CN104977311B - 雷达型微波测水仪器 - Google Patents

雷达型微波测水仪器 Download PDF

Info

Publication number
CN104977311B
CN104977311B CN201510340797.4A CN201510340797A CN104977311B CN 104977311 B CN104977311 B CN 104977311B CN 201510340797 A CN201510340797 A CN 201510340797A CN 104977311 B CN104977311 B CN 104977311B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microwave
frequency
signal
continuous
main frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510340797.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104977311A (zh
Inventor
陈德育
阳安源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Laiyuan Technology Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Laiyuan Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Laiyuan Technology Co Ltd filed Critical Sichuan Laiyuan Technology Co Ltd
Priority to CN201510340797.4A priority Critical patent/CN104977311B/zh
Publication of CN104977311A publication Critical patent/CN104977311A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104977311B publication Critical patent/CN104977311B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了雷达型微波测水仪器,包括以下部件:机架底座:用于放置待测物料样品;微波雷达主机:用于发射连续单频微波信号用以透射待测物料样品,并接收信标器发射的信标信号,并将输出数据发送给数据处理终端;信标器:用于接收透射待测物料样品后的微波信号,并将接收到的微波信号进行调制形成信标信号,并将信标信号发射到微波雷达主机;数据处理终端:数据处理终端输出频率选择信号给微波雷达主机,微波雷达主机根据频率选择信号输出相应频率的连续单频微波信号,数据处理终端还用于接收微波雷达主机的输出数据并计算出待测物料样品的含水量。

Description

雷达型微波测水仪器
技术领域
[0001] 本发明涉及测水装置,是一种可以在工业、农业和医疗等行业中广泛应用的雷达 型微波测水仪,用来对物料的含水率(物料中水重量与物料总重量的百分比)进行快速、无 接触、精确在线测量。
背景技术
