Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Erzeugungseinheit für ein FMCW-Radar basiertes Füllstandsmessgerät.

In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisie-rungstechnik, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen werden Sensoren eingesetzt, die beispielsweise in Füllstandsmessgeräten, Durchflussmessgeräten, Druck- und Temperaturmessgeräten, pH-Redoxpotential-Messgeräten oder

Leitfähigkeitsmessgeräten zum Einsatz kommen. Sie erfassen die entsprechenden Prozessvariablen, wie Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert, Redoxpotential oder Leitfähigkeit in der jeweiligen Prozessanlage. Zur Beeinflussung von

Prozessvariablen dienen Aktoren, wie unter Anderem Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Eine Vielzahl dieser Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.

Zur Füllstandsmessung von Füllgütern in Behältern haben sich berührungslose

Messverfahren etabliert, da sie verschleiß- und wartungsarm sind. Ein weiterer Vorteil besteht in der Fähigkeit, den Füllstand quasi kontinuierlich, also mit einer hohen

Auflösung messen zu können. Daher werden Im Bereich der kontinuierlichen

Füllstandsmessung vorwiegend Radar-basierte Distanz-Messverfahren eingesetzt. Hierzu wird vorzugsweise das so genannte FMCW Verfahren („Frequency Modulated Continuos Wave", auch bekannt als Dauerstrichradar) angewandt, welches innerhalb von vordefinierten Radar-Frequenzbändern arbeitet (im Rahmen dieser Erfindung beziehen sich die Begriffe„Hochfrequenz" und„Radar" auf Signale bzw. elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 0.3 GHz und 300 GHz). Bei FMCW-basierter Distanz- bzw. Geschwindigkeitsmessung gibt es für Frequenzen bis ungefähr 79 GHz bereits schaltungstechnisch ausgereifte Lösungen zur Erzeugung eines elektrischen Hochfrequenzsignals mittels entsprechender Hochfrequenz- Erzeugungseinheiten. Die Hochfrequenz-Erzeugungseinheit speist hierbei eine Sende- /Empfangs-Antenne, wodurch das resultierende, mikrowellenbasierte Sendesignal erzeugt und abgestrahlt wird. Dementsprechend wird die Frequenz des Sendesignals durch die Hochfrequenz-Erzeugungseinheit festgelegt.

Geeignete Hochfrequenz-Erzeugungseinheiten zur Erzeugung von Hochfrequenzsignalen für FMCW-Radar sind bereits bekannt. In diesem Zusammenhang sei exemplarisch die Veröffentlichungsschrift DE 10 2013 105 A1 genannt. Dort ist eine typischerweise eingesetzte Hochfrequenz-Erzeugungseinheit nach dem Stand der Technik gezeigt:

Kern der dortigen Hochfrequenz-Erzeugungseinheit ist ein spannungsgesteuerter Hochfrequenz-Oszillator (in der Regel wird hierfür ein VCO, also ein„Voltage Controlled Oscillator" eingesetzt), der ein entsprechendes Hochfrequenz-Signal erzeugt, dessen Frequenz durch die Steuerspannung veränderbar ist. Die für FMCW typische

sägezahnförmige Frequenzänderung des elektrischen Hochfrequenzsignals wird dadurch eingeprägt, dass der Oszillator über eine Rückkopplungsschaltung, auch unter dem Namen„Phasenregelkreis" oder PLL („Phase Locked Loop") bekannt, geregelt wird.

Dabei wird die Rückkopplung realisiert, indem aus dem Hochfrequenzsignal des

Oszillators gegebenenfalls über einen Frequenzteiler ein Regelsignal abgezweigt wird. Dieses wird einem Phasenkomparator zugeführt, welcher die momentane Phasenlage mit der eines frequenzkonstanten Taktsignals vergleicht. Die Frequenz des Taktsignals liegt dabei in Bereichen von vorzugsweise 10 MHz bis 100 MHz und kann mittels eines entsprechenden Quarzoszillators erzeugt werden. Der Phasenkomparator steuert den VCO über ein analoges DC-Signal, wobei sich der Spannungswert des DC-Signals nach der momentanen Phasenlage an den Eingängen des Phasenkomparators richtet. Wie der Name bereits sagt, ist die Frequenz des VCO's wiederum abhängig vom Spannungswert an dessen Eingang.

