一种提高雷达数据稳定性的系统及雷达水位计技术方案

本发明专利技术公开了一种提高雷达数据稳定性的系统及雷达水位计，涉及高频微波测距技术领域，解决了现有雷达数据采集的稳定性不高的技术问题。本系统包括雷达单元、与雷达单元连接的MCU单元以及与MCU单元连接的数模转换模块。其中，雷达单元包括雷达装置、与雷达装置均连接的I路数据处理单元以及Q路数据处理单元；I路数据处理单元、Q路数据处理单元均分别与MCU单元、数模转换模块连接。本发明专利技术的系统可以有效的提高雷达数据传输的稳定性。效的提高雷达数据传输的稳定性。效的提高雷达数据传输的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种提高雷达数据稳定性的系统及雷达水位计


[0001]本专利技术涉及高频微波测距
，尤其涉及一种提高雷达数据稳定性的系统及雷达水位计。

技术介绍

[0002]雷达水位计是一款采用高频微波测距技术的水位计，通过传感器发射电磁波照射水面并接收回波，由此分析获得水面至电磁波发射点的距离、方位等信息。可长期连续自动检测水位，适用于江河、湖泊、水库、水电站、灌渠等水利工程，以及自来水、城市污水检测、城市道路积水等市政工程中水位的监测。
[0003]目前市面上的雷达水位计的方案有基于24GHz、60GHz、77GHz、120Ghz的雷达水位测量方案。
[0004]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]1)对于部分的雷达方案，其数据采集的稳定性不是非常高，在长时间测量时容易出现跳数等缺陷；
[0006]2)对于大部分24GHz、60GHz、77GHz、120Ghz的雷达方案，一般要求客户自己设计天线，天线设计的难度及成本都比较高，一般非常难达到要求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种提高雷达数据稳定性的系统及雷达水位计，以解决现有技术中存在的上述技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0009]本专利技术提供的一种提高雷达数据稳定性的系统，包括雷达单元、与所述雷达单元连接的MCU单元以及与所述MCU单元连接的数模转换模块；所述雷达单元包括雷达装置、与所述雷达装置均连接的I路数据处理单元以及Q路数据处理单元；所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元均分别与所述MCU单元、数模转换模块连接；所述I路数据处理单元采集所述雷达装置的回波数据；所述Q路数据处理单元采集与回波数据对应的参考数据；当所述I路数据处理单元的数据与所述Q路数据处理单元的数据一致或接近时，所述MCU单元通过所述数模转换模块从所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元获取数据，根据获取的数据测算所述雷达装置的探测距离，根据测算的探测距离输出控制信号控制所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元对I、Q两路数据进行反向选频放大。
[0010]优选的，所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元均包括依次连接的低噪声差分放大模块、窄带放大模块、调节选频放大模块以及低通滤波模块；所述I路数据处理单元的低噪声差分放大模块与所述雷达装置接收端的I通道连接，所述Q路数据处理单元的低噪声差分放大模块与所述雷达装置接收端的Q通道连接；所述I路数据处理单元的调节选频放大模块、Q路数据处理单元的调节选频放大模块均与所述MCU单元连接；所述I路数据处理单元
的低通滤波模块、Q路数据处理单元的低通滤波模块均与所述数模转换模块连接。
[0011]优选的，每个所述低噪声差分放大模块均包括选频放大电路、与所述选频放大电路连接的基准电压电路；所述I路数据处理单元的选频放大电路与所述雷达装置接收端的I通道连接，用于对I路回波数据进行选频放大；所述Q路数据处理单元的选频放大电路与所述雷达装置接收端的Q通道连接，用于对Q路参考数据进行选频放大；所述基准电压电路用于对所述选频放大电路叠加一个基准电压。
