FMCW，fmcw雷达怎么实现三坐标

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1，fmcw雷达怎么实现三坐标
2，调频连续波是时间上波形连续的吗
3，超声波测距
4，几种物位测量的方法及优缺点
5，超声波测距
6，物位测量

1，fmcw雷达怎么实现三坐标

三坐标雷达亦称一维电扫描雷达，即在水平方向（方位角）上机械扫描，垂直方向（高低角）上进行电扫描，从而可获得目标的距离、方向和高度信息。由于它比其他二坐标雷达（仅提供方位和距离信息的雷达）多提供了一维高度信息，则使其在舰载雷达中的地位更为重要，成为对飞机引导作战的关键设备。此类雷达主要用于引导飞机进行截击作战和给武器系统提供目标指示数据。根据电扫描的方式不同，可分为频率扫描、相位扫描、频率一相位相结合扫描等多种技术体制，其中频扫在舰载三坐标雷达中最为常见。三坐标雷达一般装备于中大型水面舰艇，作用距离仅次于对空警戒雷达，一般可达300－400千米左右，并采用多种抗干扰技术措施。此类雷达采用平板阵天线，明显不同于其他类型的雷达，这也是三坐标雷达区别于其他雷达的重要标志。

你做这方面啊，一起交流下，很多地方不是很清楚

fmcw雷达怎么实现三坐标

2，调频连续波是时间上波形连续的吗

该怎么理解你所说的“时间上波形连续”呢？我觉得这里的“连续”应该是指频率是随时间连续变化的。

导波雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的。脉冲雷达测量脉冲式雷达的原理和超声波式基本一致。雷达发射短微波脉冲，脉冲在液面处被反射，雷达接收到反射回波通过信号处理，得到目标距离。 R=c*（t1-t0）/2 市场上一般低价位的雷达液位计均为脉冲式，代表的有 KROHNE、siemens、E+H、VEGA等等精度：±5~10mm调频连续波方式（FMCW）原理：线性扫频，测频等效于测时，得到电磁波传播时间，进而得到距离。调频连续波雷达的优点精度高可达± 0.5mm 抗干扰能力强适用范围广可用于腐蚀性、高温高压、不平静液体无移动部件，免维修，可靠性高安装方便配置灵活，不同天线与雷达头组合适用不同测量环境国外雷高精度的调频连续波雷达在世界上以瑞典的SAAB公司的saab-pro系列和saab-rex系列为典型。 pro系列为控制级别的液位计，精度±3~10mm Rex系列是具有贸易交接认证的±0.5mm精度液位计。也是当今精度最高的雷达液位计。达液位计所有高端产品都采用调频连续波方式，价格比较贵

无线电波在发射过程中的调制有两种方式，即调频和调幅，对应的电磁波就是调频波和调幅波．调频是使高频载波的频率随信号而改变的调制方式，调幅是使高频载波的振幅随信号而改变的调制方式，中波和短波波段的无线电广播使用的是调幅方式；在微波波段，电视广播的图像信号也使用调幅方式，电视广播伴音采用调频方式，调频波的振幅不变，抗干扰能力比较强，传递过程中的失真比较小，但调频接收机的结构比调幅机复杂，服务半径也比较小．

调频连续波是时间上波形连续的吗

3，超声波测距

这要看你要测多远的距离，距离3米以上的，发射和接收电路比较复杂，需要用到IR2301、IRF540、AD8307、甚至DSP等技术，主要原因是超声波在空气中的衰减比较大，而且声速较慢，你也可以考虑下FMCW微波雷达。如果只是测3米以下的距离，可以参考车用的倒车雷达，我给你的建议是用51单片机自己做。1、去淘宝网买一对TR分体超声波探头，大概3-10元一对；2、用单片机的1个IO脚输出发射信号，脉宽25uS占空比为50%连续发10个波，然后等20-100mS再发下一个。这个IO脚接一个S8050之类的三极管，集电极接超声波T发射头（若有条件就接一个铁氧体变压器）；接收头接一个用TL082、TL084做的正向放大器，注意信号要钳位（建议用1N4937，对小信号损耗小）以免偶尔超大信号击穿IC，若想改用其它IC，请注意它在40KHz下的频率响应。第一级信号放大后需经一次LC滤波器（3.3mH+4700pF）再进行2次放大，总放大倍数至少要100倍（40KHz检测10米大面积物体须要放大3-30万倍），最后经滤波和电压比较器，接至单片机的另一个IO口（中断也行），若用检波电路+单片机AD进行电压比较，那就更好了。单片机的程序里，用一个死循环，用2个8位16bit变量累加记录。超声波在发射时的回波触发是无效的，而且在一段时间内（大概1-5mS）存在余震，因此需要屏蔽掉此时段的触发，作为盲区。而若在此之后收到了超声波回拨信号（或中断）将即停止计数。在每次超声波发射时，输出累计计数结果，并将此变量清零。输出的累计数值，乘以一个系数在加上一个系数（盲区），就是你想要的实际距离，这两个系数可以在你的实测中找到。还有要说明的是，超声波发射不仅需要你的电路要驱动出40KHz（例子）信号，还要求超声波探头的本振频率也是40KHz，否则转换效率极低，得不偿失。不过如果频率相差不大，倒也是可以，例如你拿40KHz的探头用在了38KHz上，也能凑副用的。字数有限，也许没有说的太清楚，具体哪里有问题可以给我来信：cuidong@vip.163.com