Wie aus dieser Beschreibung hervorgeht, erfordert eine solche Hochfrequenz- Erzeugungseinheit nach dem Stand der Technik einen vergleichsweise aufwändigen Schaltungsaufbau. Neben dem komplexen Schaltungsaufbau besteht ein weiterer Nachteil darin, dass der spannungsgesteuerte Oszillator sowie der Frequenzteiler einen hohen Leistungsverbrauch und ein starkes Rauschen aufweisen. Der nachteilige Effekt von Rauschen auf die Distanz- bzw. Füllstands-Messung ist jedoch, dass die

Empfindlichkeit, mit der kleine oder schlecht reflektierende Messobjekte insbesondere bei weiten Entfernungen detektiert werden können, drastisch abnimmt. Durch hohen

Leistungsverbrauch wird es erschwert, das Füllstandsmessgerät so auszulegen, dass es gängige Explosionsschutzvorschriften einhält.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und robuste

Hochfrequenz-Erzeugungseinheit für ein FMCW-basiertes Füllstandsmessgerät bereitzustellen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Hochfrequenz-Erzeugungseinheit für ein FMCW-Radar basiertes Füllstandsmessgerät, das zumindest folgende Komponenten umfasst: Eine Takteinheit, die ausgestaltet ist, um ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Taktfrequenz zu erzeugen,

ein durch das Taktsignal getaktetes, digitales Schaltwerk (beispielsweise als Arbiträrgenerator oder ein nach der direkten digitalen Synthese arbeitender Schaltkreis), welches ausgestaltet ist, um ein digitales, also zeit- und/oder wertdiskretes Ausgangssignal zu erzeugen,

einen Digital-/Analog-Wandler, der das digitale Ausgangssignal des digitalen Schaltwerkes in ein analoges Hochfrequenzsignal wandelt. Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau kann eine Hochfrequenz-Erzeugungseinheit für FMCW-basierte Füllstandsmessung realisiert werden, die insbesondere ohne einen spannungsgesteuerten Oszillator und eine damit verbundene, anfällige Regelschleife auskommt. Dies führt zu einem wesentlich reduzierten Schaltungsaufwand, so dass die Hochfrequenz-Erzeugungseinheit sehr kompakt, gegebenenfalls in einer einzigen monolithisch intergierten Schaltung, realisiert werden kann.

Zur Anwendung bei FMCW-Radar basierter Füllstandsmessung ist das digitale

Schaltwerk so auszugestalten, dass das digitale Ausgangssignal mit einer veränderlichen Frequenz, insbesondere einer sich innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbandes linear ändernden Frequenz, erzeugt wird.

Darüber hinaus ist das digitale Schaltwerk vorzugsweise so auszulegen, dass die Frequenz des Ausgangssignals maximal halb so hoch wie die Taktfrequenz des

Taktsignals ist, um dem Abtasttheorem zu genügen. Zum Einsatz bei FMCW-Radar basierter Füllstandsmessung ist das digitale Schaltwerk außerdem vorzugsweise so auszulegen, dass es das digitale Ausgangssignal mit einer Frequenz (bzw. in einem Frequenzband) bei mindestens einem 1 GHz, insbesondere 6 GHz, erzeugt. Auch Anwendungen bei 26 GHz oder sogar 79 GHz, welches weitere typische Bereiche für Radar-basierte Füllstandsmessung darstellen, wären denkbar.

Entsprechend dem digitalen Schaltwerk ist der Digital-/Analog-Wandler an das digitale Ausgangssignal des digitalen Schaltwerkes (insbesondere dessen Pegel und Pulsweite bzw. Frequenzbereich) anzupassen. Ausgangsseitig ist der Digital-/Analog-Wandler in Abhängigkeit der weiteren Verarbeitung des Hochfrequenzsignals im

Füllstandsmessgerät auszulegen: Abhängig von den nachgeschalteten Komponenten, wie etwaiger Sende-Empfangsweichen oder Sende-/Empfangs-Antennen, ist der Digital- /Analog-Wandler so zu konzipieren, dass das analoge Hochfrequenzsignal entweder als ein strombasiertes Signal oder als ein spannungsbasiertes Signal erzeugt wird. 1 1 1 Hinsichtlich der Filterung etwaiger Stör- oder Rausch-Signale, die das elektrische Hochfrequenzsignal überlagern, ist es vorteilhaft, wenn die Hochfrequenz- Erzeugungseinheit zusätzlich einen Filter umfasst, der ausgestaltet ist, um das

