《具有底部反射器的雷达料面计系统以及底部反射器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有底部反射器的雷达料面计系统以及底部反射器.pdf（14页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102313586A43申请公布日20120111CN102313586ACN102313586A21申请号201110195633922申请日2011070812/833,17420100709USG01F23/28420060171申请人罗斯蒙特储罐雷达股份公司地址瑞典哥德堡72发明人埃里克赫门多夫74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人康建峰王娜丽54发明名称具有底部反射器的雷达料面计系统以及底部反射器57摘要本发明涉及具有底部反射器的雷达料面计系统以及底部反射器。雷达料面计系统包括收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；传播设备，电连接至收发器并布置。
2、成向储罐中容纳的物料的表面传播所发射的电磁信号，并将从发射的电磁信号遇到的阻抗转变处的反射得到的回波信号返回给收发器，回波信号包括从表面处的反射得到的表面回波信号；处理电路，连接至收发器并配置成基于表面回波信号确定填充水平；以及底部反射器，布置在储罐的底部。底部反射器包括多个相位修改结构，每个均配置成修改发射的电磁信号的相位并反射相位修改后的电磁信号，其中按照不同相位修改结构反射的相位修改后的电磁信号相互作用以向传播设备提供相消干扰的方式布置多个相位修改结构。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图4页CN102313590A1/。
3、2页21一种雷达料面计系统，用于确定储罐中所容纳的物料的填充水平，所述雷达料面计系统包括收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；传播设备，电连接至所述收发器，并且被布置成朝向所述储罐中所容纳的所述物料的表面传播所发射的电磁信号，并将从所发射的电磁信号遇到的阻抗转变处的反射得到的回波信号返回给所述收发器，其中，所述回波信号包括从所述表面处的反射得到的表面回波信号；处理电路，连接至所述收发器，并且被配置成基于所述表面回波信号来确定所述填充水平；以及底部反射器，被布置在所述储罐的底部，所述底部反射器包括多个相位修改结构，每个相位修改结构均被配置成修改所发射的电磁信号的相位并且反射相位修改后的电磁信号，。
4、其中，按照不同相位修改结构所反射的相位修改后的电磁信号相互作用以朝向所述传播设备提供相消干扰的方式来布置所述多个相位修改结构。2根据权利要求1所述的雷达料面计系统，包括基本竖直管，被布置成朝向所述储罐中所容纳的所述物料的所述表面引导所发射的电磁信号，并且引导从所述表面返回的所述表面回波信号，所述基本竖直管具有内径，并且被布置成使得所述基本竖直管的开口端被设置在所述底部反射器之上并且与所述底部反射器相距最小距离。3根据权利要求2所述的雷达料面计系统，其中，按照与被反射回所述基本竖直管外部相比，更少的功率被反射回所述基本竖直管的所述开口端的方式来布置和配置所述底部反射器的所述相位修改结构。4根据权。
