[0100] 图4a示出的对应于图1所示部件的那些部件具有相同参考数字。
[0101] 根据有利实施方式，部件可布置在波导22后端的信号处理布置14包含微波振荡 器52,微波振荡器的输出信号54可提供给定向耦合器56和正交混频器58。定向耦合器56 经由高频线路18将微波振荡器52的输出信号54传送至模式变换器20。此外，定向耦合器 56将反射波30解耦并将对应于反射波30的反射信号60传送至正交混频器58。
[0102] 在必要时，提供开关62。开关62使得能够将微波振荡器52的输出信号54的第一 频率切换成至少另一频率。
[0103] 在定向耦合器56中，传输波16与反射波30分离。定向耦合器56可以平面线路 技术、例如微带技术来实施。
[0104] 反射系数Γ，尤其第三反射系数Γ3可基于分离波16、30例如在正交混频器58中 通过正交混频来确定。
[0105] 正交混频器58的方框图在图4b示出。正交混频器58通过将反射波30与传输波 16混合来形成同相且90°相移的分量I、Q。正交混频使得能够关于参考信号、在此即输出 信号54的振幅和相位，确定要分析的信号、在此即反射信号60的复合包络的实数和虚数 部。
[0106] 6栅极技术提供确定反射系数Γ的替代的可能性。6栅极技术的实行方案实例在 图4c示出。6栅极技术还提供同相且90°相移的分量I、Q。
[0107] 确定反射系数Γ的另一替代的可能性在沿着线路区段的驻波波形的测量范围内 是可能的。
[0108] 将两个分量I、Q提供至计算单元64,计算单元据此确定复反射系数Γ、尤其是第 三反射系数F 3，并优选地进行以下进一步描述的校准及测量值评估。
[0109] 此外，计算单元64优选包含保形映射38以将复合第三反射系数Γ3变换成第一 复反射系数r i。计算单元64的输出信号66可作为对距离D的测量进行直接评估。
[0110] 依据根据本发明的接近度传感器1〇的有利实施方式，微波振荡器52、模式变换器 20、定向耦合器56、正交混频器58以及计算单元64布置于单个电路板上，所述电路板由能 够处理高频率的基体材料（例如，玻璃纤维增强的特氟隆）产生。
[0111] 遵循测量原理，提供保形映射38,所述保形映射将复平面中的第一反射系数Γ /变 换到具有参考波阻作为中心点的螺旋（spiral)，所述螺旋对应于波阻的重归一化。在这个 实例中，在孔26与物体12之间的自由空间中，所有的平面波由主导扩散波组成。因为这个 波因损耗和辐射而失去功率，其传播常数和波阻两者是复合的，由此也产生了复合参考波 阻。
[0112] 在第一反射系数Γ\的参考波阻对应于等效线路的波阻的情况下，复平面中旁路 线路的第一反射系数Γi描述随着在螺旋内部方向上与旁路的距离增加而穿过的螺旋。
[0113] 在不考虑模式变换器20的进一步影响的情况下，第三反射系数Γ3路线描述随着 距离D而变化的复反射系数平面中的螺旋，螺旋位置由单独变化而产生。虽然在原则上螺 旋路线仍然存在，但是在通常的极坐标描述中，能够由此针对第三复反射系数F 3产生复杂 路线。为了便于说明，简单假设螺旋完全位于笛卡尔反射系数平面的第一象限中。在这种 假设下，在极坐标中，针对反射系数r\的角度，产生〇至JT/2的值区域。根据先前随着距 离D增加而线性递减的相位路线，现在产生曲线，曲线具有分段增加而无相位跳跃的相位 值。同样，通过变换产生反射系数「 3的值的不同的最大值和最小值。最后，保形映射38的 目标是通过重归一化来消除阻抗变换的影响，且因此将螺旋路线的中心点移动至反射系数 平面的原点。
[0114] 在图5a中，第三反射系数Γ3的绝对值在保形映射前示出，并且在图6a中在保形 映射后示出。
[0115] 在图5b中，第三反射系数Γ 3的相位Phr i在保形映射前示出，并且在图6b中在 保形映射后示出。
[0116] 如可在保形映射后识别，针对第三反射系数Γ3的绝对值产生距离D与相位Phr 3 之间的单调递减函数和线性关系。
[0117] 在图7中，复合第三反射系数Γ、尤其是第三反射系数「3在Smith图中示出，其 中示出两个曲线路线，所述第三反射系数适用于传输波16的两个不同频率，两个不同频率 可通过开关62在它们之间周期性地切换。
