基于DSP的FMCW液位測(cè)量雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的壓力式傳感器,設(shè)備簡(jiǎn)單易用,但精度較低。超聲波測(cè)距設(shè)備簡(jiǎn)單,造價(jià)較低,但是在空氣中衰減快,回波信號(hào)幅度起伏較大,會(huì)有較大誤差。激光測(cè)距精度高,但受環(huán)境影響較大。微波測(cè)量是非接觸式的液位測(cè)量方式,可以在較惡劣的環(huán)境下使用。FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)雷達(dá)具有高精度、分辨率高等優(yōu)點(diǎn),是液位測(cè)量系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。
　　 本文的重點(diǎn)工作是設(shè)計(jì)了FMCW液位測(cè)量雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件系統(tǒng),主要包括:電源模塊、濾波器模塊、放大器模塊、A/D變換模

2、塊、存儲(chǔ)器模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊以及DSP與FMCW雷達(dá)的接口控制部分。電源部分需要設(shè)計(jì)的電壓較多,選用了四款芯片以及分壓等方式來(lái)得到所需的電壓。濾波器部分設(shè)計(jì)了參數(shù)可調(diào)的三個(gè)并聯(lián)濾波器,這樣可以調(diào)試在不同截止頻率下的測(cè)量精度。A/D部分的精度直接制約整個(gè)系統(tǒng)的最終計(jì)算精度,需要極為精確的采樣頻率,本系統(tǒng)選用DSP內(nèi)部的計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)采樣頻率的控制。FMCW雷達(dá)接口控制部分較為復(fù)雜,本系統(tǒng)通過DSP的MCBSP接口與FMCW雷達(dá)的SPI接

3、口連接,進(jìn)而通過DSP來(lái)控制FMCW雷達(dá)控制數(shù)據(jù)格式、發(fā)送頻率等,可以達(dá)到很好的效果。在結(jié)果數(shù)據(jù)的傳輸方面,設(shè)計(jì)了無(wú)線傳輸方式,這樣既節(jié)省成本,在使用上也比較簡(jiǎn)單方便。最后對(duì)設(shè)計(jì)完成的電路進(jìn)行制板調(diào)試工作,通過調(diào)試實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的改正,以達(dá)到精度的要求。調(diào)試完成后,本系統(tǒng)的測(cè)試精度可以達(dá)到1mm,符合既定的要求。
　　 本文還介紹了FMCW雷達(dá)測(cè)距原理,根據(jù)液位高度與差頻信號(hào)頻率關(guān)系,利用FFT變換可以得到差頻信號(hào)的頻率,但是分