Hochfrequenzsignal vor Einkopplung in die Sende-/Empfangs-Antenne des

Füllstandsmessgerätes entsprechend zu filtern. Hierbei ist der Filter (der vorzugsweise als Tiefpass oder Bandpass ausgelegt ist) zumindest für die Frequenz des

Ausgangssignals durchlässig. Insbesondere, wenn die Frequenz des Ausgangssignals maximal halb so hoch wie die Taktfrequenz des Taktsignals ist, ist die Verwendung eines Tiefpasses notwendig, um das zeitdiskrete Ausgangssignal des Digital-/Analog-Wandlers zu glätten.

Eine sehr kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Erzeugungseinheit kann erreicht werden, wenn zumindest die Takteinheit, das digitale Schaltwerk und der Digital-/Analog-Wandler in Form einer intergierten monolithischen Schaltung aufgebaut sind. Nicht zuletzt für den Fall, dass die integrierte Schaltung außerdem die Takteinheit umfasst, besteht eine besonders günstige Ausgestaltungsvariante darin, dass die Takteinheit als akustischer Oberflächenresonator realisiert ist.

Zudem bietet es sich an, wenn die Takteinheit mittels einer Phasenregelschleife mit einer Referenzquelle synchronisierbar ausgeführt wird. Hierdurch ist es möglich, dass die

Erzeugung des Hochfrequenzsignals und die Abtastung des empfangenen Messsignals den gleichen Taktbezug haben und damit besonders störunempfindlich sind. Außerdem kann so eine Takteinheit eingespart werden. Hierbei ist es vorzuziehen, dass die Referenzquelle eine Referenzfrequenz aufweist, die gleich hoch ist oder einem ganzzahligen Teiler der Taktfrequenz entspricht.

Bei einer Implementierung der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Erzeugungs-Einheit in einem FMCW-Radar basierten Füllstandsmessgerät, welches zur Messung eines Füllstandes eines in einem Behälter befindlichen Füllgutes, dient, weist das

Füllstandsmessgerät entsprechend folgende Komponenten auf:

Eine Hochfrequenz-Erzeugungseinheit nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten,

eine Sende-/Empfangs-Antenne, die das analoge Hochfrequenzsignal als ein elektromagnetisches Sendesignal in Richtung des Füllgutes aussendet und/oder das reflektierte Signal nach Reflektion an der Oberfläche des Füllgutes empfängt (eine separate Sende- und Empfangs-Antenne wären ebenso einsetzbar), eine Steuer-/Auswerte-Einheit, die gemäß dem FMCW Verfahren mittels der gemessenen Frequenzdifferenz zwischen dem elektromagnetisches Sendesignal und dem reflektierten Signal den Füllstand bestimmt. Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : Eine allgemeine Darstellung eines FMCW-Radar basierten Füllstandsmessgerätes an einem Behälter,

Fig. 2: ein bei FMCW-Radar charakteristischer Frequenzverlauf des elektrischen

Hochfrequenzsignals,

Fig. 3: eine Hochfrequenz-Erzeugungseinheit für FMCW-Radar nach dem Stand der Technik, und

Fig. 4: eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Erzeugungseinheit.

Zu einem grundsätzlichen Verständnis der Erfindung ist in Fig. 1 eine typische Anordnung eines nach dem FMCW-Radar Prinzip arbeitenden Füllstandsmessgerätes 1 an einem Behälter 2 gezeigt. In dem Behälter 2 befindet sich ein Füllgut 3, dessen Füllstand L durch das Füllstandsmessgerät 1 zu bestimmen ist. In der Regel ist das

Füllstandsmessgerät 1 über eine interne Steuer-Auswerte-Einheit 15 und ein

entsprechendes Bussystem, etwa„PROFIBUS",„HART" oder„Wireless HART" mit einer übergeordneten Einheit 4, beispielsweise einem Prozessleitsystem, verbunden. Hierüber können zum einen Informationen über den Betriebszustand des Füllstandsmessgerätes 1 kommuniziert werden. Es können auch Informationen über den Füllstand L übermittelt werden, um gegebenenfalls am Behälter 2 vorhandene Zuflüsse und/oder Abflüsse zu steuern.