5、利要求1至3中任一项所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器是基本平坦的结构。5根据权利要求4所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器被布置在与所述储罐的所述底部基本平行的平面中。6根据权利要求3所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器被布置在与所述基本竖直管基本竖直的平面中。7根据权利要求4或5所述的雷达料面计系统，其中，所述相位修改结构中的每个都包括第一电浮传导元件，所述第一电浮传导元件在第一元件平面中相互间隔开。8根据权利要求7所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器进一步包括传导层，与所述第一元件平面平行布置并且与所述第一元件平面传导性绝缘，所述底部反射器被布置成使得所述第一元。
6、件平面比所述传导层更接近于所述传播设备。9根据权利要求8所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器进一步包括介电材料层，被布置在所述传导层和所述第一元件平面之间。10根据权利要求7至9中任一项所述的雷达料面计系统，其中，所述相位修改结构中的每个都进一步包括第二电浮传导元件，所述第二电浮传导元件在第二元件平面中相互间隔开，所述第二元件平面与所述第一元件平面平行布置并且与所述第一元件平面传导性绝缘。权利要求书CN102313586ACN102313590A2/2页311根据权利要求1至10中任一项所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器被配置成提供所述雷达料面计系统能检测的参考反射信号。12根据。
7、权利要求11所述的雷达料面计系统，其中，所述底部反射器被配置成允许所发射的电磁信号的一部分被所述储罐的所述底部直接反射。13根据权利要求12所述的雷达料面计系统，其中，在所述底部反射器中形成有开口，以允许所发射的电磁信号的所述一部分被所述储罐的所述底部直接反射。14一种用在雷达料面计系统中的底部反射器，用于确定储罐中所容纳的物料的填充水平，所述雷达料面计系统包括收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；传播设备，电连接至所述收发器，并且被布置成朝向所述储罐中所容纳的所述物料的表面传播所发射的电磁信号，并且将从所发射的电磁信号遇到的阻抗转变处的反射得到的回波信号返回给所述收发器，其中，所述回波信号包。
8、括从所述表面处的反射得到的表面回波信号；处理电路，连接至所述收发器，并且被配置成基于所述表面回波信号来确定所述填充水平，所述底部反射器包括多个相位修改结构，每个相位修改结构都被配置成修改所发射的电磁信号的相位并且反射相位修改后的电磁信号，其中，按照不同相位修改结构所反射的相位修改后的电磁信号相互作用以在垂直于所述底部反射器的方向上提供相消干扰的方式来布置所述多个相位修改结构。15根据权利要求14所述的底部反射器，其中，所述多个相位修改结构被布置和配置成在多个方向上分布由所述底部反射器反射的功率。16根据权利要求15所述的底部反射器，其中，所述多个相位修改结构被布置和配置成提供关于所述底部反射器。
9、的法线基本上旋转对称的反射图案。权利要求书CN102313586ACN102313590A1/7页4具有底部反射器的雷达料面计系统以及底部反射器技术领域0001本发明涉及用于确定包括在储罐内的物料PRODUCT的填充水平的雷达料面计系统RADARLEVELGUAGESYSTEM。该雷达料面计系统包括布置在储罐的底部的底部反射器。本发明还涉及在雷达料面计系统中使用的底部反射器。背景技术0002雷达料面计RLG系统广泛地用于确定储罐中所容纳的物料的填充水平。雷达水平计量通常要么通过非接触测量执行，其中电磁信号朝向储罐中所容纳的物料辐射，要么通过接触测量执行通常称为导波雷达GWR，其中电磁信号通过用。
