fmcw雷达水位测量系统的设计

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：魈墨垂日期：丝!盛幽!望关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术

2、交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：缁主墨．．．日期：坦丝垒!塑至塑导师签名：—乏℃立4L日期：—堕盟争上盈L万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文FMcw雷达水位测量系统的设计愀燃必摘要河流水位的测量是水文测防工作中最重要的部分，目前国内水文站大多采用接触式测量方法，这种测量方法容易因为水下的泥沙等异物导致测量失准甚至是测量设备的损坏。采用FMCW雷达测量水位这一先进的非接触式测量方式可以避免上述情况，而且还具有精度和分辨率高、安装简单等优点。基于此，本文设计了FMCW雷

3、达水位测量系统。FMCW雷达水位测量系统通过测量雷达的混频器产生的差频信号计算出雷达到河面的距离，进而得出水位。FMCW雷达水位测量系统包括几个部分：波形发生器、24GHz雷达传感器、信号采样与处理模块和实时显示模块。波形发生器发出锯齿调制波驱动雷达传感器工作，雷达传感器测回的差频信号首先输出到前端信号处理电路使之适合DSP内部ADC的采样和以后的处理。然后DSP内部的ADC模块对预处理后的信号进行采样，采样后的信号经过DSP的1024点FFT变换后得到差频信号的频率，然后根据差频频率通过得定的距离计算公式得出水位值，然后将其显示在显示屏上。本文详细介

4、绍了FMCW雷达的测距原理，波形发生器的硬件和软件设计，DSP内部ADC模块的采样实现和FFT算法在DsP中的实现和显示模块的硬件和软件设计。最后对测量系统进行了测距实验，记录测量结果并进行了误差分T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文析，本系统的测量相对误差在1％以内而且可以快速测量，符合实时测量要求。关键词：FMCW雷达，水位，测量系统，DSP万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文DESIGNOFFMCWLEVELRADARⅧASUl之ENⅡ烈TSYSTEMABSTRACTmverwaterlevelmeasurementisthemostimp

5、ortantpartofmehydrologicalwork，atpresentdomesticmosthydrologicalstationusecontactmeasurementmethod．ThismeasurementmethodiseasilyinfluencedbyundenVatersedimenta11domerforeignbody，cancauset11ed锄ageofthephraseoreVenmeasurementequipment．UsingFMCWradarmeasuringwaterleVelcanaVoidtheab

6、oVesituation．Itisanadvancedwayofnon—contactmeasurementmethodwitchhastheadvamagesofhighaccuracyandresolutionwitllSimpleinstallation．Basedonit，thisthesisdesignedt11eFMCWradarleVelmeasurementsystem．FMCWradarlevelmeasurementsystemcalculatesmedistancebetweenradarandwatersurfacebymeas

7、uringtheIF(intemediate丹eqVency)signalbeproducedbymixerinsiderad2ur，thenreachthewaterlevel．FMCWradarlevelmeasurementsystemincludesseVeralp叭s：mewavef．omgenerator，24GHZradarsensor，sigllalsamplingandprocessingmoduleandreal—timedisplaymodule．WaVefomgeneratordrives廿1eradartoworkbysend

8、mgt11esavnoothwave，theintemediateIII万方数据太原理工大学硕