СИСТЕМА РАДАРНОГО УРОВНЕМЕРА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВВОДОМ, ПОДДЕРЖИВАЮЩИМ ЕДИНСТВЕННУЮ МОДУ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛА

1. Система радарного уровнемера для определения уровня заполнения резервуара продуктом, содержащая:
- трансивер, выполненный с возможностью генерировать, посылать и принимать электромагнитные сигналы в частотном интервале, характеризующемся полосой частот;
антенну для распространения передаваемого электромагнитного сигнала в направлении поверхности продукта и для возвращения электромагнитного сигнала, образованного в результате отражения переданного сигнала от поверхности продукта, обратно в направлении трансивера;
электрический ввод, соединяющий трансивер и антенну, и
процессорный контур, подключенный к трансиверу и способный определять уровень заполнения с использованием переданного сигнала и сигнала, отраженного от поверхности продукта,
при этом электрический ввод содержит:
первую волноводную секцию, содержащую диэлектрическую вставку, герметично введенную в первую цилиндрическую полую проводящую часть и имеющую первую диэлектрическую постоянную, причем первая полая проводящая часть имеет первый диаметр, выбранный таким образом, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через первую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между трансивером и первой волноводной секцией вторую волноводную секцию для приема сигнала, передаваемого от трансивера, и для направления указанного сигнала к первой волноводной секции, при этом вторая волноводная секция имеет вторую цилиндрическую полую проводящую часть, охватывающую материал со второй диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, и имеющую второй диаметр, превышающий первый диаметр и выбранный таким образом, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через вторую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между антенной и первой волноводной секцией третью волноводную секцию для приема передаваемого сигнала от первой волноводной секции и для направления указанного сигнала к антенне, при этом третья волноводная секция имеет третью цилиндрическую полую проводящую часть, охватывающую материал с третьей диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, и третий диаметр, превышающий первый диаметр и выбранный таким образом, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через третью волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
первую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и второй волноводными секциями и содержащую первый диэлектрический компонент для согласования импеданса, непосредственно контактирующий с первым торцом диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий четвертую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую вторую диэлектрическую постоянную, и
вторую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и третьей волноводными секциями и содержащую второй диэлектрический компонент для согласования импеданса, непосредственно контактирующий со вторым торцом диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий пятую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую третью диэлектрическую постоянную.
2. Система по п. 1, в которой:
первая волноводная секция для согласования импеданса имеет четвертую цилиндрическую полую проводящую часть с четвертым диаметром;
вторая волноводная секция для согласования импеданса имеет пятую цилиндрическую полую проводящую часть с пятым диаметром, при этом:
четвертый диаметр больше первого диаметра и меньше второго диаметра, а
пятый диаметр больше первого диаметра и меньше третьего диаметра.
3. Система по п. 1 или 2, в которой:
первый компонент для согласования импеданса имеет цилиндрическую часть, имеющую первый согласующий диаметр, который больше первого диаметра и меньше второго диаметра, а
второй компонент для согласования импеданса имеет цилиндрическую часть, имеющую второй согласующий диаметр, который больше первого диаметра и меньше третьего диаметра.
4. Система по любому из пп. 1-3, в которой:
первый компонент для согласования импеданса имеет часть, диаметр которой уменьшается по мере возрастания расстояния от первого торца указанной диэлектрической вставки, а
второй компонент для согласования импеданса имеет часть, диаметр которой уменьшается по мере возрастания расстояния от второго торца указанной диэлектрической вставки.
5. Система по любому из пп. 1-4, в которой по меньшей мере одна из первой и второй волноводных секций для согласования импеданса содержит фильтр мод для подавления мод распространения сигнала, отличных от указанной единственной моды.
6. Система по п. 5, в которой указанный фильтр мод содержит металлический штифт, введенный внутрь по меньшей мере одного из первого и второго компонентов для согласования импеданса.
7. Система по любому из пп. 1-6, в которой первый компонент для согласования импеданса содержит первый полимерный материал, а второй компонент для согласования импеданса - второй полимерный материал.
8. Система по любому из пп. 1-7, в которой:
первый компонент для согласования импеданса прижат к первому торцу диэлектрической вставки, а
второй компонент для согласования импеданса прижат к ее второму торцу.
9. Система по любому из пп. 1-8, в которой длина указанной диэлектрической вставки равна длине первой полой проводящей части.