Zur Bestimmung des Füllstandes L ist das Füllstandsmessgerät 1 in einer vorbekannten Einbauhöhe h oberhalb des Füllgutes 3 am Behälter 2 angebracht. Hierbei kann der Behälter 2 je nach Anwendung bis zu mehr als 30 m hoch sein. Das Füllstandsmessgerät 1 ist so am Behälter 2 angeordnet, dass es ein elektromagnetisches Sendesignal SHF in Richtung der Oberfläche des Füllgutes 3 aussendet. Nach Reflektion an der Füllgut- Oberfläche empfängt das Füllstandsmessgerät 1 das reflektierte Signal EHF in

Abhängigkeit der Entfernung d = h - L zur Füllgut-Oberfläche. Hierbei wird gemäß dem FMCW-Prinzip der Effekt genutzt, dass sich Differenzfrequenz (also die Differenz zwischen der momentanen Frequenz IHF des Sendesignals SHF und der Frequenz des momentan vom Füllstandsmessgerät 1 empfangenen, reflektierten Signals EHF) linear mit der Entfernung d zur Füllgut-Oberfläche ändert.

Zur Nutzung dieses Effektes ist es entsprechend dem FMCW-Prinzip notwendig, das Sendesignal SHF nicht mit einer konstanten Frequenz fHF, sondern mit einer Frequenz fHF, die sich innerhalb eines festgelegten Frequenzbandes Af zeitlich ändert, auszusenden. Gängige Frequenzbänder liegen im Bereich der Füllstandsmesstechnik bei 6 GHz, 26 GHz oder auch bereits bei 79 GHz. Die Breite des jeweiligen Frequenzbandes Af beträgt hierbei in etwa zwischen 5 % und 20 % der absoluten Frequenz.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird typischerweise eine sägezahnförmige

Frequenzänderung, also eine zeitlich linear ansteigende Frequenz implementiert (eine linear abfallende Frequenzänderung wäre gleichermaßen einsetzbar), wobei sich die Frequenzänderung innerhalb des Frequenzbandes Af zyklisch mit einer voreingestellten Wiederholrate r wiederholt. Um das elektromagnetische Sendesignal SHF mit dieser Charakteristik über eine entsprechende Sende-Empfangs-Antenne 13 (beispielsweise eine Hornantenne, wie in Fig. 1 dargestellt) auszusenden, muss eine geeignete

Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 , 1 1 ' des Füllstandsmessgerätes 1 ein

entsprechendes elektrisches Hochfrequenzsignal SHF erzeugen, welches ebenfalls eine sägezahnförmige Frequenzcharakteristik aufzuweisen hat. Eine gängige Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 ' nach dem Stand der Technik ist in Fig. 3 dargestellt: Sie basiert auf einem spannungsgesteuerten Oszillator 1 13 zur Erzeugung des elektrischen Hochfrequenzsignals SHF. Hierbei ist dessen Oszillations- Frequenz durch einen anlegbaren Gleichspannungswert Sdc einstallbar. Im Fall der in Fig. 3 dargestellten Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 ' erfolgt die

Einstellung des geforderten Gleichspannungswertes Sdc durch einen Rampengenerator 1 12, der standardmäßig als phasengesteuerter Regelkreis (auch bekannt als„Phase Locked Loop") mit dem spannungsgesteuerten Oszillator 1 13 rückgekoppelt ist. Dabei wird aus dem Hochfrequenzsignal SHF des Oszillators 1 13 (gegebenenfalls über einen zusätzlichen Frequenzteiler, in Fig. 3 nicht dargestellt) ein Regelsignal abgezweigt.

Dieses wird einem Phasenkomparator innerhalb des Rampengenerators 1 12 zugeführt, wobei der Phasenkomparator die momentane Phasenlage mit der eines

frequenzkonstanten Taktsignals s _C iock vergleicht. Die Erzeugung des Taktsignals s _C iock erfolgt mittels einer Takteinheit 1 1 1 , die beispielsweise als Schwingquarz realisiert ist, die den Rampengenerator 1 13 hierbei in einer Frequenz von 10 MHz bis 100 MHz taktet. Über den Rampengenerator 1 12 wird außerdem die Frequenz fHF bzw. die

sägezahnförmige Frequenzänderung des im Mikrowellenbereich liegenden Sendesignals SHF mittels eines entsprechenden Steuersignals Sf eingestellt. Dieses Steuersignal Sf kann beispielsweise dadurch die Frequenzänderung bewirken, dass es die Teilerwerte der Frequenzteiler im Rampengenerator 1 12 verändert.