[0002] 在工业、农业和医疗等行业中,对建筑建材、农作物、谷物、纺织物、医用原材料等 物料的含水率需要进行精确测量和控制,才能更好地控制产品质量。目前常用的物料含水 量测量方法有加热干燥称重法、红外反射率测水法、微波谐振腔法、微波透射法等等。加热 干燥称重法是国标测量方法,精度高,但测量速度慢,只能对少量样品含水率进行测试,不 能用于在线快速测试,并且只反映样品的含水量,由于物料含水量通常并不均匀,样品含水 量与真实物料的平均含水量可能存在偏差,因此要反映真实物料的平均含水量需要多次取 样测量进行统计分析,测试周期长,效率低。红外反射率测水法是利用不同含水量样品对特 定波长红外线反射率的差异,通过测量红外反射率来反演样品含水量,可以用于在线测试, 但由于红外线主要在物料表面反射,对物料的穿透深度小,因此主要用于测量物料表层含 水量,难以进行物料体含水量的准确测水。微波谐振腔法是将微波谐振腔放置在含水物料 附近,含水物料对谐振腔产生微扰使谐振频率偏移,由于不同含水量的物料的介电常数差 异较大,因此对不同含水量的物料,微波谐振腔的频率偏移量不同。将微波谐振腔接入微波 振荡器回路,根据微波振荡信号频率与标称值的偏差反演得到物料含水率。微波谐振腔法 通常也只反映靠近谐振器的物料含水量,不能反映物料整体平均含水率情况,并且必须保 证物料与谐振腔具有特定的相对位置关系才能保证测试精度,比如测试过程中物料表面与 谐振腔测试面需始终保持紧密接触,这对物料形态、样品尺寸、运动状态和设备安装位置均 有较高要求,在实际应用中受到较多限制。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种雷达型微波测水仪器,具有良好测试精度和较强通用 性的无接触式、快速物料平均体含水率测试技术。
[0004] 本发明的目的主要通过以下技术方案实现:
[0005] 雷达型微波测水仪器,包括以下部件:
[0006] 机架底座:用于放置待测物料样品;
[0007] 微波雷达主机:用于发射连续单频微波信号用以透射待测物料样品,并接收信标 器发射的信标信号,并将输出数据发送给数据处理终端;
[0008] 信标器:用于接收透射待测物料样品后的微波信号,并将接收到的微波信号进行 调制形成信标信号,并将信标信号发射到微波雷达主机;
[0009] 数据处理终端:数据处理终端输出频率选择信号给微波雷达主机,微波雷达主机 根据频率选择信号输出相应频率的连续单频微波信号,数据处理终端还用于接收微波雷达 主机的输出数据并计算出待测物料样品的含水量。
[0010] 根据上述各个装置,本发明的工作原理是:待测物料样品放置在微波雷达主机和 信标器之间,测试时,在数据处理终端控制下,雷达发射依次发射两个频率的连续单频微波 信号,连续单频微波信号透射待测物料样品后,连续单频微波信号被信标器接收后进行调 制形成信标信号,信标器并转发信标信号,信标信号透射待测物料样品后被微波雷达主机 接收,微波雷达主机每次接收到信标信号后,分别测试信标信号相对于连续单频微波信号 的同相分量(I)和正交分量0»的幅度,并将I、Q幅度信息传输到数据处理终端进行处理。
[0011] 数据处理终端中,基于包含物料介质、水和空气3种成分混合介质的复介电常数模 型和水的介电弛豫模型,利用两个连续单频微波信号频率上的I、Q幅度信息和预存的系统 校准参数,处理得到混合介质中物料介质和水重量比,从而得到物料体含水量,即水的重量 占含水物料重量百分比,测试精度可达〇. 1 %。
[0012] 所述输出数据包括参考时钟信号、连续单频微波信号的功率检测信号,还包括连 续单频微波信号与信标信号进行正交混频后输出的中频同相分量,还包括连续单频微波信 号与信标信号进行正交混频后输出的中频正交分量。
[0013] 从结构上来说:微波雷达主机位于机架底座正上方,信标器位于微波雷达主机的 正下方,信标器设置在机架底座上,微波雷达主机的微波雷达天线面向机架底座,信标器的 信标器天线面向微波雷达主机,数据处理终端的频率选择信号输出端与微波雷达主机的频 率选择信号端连接,微波雷达主机的输出数据端与数据处理终端的数据输入端连接。
[0014] 在上述结构中,还包括设置在机架底座上的一体化机架,微波雷达主机安装在一 体化机架上,数据处理终端也安装在一体化机架上。
[0015] 优选的,机架底座开有凹槽,信标器和信标器的信标器天线都设置在凹槽内。根据 待测物料体积大小和测量体积分辨率要求,可以在不同位置设置多个信标器。