[0118] 与物体12的距离D可通过传输波16的相位常数直接从线性相位路线来决定。如 可在图7中发现，由于相位过程Phr有周期性，因此如果接近度传感器10的检测区域超过 传输波16的波长的一半，那么距离D与相位Phr之间的相关性最初并不明确。为了能够 针对较大测量范围的距离D也实施明确解决方案，另外评估反射系数Γ的绝对值路线并且 由此消除纯相位评估的不确定性。这个评估成功实施，因为保形映射38将所确定的第一反 射系数F 1的绝对值变换成单调递减路线。
[0119] 为实施传感器概念，根据有利实施方式，提供至少一种粗略校准，然而优选地提供 粗略和精细校准。
[0120] 在粗略校准情况下，得以确定归一化阻抗：
[0121] Zref= a+jb
[0122] 其为以下保形映射所需要的：
[0124] 。作为粗略校准结果，Γ i描述围绕复反射系数平面的原点的螺旋，据此设定单调 递减反射系数绝对值和实际上线性递减相位，如图6A和6b所示。虽然相位明显线性运作， 但此理想过程的较小偏差实际上是不可避免的。优选另外提供精细校准的目标是在一方面 经由多项式来处理这些偏差，随后将所述多项式提供用以进行测量值评估来补偿误差。另 一方面，在精细校准期间，形成I r\(D) I的多项式描述，借助于此描述，得以消除相位测量 不确定性。
[0125] 这两种校准的基础形成复反射系数「3的测量值（参考值），该复反射系数在传感 器一旦产生之后就会沿着检测区域D被记录并存储。因此，要记录的值对的数目主要通过 要获得的传感器的精确度来确定。
[0126] 粗略校准例如可以如下实施：
[0127] 为了可考虑到沿着线路区段36、34、32的所有寄生影响，并不试图从替代电路图 以分析方式来确定归一化阻抗，而实际上直接从所产生的传感器的参考值获得Z" f。开始 于：
[0128] Zref= a+jb，
[0129] 保角变换为：
[0131] 其中a和b通过迭代过程来确定，使得I Γ i I随距离D增加而单调递减。
[0132] 为此目的，I r\(D) I被认为与两个参数a和b-起随D而变化。单调的要求与 F1(D)I的局部最大值的消失意义相同。这个函数实现其最大值的k位置D1^O可通过 以下来发现：
[0136] 数值优化过程的目标目前以使得I Γ办|变为最小且理想地随后k = 0的方式来 确定a和b。
[0137] 作为迭代的开始值，其提供来选择：
[0138] Zref= Iim D-(Z3)
[0139] 并且由此计算|Γ」。
[0140] 根据一个实施方式，规定的是，以使得直接进行阻抗变换的方式设计模式变 换器20,其中保形映射可极大地简化或可甚至完全省略。
[0141] 优选另外所提供的精细校准例如可以如下进行：
[0142] 在精细校准的第一步骤中，形成函数I r\(D) I的插值多项式，多项式的次数确定 近似值的质量。多项式的次数又会受到在此为测量的参考点的发展点数目限制。然而，由 于就测量而言，可记录许多点，因此也可发现任何精确度的插值多项式。此多项式目的在于 经由反射系数Γ的测量到的绝对值来进行对距离D的粗略测量。这个测量只用来确定相 位的正确间隔。
[0143] 实际在相位过程中（尽管进行保形映射）所发生的非线性度直接影响距离D确定 的预期的准确性。因此，为了减少测量误差，对于距离D确定优选进行后续的线性化。
[0144] 从根据保形映射的反射系数Γ的相位路线开始，借助于I Γ I将非连续相位路线 传递至连续且明确的函数。个别参考位置的相位值通过传感器评估来确定，并且确定实际 值和标称值之间的差异。沿着检测区域的相位的所有偏差再次通过多项式来表示。另外， 在此，任何大小次数且因此任何精确度可以通过许多测量点来获得。
[0145] 如果确定并存储多项式，就可由此确定准确相位的偏差以实际确定距离D并可校 正测量结果。
[0146] 在此点上，再次指明，校准所需要的参数仅在产生根据本发明的接近度传感器10 之后立即确定并寄存于未在图4中更详细展示的存储器中。根据本发明的接近度传感器10 提供对绝对距离D的测量并在操作期间不需要参考值。
[0147] 依据分别根据本发明的接近度