小波變換在雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)處理中的應(yīng)用

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1、小波變換在雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)處理中的應(yīng)用張敏。等小波變換在雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)處理中的應(yīng)用ApplicationofWaveletTransfOrminSignalProcessingofRadarMaterialLevelMeter敵跨建偉往室2(天津理工大學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)控制理論及應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津303M；天津長飛鑫茂光纜有限公司，天津300380)摘要：雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)處理的關(guān)鍵是去除噪聲，提取有用信息。通過研究調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達(dá)物位計(jì)工作原理及信號(hào)處理的基本算法，對(duì)比傳統(tǒng)的采用傅里葉變換進(jìn)行信號(hào)處理的方法，提出了采用小

2、波變換來去除回波的干擾信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，小波分析可以有效地應(yīng)用于分析物位計(jì)回波信號(hào)，為提高測(cè)量精度等后續(xù)工作的開展提供穩(wěn)定數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：小波變換調(diào)頻連續(xù)波物位測(cè)量雷達(dá)鋸齒波信號(hào)處理中圖分類號(hào)：TP212．6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AAbstract：Thekeyofsignalprocessinginradarmateriallevelmeterisdenoisingandextractingusefulsigna1．Throughresearchingtheopera—tionalprincipleoffrequency

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

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

5、ocessing電常數(shù)的界面上反射的原理，雷達(dá)天線接收反射波。0引言測(cè)量系統(tǒng)示意圖如圖1所示。利用微波檢測(cè)物位是軍事工業(yè)所特有的雷達(dá)測(cè)量技術(shù)逐步民用化的產(chǎn)物。近年來，電子型物位儀表在品種和產(chǎn)值上都已超過機(jī)械型儀表，成為物位儀表的主流。其中，非接觸式測(cè)量技術(shù)是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣-_被標(biāo)I_的物位測(cè)量方式之一。在化工生產(chǎn)過程中，用來測(cè)量液位、固體料位和兩圖1雷達(dá)物位測(cè)量系統(tǒng)示意圖種不同密度的液體分界面的儀表分別稱為液位計(jì)、料Fig．1Schematicofradarmateriallevelmeasurementsyst

6、em位計(jì)和界面計(jì)，統(tǒng)稱物位儀表。其中雷達(dá)類型產(chǎn)品增距離R與時(shí)間t的關(guān)系為：長速度達(dá)到30％以上，成為物位儀表市場(chǎng)的主流產(chǎn)2品?。但是，高端的雷達(dá)物位儀表產(chǎn)品或者關(guān)鍵部件￡：一R(1)大部分依靠進(jìn)口；機(jī)械型產(chǎn)品則采用國內(nèi)加工、組裝的式中：td為雷達(dá)發(fā)送和接收信號(hào)的時(shí)間差；C為真空中方式。本文對(duì)調(diào)頻連續(xù)波FMCW(frequencymodulated的光速，3X10m／s。continuouswave)雷達(dá)物位計(jì)的主要工作原理進(jìn)行剖析，當(dāng)雷達(dá)的壓控振蕩器VCO(vohagecontroloscilla-進(jìn)一步提出了采用小

7、波變換實(shí)現(xiàn)信噪分離的方法，并對(duì)tor)為理想線性特性時(shí)，發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)廠R的波這種方法進(jìn)行具體分析及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。形如圖2所示。1物位計(jì)距離提取方法在物位計(jì)測(cè)量系統(tǒng)中，調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)向距離為R的目標(biāo)發(fā)送一個(gè)高頻脈沖，利用微波信號(hào)在不同介天津市科技創(chuàng)新專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：08FDZDGX02000)。修改稿收到日期：2010—05—19。圖2發(fā)射和接收信號(hào)波形圖第一作者張敏，女，1977年生，2005年畢業(yè)于天津大學(xué)動(dòng)力工程系，獲碩士學(xué)位，講師；主要從事電氣工程及其自動(dòng)化方面的研究。Fig．2Waveforms

8、ofthetransmittingandreceivingsignals《自動(dòng)化儀表》第32卷第2期2011年2月23小波變換在雷達(dá)物位計(jì)信號(hào)處理中的應(yīng)用張敏，等在一個(gè)掃頻周期內(nèi)(0≤t≤T)，發(fā)射信號(hào)的頻率廠T差頻信號(hào)(或中頻信號(hào))。簡(jiǎn)單來說，在不考慮各種干可以表示為：擾因素的情況下，物位計(jì)測(cè)量天線到物料表面距離的(t)=+0≤t≤T(2)過