[0016] 信标器要实现接收透射待测物料样品后的微波信号,并将接收到的微波信号进行 调制形成信标信号,并将信标信号发射到微波雷达主机,因此优选的所述信标器包括电池、 开关驱动器B、方波振荡器、反射式微波单刀单掷开关、匹配负载,电池均与开关驱动器B、方 波振荡器供电连接,开关驱动器B与反射式微波单刀单掷开关进行驱动连接,方波振荡器与 开关驱动器B匹配连接,反射式微波单刀单掷开关与匹配负载匹配连接,反射式微波单刀单 掷开关还与信标器的信标器天线连接。
[0017] 优选的,所述微波雷达主机包括发射连续单频微波信号的发射单元、连续单频微 波信号的功率检测单元、连续单频微波信号与信标信号进行正交混频的正交混频单元。
[0018] 优选的,所述发射单元包括顺次链接的开关驱动器A、单刀双掷开关、定向耦合器 A、发射天线;开关驱动器A受频率选择信号的控制,单刀双掷开关受开关驱动器A的控制,定 向耦合器A接收单刀双掷开关的输出信号生成连续单频微波信号给发射天线,单刀双掷开 关还受锁相频率源A和锁相频率源B的控制,锁相频率源A和锁相频率源B都接收晶体振荡器 的振荡信号,晶体振荡器同时发送参考时钟信号给数据处理终端。
[0019] 优选的,功率检测单元包括顺次链接的定向耦合器B、检波器、放大器,定向耦合器 B接收发射单元的连续单频微波信号。
[0020] 优选的,正交混频单元包括顺次链接的接收天线、低噪声放大器、正交混频器,正 交混频器接收发射单元的连续单频微波信号或接收功率检测单元的连续单频微波信号,接 收天线接收信标器发送的信标信号,信标信号经过低噪声放大器的放大后通过正交混频器 与连续单频微波信号进行正交混频,正交混频器输出2路正交混频信号,一路正交混频信号 输出到中频滤波器A、再经过中频放大器A输出中频同相分量信号给数据处理终端,另一路 正交混频信号输出到中频滤波器B、再经过中频放大器B输出中频正交分量信号给数据处理 终端。
[0021]本发明的优点如下:本发明采用的微波雷达透射式测水方案是一种非接触式测水 方案,测试过程中待测物料只需处于雷达波束照射空间范围内即可,无需与测试仪器接触, 对物料的精确形状、尺寸及运动状态没有特别要求,可作为在各种工业应用场合对多种物 料含水量进行测试的通用方法。本发明的数据处理方法是基于包含物料介质、水和空气3种 成分混合介质的复介电常数模型和水的介电弛豫模型,采用双频测试并充分利用雷达信号 的幅度和相位信息,测试误差可达0.1%以下,并且测试精度不受物料中空气含量的影响, 对于纤维、谷物、药材等疏松物料具有良好的测试精度和一致性。本发明的微波雷达透射式 测水方案系统校准十分简单,对一类物料样品只需进行一次校准测试,对校准测试的样品 的形状、尺寸、密度无特殊要求。本发明微波雷达透射式测水方案,测试结果是被测物料的 平均体含水率(重量比),与传统的微波谐振腔等测试方法仅测试物料表层含水率相比,能 更准确地反映被测物料含水情况,可适应更广泛的测试应用要求。本发明测试速度很快,一 次测试时间小于lms,可满足对传送状态下的物料含水量的快速、实时和在线测试需求。
附图说明
[0022]图1为本发明的不意图。
[0023] 图2为微波雷达主机电路框图。
[0024] 图3为信标器的电路框图。
[0025] 图中的附图标记分别表示为:1、微波雷达主机,2、微波雷达天线,3、信标器,4、信 标器天线,5、数据处理终端,6、一体化机架,7、机架底座,8、待测物料样品。
具体实施方式
[0026] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不限 于此。
[0027] 实施例1:
[0028] 如图1所示,雷达型微波测水仪器,包括机架底座7、微波雷达主机1、信标器3、数据 处理终端5,
[0029] 机架底座7:用于放置待测物料样品8和信标器3;
[0030] 微波雷达主机1:用于发射连续单频微波信号用以透射待测物料样品8,并接收信 标器3发射的信标信号,并将输出数据发送给数据处理终端5;
[0031] 信标器3:用于接收透射待测物料样品8后的微波信号,并将接收到的微波信号进 行调制形成信标信号,并将信标信号发射到微波雷达主机1;