Wie aus dem Stand der Technik bekannt, wird das elektrische Hochfrequenzsignal SHF über eine Sende-/Empfangsweiche 12 der Sende-/Empfangs-Antenne 13 des

Füllstandsmessgerätes 1 zugeführt, um zwecks Füllstandsmessung das elektrische Hochfrequenzsignal SHF als elektromagnetisches Sendesignal SHF auszusenden. Außerdem wird über die Sende-/Empfangs-Antenne 13 das elektromagnetische Signal EHF, das von der Oberfläche des Füllgutes 3 reflektiert wird, empfangen. Anschließend wird das empfangene elektromagnetische Signal EHF über die Sende-/Empfangsweiche 12 einem Mischer 14 zugeführt und durch den Mischer 14 mit dem elektrischen

Hochfrequenzsignal SHF gemischt. Wie in Fig. 3 angedeutet ist, kann das elektrische

Hochfrequenzsignal SHF hierzu zwischen dem spannungsgesteuerten Oszillator 1 13 und der Sende-/Empfangsweiche 12, beispielsweise mittels eines entsprechenden

Signalteilers, abgezweigt werden. Durch das Mischen mit dem elektrischen Hochfrequenzsignal SHF wird, wie bei FMCW bekannt, ein Zwischenfrequenzsignal ezF gebildet. Aufgrund der sägezahnförmigen Frequenzänderung des elektrischen Hochfrequenzsignals SHF ändert sich die so genannte Differenzfrequenz des Zwischenfrequenzsignals ezF in etwa linear zum Abstand d zwischen dem Füllstandsmessgerät 1 und der Oberfläche des Füllgutes 3.

Dementsprechend kann mittels Messung dieser Differenzfrequenz des

Zwischenfrequenzsignals ezF der Füllstand L bestimmt werden. Erfolgen kann dies beispielsweise mittels der entsprechende ausgelegten Steuer-/Auswerte-Einheit 15 des Füllstandsmessgerätes 1 , insbesondere durch Verarbeitung des

Zwischenfrequenzsignals ezF mittels einer„Fast Fourier Transformation".

Die anhand von Fig. 3 beschriebene Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 V nach dem Stand der Technik weist mehrere Charakteristika auf, die sich insbesondere bei der Füllstandsmessung nachteilig auswirken: Neben dem komplexen und somit störanfälligen Schaltungsaufbau besteht ein zentraler Nachteil darin, dass der Oszillator 1 13 einen vergleichsweise hohen Leistungsverbrauch und ein starkes Rauschen sowie eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist. Ein hoher Leistungsverbrauch des

Füllstandsmessgerätes 1 erschwert das Einhalten von Explosionsschutzvorschriften. Der nachteilige Effekt von Rauschen auf die Distanz- bzw. Füllstands-Messung ist, dass die Empfindlichkeit, mit der schlecht reflektierende Füllgüter 3 insbesondere bei weiten Entfernungen bzw. tiefem Füllstand L detektiert werden können, drastisch abnimmt. Dementsprechend wird hierdurch nicht nur das Auflösungsvermögen bzw. die

Genauigkeit der Füllstandsmessung begrenzt, sondern es erhöht sich auch das Risiko, dass ein etwaiges Störecho vom Füllstandsmessgerät 1 fälschlicherweise als Füllstands- Echo interpretiert wird. Dies gefährdet nicht nur die Sicherheit im Umfeld des Behälters 2, sondern gegebenenfalls auch die Betriebs-Sicherheit in der gesamten Prozessanlage.