10、作波导的探针被朝向物料引导并进入物料中。0003所发射的电磁信号在物料的表面处被反射，并且所反射的信号被雷达料面计系统中所包括的接收器或收发器所接收。基于所发射的信号和所接收的信号，可以确定到物料的表面的距离。0004更特别地，到物料的表面的距离通常基于发射电磁信号和接收储罐中的大气和储罐所容纳的物料之间的界面中电磁信号的反射之间的时间来确定。为了确定物料的实际填充水平，从参考位置到表面的距离基于上述时间所谓的飞行时间和电磁信号的传播速度来确定。0005目前市场上的大多数雷达料面计系统要么是基于发射脉冲和接收脉冲在物料的表面处的反射之间的时间差来确定到储罐中所容纳的物料的表面的距离的所谓脉冲雷。
11、达料面计系统，要么是基于所发射的调频信号和调频信号在表面处的反射之间的相位差来确定到表面的距离的系统。后一类型的系统通常称为FMCW调频连续波类型。0006很多物料，特别是液体，在雷达料面计系统中通常使用的频率范围内至少在某种程度上对电磁信号是透明的，这可能导致当测量低填充水平时，从储罐的底部反射的电磁信号与从物料的表面反射的电磁信号干扰，即，距离分辨能力可能不足以区分从储罐的底部反射的电磁信号与从液体表面反射的电磁信号。0007EP1242794披露了一种雷达水平测量设备，其具有位于储罐的底部处的用于微波信号的吸收器。通过该吸收器，储罐的底部的反射可以被显著减少，这允许测量低填充水平。在根据。
12、EP1242794的雷达水平测量设备中，吸收器以尖峰SPIKE的连接板的形式设置，其中，尖峰的尖端指向入射微波的方向。这些尖峰由对微波有良好吸收能力的材料制成。虽然根据EP1242794的吸收器允许测量比先前可能的水平更低的填充水平，但是吸收器从储罐的底部到顶部的延伸将可以测量的最低填充水平限制到约为微波信号的至少一个波长。由于雷达水平测量系统的频率范围通常约为千兆赫的十分之一，所以波长约为几厘米。发明内容0008鉴于现有技术的上述和其他缺点，本发明的一个目的在于提供一种改进的雷达料说明书CN102313586ACN102313590A2/7页5面计系统，特别是能够准确地测量较低填充水平的雷达。
13、料面计系统。0009根据本发明的第一方面，因此提供了一种雷达料面计系统，用于确定储罐中所容纳的物料的填充水平，该雷达料面计系统包括收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；传播设备，电连接至收发器并且被布置成朝向储罐中所容纳的物料的表面传播所发射的电磁信号，并且将从所发射的电磁信号遇到的阻抗转变处的反射得到的回波信号返回给收发器，其中，回波信号包括从表面处的反射得到的表面回波信号；处理电路，连接至收发器并且被配置成基于返回的表面回波信号来确定填充水平；以及底部反射器，被布置在储罐的底部，底部反射器包括多个相位修改结构，每个相位修改结构均被配置成修改所发射的电磁信号的相位并且反射相位修改后的电磁信号。
14、，其中，按照不同相位修改结构所反射的相位修改后的电磁信号相互作用以朝向传播设备提供相消干扰的方式来布置多个相位修改结构。0010储罐可以是能够容纳物料的任何容器或器皿，并且可以是金属的，或者部分或完全是非金属的、开口的、半开口的或者封闭的。所生成、发射和接收的电磁信号通常是微波信号。传播设备可以是能够引导来自收发器的电磁信号并且朝向收发器引导电磁信号的任何设备。0011传播设备可以被配置成将电磁信号辐射到自由空间中，或者被布置成与被布置成引导所辐射的电磁信号的波导结构协作。0012传播设备的例子包括喇叭形天线、杆状天线、贴片天线和阵列天线。在一些应用中，诸如在所谓的浮顶罐中，传播设备通常是天线。
15、通常被称为模式转换器或模式发生器。0013本发明基于由储罐的底部处的反射导致的干扰可以被减小同时使用与先前已知的结构相比较薄的结构的实现，从而能够测量比先前可能的更低的填充水平。在EP1242794中描述的底部吸收器中，需要特定体积的材料来充分地吸收入射微波信号，从而意味着底部吸收器的特定竖直延伸。本发明人现在认识到，减少来自底部反射的干扰的相同效果可以基于不同物理现象即，反射和干扰通过使用底部反射器来实现，其中，多个相位修改结构中的每个均接收所发射的电磁信号然后发射所发射的电磁信号的相位修改后的版本。由于反射和干扰的处理不依赖于吸收，所以不需要特定体积的材料，从而可以减小反射结构的厚度。可以。