超声波测距

4，几种物位测量的方法及优缺点

1.静压式液位计静压式液位计比较特殊，其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。 P=ρgh (P 压强)由于其受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。2.接触式测量接触式测量是从钢带浮子液位计为开端，以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化仪表如伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式：最早期的液位计，现今都面临着更新换代工作原理浮子受浮力浮在介质表面，通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值，液位上升或下降破坏了力平衡后，浮子也跟随上升下降，带动钢带运行。理论精度在2-3mm左右安装复杂，可靠性较低，由于机械部件多，很容易发生钢带卡死不动的情况。光纤式即将钢带液位通过光码盘读出实现数字化。3.磁致伸缩型磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量竿上下移动，浮子内有磁铁，也产生磁场，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。(电流以光速运行，所以其传播时间与力波时间相比可忽略)精度最高能够达到1mm 优缺点分析磁致伸缩液位精度较高，可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求导致市场普及不广。4.伺服式液位计伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计，主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达液位计形成比较强的竞争。基本原理同钢带式液位计，但具有精确的力传感器以及伺服系统，形成闭环调节系统，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。精度高，能够达到1mm，满足计量级要求。使用于平静的轻质无腐蚀性液体。安装调试比较麻烦，同样有接触式液位计的各种不利因素价格高昂。5.非接触式测量非接触式测量通常采用发射能被所测介质反射的波的形式进行测量，利用已知的波传播速度，通过直接或间接测量波的传播时间来得到液面与测量仪表间的距离，进而得到液位值。根据发射波种类有光波激光液位计超声波超声波液位计电磁波雷达液位计。6.雷达测量雷达测量采用发射电磁波形式，由于所测介质的介电常数均大于空气和真空的1，由于介质的不连续性，在空气和液体分界面出就会出现反射现象，电磁波在空气中传播速度基本不受温度影响，所以通过测量电磁波从发射到反射被接收之间的时间，就可以测出液位计离液面的高度，进而得到液位值。雷达液位计又分两大类，它们的具体测量原理并不相同。雷达物位计分类脉冲式调频连续波方式(FMCW)。7.脉冲雷达测量脉冲式雷达的原理和超声波式基本一致。雷达发射短微波脉冲，脉冲在液面处被反射，雷达接收到反射回波通过信号处理，得到目标距离。 R=c*(t1-t0)/2 市场上一般低价位的雷达液位计均为脉冲式，代表的有 KROHNE、siemens、E+H、VEGA等等精度：±5~10mm8.调频连续波方式(FMCW)原理：线性扫频，测频等效于测时，得到电磁波传播时间，进而得到距离。调频连续波雷达的优点精度高可达± 0.5mm 抗干扰能力强适用范围广可用于腐蚀性、高温高压、不平静液体无移动部件，免维修，可靠性高安装方便配置灵活，不同天线与雷达头组合适用不同测量环境国外雷高精度的调频连续波雷达在世界上以瑞典的SAAB公司的saab-pro系列和saab-rex系列为典型。 pro系列为控制级别的液位计，精度±3~10mm Rex系列是具有贸易交接认证的±0.5mm精度液位计。也是当今精度最高的雷达液位计。达液位计所有高端产品都采用调频连续波方式，价格比较贵。

