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Title:
MEASURING DEVICE COMPRISING A SIGNAL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/082855
Kind Code:
A3
Abstract:
The invention relates to a measuring device comprising a signal unit (20) for emitting a measuring signal (22.1, 22.2) in a measuring frequency range (60, 62, 68, 70) adapted for measurement and an evaluation unit (36) for the spectral evaluation of an evaluation signal (34.1, 34.2) induced by the measuring signal (22.1, 22.2) to a measuring result. According to the invention, the measuring device comprises a signal processing unit (30) adapted to displace a generation signal (26) for generating a measuring signal (22.1, 22.2) in a generation frequency range (48) from the generation frequency range (48) to the measuring frequency range (60, 62, 68, 70).

Inventors:
MAHLER MICHAEL (DE)
HOFFMANN ULLI (DE)
KRAPF REINER (DE)
WIELAND CHRISTOPH (DE)
BRAUN HEIKO (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/050322
Publication Date:
October 16, 2008
Filing Date:
January 15, 2007
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
MAHLER MICHAEL (DE)
HOFFMANN ULLI (DE)
KRAPF REINER (DE)
WIELAND CHRISTOPH (DE)
BRAUN HEIKO (DE)
International Classes:
G01S13/02; G01V3/12; G01S13/24
Domestic Patent References:
WO2005081015A12005-09-01
WO2006003076A22006-01-12
Foreign References:
US4504833A1985-03-12
US5867117A1999-02-02
US6967612B12005-11-22
US20050179578A12005-08-18
DE19915017A12000-05-11
US6344818B12002-02-05
Other References:
See also references of EP 1979766A2
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Stuttgart, DE)
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Claims:

10.01.06

ROBERT BOSCH GMBH; D-70442 Stuttgart

Ansprüche

1. Messgerät mit einer Signaleinheit (20) zum Senden eines

Messsignals (22.1, 22.2) in einem für eine Messung ange- passten Messfrequenzbereich (60, 62, 68, 70) und einer

Auswerteeinheit (36) zur spektralen Auswertung eines vom Messsignal (22.1, 22.2) angeregten Auswertesignals (34.1, 34.2) in ein Messergebnis, gekennzeichnet durch eine Signalbearbeitungseinheit (30), die dazu vorgesehen ist, ein in einem Erzeugungsfrequenzbereich (48) liegendes Erzeugungssignal (26) zur Erzeugung des Messsignals (22.1, 22.2) vom Erzeugungsfrequenzbereich (48) in den Messfrequenzbereich (60, 62, 68, 70) zu versetzen.

2. Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaleinheit (20) für einen Ultrabreitbandbetrieb vorgesehen ist.

3. Messgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (36) zur Bestimmung einer Feuchtigkeitskenngröße (F) vorgesehen ist.

4. Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalbearbeitungseinheit

(30) zum Versetzen des Erzeugungssignals (26) in zumindest zwei Messfrequenzbereiche (60, 62, 68, 70) vorgese- hen ist.

5. Messgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zumindest zwei Messungsmodi, die jeweils zur Messung einer Kenngröße (P, F) vorgesehen und einem der Messfrequenzbereiche (60, 62) zugeordnet sind.

6. Messgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalbearbeitungseinheit (30) dazu vorgesehen ist, das Erzeugungssignal (26) zumindest im Wesentlichen gleichzeitig in die Messfrequenzbereiche (60, 62, 68, 70) zu versetzen.

7. Messgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfrequenzbereiche (68, 70) ei- nen zusammenhängenden Messfrequenzabschnitt (66) bilden.

8. Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalbearbeitungseinheit

(30) eine Modulationseinheit zum Modulieren des Erzeu- gungssignals (26) mit zumindest einem Modulationssignal aufweist .

9. Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (36) mit einem zur Versetzung des Erzeugungssignals (26) vorgesehenen Bearbeitungssignal (56, 58) der Signalbearbeitungseinheit (30) bei einem Betrieb gespeist wird.

10. Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Ortungsgerät (10).

