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如何区分脉冲雷达物位计与连续调频波雷达物位计
华创测控 华创测控技术有限公司 2025-01-06 10:22
大多的微波(雷达)物位计通常有脉冲法(PULS)和连续调频法(FMCW)两种。那么这两种雷达有什么不同呢?接下来就带你一起看看他们的区别吧。
一、工作原理的不同
1.1、脉冲雷达物位计
脉冲雷达物位计的原理是雷达物位计天线发射极窄的微波脉冲,这个脉冲以光速在空间传播,遇到被测介质表面,其部分能量被反射回来,被同一天线接收。发射脉冲与接收脉冲的时间间隔与天线到被测介质表面的距离成正比,从而计算出天线到被测介质表面的距离。
雷达物位计采用发射—反射—接收的工作模式。电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比,关系式为:D=CT/2
式中 D——雷达液位计到液面的距离
C——光速
T——电磁波运行时间
雷达物位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道被测面的物位。
1.2、连续调频波( FMCW )物位计
调频连续波雷达物位计是根据调频连续波原理(FMCW)。使用线性调频高频信号,雷达物位计高频信号的发射频率随一定时间间隔(扫描频率)线性增加,由于发射频率是随着信号传播的时间变化的,与反射物体距离成比例,由当前发射频率与接收的反射频率的差值获得物位高度。
频率被调制的信号通过天线向容器中被测物料面发射,被接收的回波频率信号和一部分发射频率信号混合,产生的差频信号被滤波及放大,然后进行快速傅利叶变换(FFT)分析,产生一个频谱,在此频谱上处理回波并确认回波,从而知道被测面的物位。
二、技术特点的不同
2.1、脉冲雷达物位计技术特点
脉冲发射可极大降低功耗,实现两线制信号传输方式及本安防爆;信号处理时间短,回波信号实时处理,测量响应快;产品电路设计和结构简洁,在重粉尘、浓蒸汽的工况环境使用,可选用大功率型号。
2.2、连续调频波( FMCW )物位计
微波连续发射可增大发射功率,很适合在重粉尘、蒸汽的工况环境使用;由于信号处理过程繁多,系统测量响应较慢;功耗大,通过我公司的技术研发,功课难关,克服了无法实现本安防爆及两线制信号传输方式,能够实现24VDC供电两线制传输和四线制RS485信号的传输,还可以同时具有4-20MA和RS485两种信号传输方式。
三、频率波长不同
我公司生产的HCDAR-6X系列产品为工作在K波段(24~26GHz)的脉冲雷达物位计;HCDAR-8X系列产品为工作在W波段(76-81GHz)的调频连续波雷达物位计。
雷达的工作频率越高其电磁波波长越短,越容易在倾斜的固体表面有更好的反射,并具有较窄的波束宽度,可有效避开障碍物,高的频率还可使雷达使用更小的天线。如下图所示:
四、微波波段划分
通过上表可知,导波雷达波段为L波段;以前老式大喇叭口的非接触雷达为C波段;新式的26G非接触雷达为K波段;高端的80G雷达为W波段。
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