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    雷达物位计发展史

    发布时间: 2014-12-30  点击次数: 813次

    雷达物位计的发展是从上个世纪80年代开始的,国际上zui早做雷达物位计的代表公司是:vega(脉冲雷达),saab(调频雷达)。
    Vega为低端雷达物位计,技术角度讲,属于脉冲雷达。其发射原理比较简单,即:发送一个高频脉冲(6.3GHZ),微波遇到介质后被反射回来,微波传播速度为光速,与温度无关,计算出传播时间就计算出了距离;但是,由于其靠时间来计算数值的,就需要对事件到几十ps(1ps= 10^-12s,即:相当于将一秒分成10^12(10的12次方)份)。
    L=T(传播时间) * C(光速)/2 (公式一)
    推出:△L= △t * C (光速) (公式二)
    其中------C=3*10^5Km = 3*10^8m=3*10^11mm
    △t = △L/ C (公式三)
    我们假设测量精度为5mm,那么:△t=5/(3*10^11)=16.666 ps
    以时间50ps计算,其测量误差:△L= △t * C=15mm。
    也就是说,脉冲雷达如果仅仅靠时间来处理数据,zui高精度为15mm。
      Vega雷达物位计早在上个世纪80年代就已经出产,而高精度时间记录芯片是2002年才面世,所以,早期脉冲雷达大都采用时间拓展的方法来进行时间的准确测量纪录,外加多次测量求平均的办法。不管如何采用拓展时间以及平均发求值,其zui终精度要达到5~10mm,都具有一定的不合实际。
      早在2005年前,Vega雷达在国内占据80~85%的市场,主要源于其在国内大量宣传,以及国内无相应的雷达产品,自2004年后,脉冲雷达国内相继出现了3~5家生产厂家,vega雷达市场正被国内雷达厂家追步替代。而,saab雷达物位计为1999年进入国内市场,比vega晚6,7年时间,其进入国内市场后,一直定位在产品领域,仅仅面向石油、化工行业。目前,国内石油、化工在02年以前所采用的雷达,基本99%为saab雷达。Saab雷达价格非常昂贵,普通雷达价格在3~4万,精度稍高点雷达(调频雷达)价格在8~10万元人民币。调频雷达原理为,发送连续信号(例如:信号频段从6~7GZH,8~9GZH等),对接收到的连续信号进行FFT变化,对信号进行锁相跟踪,来计算两个信号的时间差。调频连续波雷达(FMCW),能够获取很高的精度,其精度主要取决于温飘(晶振的温度补偿),以及芯片的FFT计算速度,采用温补晶振,一般能够达到精度±1mm。
      目前调频连续波(FMCW)雷达,国内在2001年已经具备了这种技术。由于调频连续波雷达需要进行多方面的测试、试验,如:EMC认证试验、温度试验等。直到2003年底,国内调频连续波雷达才正式推出。调频连续波雷达的基本处理方式雷同。由于国内调频雷达是2000年后才开始研发的,所以,在选择芯片的速度,特殊器件的选型上等,都比SAAB更加具备优势,通过简单的对温度补偿能够做到±1mm内,利用波导管进行测量,精度能够做到±0.3mm。如果采用速度更快的cpu以及搭建一些设备,做到精度±0.1mm是容易实现的。
      目前,雷达物位计随着国内厂家技术实力的不断壮大,正逐步取代国外雷达市场。

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