10. Система по любому из пп. 1-9, в которой диэлектрическая вставка герметично введена в первую полую проводящую часть таким образом, что между указанной вставкой и указанной проводящей частью сформирована физическая или химическая связь.
11. Система по п. 10, в которой протяженность указанной физической или химической связи вдоль оси первой волноводной секции составляет по меньшей мере 3 мм.
12. Система по п. 11, в которой протяженность указанной физической или химической связи вдоль оси первой волноводной секции составляет менее 10 мм.
13. Система по любому из пп. 10-12, в которой диэлектрическая вставка представляет собой стеклянную вставку, приплавленную к внутренней поверхности первой полой проводящей части с формированием герметичной связи между указанной вставкой и указанной первой полой частью по границе стекло-металл.
14. Система по любому из пп. 1-13, в которой:
первая полая проводящая часть механически соединена со второй полой проводящей частью посредством первого сварного шва, а
вторая полая проводящая часть механически соединена с третьей полой проводящей частью посредством второго сварного шва.
15. Система по п. 14, в которой:
первый сварной шов является непрерывным швом, герметично соединяющим первую и вторую полые проводящие части, а
второй сварной шов является непрерывным швом, герметично соединяющим вторую и третью полые проводящие части.
16. Система по любому из пп. 1-15, в которой указанный электрический ввод обеспечивает прохождение микроволн при его использовании в комбинации по меньшей мере с одной из конструкций, выбранных из группы, состоящей из конструкций искробезопасного корпуса согласно стандарту IEC 60079-1 или аналогичных документов; разделения между зонами для оборудования с уровнями взрывозащиты Ga и Gb согласно стандарту IEC 60079-0 и единственного уплотнения согласно стандарту ANSI/ISA-12,27,01-2011.
17. Система радарного уровнемера для определения уровня заполнения резервуара продуктом, содержащая:
- трансивер, выполненный с возможностью генерировать, посылать и принимать электромагнитные сигналы в частотном интервале, характеризующемся полосой частот;
антенну для распространения передаваемого электромагнитного сигнала в направлении поверхности продукта и для возвращения электромагнитного сигнала, образованного в результате отражения переданного сигнала от поверхности продукта, обратно в направлении трансивера;
электрический ввод, соединяющий трансивер и антенну, и
процессорный контур, подключенный к трансиверу и способный определять уровень заполнения с использованием переданного сигнала и сигнала, отраженного от поверхности продукта,
при этом электрический ввод содержит:
первую волноводную секцию, содержащую диэлектрическую вставку, герметично введенную в первую полую проводящую часть и имеющую первую диэлектрическую постоянную, причем конфигурация поперечного сечения первой полой проводящей части выбрана так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через первую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между трансивером и первой волноводной секцией вторую волноводную секцию для приема сигнала, передаваемого от трансивера, и для направления указанного сигнала к первой волноводной секции, при этом вторая волноводная секция имеет вторую полую проводящую часть, охватывающую материал со второй диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, причем конфигурация поперечного сечения второй полой проводящей части, которая является масштабированной копией конфигурации поперечного сечения первой полой проводящей части, выбрана так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через вторую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между антенной и первой волноводной секцией третью волноводную секцию для приема передаваемого сигнала от первой волноводной секции и для направления указанного сигнала к антенне, при этом третья волноводная секция имеет третью цилиндрическую полую проводящую часть, охватывающую материал с третьей диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, причем конфигурация поперечного сечения третьей полой проводящей части, которая является масштабированной копией конфигурации поперечного сечения первой полой проводящей части, выбрана так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через третью волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
первую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и второй волноводными секциями и содержащую первый диэлектрический компонент для согласования импеданса, непосредственно контактирующий с первым торцом диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий четвертую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую вторую диэлектрическую постоянную, и
вторую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и третьей волноводными секциями и содержащую второй диэлектрический компонент для согласования импеданса, непосредственно контактирующий со вторым торцом диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий пятую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую третью диэлектрическую постоянную.
18. Система по п. 17, в которой электрический ввод обеспечивает прохождение микроволн при его использовании в комбинации по меньшей мере с одной из конструкций, выбранных из группы, состоящей из конструкций искробезопасного корпуса согласно стандарту IEC 60079-1 или аналогичных документов; разделения между зонами для оборудования с уровнями взрывозащиты Ga и Gb согласно стандарту IEC 60079-0 и единственного уплотнения согласно стандарту ANSI/ISA-12,27,01-2011.