16、通过引入位于储罐的底部处的相位修改结构来实现反射的减少，相位修改结构被设计和布置为实现反射信号在信号传播设备的方向上的相消干扰。从而，由于包括相位修改结构的底部反射器的竖直延伸可以薄到几毫米，因而本发明提供测量更低填充水平的可能性。该性质对于在船上特别是在用于承载液化天然气LNG的船上的储罐中使用的雷达料面计系统特别有用。来自LNG表面的反射相对弱，此外当船被装载和卸载时，对于低填充水平通常也要求高精确度以进行所谓的密闭输送。0014通过适当地设计各个结构，可以控制从每个结构得到的相位修改的程度。而且，电磁信号的频率范围是设计相位修改结构时所考虑的参数之一，并且相关领域技术人员可以容易地使设计。
17、适于期望频率范围。0015当多个相位修改结构关于所发射的电磁信号并且关于相互来设计和布置，使得所反射的相位修改电磁信号具有不同相位时，发生相消干扰。相位修改后的电磁信号相互作用并且导致相消干扰，以减小期望方向上朝向传播设备的信号的幅度。说明书CN102313586ACN102313590A3/7页60016在多种实施例中，根据本发明的雷达料面计系统可以包括基本竖直管，被布置成朝向储罐中所容纳的物料的表面引导所发射的电磁信号，并且引导从表面回来的表面回波信号，基本竖直管具有内径并且被布置成使得基本竖直管的开口端被设置在底部反射器之上并且与底部反射器相距最小距离。0017在这种实施例中，可以有利地。
18、按照与被反射回基本竖直管的外部相比，更少的功率被反射到竖直管的开口端中的方式来布置和配置底部反射器的相位修改结构。例如，相位修改结构然后可以被配置成提供在由基本竖直管的内径限定的锥形体内具有相消干扰的辐射图案并且在底部反射器和基本竖直管的开口端之间提供最小距离。0018底部反射器可以是基本平坦的结构。0019而且，底部反射器可以在储罐的底部有利地位于与储罐的底部基本平行的平面中，从而最小化底部反射器的竖直延伸。0020根据本发明的一个实施例，每个相位修改结构都可以包括第一电浮传导元件，多个第一电浮传导元件在第一元件平面中相互间隔开。0021在此，第一电浮传导元件中的每个都用作天线，接收所发射的。
19、电磁信号并且作为响应，发射相位修改后的电磁信号。电浮元件可以被做得很薄，例如通过从导电薄膜蚀刻它们或者通过沉积方法诸如，溅射或蒸发，得到亚毫米厚的元件。0022电浮元件可以具有多种不同形状。然而，使用矩形加长元件可以便于元件阵列中的多个元件的设计和建模。0023而且，底部反射器可以有利地包括与第一元件平面平行布置并且与第一元件平面传导性绝缘的传导层。另外，底部反射器可以被布置成使得第一元件平面比传导层更接近于传播设备。换句话说，使得第一元件平面面对传播设备。通过提供作为在距第一电浮元件某一距离处布置的接地平面的传导层，便于底部反射器的设计，这是由于可以使用微波天线设计中所使用的关系和建模方法。。
20、这种模型在例如US6529174中提供，其通过引用结合于此。0024可替换地，底部反射器所在的储罐的底部由导电材料制成的情况下，储罐的底部可以用作相位修改设备中的传导层。0025而且，在传导层和第一元件平面之间布置的绝缘材料可以优选地为介电材料。另外，选择具有相对高介电常数的介电材料可以减小绝缘层的厚度，从而减小底部反射器的总厚度。合适绝缘体可以例如在基于聚四氟乙烯PTFE的材料中找到。0026在本发明的一个实施例中，相位修改结构中的每个都可以包括第二电浮传导元件，多个第二电浮传导元件相互间隔开并且布置在第二平面中。而且，第二元件平面可以与第一元件平面平行布置并且可以与第一元件平面电绝缘。使元。