[0012]优选的，所述选频放大电路包括第一运放器U1、串联的第一电容C1与第一电阻R1、串联的第二电容C2与第二电阻R2、并联的第三电容C3与第三电阻R3、并联的第五电容C5与第五电阻R5；所述I路数据处理单元的选频放大电路的第二电容C2的一极板与所述雷达装置接收端的I通道连接；所述Q路数据处理单元的选频放大电路的第一电容C1的一极板与所述雷达装置接收端的Q通道连接；第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端分别连接第一运放器U1的3号引脚、4号引脚；并联的第三电容C3与第三电阻R3的一并联节点连接在第二电阻R2与第一运放器U1的4号引脚之间，并联的第三电容C3与第三电阻R3的另一并联节点与第一运放器U1的1号引脚连接；并联的第五电容C5与第五电阻R5的一并联节点连接在第一电阻R1与第一运放器U1的3号引脚之间。
[0013]优选的，所述基准电压电路包括并联的第四电容C4与第四电阻R4、并联的第七电容C7与第八电容C8、第六电阻R6；并联的第四电容C4与第四电阻R4的一并联节点与第六电阻R6的一端连接，并联的第四电容C4与第四电阻R4的另一并联节点接地；并联的第七电容C7与第八电容C8的一并联节点与第六电阻R6的另一端连接，并联的第七电容C7与第八电容C8的另一并联节点与所述第一运放器U1的2号引脚连接并接地；第六电阻R6、第七电容C7、第八电容C8以及所述第一运放器U1的5号引脚的连接点处接入一电压VCC；所述并联的第五电容C5与第五电阻R5的另一并联节点连接在第四电阻R4与第六电阻R6之间。
[0014]优选的，每个所述窄带放大模块均包括第二运放器U2、并联的第七电阻R7与第九电容C9、第八电阻R8、第九电阻R9、并联的第十电容C10与第十一电容C11、串联的第十二电容C12与第十二电阻R12、并联的第十三电阻R13与第十三电容C13；并联的第七电阻R7与第九电容C9的一并联节点与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端均连接，并联的第七电阻R7与第九电容C9的另一并联节点接地；并联的第十电容C10与第十一电容C11的一并联节点与第八电阻R8的另一端、第二运放器U2的5号引脚均连接，并联的第十电容C10与第十一电容C11的另一并联节点与第二运放器U2的2号引脚连接并接地；第九电阻R9的另一端与第二运放器U2的3号引脚连接，第二运放器U2的4号引脚与第十二电阻R12的一端、并联的第十三电阻R13与第十三电容C13的一并联节点均连接，第二运放器U2的1号引脚连接并联的第十三电阻R13与第十三电容C13的另一并联节点；第十二电容C12的一极板与所述第一运放器U1的1号引脚连接；在第八电阻R8、第十电容C10、第十一电容C11以及第二运放器U2的5号引脚的连接处接入所述电压VCC。
[0015]优选的，每个所述调节选频放大模块均包括放大电路、串联选频电路以及并联选频电路；所述串联选频电路、放大电路均与所述并联选频电路连接。
[0016]优选的，所述放大电路包括第三运放器U3、并联的第十四电阻R14与第十三电容C14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、并联的第十五电容C15与第十六电容C16；并联的第十四电阻R14与第十三电容C14的一并联节点与第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端
均连接，并联的第十四电阻R14与第十三电容C14的另一并联节点接地；并联的第十五电容C15与第十六电容C16的一并联节点与第十五电阻R15的另一端、第三运放器U3的5号引脚均连接，并联的第十五电容C15与第十六电容C16的另一并联节点接地；第十六电阻R16的另一端与第三运放器U3的3号引脚连接，第三运放器U3的2号引脚接地；在第十五电阻R15、第十五电容C15、第十六电容C16以及第三运放器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高雷达数据稳定性的系统，其特征在于，包括雷达单元、与所述雷达单元连接的MCU单元以及与所述MCU单元连接的数模转换模块；所述雷达单元包括雷达装置、与所述雷达装置均连接的I路数据处理单元以及Q路数据处理单元；所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