19. Система радарного уровнемера для определения уровня заполнения резервуара продуктом, содержащая:
- трансивер, выполненный с возможностью генерировать, посылать и принимать электромагнитные сигналы в частотном интервале, характеризующемся полосой частот;
антенну для распространения передаваемого электромагнитного сигнала в направлении поверхности продукта и для возвращения электромагнитного сигнала, образованного в результате отражения переданного сигнала от поверхности продукта, обратно в направлении трансивера;
электрический ввод, соединяющий трансивер и антенну, и
процессорный контур, подключенный к трансиверу и способный определять уровень заполнения с использованием переданного сигнала и сигнала, отраженного от поверхности продукта,
при этом электрический ввод содержит:
первую волноводную секцию, содержащую диэлектрическую вставку, герметично введенную в первую полую проводящую часть и имеющую первую диэлектрическую постоянную, причем конфигурация поперечного сечения первой полой проводящей части выбрана так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через первую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между трансивером и первой волноводной секцией вторую волноводную секцию для приема сигнала, передаваемого от трансивера, и для направления указанного сигнала к первой волноводной секции, при этом вторая волноводная секция имеет вторую полую проводящую часть, охватывающую материал со второй диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, и конфигурацию поперечного сечения, выбранную так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через вторую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между антенной и первой волноводной секцией третью волноводную секцию для приема передаваемого сигнала от первой волноводной секции и для направления указанного сигнала к антенне, при этом третья волноводная секция имеет третью цилиндрическую полую проводящую часть, охватывающую материал с третьей диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, и конфигурацию поперечного сечения, выбранную так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через третью волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
первую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и второй волноводными секциями и содержащую первый диэлектрический компонент для согласования импеданса, прижатый к первому торцу диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий четвертую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую вторую диэлектрическую постоянную, и
вторую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и третьей волноводными секциями и содержащую второй диэлектрический компонент для согласования импеданса, прижатый ко второму торцу диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий пятую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую третью диэлектрическую постоянную.
20. Система по п. 19, в которой электрический ввод обеспечивает прохождение микроволн при его использовании в комбинации по меньшей мере с одной из конструкций, выбранных из группы, состоящей из конструкций искробезопасного корпуса согласно стандарту IEC 60079-1 или аналогичных документов; разделения между зонами для оборудования с уровнями взрывозащиты Ga и Gb согласно стандарту IEC 60079-0 и единственного уплотнения согласно стандарту ANSI/ISA-12,27,01-2011.
21. Система радарного уровнемера для определения уровня заполнения резервуара продуктом, содержащая:
- трансивер, выполненный с возможностью генерировать, посылать и принимать электромагнитные сигналы в частотном интервале, характеризующемся полосой частот;
антенну для распространения передаваемого электромагнитного сигнала в направлении поверхности продукта и для возвращения электромагнитного сигнала, образованного в результате отражения переданного сигнала от поверхности продукта, обратно в направлении трансивера;
электрический ввод, соединяющий трансивер и антенну, и
процессорный контур, подключенный к трансиверу и способный определять уровень заполнения с использованием переданного сигнала и сигнала, отраженного от поверхности продукта,
при этом электрический ввод содержит:
первую волноводную секцию, содержащую диэлектрическую вставку, герметично введенную в первую полую проводящую часть и имеющую первую диэлектрическую постоянную, причем конфигурация поперечного сечения первой полой проводящей части выбрана так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через первую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между трансивером и первой волноводной секцией вторую волноводную секцию для приема сигнала, передаваемого от трансивера, и для направления указанного сигнала к первой волноводной секции, при этом вторая волноводная секция имеет вторую полую проводящую часть, охватывающую материал со второй диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, и конфигурацию поперечного сечения, выбранную так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через вторую волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
находящуюся между антенной и первой волноводной секцией третью волноводную секцию для приема передаваемого сигнала от первой волноводной секции и для направления указанного сигнала к антенне, при этом третья волноводная секция имеет третью цилиндрическую полую проводящую часть, охватывающую материал с третьей диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, и конфигурацию поперечного сечения, выбранную так, чтобы обеспечить, в пределах указанной полосы частот, прохождение через третью волноводную секцию только единственной моды распространения сигнала;
первую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и второй волноводными секциями и содержащую первый диэлектрический компонент для согласования импеданса, непосредственно контактирующий с первым торцом диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий четвертую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую вторую диэлектрическую постоянную, и
вторую волноводную секцию для согласования импеданса, находящуюся между первой и третьей волноводными секциями и содержащую второй диэлектрический компонент для согласования импеданса, непосредственно контактирующий со вторым торцом диэлектрической вставки, которая находится внутри первой волноводной секции, и имеющий пятую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую третью диэлектрическую постоянную.