[0032] 数据处理终端:数据处理终端输出频率选择信号给微波雷达主机1,微波雷达主机 1根据频率选择信号输出相应频率的连续单频微波信号,数据处理终端还用于接收微波雷 达主机1的输出数据并计算出待测物料样品的含水量。
[0033] 所述输出数据包括参考时钟信号、连续单频微波信号的功率检测信号,还包括连 续单频微波信号与信标信号进行正交混频后输出的中频同相分量以及中频正交分量。
[0034] 根据上述各个装置,本发明的工作原理是:待测物料样品放置在微波雷达主机和 信标器之间,测试时,在数据处理终端控制下,雷达发射依次发射两个频率的连续单频微波 信号,连续单频微波信号透射待测物料样品后,连续单频微波信号被信标器3接收后进行调 制形成信标信号,信标器3并转发信标信号,信标信号透射待测物料样品后被微波雷达主机 接收,微波雷达主机每次接收到信标信号后,分别测试信标信号相对于连续单频微波信号 的同相分量(I)和正交分量(Q)的幅度,并将I、Q幅度信息传输到数据处理终端5进行处理。 数据处理终端5中,基于包含物料介质、水和空气3种成分混合介质的复介电常数模型和水 的介电弛豫模型,利用两个连续单频微波信号频率上的I、Q幅度信息和预存的系统校准参 数,处理得到混合介质中物料介质和水重量比,从而得到物料体含水量,即水的重量占含水 物料重量百分比,测试精度可达0.1 %。
[0035] 如图1所示,从结构上来说:微波雷达主机位于机架底座7正上方,信标器3位于微 波雷达主机的正下方,信标器3设置在机架底座7上,微波雷达主机1的微波雷达天线2面向 机架底座,信标器3的信标器天线4面向微波雷达主机,数据处理终端5的频率选择信号输出 端与微波雷达主机1的频率选择信号端连接,微波雷达主机1的输出数据端与数据处理终端 5的数据输入端连接。在上述结构中,还包括设置在机架底座7上的一体化机架6,微波雷达 主机安装在一体化机架6上,数据处理终端5也安装在一体化机架6上。优选的,机架底座7开 有凹槽,信标器3和信标器3的信标器天线4都设置在凹槽内。
[0036] 如图3所示:信标器3要实现接收透射待测物料样品8后的微波信号,并将接收到的 微波信号进行调制形成信标信号,并将信标信号发射到微波雷达主机1,因此优选的所述信 标器3包括电池、开关驱动器B、方波振荡器、反射式微波单刀单掷开关、匹配负载,电池均与 开关驱动器B、方波振荡器供电连接,开关驱动器B与反射式微波单刀单掷开关进行驱动连 接,方波振荡器与开关驱动器B连接,反射式微波单刀单掷开关与匹配负载匹配连接,反射 式微波单刀单掷开关还与信标器3的信标器天线4连接。
[0037] 如图2所示,优选的,所述微波雷达主机包括发射连续单频微波信号的发射单元、 连续单频微波信号的功率检测单元、连续单频微波信号与信标信号进行正交混频的正交混 频单元。优选的,所述发射单元包括顺次链接的开关驱动器A、单刀双掷开关、定向耦合器A、 发射天线;开关驱动器A受频率选择信号的控制,单刀双掷开关受开关驱动器A的控制,定向 耦合器A接收单刀双掷开关的输出信号生成连续单频微波信号给发射天线,单刀双掷开关 还受锁相频率源A和锁相频率源B的控制,锁相频率源A和锁相频率源B都接收晶体振荡器的 振动信号,晶体振荡器同时发送参考时钟信号给数据处理终端。优选的,功率检测单元包括 顺次链接的定向耦合器B、检波器、放大器,定向耦合器B接收发射单元的连续单频微波信 号。优选的,正交混频单元包括顺次链接的接收天线、低噪声放大器、正交混频器,正交混频 器接收发射单元的连续单频微波信号或接收功率检测单元的连续单频微波信号,接收天线 接收信标器3发送的信标信号,信标信号经过低噪声放大器的放大后通过正交混频器与连 续单频微波信号进行正交混频,正交混频器输出2路正交混频信号,一路正交混频信号输出 到中频滤波器A、再经过中频放大器A输出中频同相分量信号给数据处理终端,另一路正交 混频信号输出到中频滤波器B、再经过中频放大器B输出中频正交分量信号给数据处理终 端。微波雷达天线2包括上述的接收天线和发射天线。