元均分别与所述MCU单元、数模转换模块连接；所述I路数据处理单元采集所述雷达装置的回波数据；所述Q路数据处理单元采集与回波数据对应的参考数据；当所述I路数据处理单元的数据与所述Q路数据处理单元的数据一致或接近时，所述MCU单元通过所述数模转换模块从所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元获取数据，根据获取的数据测算所述雷达装置的探测距离，根据测算的探测距离输出控制信号控制所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元对I、Q两路数据进行反向选频放大。2.根据权利要求1所述的一种提高雷达数据稳定性的系统，其特征在于，所述I路数据处理单元、Q路数据处理单元均包括依次连接的低噪声差分放大模块、窄带放大模块、调节选频放大模块以及低通滤波模块；所述I路数据处理单元的低噪声差分放大模块与所述雷达装置接收端的I通道连接，所述Q路数据处理单元的低噪声差分放大模块与所述雷达装置接收端的Q通道连接；所述I路数据处理单元的调节选频放大模块、Q路数据处理单元的调节选频放大模块均与所述MCU单元连接；所述I路数据处理单元的低通滤波模块、Q路数据处理单元的低通滤波模块均与所述数模转换模块连接。3.根据权利要求2所述的一种提高雷达数据稳定性的系统，其特征在于，每个所述低噪声差分放大模块均包括选频放大电路、与所述选频放大电路连接的基准电压电路；所述I路数据处理单元的选频放大电路与所述雷达装置接收端的I通道连接，用于对I路回波数据进行选频放大；所述Q路数据处理单元的选频放大电路与所述雷达装置接收端的Q通道连接，用于对Q路参考数据进行选频放大；所述基准电压电路用于对所述选频放大电路叠加一个基准电压。4.根据权利要求3所述的一种提高雷达数据稳定性的系统，其特征在于，所述选频放大电路包括第一运放器U1、串联的第一电容C1与第一电阻R1、串联的第二电容C2与第二电阻R2、并联的第三电容C3与第三电阻R3、并联的第五电容C5与第五电阻R5；所述I路数据处理单元的选频放大电路的第二电容C2的一极板与所述雷达装置接收端的I通道连接；所述Q路数据处理单元的选频放大电路的第一电容C1的一极板与所述雷达装置接收端的Q通道连接；第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端分别连接第一运放器U1的3号引脚、4号引脚；并联的第三电容C3与第三电阻R3的一并联节点连接在第二电阻R2与第一运放器U1的4号引脚之间，并联的第三电容C3与第三电阻R3的另一并联节点与第一运放器U1的1号引脚连接；并联的第五电容C5与第五电阻R5的一并联节点连接在第一电阻R1与第一运放器U1的3号引脚之间。5.根据权利要求4所述的一种提高雷达数据稳定性的系统，其特征在于，所述基准电压电路包括并联的第四电容C4与第四电阻R4、并联的第七电容C7与第八电容C8、第六电阻R6；并联的第四电容C4与第四电阻R4的一并联节点与第六电阻R6的一端连接，并联的第四
电容C4与第四电阻R4的另一并联节点接地；并联的第七电容C7与第八电容C8的一并联节点与第六电阻R6的另一端连接，并联的第七电容C7与第八电容C8的另一并联节点与所述第一运放器U1的2号引脚连接并接地；第六电阻R6、第七电容C7、第八电容C8以及所述第一运放器U1的5号引脚的连接点处接入一电压VCC；所述并联的第五电容C5与第五电阻R5的另一并联节点连接在第四电阻R4与第六电阻R6之间。6.根据权利要求4所述的一种提高雷达数据稳定性的系统，其特征在于，每个所述窄带放大模块均包括第二运放器U2、并联的第七电阻R7与第九电容C9、第八电阻R8、第九电阻R9、并联的第十电容C10与第十一电容C11、串联的第十二电容C12与第十二电阻R12、并联的第十三电阻R13与第十三电容C13；并联的第七电阻R7与第九电容C9的一并联节点与第八电阻R8的一端、第九电阻R9的一端均连接，并联的第七电阻R7与第九电容C9的另一并...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓权，李丛，冯阳，戴聪聪，庞家勇，
申请(专利权)人：深圳市宏电技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：