Description:

Mes sgerät

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Messgerät mit einer Signaleinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Messgeräte bekannt, die zum Zweck einer Messung ein Messsignal in einem bestimmten Frequenzbereich senden, wel- ches nach einer Wechselwirkung mit einem Untersuchungsgegenstand als Auswertesignal vom Messgerät empfangen und ausgewertet wird. Bei der Auswertung wird anhand einer spektralen Analyse des Messsignals das gewünschte Messergebnis ermittelt.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Messgerät mit einer Signal- einheit zum Senden eines Messsignals in einem für eine Messung angepassten Messfrequenzbereich und einer Auswerteein-

heit zur spektralen Auswertung eines vom Messsignal angeregten Auswertesignals in ein Messergebnis.

Es wird vorgeschlagen, dass das Messgerät eine Signalbearbei- tungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein in einem Erzeugungsfrequenzbereich liegendes Erzeugungssignal zur Erzeugung des Messsignals vom Erzeugungsfrequenzbereich in den Messfrequenzbereich zu versetzen. Dadurch kann eine Flexibilität in der Anwendung des Messgeräts einfach erhöht werden. Insbesondere kann eine Messfunktionalität von bestehenden

Messgeräten mit geringem Aufwand und kostengünstig erweitert werden. Dabei können bestehende kostengünstige Signalerzeugungsmittel zur Herstellung des Erzeugungssignals eingesetzt werden, ohne dass diese speziell auf den Messfrequenzbereich abgestimmt werden müssen. Ein in einem Frequenzbereich liegendes Signal weist in seinem Frequenzspektrum vorzugsweise für jeden Frequenzwert des Frequenzbereichs ein Signal- Rausch-Verhältnis auf, welches größer als eins ist. Dies kann für alle Frequenzwerte des Frequenzbereichs gleichzeitig ge- schehen, wie z.B. durch Erzeugung eines Pulses. Alternativ können die Frequenzwerte des Frequenzbereichs innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls abgetastet werden, wie z.B. durch Frequenzmodulation eines frequenzscharfen Signals innerhalb des Frequenzbereichs. Bei einem Versetzen des Erzeugungssig- nals kann sein Frequenzspektrum um eine Frequenz in der Frequenzskala verschoben werden, wobei der Messfrequenzbereich und der Erzeugungsfrequenzbereich die gleiche Breite aufweisen. Alternativ kann das Erzeugungssignal in einen Messfrequenzbereich versetzt werden, wobei der Messfrequenzbereich eine unterschiedliche, insbesondere größere Breite aufweist. Unter einem "für eine Messung angepassten Messfrequenzbe-

reich" eines Messsignals soll insbesondere ein Frequenzbereich verstanden werden, in welchem Wechselwirkungen des Messsignals mit der Materie zur Erfassung einer für die Messung relevanten Kenngroße ausgewertet werden können. Ferner soll unter einer "spektralen Auswertung" eines Signals insbesondere eine Signalauswertung verstanden werden, bei der ein Auswerteergebnis durch Erfassung eines Charakteristikums des Signalspektrums gewonnen wird. Hierzu kann eine Analyse des Verlaufs des Signals als Funktion der Frequenz, z.B. durch Erfassen einer Peakposition oder einer Peakamplitude, durchgeführt werden. Alternativ oder zusatzlich kann der Verlauf des Signals als Funktion der Zeit analysiert werden, indem eine änderung in der Form des Signals zwischen einem Senden und einem Empfangen des Signals erfasst wird. Wenn das Mess- signal einen zeitlichen Verlauf mit einem bestimmten Muster, z.B. einem rechteckigen oder einem gaußschen Muster, aufweist, kann eine durch ein Wechselwirken des Messsignals mit einer Materie erzeugte Verformung des Musters im Auswertesignal erfasst und ausgewertet werden. Diese zeitliche Methode ist zur oben genannten Frequenzanalyse des Signals äquivalent. Dies ist aus der Fouriertheorie bekannt und soll hier nicht naher beschrieben werden.