21、件位于至少两个平面中提供了在元件不直接导电接触的情况下使元件在垂直方向上电磁相互作用的选择。当为了期望反射图案而设计元件和阵列的布局时，元件之间的该相互作用允许较宽范围的选择。0027在一些情况下，可能希望接收可检测的参考反射信号从该参考反射信号可以推导距储罐的底部的距离，以允许当储罐中的物料的水平接近底部时进行检测，和/或允许使用储罐的底部作为参考标记。0028为此，底部反射器可以被配置成提供雷达料面计系统能检测的参考反射信号。这可以按照多种方式实现。例如，可以布置相位修改结构，以提供所发射的电磁信号朝向传播说明书CN102313586ACN102313590A4/7页7设备的被控制部分的反。
22、射。0029可替换地或与其结合，底部反射器可以被配置成允许所发射的电磁信号的一部分被储罐的底部直接反射。0030这可以例如通过按照底部反射器不覆盖储罐的底部的整个表面区域所发射的电磁信号撞击到其上的方式配置和/或布置底部反射器来实现。0031实现这点的一种方式是提供其中形成有的开口的底部反射器，以允许所发射的电磁信号的一部分被储罐的底部直接反射。0032根据本发明的第二方面，提供了在雷达料面计系统中使用的底部反射器，用于确定储罐中所容纳的物料的填充水平，雷达料面计系统包括收发器，用于生成、发射和接收电磁信号；传播设备，电连接至收发器并且被布置成朝向储罐中所容纳的物料的表面传播所发射的电磁信号，。
23、并且将从所发射的电磁信号遇到的阻抗转变处的反射得到的回波信号返回给收发器，其中，回波信号包括从表面处的反射得到的表面回波信号；处理电路，连接至收发器并且被配置成基于表面回波信号来确定填充水平，底部反射器包括多个相位修改结构，每个相位修改结构都被配置成修改所发射的电磁信号的相位并且反射相位修改后的电磁信号，其中，按照不同相位修改结构所反射的相位修改后的电磁信号相互作用以在垂直于底部反射器的方向上提供相消干扰的方式布置多个相位修改结构。0033而且，多个相位修改结构可以被布置和配置成在多个方向上分布由底部反射器反射的功率。0034例如，多个相位修改结构可以被布置和配置成提供关于底部反射器的法线基本。
24、上旋转对称的反射图案。附图说明0035现在将参考那些示出本发明的当前优选实施例的附图来更详细地描述本发明的这些和其他方面，在附图中0036图1示意性地示出根据本发明的实施例的雷达料面计系统；0037图2A是包括在图1的雷达料面计系统中的测量电子单元的示意图；0038图2B示意性地示出在低填充水平的情况下针对图1中的雷达料面计系统的储罐的底部处的区域；0039图3示意性地示出图1中的雷达料面计系统中所包括的底部反射器；以及0040图4是具有归一化振幅的反射信号的示意图。具体实施方式0041在本详细描述中，根据本发明的雷达料面计系统的多种实施例主要参考以下雷达料面计系统来论述，在该雷达料面计系统中。
25、，电磁信号通过波导诸如，布置在储罐内的竖直对准金属管朝向储罐中所容纳的物料传播。而且，该雷达料面计系统被示出为被提供至基于陆地LANDBASED的储罐。0042应该注意，本发明绝不限于该特定实施例，可以同样地应用于未使用这种波导的雷达料面计系统，而是电磁信号使用自由辐射天线诸如，锥形天线、喇叭形天线、阵列天线、杆状天线或贴片天线朝向储罐中所容纳的物料传播。而且，本发明不限于用于基于陆说明书CN102313586ACN102313590A5/7页8地的储罐中的雷达料面计系统。相反地，预期根据本发明的多种实施例的雷达料面计系统在船上的储罐中非常有用。0043图1示意性地示出根据本发明的实施例的雷达。