[0038] 雷达型微波测水仪器的含水量测算方法为:
[0039] 第一步:测量微波雷达天线2和信标器天线4出口面之间的距离R。在整机装配后R 即可准确测定,测量相对误差应达到0.1 %以下。
[0040] 第二步:校准测试得到无量纲系统常数。
[0041] 校准测试的具体步骤如下:
[0042] 在没有物料样品时,微波雷达主机1依次发射的频率fjPf2 (fKf2)的微波信号进 行校准测试。频率间隔应满足
[0043]
Figure CN104977311BD00081
[0044] C是真空光速,I k|max是含水物料在频率负或5上复介电常数模值的最大值,可事 先估计。
[0045] 设频率为6 (i = l,2)时,微波雷达收到的信标信号的同相分量和正交分量幅度分 别为IdPQ1,发射信号通过耦合器耦合部分功率,检波产生监测电压V1,计算如下参量:
Figure CN104977311BD00082
[0048] Xi,yi参与后续处理运算。
[0049] 进一步求出系统无量纲常数
Figure CN104977311BD00083
[0051] 式中Aqi是频率匕对应的真空波长,可根据频率值和真空光速计算。
[0052] 第三步:待测物料样品测定,求出。
[0053] 待测物料样品测定的具体步骤如下:当放置有待测物料样品后,同样在频率f 进行两次测试,在频率A时雷达接收到的信标信号的同相分量和正交分量幅度分别为L·’和 Qi’,计算如下参量:
Figure CN104977311BD00084
[0056] 求出角度
Figure CN104977311BD00085
满足:
Figure CN104977311BD00086
[0059] 求出存在物料样品时频率为fi的电磁波空间复传播常数γ i的实部队和虚部Cti如 下:
Figure CN104977311BD00091
[0062] 式中m是正整数,取值如下:
[0063] ni = f ix (fiTd) ,n2 = ni+m
[0064] 上式中fix( ·)是下取整函数,id是电磁波传输时间。
[0065]
Figure CN104977311BD00092
[0066] m取值为:
[0067]
Figure CN104977311BD00093
[0068] 根据
Figure CN104977311BD00094
求出
Figure CN104977311BD00095
Figure CN104977311BD00096
[0071] 式中ε J、ε分别是频率为fi时有物料样品情况下电磁波传播路径复介电常数的 实部和虚部。设电磁波传播空间的空气、干燥物料和水的体积比分别为P,q,r,p+q+r = 1,
Figure CN104977311BD00097
则:
[0072]
[0073] 式中ea、ed、ewi分别是空气、干燥物料和水的介电常数,εa〜l,p+q+r=l。通常干燥 物料没有介电损耗,故Ed为正实数。根据水的介电弛豫模型,水的介电常数为:
[0074]
Figure CN104977311BD00098
[0075] 其中es〜80和〜4.9分别是水的直流和无限高频率介电常数。τ是水的介电弛豫 时间,纯水
Figure CN104977311BD00099
对含在不同物料中的水τ具有不同的值。
[0076] 设
Figure CN104977311BD000910
,根据得到C、ε。/’,求得
Figure CN104977311BD000911
[0078] 上式中b的值为
Figure CN104977311BD000912
[0080] 其中bo是为了避免含水量趋于0时产生过量误差的稳定常数,一般取为
[0081] 然后求出
[0082]
Figure CN104977311BD00101
[0083] 最后,得到物料含水率w (重量比)为:
[0084]
Figure CN104977311BD00102
[0085] 上式中参数
