液面雷达目标检测方法的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lishicun2000
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传统的液面高度测量系统采用接触式测量方法,使用和维修都不方便,而且测量精度也不高。对于大型油船,液面高度差几毫米,由此算出的油量就会差几百公斤甚至数吨,因此要求液面高度测量系统具有很高的精度。雷达液位计是一种高精度、免维护的新型非接触液位测量设备,可以解决液位检测中存在的问题。本课题的主要任务就是完成雷达液位计软件部分程序设计、调试和数字仿真。  本文首先介绍了调频连续波测距原理,推导出了受锯齿波调制时的差频信号表达式,差频信号的频率和被测量距离之间的关系式。然后提出了提高测距精度的算法,并建立了系统仿真模型,对液面雷达接收机及信号处理器进行了数字仿真。  本课题主要研究在液位测量系统中,如何提高线性调频连续波(LFMCW)雷达测距精度的方法。LFMCW雷达在理论上具有很高的测距精度和距离分辨力,然而在本系统中,由于采用FFT进行信号处理所固有的频域采样间隔,使得其测距精度与距离分辨力处于同一数量级。采用FFT方法进行距离谱估计是通过频谱包络峰值点确定目标回波信号频率,要想提高精度就必须增加采样点数,结果使得提高测量精度和降低计算量成为矛盾,限制了在高精度实时测距方面的应用。  本文提出一种将FFT与Chirp-Z相结合提高液面雷达测距精度的新算法。理论计算和数字仿真结果表明,此算法可显著提高计算效率和液面雷达的测距精度。  
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