖在實施例中進一步描述本發明圖1示出了一個容器的側面示意圖，其一個側壁被去除以使能夠更清楚地示意該容器的內部結構，而且在該容器的頂部放置一個雷達天線；圖2示出了根據本發明的裝置的一個可選實施例的示意圖；圖3示出了從根據圖1的雷達天線下部所見的示意圖，其中天線包括排列成一種圖案的補片；圖4示出了一個容器的側面示意圖，其一個側壁被去除以使能夠更清楚地示意該容器的內部結構，而且在該容器的一個側壁放置一個雷達天線。
具體實施例方式
附圖中雷達天線由1表示，容器由2表示，該容器內封裝有流體3。在優選實施例中，雷達天線1放置于頂部2a上并且向下指向流體3。當雷達天線發射雷達波4時，這些雷達波被流體3反射，由此根據現有技術可確定流體表面3a的高度。雷達天線1有一個前表面1a，雷達波由此表面發射。在前表面1a放置一塊基本上平的板。在一個優選實施例中，所述板被連接到并放置于雷達天線的前表面1a上。所述板的表面1b以與水平面H成一個角度α改置，以便流體3的各部分或由于容器的移動被向上拋向天線，或凝結于所述板的表面1b的凝結流體3a，通常為凝結水，能夠借助重力從所述板的表面1b或雷達波基本上穿過的所述板的表面1b的一部分流掉。因此，雷達波4將以基本上未受干擾的狀態穿過所述板的表面1b，例如沒有功率損失或方向或相位偏移。α角的幅度大于一個預定值，由此所述值在大約10°左右而且至少大于1°±1°。在該優選實施例中該角度在10°與45°之間，而且優選為約15°。諸如粘性油等具有高粘附力的流體比諸如水等具有低粘附力的流體需要一個更大的α角，以使流體沿板的表面1b流動。制造所述板的材料同樣也影響到流體的粘附能力。
參見圖4，在一個可選實施例中，雷達天線放置在容器壁上并因此指向流體的表面3a。
參見圖3，在雷達天線處有若干適合于發射雷達波4的補片。補片5放置成一種圖案，例如以具有預定間隔的行和列放置。這些補片適合于饋送以微波，由此每一行的補片，例如行5a，獲得一個相對于其它行的補片，例如行5b、5c、5d和5e，的相移饋送。參見圖1，當基本上所有行相互之間對應一個預定雷達波長部分相位偏移時，自雷達天線發射的雷達波的最高能量將以一個不同于常規的方向指向表面1b。由此盡管雷達天線1的表面1a以及由此補片5以相對于水平面H成角度α放置，具有高能量含量的雷達波4能被收集到雷達波瓣4并基本上被直接定向到容器內的流體3。在一個可選實施例中，補片5被現有技術已知的插槽替代或與插槽結合，由此也以根據如上所述的圖案放置插槽。
因此，大的α角使得流體從平面1b更快速的移動，但同時要求行5a、5b、5c、5d和5e之間相移更大以使雷達波瓣4a以垂直角度命中流體的表面3a。
根據所描述的實施例的雷達天線1是平面天線。平面天線被定義為這樣一種天線其中的所有單元，包括有源的和寄生的，均在一個面內。按照規定，平面陣列天線提供一個大的孔徑而且可通過改變天線的每個單元的相對相位用于定向波束控制。根據本發明使用的平面天線的表面優選具有一個基本上平的面1a。
參見圖2，在一個可選實施例中，放置前表面1a離開平面1b一個距離。作為一個例子，平面1b包含在對雷達波4透明的板1b’中，由此所述板放置在容器2a的頂部并由此構成容器2的一部分。這樣，雷達天線1能更有利地在容器的頂部2a處封裝于雷達外罩6內，這可防止濕氣和其它流體從外部到達雷達天線1。在這個實施例中，其他類型的雷達天線也是適合的，例如喇叭式天線或拋物線天線。根據圖2的該實施例不是優選的，因為其在保護雷達天線和板之間的空間防止污染和污物上存在問題。其必須完全密封以防止周圍環境的影響。
不應認為本發明僅限于上面所描述的實施例，而是可在權利要求書的范圍內變化。
附圖標記列表1 雷達天線1a前表面1b平面1b′ 板2 容器2a容器頂3 流體3a流體表面4 雷達波4a雷達波瓣5 補片6 雷達外罩α 角度H 水平面
權利要求
1.用于發射和接收雷達波(4)以測量密封于一個容器內的流體的表面高度的雷達天線(1)，其中所述雷達天線(1)放置于流體的表面(3a)上方且基本上向下指向所述表面，以及基于從雷達天線(1)發射和從流體表面(3a)反射回來的所述雷達波確定所述高度，其中所述雷達天線(1)有一個前表面(1a)，所述雷達波在操作中由此表面離開天線(1)并在被流體表面(3a)反射時雷達波接近該前表面，其特征在于所述天線(1)為在前表面(1a)上放置有一個板的平面天線，其中所述板在所述天線前表面(1a)和流體表面(3a)之間有一個板表面(1b)，而且所述板表面(1b)以一個相對于水平面H大于0°的預定角度α放置，由此借助重力流掉出現在所述板表面(1b)上的流體。
2.根據權利要求1的雷達天線，其中所述預定角度α的值大于2°。
3.根據權利要求1的雷達天線，其中所述預定角度α的值大于10°。
4.根據權利要求1-3中任一項的雷達天線，其中更進一步地，所述預定角度α的值小于45°。
5.根據權利要求1-3中任一項的雷達天線，其中所述板的表面(1b)基本上是平面。
6.根據權利要求1-3中任一項的雷達天線，其中更進一步地，所述預定角度α的值小于45°，而且其中所述板的表面(1b)基本上是平面。
7.根據權利要求1的雷達天線，其中所述板是容器頂部的一部分。
8.根據權利要求1的雷達天線，其中所述平面天線(1)包括排列成行的若干補片(5)，所述天線(1)的前表面(1a)以相對于水平面H成所述角度α放置，所述板為所述天線前表面上的一個平面平行層，用于根據α角的值以預定方式借助于所述補片的每一行(5a，5b，5c，5d，5e)的雷達波的相移生成基本上垂直指向所述流體的所述表面(3a)的雷達波瓣。
9.根據權利要求8的雷達天線，其中所述預定角度α的值大于2°。
10.根據權利要求8的雷達天線，其中所述預定角度α的值大于10°。
11.根據權利要求8-10中任一項的雷達天線，其中更進一步地，所述預定角度α的值小于45°。
全文摘要
用于發射和接收雷達波(4)的雷達天線(1)，用于測量密封于一個容器內的流體的表面高度，其中所述雷達天線(1)放置于流體表面(3a)上方且基本上向下指向所述表面，以及通過計算在所述雷達波中包含的信號的發射和接收之間的時滯確定所述高度，其中所述雷達天線(1)有一個用于發射和接收所述雷達波的前表面(1a)，其中天線的所述表面(1a)，其中所述板在所述天線前表面(1a)和流體表面(3a)之間有一個板表面(1b)，而且所述板表面(1b)以一個相對于水平面H大于0°的預定角度α放置，由此借助重力流掉出現在所述板表面(1b)上的流體。
文檔編號G01F23/284GK1599864SQ02824331
公開日2005年3月23日 申請日期2002年12月4日 優先權日2001年12月5日
發明者簡·韋斯特林, 托爾比約恩·克里格 申請人:塞伯海洋電氣公司