26、料面计系统1，雷达料面计系统1包括测量电子单元2以及以辐射天线设备3的形式布置在用作波导的竖直对准金属管7这种竖直对准金属管7有时称为所谓的导波管STILLPIPE的内部的传播设备。金属管7可以有利地由钢制成。雷达料面计系统1设置在储罐4上，其部分地填充有将被计量的物料5。通过分析由天线设备3朝向物料5的表面6辐射的发射信号、以及从表面6传送回的反射信号，测量电子单元2可以确定参考位置和物料5的表面6之间的距离，由此，可以推导填充水平。应该注意，虽然在此论述容纳单一物料5的储罐4，但是可以以类似方式测量到储罐4中可能存在的任何材料界面的距离。0044如图2A中示意性示出的，电子单元2包括收发器。
27、10，用于分别发射和接收电磁信号ST和SR；处理单元11，其连接至收发器10，用于控制收发器和处理由收发器接收的信号，以确定储罐4中的物料5的填充水平。0045处理单元11可进一步经由接口12连接至用于模拟和/或数字通信的外部通信线路13。而且，虽然在图2A中未示出，雷达料面计系统1通常可连接至外部电源，或者可以通过外部通信线路13供电。可替换地，雷达料面计系统1可以被本地供电，并且可以被配置成无线通信。0046虽然在图2A中作为多个独立框示出，但是收发器10、处理单元11和接口12中的几个可以设置在同一电路板上。0047此外，在图2A中，收发器10被示出为与储罐4的内部分离，并且经由穿过设置。
28、在储罐壁中的馈送通孔FEEDTHROUGH15的导体14连接至天线设备3。应该理解，这不是必须的情况，并且至少收发器10可以被设置在储罐4的内部。0048图2B示意性地示出在低填充水平的情况下，即在储罐4中所容纳的物料5的表面6接近储罐4的底部20时，用于图1中的雷达料面计系统1的储罐4的底部20处的区域。0049在图2B中，可以看出，底部反射器30被布置在金属管7的开口端22之下。金属管7具有内径D并且与开口端22成角度，以减少所发射的电磁信号ST在金属管7的开口端22处的反射。该金属管可以例如与开口端22成约45角。0050如从图2B还可以看出，金属管7的开口端22与底部反射器30相距距离。
29、H。距离H可以有利地被选择以确保金属管7在雷达料面计系统的操作范围中在任何温度下都不撞击底部反射器30。对于一些应用，温度范围可能相当大，导致金属管7的大幅度伸长/收缩。0051为了允许当储罐4中所容纳的物料5的表面6像图2B中示意性示出的那样低时不干扰填充水平的测量，底部反射器30可以被有利地配置成，朝向金属管7的开口端22比朝向金属管7外部提供更低强度的反射图案。当设计底部反射器30以实现这种反射图案时，应该考虑到金属管7的开口端22的距离H和金属管7的内径D。在图2B中所示的示例性实施例中，底部反射器30然后可以被有利地配置成在由图2B的开启角限定的锥形体内提供具有相消干扰的辐射图案。该。
30、开启角由以下关系近似地给出说明书CN102313586ACN102313590A6/7页900520053这种辐射图案或者可以被认为对于特定雷达料面计系统有利的别的雷达图案可以通过底部反射器30中所包括的相位修改结构的合适设计和布置来实现。这种相位修改结构在图2B中看不到，但是以下将与用于示例性相位修改结构的配置和布置的原理一起更详细地描述。0054此外，应该注意，图2B未按比例绘制。特别地，底部反射器30的高度可能通常比储罐4的底部20的厚度小很多。0055图3示意性地示出了示例性底部反射器30，示例性底部反射器30包括布置在导电接地平面CONDUCTINGGROUNDPLANE33上的中间。
31、绝缘层32上的多个电浮传导元件31，其中，导电接地平面用作用于微波的反射部。0056虽然所示的底部反射器30基本是方形的，但是同样地可以具有其他形状，诸如，圆形或矩形。而且，底部反射器的尺寸可以相当大地改变；从具有可与图1中所示的管状波导7的开口的尺寸相比的尺寸的平板到覆盖储罐的底部的大部分的平板，其可以是自由空间辐射雷达料面计系统中的情况。在自由空间辐射系统中，所要求的底部反射器的尺寸由辐射天线和底部反射器之间的距离以及天线的波瓣宽度确定。0057在图3中示出，电浮传导元件31以后称为偶极子的形状是矩形并且伸长的。而且，在图3中，仅一个传导元件31被标记，以避免使附图杂乱，应该理解，31代表。
