ИМПУЛЬСНЫЙ РАДАРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ С ЕДИНСТВЕННЫМ ОСЦИЛЛЯТОРОМ

1. Импульсный радарный измеритель уровня для определения уровня заполнения резервуара находящимся в нем продуктом, содержащий
генератор (10) частоты для генерирования сигнала с частотой Тх и сигнала с частотой Rx, причем частота Тх по меньшей мере в 10000 раз больше, чем разностная частота, заданная как разность между частотами Тх и Rx;
трансивер (11) для формирования передаваемого сигнала в виде последовательности импульсов, в которой частота повторения импульсов равна частоте Тх, и для приема отраженного сигнала, образованного в результате отражения передаваемого сигнала от поверхности продукта;
распространяющее устройство (14), подключенное к трансиверу для распространения указанного передаваемого сигнала в направлении поверхности продукта и возвращения отраженного сигнала к трансиверу;
семплирующий контур (12), подключенный к трансиверу и к генератору частоты и сконфигурированный с возможностью семплировать отраженный сигнал с частотой семплирования, равной частоте Rx, обеспечивая тем самым получение растянутого во времени сигнала, соответствующего сигналу из резервуара, и
процессорный контур (13) для определения расстояния на основе указанного растянутого во времени сигнала; при этом
osc
генератор (10) частоты содержит единственный осциллирующий кристалл (21) для получения частоты f осциллятора, и контур (22) изменения частоты для генерирования, на основе частоты осциллятора, указанных частот Тх и Rx;
указанный контур (22) изменения частоты содержит первую ветвь, сконфигурированную с возможностью приема указанной частоты осциллятора и выдачи указанной частоты Тх, и вторую ветвь, сконфигурированную с возможностью приема указанной частоты осциллятора и выдачи указанной частоты Rx;
osc
osc
по меньшей мере одна из указанных первой и второй ветвей содержит контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ-контур) (24; 26а, 26b), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты f осциллятора как входной частоты и выдачи отрегулированной выходной частоты, равной частоте f осциллятора, умноженной на коэффициент M/N, где М и N - целые числа, а М>N, и делитель (25; 27а, 27b) частоты, подключенный с возможностью приема отрегулированной выходной частоты и выдачи выходной частоты, равной отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р.
2. Измеритель уровня по п. 1, в котором N=1.
3. Измеритель уровня по п. 1, в котором ФАПЧ-контур (24; 26а, 26b) содержит делитель (45) частоты для деления входной частоты на первый целочисленный коэффициент N>1 и контур (40, 41, 42, 43, 44) управления фазой для умножения деленной входной частоты на второй целочисленный коэффициент М.
4. Измеритель уровня по любому из предыдущих пунктов, в котором ФАПЧ-контур выполнен с возможностью ограничения боковых полос частот.
5. Измеритель уровня по п. 4, в котором ограничение боковых полос частот обеспечивается с помощью средств (46, 47) дельта-сигма модуляции.
osc
6. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, в котором первая ветвь содержит первый делитель (23) частоты, сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты осциллятора как входной частоты и выдачи выходной частоты, равной частоте f осциллятора, деленной на целочисленный коэффициент X, а вторая ветвь содержит
osc
osc
ФАПЧ-контур (24), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты f осциллятора как входной частоты и выдачи отрегулированной выходной частоты, равной частоте f осциллятора, умноженной на коэффициент M/N, где М и N - целые числа, а М>N, и
второй делитель (25) частоты, подключенный с возможностью приема отрегулированной выходной частоты и выдачи выходной частоты, равной отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р.
7. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, в котором первая ветвь содержит
osc
osc
первый ФАПЧ-контур (26а), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты f осциллятора как входной частоты и выдачи первой отрегулированной выходной частоты, равной частоте f осциллятора, умноженной на первый коэффициент M1/N1, где М1 и N1 - целые числа, а М1>N1, и
первый делитель (27а) частоты, подключенный с возможностью приема первой отрегулированной выходной частоты и выдачи первой выходной частоты, равной первой отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р1, причем вторая ветвь содержит:
osc
osc
второй ФАПЧ-контур (26b), сконфигурированный с возможностью приема указанной частоты f осциллятора как входной частоты и выдачи второй отрегулированной выходной частоты, равной частоте f осциллятора, умноженной на второй коэффициент M2/N2, где М2 и N2 - целые числа, а М2>N2, и
второй делитель (27b) частоты, подключенный с возможностью приема второй отрегулированной выходной частоты и выдачи второй выходной частоты, равной второй отрегулированной выходной частоте, деленной на целочисленный коэффициент Р2,
при этом по меньшей мере один из коэффициентов M1/N1 и M2/N2 представляет собой нецелочисленный коэффициент.
8. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий
интерфейс (31) питания для подведения электрической энергии к указанному измерителю уровня,
накопитель (33) энергии для временного запасания электрической энергии, подведенной интерфейсом питания, и
контур (34) управления мощностью, сконфигурированный с возможностью подавать, в процессе измерительной развертки, питание от накопителя энергии в контур (22) изменения частоты, а также обеспечивать зарядку накопителя энергии во время холостого периода между двумя измерительными развертками.
9. Измеритель уровня по п. 8, в котором интерфейс питания представляет собой двухпроводной управляющий контур (32).
10. Измеритель уровня по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащий интерфейс (31) на основе двухпроводного управляющего контура (32), предназначенный для подведения к указанному измерителю уровня электрической энергии, достаточной для функционирования контура (22) изменения частоты без какого-либо накопления энергии.
osc
11. Измеритель уровня по п. 1, в котором частота f осциллятора находится в интервале 10-100 МГц.
12. Измеритель уровня по п. 1, в котором частоты Тх и Rx находятся в интервале 0,5-5 МГц.
13. Измеритель уровня по п. 1, в котором разностная частота меньше 20 ГЦ.
14. Измеритель уровня по п. 1, в котором частота Тх больше разностной частоты в 1000000 раз.
15. Измеритель уровня по п. 1, в котором импульсы в передаваемом сигнале представляют собой импульсы постоянного тока.
16. Измеритель уровня по п. 1, в котором импульсы в передаваемом сигнале промодулированы частотой носителя, составляющей величину порядка гигагерц.
17. Измеритель уровня по п. 1, в котором генератор частоты состоит из единственной интегральной схемы.