5，超声波测距

对于第一个问题：超声波测距，通常在10米以内，但也有个别厂家做到几十米甚至百米的。超声波测距有以下几个特点：1、频率越高，精度也越高，但检测距离越近（空气衰减增大）；2、输出功率越高、灵敏度越高，检测距离也越远（虽然是废话，但我必须写上）；3、通常检测角度小的，测距范围略远；4、以上因素所造成的影响加起来，可能没有被测物体带来的影响更大：例如一个刚性表面（例如钢板）和一根铁丝、或者在钢板表面铺满吸音绵、或者把钢板与探头法线夹角从垂直改为倾斜45度等等，这些因素所带来的影响最大的。这也许不太容易理解，如果把超声波比作可见光，那么刚性表面可以理解成镜子，要想让你发现距离很远的人，对方用镜子晃你是最好不过的了。但如果把镜子罩上黑纸，或者把镜子倾斜45度所带来的影响，你我可想而知，超声波也一样。第二个问题：一个单片机上同时使用几个不同频率的超声波模块，这就是软件程序的问题，没有什么难度，大学生就可以做，我想你一定也没问题。关于测距模块，从20KHz~400KHz，测距范围从0.1m~30m这些都不难购到，技术也不是很难。问题是，你能找到这么多频率的探头么？虽然超声波探头的各种频率都有，但它是针对量程来划分的，同一个量程里，频率都很接近（例如3-10米测距基本都是40KHz）。你要在同一个量程里找出4种不同频率来，恐怕是有难度的。当然你也可以用4种不同的频率来驱动同一种探头。可是，若4个频率中的某个频率与探头的中心频率差别大了（例如超过5%），会导致效率大幅减低，如果频率差别小了，识别、区分他们又有困难，例如对于一个40KHz的探头，一般厂家规定的下限和上限也就是38KHz~42KHz，我们就算冒险用到37KHz~43KHz（从可靠性和稳定性考虑，我不赞成这么用），你需要区分37KHz、39KHz、41KHz、43KHz四种频率的反馈信号，如此以来，常规的测距电路是不能用了，你需要研究一种全新的测距方案来识别他们，而且不能影响正常的计时精度，我建议你参考一些微波雷达的技术。

这要看你要测多远的距离，距离3米以上的，发射和接收电路比较复杂，需要用到ir2301、irf540、ad8307、甚至dsp等技术，主要原因是超声波在空气中的衰减比较大，而且声速较慢，你也可以考虑下fmcw微波雷达。如果只是测3米以下的距离，可以参考车用的倒车雷达，我给你的建议是用51单片机自己做。1、去淘宝网买一对tr分体超声波探头，大概3-10元一对；2、用单片机的1个io脚输出发射信号，脉宽25us占空比为50%连续发10个波，然后等20-100ms再发下一个。这个io脚接一个s8050之类的三极管，集电极接超声波t发射头（若有条件就接一个铁氧体变压器）；接收头接一个用tl082、tl084做的正向放大器，注意信号要钳位（建议用1n4937，对小信号损耗小）以免偶尔超大信号击穿ic，若想改用其它ic，请注意它在40khz下的频率响应。第一级信号放大后需经一次lc滤波器（3.3mh+4700pf）再进行2次放大，总放大倍数至少要100倍（40khz检测10米大面积物体须要放大3-30万倍），最后经滤波和电压比较器，接至单片机的另一个io口（中断也行），若用检波电路+单片机ad进行电压比较，那就更好了。单片机的程序里，用一个死循环，用2个8位16bit变量累加记录。超声波在发射时的回波触发是无效的，而且在一段时间内（大概1-5ms）存在余震，因此需要屏蔽掉此时段的触发，作为盲区。而若在此之后收到了超声波回拨信号（或中断）将即停止计数。在每次超声波发射时，输出累计计数结果，并将此变量清零。输出的累计数值，乘以一个系数在加上一个系数（盲区），就是你想要的实际距离，这两个系数可以在你的实测中找到。还有要说明的是，超声波发射不仅需要你的电路要驱动出40khz（例子）信号，还要求超声波探头的本振频率也是40khz，否则转换效率极低，得不偿失。不过如果频率相差不大，倒也是可以，例如你拿40khz的探头用在了38khz上，也能凑副用的。字数有限，也许没有说的太清楚，具体哪里有问题可以给我来信：cuidong@vip.163.com