Es wird außerdem vorgeschlagen, dass die Signaleinheit für einen Ultrabreitbandbetrieb vorgesehen ist. Hierdurch kann mit einer geringen spektralen Leistungsdichte ein gutes Messergebnis erreicht werden. Als Ultrabreitbandbetrieb wird die Nutzung eines Frequenzbereichs mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 15% der Mittenfrequenz des Frequenzbereichs verstanden. Die Mittenfrequenz ist vorzugsweise im Frequenzbereich von 1 GHz bis 15 GHz gewählt.

Der Ultrabreitbandbetrieb kann durch Senden von Impulsfolgen, durch Senden so genannter Pseudo-Noise-Folgen, durch ein frequenzmoduliertes kontinuierliches Signal oder durch ein Fre- quenzshiftsystem erreicht werden.

Ist die Auswerteeinheit zur Bestimmung einer Feuchtigkeitskenngröße vorgesehen, kann ein hoher Bedienungskomfort erreicht werden. Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise im Zusammenwirken mit der Signalbearbeitungseinheit zur Feuchtig- keitsbestimmung vorgesehen. Insbesondere kann das Erzeugungssignal in einen Messfrequenzbereich versetzt werden, in welchem Wechselwirkungen mit Wassermolekülen eines Untersuchungsgegenstands durch die Auswerteeinheit zur Bestimmung eines Feuchtigkeitsgrads ausgewertet werden können.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Signalbearbeitungseinheit zum Versetzen des Erzeugungssignals in zumindest zwei Messfrequenzbereiche vorgesehen ist. Hierdurch kann eine hohe Flexibilität bei der Auswertung des Messsignals erreicht werden.

Flexible Messvorgänge können insbesondere erreicht werden, wenn das Messgerät zumindest zwei Messungsmodi aufweist, die jeweils zur Messung einer Kenngröße vorgesehen und einem der Messfrequenzbereiche zugeordnet sind.

Ist die Signalbearbeitungseinheit dazu vorgesehen, das Erzeugungssignal zumindest im Wesentlichen gleichzeitig in die Messfrequenzbereiche zu versetzen, kann ein breites, sich ü- ber zumindest zwei Messfrequenzbereiche erstreckendes Messsignal erzielt werden.

Diese Messbereiche können voneinander getrennt sein. Dadurch können bestimmte Bereiche der Frequenzskala ausgespart werden, wobei eine unerwünschte Leistungsverteilung des Messsignals über Frequenzbereiche, die für eine Messung unangepasst sind, und ein Filterungsaufwand vermieden werden können.

Vorteilhafterweise bilden die Messfrequenzbereiche einen zusammenhängenden Messfrequenzabschnitt. Hierdurch können aufwendige Verbreiterungsmethoden zur Verbreiterung des Erzeu- gungsfrequenzbereichs vorteilhaft vermieden werden.

Ferner können bestehende, kostengünstige Schaltungen für die Signalbearbeitungseinheit eingesetzt werden, wenn diese eine Modulationseinheit zum Modulieren des Erzeugungssignals mit zumindest einem Modulationssignal aufweist.

Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Auswerteeinheit mit einem zur Versetzung des Erzeugungssignals vorgesehenen Bearbeitungssignal der Signalbearbeitungseinheit bei einem Be- trieb gespeist wird. Dadurch können Bauteile zur Bearbeitung des Auswertesignals vorteilhaft eingespart werden.

Vorzugsweise ist das Messgerät als Ortungsgerät ausgebildet. Hierdurch kann eine Ortung von Objekten mit hoher Genauigkeit erzielt werden.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen .

E s ze igen :

Fig . 1 ein Ortungsgerät an einer Wand,

Fig . 2 eine Messeinheit des Ortungsgeräts aus Figur 1 in einer schematischen Darstellung,

Fig . 3 ein breitbandiges Signal in einer Amplitude- Zeit-Darstellung,

Fig . 4 Frequenzspektren von Messsignalen, welche in zwei Messfrequenzbereiche versetzt sind und

Fig . 5 ein weiteres Frequenzspektrum eines Messsignals .