32、多个传导元件中的每个。然而，偶极子的形状可以在同一阵列内和/或在用于不同实施例的底部反射器之间有所不同。将在以下更详细地概述确定偶极子的尺寸、形状和分布的期望反射图案。0058根据一个示意性例子，基本偶极子散射体SCATTERER由位于接地平面之上约1/8波长的偶极子构成。应该理解，其是相关的电距离，并且电距离取决于中间绝缘层的介电常数和电磁波的频率。入射RF电磁波导致将在偶极子和接地平面之间建立驻波。偶极子本身拥有RF电抗，其是偶极子的长度和厚度的函数，并且驻波和偶极子电抗的结合导致入射RF信号被再次辐射并带有相移，其可以由偶极子的尺寸的改变所控制。0059该相移的准确值是偶极子长度、偶极子。
33、厚度、偶极子与接地平面的距离、绝缘层的介电常数以及入射RF电磁波的角度的函数。当该元件被用在阵列中时，其还受到附近偶极子的影响。偶极子长度可以在025到060波长的范围内改变，以实现整个360范围的相移。导电接地平面和偶极子平面之间的期望间隔为1/16到1/8波长。然而，也可以使用其他间隔来达到满意结果。该间隔影响波形因子、带宽以及对制造容差的灵敏性。0060由于不同长度的偶极子在入射波中产生不同相移，所以安排偶极子的分布和长度将用于使反射波转向、聚焦反射波或对反射波进行定形。0061再次参考图3，入射信号ST被每个偶极子相移并且被重新辐射，导致远场图案，其中总反射信号SR可以理解为00620。
34、063其中，SBRX是来自每个偶极子的反射信号。远场被宽松地定义为以下区域，在该区说明书CN102313586ACN102313590A7/7页10域中，发射的信号的角度分布独立于与天线的距离的区域，并且雷达料面计系统被布置成使得传播设备处于远场区域中。通过将偶极子辐射乘以反射器阵列因子和偶极子的元件因子ELEMENTFACTOR来推导远场图案，如下0064E远场E阵列因子元件因子0065其中，E是在每个偶极子处辐射的场。使用关于阵列的逆傅立叶变换来计算阵列因子，其中，每个元素都包括来自单个偶极子的辐射。由于阵列由多个不同偶极子长度构成，所以可以使用用于中间长度的偶极子的元件因子。而且，元件因。
35、子取决于偶极子和接地平面之间的距离。优选使用合适计算程序来执行针对期望反射图案的对偶极子的所要求的尺寸和分布的计算。0066图4示意性地示出来自底部反射器的示例性反射图案40，其中曲线图41的中心处的较低振幅对应于所反射的电磁信号的衰减。在此，以笛卡儿坐标系中的归一化振幅示出反射图案，其中，“0”表示与底部反射器30正交的反射方向。如图4所示，底部反射器30被配置成在多个方向上分布因此反射的功率。实际上，底部反射器30所提供的反射图案关于底部反射器30的法线旋转对称，从而相比于金属管7外部，将更少的功率反射到金属管7的开口端22中。0067本领域技术人员将认识到，本发明绝不限于上述优选实施例。。
36、例如，底部反射器中所包括的相位修改结构的其他配置和/或布置是可行的。例如，相位修改结构可以被配置和布置为在多个不同方向上反射入射功率的主要部分，而不是像图4中示意性示出的那样差不多平均地分布反射功率。而且，虽然在此金属管7的开口端22被示出为成角度，但是其可不一定是这种情况，根据应用，开口端可以垂直于金属管7的主要延伸。说明书CN102313586ACN102313590A1/4页11图1说明书附图CN102313586ACN102313590A2/4页12图2A图2B说明书附图CN102313586ACN102313590A3/4页13图3说明书附图CN102313586ACN102313590A4/4页14图4说明书附图CN102313586A。