FMCW雷达液面测量系统中的信号处理方法.pdf

第 17 卷 　第 3 期 　　　　　　　　电子测量与仪器学报 　　　　　　　　　Vol17 　No 3 JOURNAL OF EL ECTRONIC 　·　　　　6 · 　　　 　 MEASUREMENT AND INSTRUMENT Sep2003 FM C W 雷达液面测量系统中的信号处理方法 施玉海　　　何国瑜 (北京航空航天大学电磁实验室 ,北京 100083) 【摘要】本文介绍了一种准确的测距 FMCW 雷达 ,雷达中采用 CZT 变换处理 FMCW 雷达信号。和传统的方法 相比 ,还使用了信号的相位信息 ,并采用一种新颖的相位提取方法。最后给出仿真结果。 关键词 :液位测量 　FMCW 雷达 　CZT 变换 A Novel Method of Digital Signal Processing in FMCW Radar Ranging System Shi YuHai 　　He GuoYu (Lab for Electromagnetics ,Beijing University of Aeronautics and Astronautics ,100083) Abstract :A microwave FMCW radar for precise ranging of target is described. The evaluation of the ( ) FMCW raw data is based on a Chirp - Z Transform CZT . By contrast to costumary techniques we addition ally evaluate its phase with a novel method. Finally , the simulative results are reported. Keyword :level gauging , FMCW radar , CZT transform. 1 　引　言 随着科学技术的飞速发展 ,各行业的生产越来越向着高自动化发展。在石油及化工等各单 位里 ,液面高度测量成为了不可缺少的一项工作 ,对它的精度也有较高的要求。为此 ,我们做了 一些调研和仿真。 对于油罐内液面的测量有如下的一些方法 : ①激光传感器 ,它具有很高的测量精度 ,但它很容易受到环境影响 ,如油罐内的烟尘等 ,并 且它还受到安装在其上的传感器的影响 ,这些都大大的限制了它的实用性。 ②超声波测量 ,它和激光测量一样受到烟尘的影响 ,传播空间上 ,空间密度的变化将大大的 影响它的精度。 ③雷达液位计 ,一种非接触的测量工具 ,成为占据主导地位的测量方法之一。本文介绍了 一种改进的 FMCW 雷达测量方法 ,利用信号的频谱和相位 ,在仿真中获得了低于 01mm 的测量 精度。 2 　原理分析 已知信号x (n) , 0 n N - 1 , 则它的z 变换是 本文于 2001 年 10 月收到。施玉海 :硕士研究生 ;何国瑜 :教授 ,博导。 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第 3 期 FMCW 雷达液面测量系统中的信号处理方法 ·　　　　7 · N - 1 ( ) ( ) - n