雷达电路的制作方法

本发明涉及用于工业和私人环境中的过程自动化的测量设备技术。特别地，本发明涉及用于测量设备的雷达电路以及专用集成电路的用于测量设备的用途，特别是用于物位雷达测量设备的用途。

背景技术：

1、用于工业和私人环境中的过程自动化的测量设备可以具有用于产生雷达测量信号的雷达电路，然后通过相应天线发射该雷达测量信号。这种测量设备的示例是可安装在容器中的雷达物位测量设备。这些雷达物位测量设备可以是无辐射的，或者使用导波原理。在后一种情况下，设置有浸入到填充材料中的细长测量探针。

2、这种测量设备通常具有有限的能量供应，该能量供应例如为4至20ma的双线线路的形式，或者尤其在自给式测量设备的情况下为诸如电池等内部储能器的形式。为了减少这种测量设备的能量需求，可以降低测量频率。仅在稍后的时间点检测测量暂停期间的物位变化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于测量设备的雷达电路，该雷达电路即使在更短的测量暂停的情况下也能够实现节能操作。

2、本发明的第一方面涉及一种用于测量设备的雷达电路，其包括雷达芯片、专用集成电路(asic)和处理器。

3、测量设备例如是物位测量设备，特别是物位雷达测量设备或其它雷达测量设备。

4、雷达芯片被配置为用于产生雷达测量信号，然后通过天线或辐射元件发射该雷达测量信号。处理器被配置为用于根据接收的雷达信号确定测量值。asic和雷达芯片是单独部件，并通过相应的控制和电源线互连。

5、asic可被设计为雷达配套asic，其接管雷达电路中的控制任务和/或测量值检测任务。因此，在使用不同雷达芯片的情况下，基本的控制和检测任务可以低成本地组合在紧凑的单元中，并可以同时实现相应雷达芯片的节能操作。

6、根据一实施例，asic具有锁相环(pll)。

7、根据另一实施例，asic具有模数转换器电路(adc)。

8、根据另一实施例，asic具有用于处理器的数字接口。

9、根据另一实施例，asic具有被配置为用于控制雷达芯片的有限状态机(fsm：finite state machine)。

10、根据另一实施例，雷达芯片是雷达单片式微波集成电路(mmic：monolythicmicrowave integrated circuit)。

11、根据另一实施例，雷达电路是用于物位雷达测量设备的物位雷达电路。

12、根据另一实施例，asic被配置为用于将处理器从睡眠模式唤醒并然后将测量数据传输到处理器。

13、根据另一实施例，asic被配置为用于向雷达芯片的压控振荡器(vco)和/或雷达芯片的乘法器供电。

14、pll、adc、电源管理和安全功能可以都集成在asic上。特别地，asic可被配置为支持具有不同操作频率的不同雷达芯片，该操作频率例如是6ghz、24ghz、80ghz、180ghz和240ghz。为了实现这一点，可以对有限状态机进行相应地编程。

15、雷达芯片和asic可以在用于检测回波曲线的能量需求方面进行优化。特别地，雷达芯片、asic和/或处理器的部分可以仅在实际需要它们时才开启。可以快速关闭不需要的电路部分。雷达电路可以特别在尺寸和成本方面进行优化。

16、特别地，雷达电路可被配置为由有限的能量源(例如，4至20ma电源或能量收集器)供电。可以为处理器和asic二者提供3.3v的电源电压。asic还可被配置为用于多个不同的电源电压。asic和雷达芯片可以位于同一印刷电路板上。

17、雷达电路以及尤其asic可被配置为使得测量序列和测量值确定可以在取决于所使用的雷达芯片的节能运行模式中运行。特别地，asic可被配置为例如通过以时间和/或能量优化的方式启用雷达芯片的多个或多个电源电压来控制适用于所连接的雷达芯片的启用序列。asic可以在内部产生雷达芯片的电源电压中的至少一者或多者，并将其传递到雷达芯片。asic还可以产生并提供用于使雷达芯片执行雷达测量的信号，其中，例如asic可以通过在内部存储雷达芯片的模拟信号的数字化采样值而在内部基本上同时地数字化雷达芯片检测的信号，并且进一步处理。在雷达芯片和asic的数据检测的该时间序列期间，处理器可以不提供任何控制信号，并且例如进入睡眠状态。此外，asic可被配置为例如通过以时间和/或能量优化的方式停用雷达芯片的单个或多个电源电压来控制所连接的雷达芯片的停用序列。

18、如上所述，雷达配套asic可以包括pll、至少一个adc、用于处理器的数字接口、用于控制雷达mmic的状态机，其中，该状态机被配置为在mmic的能源消耗方面且/或在符合无线电认证的光谱辐射特性方面优化mmic的操作。

19、本发明的另一方面涉及上述和下述的专用集成电路(asic)的用途，该专用集成线路用于测量设备，尤其用于具有雷达芯片的物位测量设备，其中，asic和雷达芯片是单独部件。

20、术语“工业环境中的过程自动化”可以理解为技术的一个子领域，其包含无人工参与的操作机器和设备的所有措施。过程自动化的一个目标是在化学、食品、制药、石油、造纸、水泥、航运或矿业等领域中使工厂的各个部件的交互自动化。为此，可以使用大量的传感器，这些传感器特别适用于过程工业的诸如机械稳定性、对于污染物的不敏感性、极端温度、极端压力等特定要求。通常将这些传感器的测量值传送到控制室，在控制室中可以监测诸如填充物位、极限物位、流量、压力或密度等过程参数，并且可以手动或自动更改整个工厂的设置。

21、工业环境中的过程自动化的一个子领域涉及系统的物流自动化和供应链的物流自动化。在物流自动化领域中，借助于距离传感器和角度传感器使建筑物内或外或者单个物流设备内或外的过程自动化。典型的应用是例如用于以下领域的物流自动化系统：机场的办理行李和货物托运处理领域、交通监控领域(收费系统)、贸易领域、包裹配送或还有建筑物安全(访问控制)领域。先前列出的示例的共同点在于，各个应用端都需要将存在检测与对象大小和位置的精确测量结合起来。为此，可以使用借助于激光、led、2d相机或3d相机的基于光学测量方法的传感器，这些传感器根据渡越时间原理(tof：time of flight)检测距离。

22、工业环境中的过程自动化的另一子领域涉及工厂/制造自动化。在诸如汽车制造业、食品制造业、制药业或一般包装行业等许多行业中，都可以见到这种应用示例。工厂自动化的目的是使通过机器、生产线和/或机器人执行的货物生产自动化，即，在没有人工参与的情况下运行。在此使用的传感器以及在检测对象的位置和大小时对于测量精度的特定要求与上述物流自动化示例中的传感器和特定要求相当。

23、下面将参考附图来说明本发明的实施例。如果在以下附图说明中使用相同的附图标记，则它们表示相同或相似的元件。附图中的图示是示意性的，并且未按比例绘制。

1.一种用于测量设备的雷达电路(100)，其包括：

2.根据权利要求1所述的雷达电路(100)，

3.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

4.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

5.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

6.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

7.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

8.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

9.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

10.根据权利要求1或2所述的雷达电路(100)，

11.专用集成电路(102)的用途，所述专用集成电路用于包括雷达芯片(101)的测量设备，其中，所述专用集成电路和所述雷达芯片是单独部件。

12.根据权利要求11所述的用途，