小波变换在雷达物位计信号处理中的应用

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1、小波变换在雷达物位计信号处理中的应用张敏。等小波变换在雷达物位计信号处理中的应用ApplicationofWaveletTransfOrminSignalProcessingofRadarMaterialLevelMeter敌跨建伟往室2(天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津303M；天津长飞鑫茂光缆有限公司，天津300380)摘要：雷达物位计信号处理的关键是去除噪声，提取有用信息。通过研究调频连续波FMCW雷达物位计工作原理及信号处理的基本算法，对比传统的采用傅里叶变换进行信号处理的方法，提出了采用小

2、波变换来去除回波的干扰信号。实际应用结果表明，小波分析可以有效地应用于分析物位计回波信号，为提高测量精度等后续工作的开展提供稳定数据。关键词：小波变换调频连续波物位测量雷达锯齿波信号处理中图分类号：TP212．6文献标志码：AAbstract：Thekeyofsignalprocessinginradarmateriallevelmeterisdenoisingandextractingusefulsigna1．Throughresearchingtheopera—tionalprincipleoffrequency

3、modulatedcontinuouswave(FMCW)radarmateriallevelmeterandthebasicalgorithmofsignalprocessing，andcomparingthesignalprocessingmethodwithtraditionalFouriertransform，themethodofusingwavelettransformtoeliminateinterferencesignalinechoisproposed．Theresultofpracticalapp

4、licationindicatesthatthewaveletanalysisisabletoeffectivelyanalyzetheechosignalofthelevelmeter，toprovidestabledataforconductingfollow—upjobssuchasenhancingmeasurementaccuracy，ete．Keywords：WavelettransforiBFMCWMeasurementofmateriallevelRadarSaw—tootllwaveSignalpr

5、ocessing电常数的界面上反射的原理，雷达天线接收反射波。0引言测量系统示意图如图1所示。利用微波检测物位是军事工业所特有的雷达测量技术逐步民用化的产物。近年来，电子型物位仪表在品种和产值上都已超过机械型仪表，成为物位仪表的主流。其中，非接触式测量技术是发展最快、应用最广-_被标I_的物位测量方式之一。在化工生产过程中，用来测量液位、固体料位和两图1雷达物位测量系统示意图种不同密度的液体分界面的仪表分别称为液位计、料Fig．1Schematicofradarmateriallevelmeasurementsyst

6、em位计和界面计，统称物位仪表。其中雷达类型产品增距离R与时间t的关系为：长速度达到30％以上，成为物位仪表市场的主流产2品⋯。但是，高端的雷达物位仪表产品或者关键部件￡：一R(1)大部分依靠进口；机械型产品则采用国内加工、组装的式中：td为雷达发送和接收信号的时间差；C为真空中方式。本文对调频连续波FMCW(frequencymodulated的光速，3X10m／s。continuouswave)雷达物位计的主要工作原理进行剖析，当雷达的压控振荡器VCO(vohagecontroloscilla-进一步提出了采用小

7、波变换实现信噪分离的方法，并对tor)为理想线性特性时，发射信号和接收信号厂R的波这种方法进行具体分析及实验数据验证。形如图2所示。1物位计距离提取方法在物位计测量系统中，调频连续波雷达向距离为R的目标发送一个高频脉冲，利用微波信号在不同介天津市科技创新专项基金资助项目(编号：08FDZDGX02000)。修改稿收到日期：2010—05—19。图2发射和接收信号波形图第一作者张敏，女，1977年生，2005年毕业于天津大学动力工程系，获硕士学位，讲师；主要从事电气工程及其自动化方面的研究。Fig．2Waveforms

8、ofthetransmittingandreceivingsignals《自动化仪表》第32卷第2期2011年2月23小波变换在雷达物位计信号处理中的应用张敏，等在一个扫频周期内(0≤t≤T)，发射信号的频率厂T差频信号(或中频信号)。简单来说，在不考虑各种干可以表示为：扰因素的情况下，物位计测量天线到物料表面距离的(t)=+0≤t≤T(2)过