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 ist ein als Ortungsgerät 10 ausgebildetes Messgerät dargestellt. In einem ersten Messungsmodus liefert das Ortungsgerät 10 Informationen über Objekte, die im oder hinter einem Untersuchungsgegenstand, z.B. einer Wand, einem Fußboden, einer Decke usw., verborgen sind. Beispiele für diese Objekte sind Wasserleitungen, Elektrokabel usw. In der Figur ist eine Wand 12 schematisch dargestellt, in der ein solches Objekt 14 angeordnet ist. Das Ortungsgerät 10, welches der Wand 12 angenähert ist, erlaubt einem Bediener, die untersuchte Wand 12, eine als Position des Objekts 14 ausgebildete Kenngröße P in der Wand 12, die Ausdehnung und/oder

die Tiefe des Objekts 14 über ein Display 16 zu visualisie- ren. Dies wird mit Hilfe einer Messeinheit 18 realisiert, die zur Bestimmung dieser Informationen durch eine Bearbeitung von hochfrequenten Signalen vorgesehen ist. Hierzu weist die Messeinheit 18 eine Signaleinheit 20 auf, durch welche hochfrequente Messsignale 22.1, 22.2 erzeugt und in die Wand 12 eingekoppelt werden. Zur Bestimmung der Kenngroße P des Objekts 14 und zum Visualisieren des Wandaufbaus wird in zwei Messrichtungen 32, 33 jeweils ein Messsignal 22.1 bzw. 22.2 gesendet. Das Senden in der Messrichtung 32 erfolgt über ein als ein Antennenelement ausgebildetes Sensormittel 24.1, wahrend das Messsignal 22.2 über ein ebenfalls als Antennenelement ausgebildetes Sensormittel 24.2 gesendet wird. Der übersichtlichkeit halber ist in Figur 1 nur eine Messrichtung 32 bzw. nur ein Sensormittel 24.1 dargestellt (siehe auch Figur 2). Die Messrichtungen 32, 33 können z.B. als horizontale und vertikale Richtung ausgebildet sein. In einer weiteren Ausfuhrung ist denkbar, dass ein Senden in beiden Messrichtungen 32, 33 durch ein Sensormittel, z.B. das als Antennenelement ausgebildete Sensormittel 24.1, erfolgt. Es ist ebenfalls denkbar, dass ein Messsignal in nur einer Richtung, z.B. der Richtung 32, gesendet wird. Ferner können die Sensormittel 24.1, 24.2 als monostatische und/oder bistatische Antennenelemente ausgebildet sein.

Die übertragenen Messsignale 22.1, 22.2 werden in der Signaleinheit 20 durch ein Erzeugungssignal 26 erzeugt, welches in einer Signalerzeugungseinheit 28 hergestellt und in einer Signalbearbeitungseinheit 30 bearbeitet wird. Die Messsignale 22.1, 22.2 regen Auswertesignale 34.1, 34.2 in der Wand 12 an, welche von den Sensormitteln 24.1, 24.2 empfangen werden.

Nach Empfang werden diese auf eine Auswerteeinheit 36 gegeben. Die Auswerteeinheit 36 führt eine Auswertung des Frequenzspektrums der Auswertesignale 34.1, 34.2 in Messergebnisse durch, welches auf dem Display 16 angezeigt werden. Auf dem Display 16 sind die Wand 12, die Kenngröße P des Objekts 14, das Ortungsgerät 10 selbst sowie seine Bewegungsrichtung relativ zur Wand 12 zu erkennen.

