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调频雷达物位计工作原理

调频雷达物位计工作原理

随着雷达波技术的 断发展,目前出现了一种采用调频连续波(FM CW)原理进行测量的非接触式雷达波物位计,它是采用了调频连续波(FM CW)技术的两线制智能 物位变送器,由于采用K段高频电磁波,町保证雷达工作在一个很宽的频率范围,使其抗干扰能力加强,“失波”的可能性降到了最低,极佳的时问基准稳定性使其具有更佳的重复性。

早期的调频连续雷达是采用平均频率计数的方式,对回波中频信号进行处理以获取回波中的距离信息。该方法结构简单,精度较高,但只能适用于单目标的场合。20世纪80年代以后,随着计算机技术的飞速发展,调频连续雷达回波

中频的处理普遍采用数字信号处理的方法获取回波中频的距离谱,根据其最大值点所处距离位置来测量距离。这种方法主要是进行FFT运算,计算出回波在距离轴}的功率谱曲线,可充分利用调频连续雷达的高距离分辨率和高测距精度的特点,适用于更为复杂的目标环境,是近距离微波测距的重要手段。调频连续波雷达与脉冲雷达相比,连续波不仅能够消除距离盲区,而且采用大的带宽能够获得高的距离分辨率和测距精度,在高精度近距离测量领域得到广泛应用。

调频雷达波物位计工作原理为非接触式雷达,不受压力,温度,泡沫,粉尘或介电常数的影Ⅱ向,采用高频K波段雷达波,无论是选择直接测量或是TBF模式,他们几乎可以测量任何介质,与常见的脉冲雷达相比FMCW 调频连续波处理的是信号的频率差而非时间差,采用连续的信号发射与处理方式,而传统的脉冲雷达则采用信号发射、等待、接收的间歇式工作方式,FMCW 雷达具有超强的信号处理能力,确保在极其恶劣的工况环境中精确稳定的测量。FMCW 雷达采用了高频电磁波信号(24~26GHz)进行测量,内部电路在2GHz(24—26GHz)范围进行扫频(线性递增),生成频率与距离的关系,在距离为1 m时,频率差有300Hz左右,1mm时有0.3Hz;如果以时间为基准,1 m 距离的时间差只有3.3ns(10 S),1mm时为3.3ps(10 s),所以以时间为基准时需要高精度的时钟;但对于调频连续波而言,将距离问题转换为频率差,然后通过傅立叶变换,转换成时间、距离,精度可以大大提高。同时由于调频连续波可以得到不同距离的反射频谱,通过空频谱技术,可以轻松消除各种固定的干扰和一些移动干扰。

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