Figure CN104977311BD00103
对于特定物料是无量纲常数,可以通过系统标定得到其 数值。
[0086] 第四步:进行系统标定,
[0087] 系统标定的具体做法如下:采用一块含水的物料样本(含水率不为零,可采用干燥 物料预先定量加湿获得),先用本发明所述微波雷达测水仪进行一次测试,由(式5)、(式7) 得到参数Ϊ、r。然后对该样品采用水含量标准测试方法(依据GB/T462-2003《纸和纸板水份 的测定》或GB/T 12087-2008《淀粉水分测定烘箱法》等国家标准测试方法)测得其准确含水 率Wo。根据(式8),可解出:
[0088]
Figure CN104977311BD00104
[0089] 经过标定后,微波雷达测水仪即可以用于该类物料含水率在线测试。其计算过程 为由(式1)、(式2)计算ai、0i,再由(式3)(式4)计算ε。〆、ε&”,之后由(式5)〜(式7)计算孓、 r,最后根据(式8)得到物料含水量。
[0090] 本发明提出的微波雷达测水数据处理方法是基于包含物料介质、水和空气3种成 分混合介质的复介电常数模型和水的介电弛豫理论模型,具有理论上的精确性。数据处理 中近似假设在校准测试频率fdPf2上系统具有相等的固有损耗因子和传输相位可能引入误 差,但在系统设计时fi、f2相差通常小于IOOMHz,而心或5—般采用20GHz以上频段,相对工 作带宽小于0.5%,因此该假设引入的误差可以忽略。
[0091] 为了达到0.1%以上的测试精度,测试距离R需要0.1%以上相对精度,同时雷达测 量的各信号分量应具备0.1%以上的幅度精度。为此,根据实际的测试距离R,需要保证雷达 接收到的信标信号具有40dB以上的信噪比,这可以通过设计适当的雷达发射功率来实现。 一般对于20GHz工作频率,测试距离R= Im,接收噪声系数3dB,接收机噪声带宽50kHz,为保 证该信噪比所需发射功率小于lmW。同时,雷达发射信号频率应具有由于HT5以上准确度和 稳走度。
[0092] 雷达型微波测水仪器的工作方法可以采用以下步骤:
[0093] 1、根据应用要求(物料尺寸、测水仪安装空间等),确定所需的测试距离;
[0094] 2、参考(式8)、(式22)选择雷达工作频率Ad2,考虑到系统工作带宽,f^f2般取Ku 频段以上;选择信标器开关调制频率,其值应远高于测试环境下样品运动产生的多普勒频 率,一般取10〜IOOkHz;
[0095] 3、根据安装使用要求,设计雷达天线和信标器天线形式,通常选用喇叭天线,天线 增益10〜15dB;
[0096] 4、根据步骤2确定的测试距离和步骤3所确定的天线增益,设计雷达发射功率、接 收噪声系数和接收机噪声带宽,保证雷达接收的信标信号信噪比大于40dB。具体设计可参 考雷达系统方程;
[0097] 5、根据步骤4所确定的雷达设计参数,按附图2所示原理框图构建雷达主机;按照 附图3构建信标器等部件;
[0098] 6、根据步骤2所确定的测试距离、测试样品放置方式和操作显示要求,设计一体化 机架;
[0099] 7、根据所述雷达型微波测水仪的工作原理和(式1)〜(式9)的雷达测试数据处理 原理及系统标定原理,设计数据处理软件;
[0100] 8、根据雷达型微波测水仪操作显示或测试应用自动控制要求,设计合理的人机操 作界面和与上位机及下位机的接口;
[0101] 9、进行软硬件系统集成,完成雷达型微波测水仪系统构建。
[0102] 如上所述,则能很好的实现本发明。

Claims (6)