6，物位测量

物位测量仪表是测量液态和粉粒状材料的液面和装载高度的工业自动化仪表。测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度，或表面位置的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为相界面计。物位测量仪表的种类很多，常用的有直读式液位计、差压式物位仪表、浮力式液位计、电容式物位仪表、声波式物位仪表和核辐射物位仪表。此外，还有电触点式、翻板式和机械叶轮探测式等物位测量仪表。直读式液位计是将指示液位用的玻璃管或特制的玻璃板接于被测容器，根据连通管原理，从玻璃管或玻璃板上的刻度读出液位的高度。直读式液位计结构简单、直观，但只能就地读数，不能远传。差压式物位仪表是假定物料的重度为恒定值，容器中液体或固体物料堆积的高度与它在某测试点所产生的压力成正比，因而可用测压的方法来测量物位。测量压力可用压力表、压力传感器和压力变送器等。浮力式液位计是根据液位变化时，漂浮在液体表面的浮子随之同步移动的原理工作的。这一移动距离通过机构传出或变成气信号或电信号，即可测出液位；也可将浮筒的一部分浸入液体中，并使之不能自由漂浮，则其所受的浮力将随液位或相界面位置而变化，测出此浮力变化即可测出液位。如果将浮筒所受浮力变化，经联杆和扭管传到变送器霍耳元件，并变换成相应的电信号输出，那么经过仪表就可显示或调节相界面。电容式物位仪表的工作原理是把物位的变化，变换成相应电容量的变化，然后测量此电容量的变化从而得到物位变化的。电容式物位仪表用于测量导电、非导电液体或固体物料的液位、料位或相界面位置，可供连续测量和定点监控之用。声波式物位仪表一般分为利用声波阻断原理和利用声波反射原理两类。声波阻断式物位仪表在物位升高而阻断从发射换能器到接收换能器的声束时，接受换能器接受到的声能会产生突变，并发出突变的开关信号；声波反射物位仪表是根据声波从发射换能器到液面或料面，再从这一表面反射回到接收换能器的时间间隔，来测出物位的。核辐射液位计是通过放射源发出射线，穿过被测物料后由探测器接收。当物位改变时，由于被测物料的吸收剂量改变，而使探测器接受到的辐射强度改变，再转换为电信号的变化，经放大后送给显示仪表连续显示物位。核辐射物位仪表的特点是：射线能穿透很厚的壁以实现不接触测量，因而可用于高压、高温和有毒的密封容器的液位或料位测量，且不受周围电磁场、烟气和灰尘等影响，但使用时须注意保护。

1.静压式液位计静压式液位计比较特殊，其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。 p=ρgh (p 压强)由于其受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。2.接触式测量接触式测量是从钢带浮子液位计为开端，以各种方式精确测量浮子距离而演化到各种现代化仪表如伺服式、磁致伸缩式等等钢带浮子式：最早期的液位计，现今都面临着更新换代工作原理浮子受浮力浮在介质表面，通过变速齿轮到有刻度的钢带上读出液位值，液位上升或下降破坏了力平衡后，浮子也跟随上升下降，带动钢带运行。理论精度在2-3mm左右安装复杂，可靠性较低，由于机械部件多，很容易发生钢带卡死不动的情况。光纤式即将钢带液位通过光码盘读出实现数字化。3.磁致伸缩型磁致伸缩型工作原理探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量竿上下移动，浮子内有磁铁，也产生磁场，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。(电流以光速运行，所以其传播时间与力波时间相比可忽略)精度最高能够达到1mm 优缺点分析磁致伸缩液位精度较高，可测油水分界面但由于其接触的测量方式和较高的安装、维护要求导致市场普及不广。4.伺服式液位计伺服式液位计是最近比较成功的新型液位计，主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达液位计形成比较强的竞争。基本原理同钢带式液位计，但具有精确的力传感器以及伺服系统，形成闭环调节系统，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。精度高，能够达到1mm，满足计量级要求。使用于平静的轻质无腐蚀性液体。安装调试比较麻烦，同样有接触式液位计的各种不利因素价格高昂。5.非接触式测量非接触式测量通常采用发射能被所测介质反射的波的形式进行测量，利用已知的波传播速度，通过直接或间接测量波的传播时间来得到液面与测量仪表间的距离，进而得到液位值。根据发射波种类有光波激光液位计超声波超声波液位计电磁波雷达液位计。6.雷达测量雷达测量采用发射电磁波形式，由于所测介质的介电常数均大于空气和真空的1，由于介质的不连续性，在空气和液体分界面出就会出现反射现象，电磁波在空气中传播速度基本不受温度影响，所以通过测量电磁波从发射到反射被接收之间的时间，就可以测出液位计离液面的高度，进而得到液位值。雷达液位计又分两大类，它们的具体测量原理并不相同。雷达物位计分类脉冲式调频连续波方式(fmcw)。7.脉冲雷达测量脉冲式雷达的原理和超声波式基本一致。雷达发射短微波脉冲，脉冲在液面处被反射，雷达接收到反射回波通过信号处理，得到目标距离。 r=c*(t1-t0)/2 市场上一般低价位的雷达液位计均为脉冲式，代表的有 krohne、siemens、e+h、vega等等精度：±5~10mm8.调频连续波方式(fmcw)原理：线性扫频，测频等效于测时，得到电磁波传播时间，进而得到距离。调频连续波雷达的优点精度高可达± 0.5mm 抗干扰能力强适用范围广可用于腐蚀性、高温高压、不平静液体无移动部件，免维修，可靠性高安装方便配置灵活，不同天线与雷达头组合适用不同测量环境国外雷高精度的调频连续波雷达在世界上以瑞典的saab公司的saab-pro系列和saab-rex系列为典型。 pro系列为控制级别的液位计，精度±3~10mm rex系列是具有贸易交接认证的±0.5mm精度液位计。也是当今精度最高的雷达液位计。达液位计所有高端产品都采用调频连续波方式，价格比较贵。