[发明专利]微波测距仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种距离测量装置，尤其是涉及一种主要适用于工业生产工程中容器或储仓的料位和液位等，采用微波方法的高精度非接触式距离测量装置。

背景技术

雷达测距是一种非接触式的能够准确测量两点之间的相对距离的方法，它经由天线发射微波，遇到待测目标后，微波被反射并由接收天线接收，然后通过一定的信号处理方法进行求解，得出待测距离。这种测量技术在测量距离上可以从几个毫米到上千米；测距精度有的已经达到毫米量级；而测量的速度有的可以达到微秒量级。由于具有上述各种优点，使得雷达测距技术在工业领域中已经得到很广泛的应用，例如地图的绘制、储存罐储存量的监测、行驶车辆之间的距离等等。

常用的测量方法按发射的微波信号可以分为两种：脉冲式和连续波调制式。采用连续波调制式的主要有：相位差检测法(1、纪增爵；一种精密测量短程距离的无线电微波测距仪.测绘通报，1958，1；2、Maskell，D.L.；Woods，G.S.；A frequency modulated envelope delay FSCWradar for multiple-target applications.Instrumentation and Measurement，IEEE Transactions on，Vol49，Issue 4，Aug.2000 Page(s)：710-715；3、Maskell，D.L.；Woods，G.S.；A multiple-targetranging system using an FM modulated FSCW radar.Microwave Conference，1999 Asia Pacific，Vol 3，30 Nov.-3 Dec.1999 Page(s)：888-891)、线性调频频率差检测法(4、Zhu Jun；He Peikun；Shi Caicheng；Huang Changzhen；A novel design of radar vehicle detector based on DSP.Computational Electromagnetics and Its Applications，2004.Proceedings.ICCEA 2004.2004 3rdInternational Conference on，1-4 Nov.2004 Page(s)：380-383)、功率谱检测法(5、Fujimori，S.；Uebo T；Iritani，T.；Measurement of distance and velocity of a moving target by short-rangehigh-resolution radar utilizing standing wave.Circuits and Systems，2004.MWSCAS′04.The 200447th Midwest Symposium on，Volume 1，25-28 July 2004 Page(s)：I-361-4)和伪随机码相关性检测法(6、Noda，S.；Inomata，K.；Watanabe，M.；Fukae，T.；Tobioka，M.；A millimeter-wave radarfor train application.Vehicle Electronics Conference，1999.(IVEC′99)Proceedings of the IEEEInternational，6-9 Sept.1999 Page(s)：153-158 vol.l；7、Watanabe，M.；Okazaki，K.；Fukae，T.；Kato，A.；Sato，K.；Fujise，M.；A 60.5 GHz millimeter wave spread spectrum radar and the test datain several situations.Intelligent Vehicle Symposium，2002.IEEE，Volume 1，17-21 June 2002Page(s)：87-91)等。这些方法在结构算法精度上各有优缺点。测量距离远的，其测量精度低(1、纪增爵；一种精密测量短程距离的无线电微波测距仪.测绘通报，1958年01期；2、Maskell，D.L.；Woods，G.S.；A frequency modulated envelope delay FSCW radar for multiple-targetapplications.Instrumentation and Measurement，IEEE Transactions on，Vol 49，Issue 4，Aug.2000 Page(s)：710-715；3、Maskell，D.L.；Woods，G.S.；A multiple-target ranging system using anFM modulated FSCW radar.Microwave Conference，1999 Asia Pacific，Vol 3，30 Nov.-3 Dec.1999 Page(s)：888-891；6、Noda，S.；Inomata，K.；Watanabe，M.；Fukae，T.；Tobioka，M.；Amillimeter-wave radar for train application.Vehicle Electronics Conference，1 999.(IVEC′99)Proceedings ofthe IEEE International，6-9 Sept.1999 Page(s)：153-158 vol.1；7、Watanabe，M.；Okazaki，K.；Fukae，T.；Kato，A.；Sato，K.；Fujise，M.；A 60.5 GHz millimeter wave spread spectrumradar and the test data in several situations.Intelligent Vehicle Symposium，2002.IEEE，Volume1，17-21 June 2002 Page(s)：87-91)；而测量精度高的，其测量距离短(8、Stelzer，A.；Diskus，C.G.；Lubke，K.；Thim，H.W.；A microwave position sensor with submillimeter accuracy.Microwave Theory and Techniques，IEEE Transactions on，Volume 47，Issue 12，Dec.1999Page(s)：2621-2624；9、Weiss，M.；Knochel，R.；A sub-millimeter accurate microwave multilevelgauging system for liquids in tanks.Microwave Theory and Techniques，IEEE Transactions on，Volume 49，Issue 2，Feb.2001 Page(s)：381-384)。其中，连续波调制式雷达物距测量仪有一个共同的缺点，即在工作时持续发射微波信号，因此功耗较大。而脉冲式雷达物距测量仪是一段时间间隔周期性发射一个脉冲信号，其功耗相对于连续波调制式可以减小很多。