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如何區(qū)分脈沖雷達(dá)物位計(jì)與連續(xù)調(diào)頻波雷達(dá)物位計(jì)
華創(chuàng)測(cè)控 華創(chuàng)測(cè)控技術(shù)有限公司 2025-01-06 10:22
大多的微波（雷達(dá)）物位計(jì)通常有脈沖法（PULS）和連續(xù)調(diào)頻法（FMCW）兩種。那么這兩種雷達(dá)有什么不同呢？接下來就帶你一起看看他們的區(qū)別吧。
一、工作原理的不同
1.1、脈沖雷達(dá)物位計(jì)
脈沖雷達(dá)物位計(jì)的原理是雷達(dá)物位計(jì)天線發(fā)射極窄的微波脈沖，這個(gè)脈沖以光速在空間傳播，遇到被測(cè)介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收。發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔與天線到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比，從而計(jì)算出天線到被測(cè)介質(zhì)表面的距離。
雷達(dá)物位計(jì)采用發(fā)射—反射—接收的工作模式。電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式為：D=CT/2
式中 D——雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離
C——光速
T——電磁波運(yùn)行時(shí)間
雷達(dá)物位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道被測(cè)面的物位。
1.2、連續(xù)調(diào)頻波（ FMCW ）物位計(jì)
調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)是根據(jù)調(diào)頻連續(xù)波原理（FMCW)。使用線性調(diào)頻高頻信號(hào)，雷達(dá)物位計(jì)高頻信號(hào)的發(fā)射頻率隨一定時(shí)間間隔(掃描頻率)線性增加，由于發(fā)射頻率是隨著信號(hào)傳播的時(shí)間變化的，與反射物體距離成比例，由當(dāng)前發(fā)射頻率與接收的反射頻率的差值獲得物位高度。
頻率被調(diào)制的信號(hào)通過天線向容器中被測(cè)物料面發(fā)射，被接收的回波頻率信號(hào)和一部分發(fā)射頻率信號(hào)混合，產(chǎn)生的差頻信號(hào)被濾波及放大，然后進(jìn)行快速傅利葉變換(FFT)分析，產(chǎn)生一個(gè)頻譜，在此頻譜上處理回波并確認(rèn)回波，從而知道被測(cè)面的物位。
二、技術(shù)特點(diǎn)的不同
2.1、脈沖雷達(dá)物位計(jì)技術(shù)特點(diǎn)
脈沖發(fā)射可極大降低功耗，實(shí)現(xiàn)兩線制信號(hào)傳輸方式及本安防爆；信號(hào)處理時(shí)間短，回波信號(hào)實(shí)時(shí)處理，測(cè)量響應(yīng)快；產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，在重粉塵、濃蒸汽的工況環(huán)境使用，可選用大功率型號(hào)。
2.2、連續(xù)調(diào)頻波（ FMCW ）物位計(jì)
微波連續(xù)發(fā)射可增大發(fā)射功率，很適合在重粉塵、蒸汽的工況環(huán)境使用；由于信號(hào)處理過程繁多，系統(tǒng)測(cè)量響應(yīng)較慢；功耗大，通過我公司的技術(shù)研發(fā)，功課難關(guān)，克服了無法實(shí)現(xiàn)本安防爆及兩線制信號(hào)傳輸方式，能夠?qū)崿F(xiàn)24VDC供電兩線制傳輸和四線制RS485信號(hào)的傳輸，還可以同時(shí)具有4-20MA和RS485兩種信號(hào)傳輸方式。
三、頻率波長(zhǎng)不同
我公司生產(chǎn)的HCDAR-6X系列產(chǎn)品為工作在K波段(24～26GHz)的脈沖雷達(dá)物位計(jì)；HCDAR-8X系列產(chǎn)品為工作在W波段（76-81GHz）的調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位計(jì)。
雷達(dá)的工作頻率越高其電磁波波長(zhǎng)越短，越容易在傾斜的固體表面有更好的反射，并具有較窄的波束寬度，可有效避開障礙物，高的頻率還可使雷達(dá)使用更小的天線。如下圖所示：
四、微波波段劃分
通過上表可知，導(dǎo)波雷達(dá)波段為L(zhǎng)波段；以前老式大喇叭口的非接觸雷達(dá)為C波段；新式的26G非接觸雷達(dá)為K波段；高端的80G雷達(dá)為W波段。
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