In einem zweiten Messungsmodus kann der Bediener ferner über eine als Feuchtigkeitsgrad der Wand 12 ausgebildete Kenngröße F informiert werden. Hierzu ist das Erzeugungssignal 26 in der Signalbearbeitungseinheit 30 derart bearbeitet, dass die Messsignale 22.1, 22.2 an eine Messung der Kenngröße F in der Wand 12 angepasst sind. Der Aufbau und die Funktionsweise der Signalbearbeitungseinheit 30 sind der Figur 2 zu entnehmen. Der Bediener kann über eine Bedieneinheit 38 verschiedene Messvorgänge wählen, z.B. Messvorgänge, in denen nur der erste Messungsmodus, d.h. eine Ortung des Objekts 14, Messvorgänge, in denen nur der zweite Messungsmodus, d.h. eine Be- Stimmung der Kenngröße F, oder Messvorgänge, in denen beide

Messungsmodi eingeschaltet werden. Alternativ oder zusätzlich kann in diesem zweiten Messungsmodus ein Feuchtigkeitsverlauf in der Wand 12 bestimmt werden.

Eine schematische Darstellung der Messeinheit 18 ist in Figur 2 dargestellt. In diesem Abschnitt verweist die Beschreibung auch auf die Figuren 3 bis 5. Von den in Figur 1 dargestellten Elementen sind die Signalerzeugungseinheit 28, die Signalverarbeitungseinheit 30 und die Sensormittel 24.1, 24.2 der Signaleinheit 20 sowie die Auswerteeinheit 36 zu sehen.

Es wird angenommen, dass der Bediener über die Bedieneinheit 38 einen Messvorgang wählt, in dem der erste und der zweite Messungsmodus durchgeführt werden. Bei dem ersten Messungsmodus soll insbesondere eine bestimmte Art von Kunststoff, aus welchem das Objekt 14 hergestellt ist, zur Ortung des Objekts 14 detektiert werden, während die Kenngröße F der Wand 12 bei dem zweiten Messungsmodus bestimmt werden soll.

Zunächst wird die Signalerzeugungseinheit 28, welche als eine SR-Diode (Step-Recovery-Diode) ausgeführt ist, von einer

Steuereinheit 40 in Betrieb gesetzt. Das von der Signalerzeugungseinheit 28 hergestellte Erzeugungssignal 26, welches als UWB-Signal (Ultra-Wide-Band-Signal oder ultrabreitbandiges Signal) ausgebildet ist, ist in Figur 3 in einer Amplitude- Zeit Darstellung gezeigt. Es weist eine Folge 42 von Pulsen

44 auf, wobei die Pulse 44 jeweils mit einer Pulsdauer δt von 0,5 ns erzeugt werden und regelmäßig aufeinander folgen. Zur Erzeugung dieser Pulse 44 ist der Einsatz eines Transistors oder einer Transistorschaltung auch denkbar. Ein Zeitinter- vall zwischen zwei direkt aufeinander folgenden Pulsen 44, welches in diesem Ausführungsbeispiel konstant gewählt ist, kann auch als Zufallsvariable ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Folge als PN-Folge (Pseudo-Noise-Folge oder Pseu- dorauschfolge) ausgeführt sein. Alternativ zur Erzeugung von Pulsen 44 kann das Erzeugungssignal 26 als frequenzmoduliertes kontinuierliches Signal (FMCW oder Frequency Modulated Continuous Wave) hergestellt werden.

Nach Herstellung wird das Erzeugungssignal 26 in einen Filter 46 eingespeist. Nach der Filterung weist das Erzeugungssignal

26 ein in einer Amplitude-Frequenz-Darstellung in Figur 4 ge-

zeigtes Frequenzspektrum auf. Das Erzeugungssignal 26 weist eine Mittenfrequenz V EM von 5 GHz auf und erstreckt sich über einen Erzeugungsfrequenzbereich 48, welcher einer Bandbreite δv von 2 GHz um die Mittenfrequenz V EM entspricht. Dabei ist eine Unterfrequenz V EU = 1 GHz und eine Oberfrequenz des Erzeugungsfrequenzbereichs 48 V EO = 3 GHz. Alle hier beschriebenen Frequenzwerte sind Beispielswerte. Weitere Frequenzwerte sind selbstverständlich denkbar.