22. Система по п. 21, в которой:
указанная диэлектрическая вставка имеет первую протяженность вдоль оси первой волноводной секции;
первый компонент для согласования импеданса имеет вторую протяженность вдоль оси первой волноводной секции для согласования импеданса, превышающую указанную первую протяженность; а
второй компонент для согласования импеданса имеет третью протяженность вдоль оси второй волноводной секции для согласования импеданса, превышающую указанную первую протяженность.
23. Система по п. 21 или 22, в которой:
площадь поперечного сечения первого компонента для согласования импеданса уменьшается по мере возрастания расстояния от первого торца указанной диэлектрической вставки, а
площадь поперечного сечения второго компонента для согласования импеданса уменьшается по мере возрастания расстояния от второго торца указанной диэлектрической вставки.
24. Система по любому из пп. 21-23, в которой указанный электрический ввод обеспечивает прохождение микроволн при его использовании в комбинации по меньшей мере с одной из конструкций, выбранных из группы, состоящей из конструкций искробезопасного корпуса согласно стандарту IEC 60079-1 или аналогичных документов; разделения между зонами для оборудования с уровнями взрывозащиты Ga и Gb согласно стандарту IEC 60079-0 и единственного уплотнения согласно стандарту ANSI/ISA-12,27,01-2011.
25. Способ изготовления электрического ввода для системы радарного уровнемера, включающий следующие операции:
получают составной волноводный компонент, содержащий первую волноводную секцию с диэлектрической вставкой, имеющей первую диэлектрическую постоянную и герметично введенной в первую полую проводящую часть, и вторую волноводную секцию, имеющую вторую полую проводящую часть, охватывающую материал со второй диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная, при этом первая и вторая полые проводящие части позиционированы соосно для образования составной полой проводящей части;
получают третий волноводный компонент, содержащий третью полую проводящую часть, охватывающую материал с третьей диэлектрической постоянной, меньшей, чем первая диэлектрическая постоянная;
устанавливают соосно составную полую проводящую часть составного волноводного компонента и третью полую проводящую часть и
сваривают составной волноводный компонент с третьим волноводным компонентом.
26. Способ по п. 25, в котором операция получения составного волноводного компонента включает следующие операции:
получают первый волноводный компонент, содержащий диэлектрическую вставку, герметично введенную в первую полую проводящую часть;
получают второй волноводный компонент, имеющий вторую полую проводящую часть;
устанавливают соосно первую полую проводящую часть и вторую полую проводящую часть и
сваривают первый волноводный компонент со вторым волноводным компонентом для образования составного волноводного компонента, имеющего составную полую проводящую часть.
27. Способ по п. 25 или 26, в котором:
второй волноводный компонент имеет первое углубление для приема первого волноводного компонента, а
третий волноводный компонент имеет второе углубление для приема составного волноводного компонента.
28. Способ по п. 26, в котором:
сваривают первый волноводный компонент со вторым волноводным компонентом вдоль границы между первым волноводным компонентом и первым углублением и
сваривают составной волноводный компонент с третьим волноводным компонентом вдоль границы между составным волноводным компонентом и вторым углублением.
29. Способ по любому из пп. 25-28, который дополнительно включает следующие операции:
помещают, перед свариванием первого волноводного компонента со вторым волноводным компонентом, первую волноводную секцию для согласования импеданса между первым и вторым волноводными компонентами, при этом первая волноводная секция для согласования импеданса содержит первый диэлектрический компонент для согласования импеданса, имеющий четвертую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую вторую диэлектрическую постоянную, и
помещают, перед свариванием составного волноводного компонента с третьим волноводным компонентом, вторую волноводную секцию для согласования импеданса между составной волноводной секцией и третьей волноводной секцией, при этом вторая волноводная секция для согласования импеданса содержит второй диэлектрический компонент для согласования импеданса, имеющий пятую диэлектрическую постоянную, меньшую, чем первая диэлектрическая постоянная, и превышающую третью диэлектрическую постоянную.