本文關(guān)鍵詞：精密料位測量雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：隨著時(shí)代的飛速發(fā)展,雷達(dá)技術(shù)發(fā)展迅猛,應(yīng)用的場合也越來越多,并且在工業(yè)生產(chǎn)中體現(xiàn)的尤為明顯。以調(diào)頻連續(xù)波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)為發(fā)射信號(hào)的精密料位測量雷達(dá)在工業(yè)測量上起著不可替代的作用,并且在惡劣環(huán)境中也能較精確的得到測量結(jié)果,是傳統(tǒng)測量方法不可比擬的。但是精密料位測量雷達(dá)與其它雷達(dá)一樣,同樣會(huì)受到噪聲的影響,并且針對精密料位測量雷達(dá)的傳統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing,DSP)算法存在著固有的缺陷,會(huì)造成測量上的誤差。本文針對上述問題,對精密料位測量雷達(dá)中關(guān)鍵的測頻測距技術(shù)進(jìn)行了深入研究。以下是本文主要研究的內(nèi)容:1、本文以框圖的形式簡單介紹了精密料位測量雷達(dá),運(yùn)用公式推導(dǎo)對精密料位測量雷達(dá)差拍信號(hào)進(jìn)行分析,得到頻率與距離之間的關(guān)系,并討論多種對測量精度帶來影響的因素。2、本文介紹了傳統(tǒng)插值測頻算法,能量重心測頻算法的理論基礎(chǔ)。插值算法在頻率偏差較小的情況下測量性能不好,而能量重心法在頻率偏差較大的情況下測量性能不好。接著針對傳統(tǒng)方法利弊,對精密料位測量雷達(dá)算法進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新,提出了基于頻率偏差因子分類測頻算法,通過仿真的形式驗(yàn)證了算法的可行性與優(yōu)越性,該算法無論在任意頻率偏差情況下都有著良好的測量精度。3、本文而后介紹了全相位FFT(ap FFT,all phase Fast Fourier Transform)的基本原理與特性,并利用ap FFT的幅度特性與相位不變性提出了基于傳統(tǒng)FFT與全相位FFT二次測頻算法、基于全相位FFT相位差比值估計(jì)校正算法、基于全相位FFT相位差的頻率偏差分類二次算法。這三種算法穩(wěn)定性好,并且精度很高,能在低信噪比環(huán)境下進(jìn)行測量,易于硬件實(shí)現(xiàn)。4、最后,利用軟件無線平臺(tái)MFSS6842對基于全相位FFT相位差的頻率偏差分類二次算法做FPGA實(shí)現(xiàn),并分析與總結(jié)了各個(gè)模塊硬件實(shí)現(xiàn)方法與技巧,驗(yàn)證了該精密料位測量雷達(dá)信號(hào)處理算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：精密料位測量雷達(dá) 差拍信號(hào) 全相位FFT 測頻
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN959.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 精密料位測量雷達(dá)國內(nèi)外動(dòng)態(tài)11-12
• 1.3 本文主要工作12-14
• 第二章 精密料位測量雷達(dá)測距原理14-24
• 2.1 精密料位測量雷達(dá)結(jié)構(gòu)框圖14
• 2.2 精密料位測量雷達(dá)差拍信號(hào)分析14-16
• 2.3 影響測頻精度的因素16-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 基于傳統(tǒng) FFT 的精密料位測量雷達(dá)測頻算法及仿真24-41
• 3.1 基于插值的測頻算法24-30
• 3.2 基于能量重心測頻算法30-37
• 3.3 基于頻率偏差因子分類測頻算法37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于全相位 FFT 的精密料位測量雷達(dá)測頻算法及仿真41-68
• 4.1 全相位FFT算法原理41-45
• 4.2 全相位FFT頻譜特性45-49
• 4.3 全相位FFT插值測頻算法49-52
• 4.4 全相位FFT能量重心測頻算法52-54
• 4.5 基于傳統(tǒng)FFT與全相位FFT二次測頻算法54-56
• 4.6 全相位FFT相位差測頻算法56-59
• 4.7 基于全相位FFT相位差比值估計(jì)校正算法59-62
• 4.8 基于全相位FFT相位差的頻率偏差分類二次算法62-66
• 4.9 本章小結(jié)66-68
• 第五章 精密料位測量雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)的 FPGA 實(shí)現(xiàn)68-75
• 5.1 精密料位測量雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)68-69
• 5.2 精密料位測量雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)的處理流程69-72
• 5.3 精密料位測量雷達(dá)FPGA實(shí)現(xiàn)的測試結(jié)果72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-76
• 6.1 工作總結(jié)75
• 6.2 研究展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果80-81

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：551795