Das Erzeugungssignal 26 wird anschließend in die Signalbearbeitungseinheit 30 eingespeist. Diese ist als Modulationseinheit ausgebildet, die eine Signalerzeugungseinheit 50, eine Schaltvorrichtung 52 und eine Mischeinheit 54 aufweist. Die Signalerzeugungseinheit 50 ist als dielektrischer Oszillator ausgebildet und erzeugt zwei Bearbeitungssignale 56, 58, die eine Frequenz f x = 4 GHz bzw. f 2 = 6,5 GHz aufweisen und auf die Schaltvorrichtung 52 gegeben werden. Die Signalerzeugungseinheit 50 kann alternativ als ein durch eine Spannung gesteuerter Oszillator (VCO oder Voltage Controlled Oscilla- tor) , als ein Schwingkreis, als eine Kapazitätsdiode mit

Quarz oder als eine digitale Schaltung, wie z.B. eine FPGA (Field Programmable Gate Array) , ausgebildet sein. Durch die Schaltvorrichtung 52 kann eines der Bearbeitungssignale 56, 58 als Modulationssignal zur Modulation des Erzeugungssignals 26 ausgebildet werden oder es kann das Erzeugungssignal 26 mit beiden als Modulationssignale ausgebildeten Bearbeitungssignalen 56, 58 bearbeitet werden. Eine Bearbeitung des Erzeugungssignals 26 mit mehr als zwei Bearbeitungssignalen ist denkbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Bearbeitungs- signal 56 bzw. 58 dem ersten bzw. zweiten Messungsmodus zugeordnet .

Im ersten Messungsmodus wird das Bearbeitungssignal 56 auf die Mischeinheit 54 gegeben, wodurch das Erzeugungssignal 26 vom Erzeugungsfrequenzbereich 48 in einen ersten Messfrequenzbereich 60 versetzt wird. Dies ist in Figur 4 mittels eines durchgezogenen Pfeils dargestellt. Das in diesen ersten Messfrequenzbereich 60 versetzte Erzeugungssignal 26 stellt ein Messsignal 22 dar, welches nach Teilung als Messsignal 22.1, 22.2 gesendet wird. Das Erzeugungssignal 26 wird bei der Bearbeitung mit der Frequenz fi verschoben. Daher weist das Messsignal 22 eine Mittenfrequenz V MI von 6 GHz auf und erstreckt sich über den ersten Messfrequenzbereich 60 mit der Bandbreite δv = 2 GHz. Der erste Messfrequenzbereich 60 ist derart gewählt, dass die in die Wand 12 eingekoppelten Messsignale 22.1, 22.2 mit Molekülen des zu detektierenden Kunst- Stoffs wechselwirken und dadurch eine Auswertung anhand des Frequenzspektrums der Auswertesignale 34.1, 34.2 zur Bestimmung der Position P des Objekts 14 ermöglicht wird. Nach Durchführung des ersten Messungsmodus wird durch eine Steuerung der Schaltvorrichtung 52 durch die Steuereinheit 40 das Bearbeitungssignal 58 auf die Mischeinheit 54 gegeben, wodurch das Erzeugungssignal 26 vom Erzeugungsfrequenzbereich 48 in einen zweiten Messfrequenzbereich 62 versetzt wird. Dies ist durch einen gestrichelten Pfeil dargestellt. Das dadurch erzeugte Messsignal 22 weist eine Mittenfrequenz V M2 von 8,5 GHz auf und erstreckt sich über den zweiten Messfrequenzbereich 62 ebenfalls mit der Bandbreite δv von 2 GHz. Der zweite Messfrequenzbereich 62 ist derart abgestimmt, dass die Messsignale 22.1, 22.2 mit Wassermolekülen der Wand 12 wechselwirken, wodurch eine Bestimmung der Kenngröße F durch eine spektrale Auswertung der entsprechenden Auswertesignale 34.1, 34.2 möglich ist.

