【技术实现步骤摘要】
一种120GHz调频连续波雷达物位计及测距方法
本专利技术涉及一种物位计,特别地,涉及一种120GHz调频连续波雷达物位计。
技术介绍
在工业过程控制、工厂自动化的实施过程中,能否对料位的高度进行稳定可靠的测量非常关键。雷达物位计由于其非接触、测量准确、维护简便的特点而迅速普及。雷达物位计分为脉冲雷达物位计和调频雷达物位计两种:一种是脉冲雷达物位计,其通过测量收发微波脉冲之间的时间差来计算目标距离,当目标距离只有几米时,发送微波脉冲与反射微波脉冲的时间差只有几纳秒,必须通过时间扩展技术对纳秒级的时间差扩展为毫米级之后才能够测量。时间扩展技术需要稍有不同的发送时钟频率和采样时钟频率,这两个时钟频率需要非常高的分辨率、精确度和线性度,以及非常稳定的时基控制。但温度漂移会使脉冲雷达的频率产生单元的器件参数发生改变,导致脉冲雷达的测量准确度降低。同时,时间扩展技术也使脉冲雷达的测量周期变大,测量速度降低。脉冲雷达的发送脉冲宽度决定了测量的精度,脉冲宽度越小,精度越高。受此限制,脉冲雷达的精度也只能达到±3mm~±10mm。另一种是FMCW雷达物位计,相比脉冲雷达,FMCW ...
【技术保护点】
1.一种120GHz调频连续波雷达物位计,其特征是,包括调频模块、中频信号调理及采样模块和回波信号处理模块;其中,所述调频模块被配置为用于生成发送频率TX与接收频率RX的差频同相信号IF_I,以及TX与RX的差频正交信号IF_Q;其中,发送频率TX、接收频率RX的值为120GHz~130GHz;所述中频信号调理及采样模块被配置为用于分别对差频同相信号IF_I和差频正交信号IF_Q依次进行放大、低通滤波、模数转换处理后,生成数字化后的中频正交信号IF_I'、IF_Q';所述回波信号处理模块被配置为用于通过复数快速傅里叶变换,将中频正交信号IF_I'、IF_Q'从时域信号转换成 ...
【技术特征摘要】
1.一种120GHz调频连续波雷达物位计,其特征是,包括调频模块、中频信号调理及采样模块和回波信号处理模块;其中,所述调频模块被配置为用于生成发送频率TX与接收频率RX的差频同相信号IF_I,以及TX与RX的差频正交信号IF_Q;其中,发送频率TX、接收频率RX的值为120GHz~130GHz;所述中频信号调理及采样模块被配置为用于分别对差频同相信号IF_I和差频正交信号IF_Q依次进行放大、低通滤波、模数转换处理后,生成数字化后的中频正交信号IF_I'、IF_Q';所述回波信号处理模块被配置为用于通过复数快速傅里叶变换,将中频正交信号IF_I'、IF_Q'从时域信号转换成频谱曲线,根据上述生成的频谱曲线,动态地生成阈值曲线,以得到多个回波,再根据回波的能量大小评估回波;其中,能量最大的回波作为目标回波,并确定目标回波的最高点位置为目标距离对应的目标频点。2.如权利要求1所述的一种120GHz调频连续波雷达物位计,其特征是,所述调频模块包括锁相环、环路滤波器、压控振荡器、32倍分频器、90°移相器、2倍频器、第一功率放大器、第二功率放大器、低噪声放大器、第一混频器、第二混频器、发送天线和接收天线;其中,所述锁相环、环路滤波器、压控振荡器、2倍频器、第一功率放大器依次电连接;所述32倍分频器的输入端连接压控振荡器的另一路输出端,输出端连接锁相环的输入端;所述2倍频器的另一路输出端接第二功率放大器的输入端,所述第二功率放大器的输出端分别连接第一混频器、90°移相器的输入端;所述第一混频器的另一路输入端连接低噪声放大器的输出端,所述低噪声放大器的输入端连接接收天线;所述第二混频器的两路输入端分别连接90°移相器、低噪声放大器的输出端。3.如权利要求1所述的一种120GHz调频连续波雷达物位计,其特征是,所述回波信号处理模块还被配置为对上述的目标回波的波峰进行曲线拟合,得到拟合曲线,并确定拟合曲线的最高点为目标距离对应的目标频点。4.如权利要求1或3所述的一种120GHz调频连续波雷达物位计,其特征是,所述回波信号处理模块采用高速的数字信号处理器实现,且配置有扩展的外部静态存储器。5.如权利要求1所述的一种1...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄高昂,谢万荣,宋红伟,刘银军,
申请(专利权)人:福州盛博电子有限公司,
类型:发明
国别省市:福建,35
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