Daher wird eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 für ein FMCW- basiertes Füllstandsmessgerät 1 vorgeschlagen, die einen Aufbau aufweist, wie es in Fig. 4 gezeigt ist: Anstelle des rückgekoppelten Oszillators 1 13 basiert die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 bei diesem Aufbau auf einem digitalen Schaltwerk 1 14. Das digitale Schaltwerk 1 14 dient in diesem Fall zur Erzeugung eines digitalen, periodischen Ausgangssignals Sd und kann dementsprechend beispielsweise als ein Arbiträrgenerator (auch bekannt unter dem englischen Begriff„Arbitrary Waveform Generator") oder ein nach der direkten digitalen Synthese arbeitender Schaltkreis realisiert sein. Im Sinne der Erfindung ist natürlich auch jeglicher vergleichbare Baustein mit adäquater Funktion einsetzbar. Über das digitale Schaltwerk 1 14 wird zudem die Frequenz fHF bzw. die sägezahnförmige Frequenzänderung des Hochfrequenzsignals SHF (und somit auch die im Mikrowellen-Bereich befindliche Frequenz des Sendesignals SHF) mittels eines entsprechenden Steuersignals Sf eingestellt. Die Taktung des digitalen Schaltwerks 1 14 erfolgt wiederum durch eine separate Takteinheit 1 1 1 . Die Takteinheit

1 1 1 ist hierbei vorzugsweise so ausgelegt, um das Taktsignal s _C iock mit einer Taktfrequenz fdock zu erzeugen, die mindestens doppelt so hoch wie die Frequenz fHF des

Ausgangssignals ist. Zudem umfasst die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 einen Digital- /Analog-Wandler 1 15, der das digitale Ausgangssignal Sd des digitalen Schaltwerkes 1 14 in das gewünschte, analoge Hochfrequenzsignal SHF mit optimaler Weise rein

sinusförmigem Verlauf wandelt. Dabei kann der Digital-/Analog-Wandler 1 15 ausgelegt sein, um das Hochfrequenzsignal SHF entweder als spannungsbasiertes- oder als strombasiertes Signal auszugeben.

Somit kann durch die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 das elektrische Hochfrequenzsignal SHF im Vergleich zum Stand der Technik ohne einen spannungsgesteuerten Oszillator und mit wesentlich reduziertem Schaltungsaufwand realisiert werden. Darüber hinaus entfällt eine etwaige Zusatzschaltung zur Kompensation von Temperatureffekten. Durch das Entfallen eines Regelkreises ist mithilfe der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 zudem die Einstellung eines breiten Frequenzbandes Af und einer hohen Wiederholrate r möglich, welches wiederum eine höhere Genauigkeit bei der Messung des Füllstandes L bewirkt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Erzeugungseinheit 1 1 besteht darin, dass die gesamte Schaltung oder zumindest die Takteinheit 1 1 1 , das digitale Schaltwerk 114 und der Digital-/Analog-Wandler 1 15 potentiell sehr kompakt in einer einzigen intergierten Schaltung realisiert werden können. Hierzu könnte außerdem die Takteinheit 1 1 1 als akustischer Oberflächenresonator innerhalb der monolithischen Schaltung integriert werden.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist es optional möglich, das Hochfrequenzsignal SHF mittels eines entsprechenden Filters 1 16 zu filtern, um so jegliche Störfrequenzen aus dem Hochfrequenzsignal SHF auszufiltern. Hierfür muss der Filter 1 16 jedoch zumindest für die Frequenz f _H F des Ausgangssignals SHF durchlässig sein. Dazu kann der Filter 1 16 beispielsweise als Tiefpass oder Bandpass ausgelegt werden.

Bezugszeichenliste

1 Füllstandsmessgerät

2 Behälter

3 Füllgut

4 Übergeordnete Einheit

1 1 , 1 1 ' Hochfrequenz-Erzeugungseinheit

12 Sende-/Empfangsweiche

13 Sende-/Empfangs-Antenne

14 Mischer

15 Steuer-/Auswerte-Einheit

1 12 Takteinheit

1 13 Rampengenerator

1 14 Spannungsgesteuerter Oszillator

1 15 Digitales Schaltwerk

1 16 Digital-/Analog-Wandler

1 17 Tiefpass

EHF Reflektiertes elektromagnetisches Signal ezF Zwischenfrequenzsignal

fHF Frequenz des Hochfrequenzsignals fciock Taktfrequenz des Taktsignals

r Wiederholrate

Sf Steuersignal zur Steuerung der Frequenz

SHF Elektromagnetisches Sendesignal

Sdc Gleichspannungswert

SHF Hochfrequenzsignal

Sdock Taktsignal

Af Frequenzband