Das Ortungsgerät 10 ist mit einem weiteren Messvorgang versehen, in dem das Erzeugungssignal 26 gleichzeitig vom Erzeugungsfrequenzbereich 48 in zwei Messfrequenzbereiche versetzt wird. In einem ersten Beispiel wird das Erzeugungssignal 26 gleichzeitig in die Messfrequenzbereiche 60, 62 versetzt, indem beide Bearbeitungssignale 56, 58 durch die Schaltvorrichtung 52 auf die Mischeinheit 54 gegeben werden. Alternativ kann die Signalbearbeitungseinheit 30 zwei Modulationseinheiten aufweisen, die jeweils zum Modulieren des Erzeugungssig- nals 26 mit einem Bearbeitungssignal dienen. Diese können entweder in Reihe geschaltet werden, wobei das Erzeugungssignal 26 sukzessiv moduliert wird, oder sie können parallel geschaltet werden, wobei das Erzeugungssignal 26 in zwei Teilsignale geteilt wird, welche jeweils durch ein Bearbeitungs- signal moduliert und miteinander nach den Modulationen kombiniert werden. Durch die Wahl der Bearbeitungssignale kann ein auf eine bestimmte Messung gezielt ausgestalteter Messfrequenzabschnitt der Frequenzskala einfach und mit einer großen Flexibilität erreicht werden. In diesem ersten und in Figur 4 dargestellten Beispiel ist ein Messfrequenzabschnitt 64 von den voneinander getrennten Messfrequenzbereichen 60, 62 gebildet. Dadurch ist es insbesondere möglich, Intervalle der Frequenzskala, hier ein Intervall δf, die für eine Messung unangepasst sind, gezielt auszusparen, wobei ein Signalfilte- rungsaufwand vermieden und eine besonders effektive Nutzung der Signalleistung erreicht werden kann.

In einem weiteren und in Figur 5 dargestellten Beispiel ist ein zusammenhängender Messfrequenzabschnitt 66 von zwei sich überlappenden Messfrequenzbereichen 68, 70 gebildet, in welche das Erzeugungssignal 26 (in der Figur gestrichelt darge-

stellt) durch die Signalbearbeitungseinheit 30 gleichzeitig versetzt wird. Dadurch kann einfach ein breites Intervall der Frequenzskala für eine Messung erreicht werden, ohne dafür aufwendige Methoden zur Verbreiterung des Erzeugungsfrequenz- bereichs 48 einsetzen zu müssen. In einem weiteren Beispiel kann das Erzeugungssignal 26 ohne Versetzen das Messsignal 22 darstellen, indem die Signalbearbeitungseinheit 30 ausgeschaltet wird oder das Erzeugungssignal 26 mit einem konstanten Bearbeitungssignal moduliert wird.

Nach Bearbeitung wird das Messsignal 22 anschließend auf einen Signalteiler 72 gegeben, in welchem es in die zwei Messsignale 22.1, 22.2 aufgeteilt wird. Nach dem Teilen weisen die Messsignale 22.1, 22.2 eine im Wesentlichen gleiche Sig- nalleistung auf, die durch die halbe Leistung des Messsignals 22 gegeben ist. Eine alternative Aufteilung der Signalleistung des Messsignals 22 auf die Messsignale 22.1, 22.2 ist denkbar. Bei der Teilung kann ferner eines der Messsignale

22.1 bzw. 22.2 relativ zum anderen Messsignal 22.2 bzw. 22.1 eine Phasenverschiebung aufweisen. Danach werden die Messsignale 22.1, 22.2 jeweils über eine Signaltrennungseinheit 74.1 bzw. 74.2 auf eine Schaltvorrichtung 76.1 bzw. 76.2 gegeben. Durch die Schaltvorrichtung 76.1 bzw. 76.2, welche von der Steuereinheit 40 steuerbar ist, kann das Messsignal 22.1 bzw. 22.2 entweder auf eine Referenzschaltung 78 zur Kalibrierung des Ortungsgeräts 10 oder auf das Sensorelement 24.1 bzw.

24.2 zur Sendung jeweils in einer Messrichtung 32 bzw. 33 gegeben werden. Die von den Sensorelementen 24.1, 24.2 in Form einer elektromagnetischen Strahlung gesendeten Messsignale 22.1, 22.2 weisen unterschiedliche Polarisationsrichtungen auf. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Signaleinheit 20

ein Sensormittel für jeden Messfrequenzbereich, z.B. die Messfrequenzbereiche 60, 62, des Messsignals 22 aufweist.

Die Messsignale 22.1, 22.2 regen Auswertesignale 34.1 bzw. 34.2 an, welche von den Sensorelementen 24.1, 24.2 empfangen werden. Die Auswertesignale 34.1, 34.2 werden jeweils in der als Zirkulator ausgebildeten Signaltrennungseinheit 74.1 bzw. 74.2 von den Messsignalen 22.1, 22.2 getrennt und auf die Auswerteeinheit 36 gegeben. Die Auswerteeinheit 36 weist zwei Modulationseinheiten 80, 82 zur Demodulation der Auswertesignale 34.1, 34.2 auf. Die Modulationseinheiten 80, 82 sind mit der Signalbearbeitungseinheit 30 verbunden. Auf die Modulationseinheiten 80, 82 wird über eine Leitung 84 mindestens ein Bearbeitungssignal gegeben, das zur Bearbeitung des Erzeu- gungssignals 26 genutzt wird, wie z.B. das Bearbeitungssignal 56 und/oder das Bearbeitungssignal 58. Nach Demodulation werden die Auswertesignale 34.1, 34.2 auf eine Signalverarbeitungsvorrichtung 86 gegeben. Diese umfasst einen Analog- Digital-Wandler 88 und eine Datenverarbeitungseinheit 90, die zur spektralen Auswertung der Auswertesignale 34.1, 34.2 vorgesehen ist. Diese ist z.B. als DSP-Einheit (Digital Signal Processing oder digitale Signalverarbeitung) ausgebildet. Vor der digitalen Umwandlung kann optional ein Mittelwert der Auswertesignale 34.1, 34.2 gebildet werden, wodurch eine Er- höhung des Signal-Rausch-Verhältnisses erreicht werden kann.

Wird für das Erzeugungssignal 26 eine PN-Folge erzeugt, kann optional in der Signalverarbeitungsvorrichtung 86 eine Korrelation der Auswertesignale 34.1, 34.2 mit einem Referenzsig- nal 92 durchgeführt werden. Das Korrelationsergebnis wird anschließend abgetastet und analog/digital gewandelt. Vor die-

ser Wandlung kann ebenfalls ein Mittelwert der Auswertesignale 34.1, 34.2 und/oder eine Filterung von hohen Frequenzanteilen durchgeführt werden. Als Referenzsignal 92 wird in diesem Ausführungsbeispiel das Erzeugungssignal 26 verwendet. Alternativ kann das Messsignal 22 verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsvariante können die Auswertesignale 34.1, 34.2 nach analoger/digitaler Umwandlung mit dem Referenzsignal 92, z.B. in der Datenverarbeitungseinheit 90, korreliert werden. Vor der Korrelation ist die Verwendung von Digital- filtern denkbar, durch welche ein Messergebnis verbessert werden kann. Nach Auswertung der Auswertesignale 34.1, 34.2 werden Auswerteergebnisse auf das Display 16 gegeben (Figur 1) und von diesem angezeigt. In einer weiteren Ausführung des Ortungsgeräts 10 können zur Erweiterung der Funktionalitäten bei der Detektion von verborgenen Objekten zusätzlich zur

Messeinheit 18 weitere Messeinheiten eingesetzt werden, welche auf induktiven und/oder kapazitiven Methoden basieren. Eine Umschaltung zwischen diesen Messeinheiten und der Messeinheit 18 könnte manuell durch einen Bediener oder automa- tisch erfolgen.