1. 雷达型微波测水仪器,其特征在于:包括以下部件: 机架底座(7):用于放置待测物料样品(8); 微波雷达主机(1):用于发射连续单频微波信号用以透射待测物料样品(8),并接收信 标器(3)发射的信标信号,并将输出数据发送给数据处理终端(5); 信标器(3):用于接收透射待测物料样品(8)后的微波信号,并将接收到的微波信号进 行调制形成信标信号,并将信标信号发射到微波雷达主机(1); 数据处理终端:数据处理终端输出频率选择信号给微波雷达主机(1),微波雷达主机 (1)根据频率选择信号输出相应频率的连续单频微波信号,数据处理终端还用于接收微波 雷达主机(1)的输出数据并计算出待测物料样品的含水量; 所述输出数据包括参考时钟信号、连续单频微波信号的功率检测信号,还包括连续单 频微波信号与信标信号进行正交混频后输出的中频同相分量,还包括连续单频微波信号与 信标信号进行正交混频后输出的中频正交分量; 微波雷达主机位于机架底座(7)正上方,信标器(3)位于微波雷达主机的正下方,信标 器(3)设置在机架底座(7)上,微波雷达主机(1)的微波雷达天线(2)面向机架底座,信标器 (3)的信标器天线(4)面向微波雷达主机,数据处理终端(5)的频率选择信号输出端与微波 雷达主机(1)的频率选择信号端连接,微波雷达主机(1)的输出数据端与数据处理终端(5) 的数据输入端连接; 机架底座(7)开有凹槽,信标器(3)和信标器(3)的信标器天线(4)都设置在凹槽内。
2. 根据权利要求1所述的雷达型微波测水仪器,其特征在于:所述信标器(3)包括电 池、开关驱动器B、方波振荡器、反射式微波单刀单掷开关、匹配负载,电池均与开关驱动器 B、方波振荡器供电连接,开关驱动器B与反射式微波单刀单掷开关进行驱动连接,方波振荡 器与开关驱动器B匹配连接,反射式微波单刀单掷开关与匹配负载匹配连接,反射式微波单 刀单掷开关还与信标器(3)的信标器天线(4)连接。
3. 根据权利要求1-2中任意一项所述的雷达型微波测水仪器,其特征在于:所述微波雷 达主机包括发射连续单频微波信号的发射单元、连续单频微波信号的功率检测单元、连续 单频微波信号与信标信号进行正交混频的正交混频单元。
4. 根据权利要求3所述的雷达型微波测水仪器,其特征在于:所述发射单元包括顺次链 接的开关驱动器A、单刀双掷开关、定向耦合器A、发射天线;开关驱动器A受频率选择信号的 控制,单刀双掷开关受开关驱动器A的控制,定向耦合器A接收单刀双掷开关的输出信号生 成连续单频微波信号给发射天线,单刀双掷开关还受锁相频率源A和锁相频率源B的控制, 锁相频率源A和锁相频率源B都接收晶体振荡器的振动信号,晶体振荡器同时发送参考时钟 信号给数据处理终端。
5. 根据权利要求3所述的雷达型微波测水仪器,其特征在于:功率检测单元包括顺次链 接的定向耦合器B、检波器、放大器,定向耦合器B接收发射单元的连续单频微波信号。
6. 根据权利要求3所述的雷达型微波测水仪器,其特征在于:正交混频单元包括顺次链 接的接收天线、低噪声放大器、正交混频器,正交混频器接收发射单元的连续单频微波信号 或接收功率检测单元的连续单频微波信号,接收天线接收信标器(3)发送的信标信号,信标 信号经过低噪声放大器的放大后通过正交混频器与连续单频微波信号进行正交混频,正交 混频器输出2路正交混频信号,一路正交混频信号输出到中频滤波器A、再经过中频放大器A 输出中频同相分量信号给数据处理终端,另一路正交混频信号输出到中频滤波器B、再经过 中频放大器B输出中频正交分量信号给数据处理终端。
CN201510340797.4A 2015-06-18 2015-06-18 雷达型微波测水仪器 Active CN104977311B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510340797.4A CN104977311B (zh) 2015-06-18 2015-06-18 雷达型微波测水仪器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510340797.4A CN104977311B (zh) 2015-06-18 2015-06-18 雷达型微波测水仪器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104977311A CN104977311A (zh) 2015-10-14
CN104977311B true CN104977311B (zh) 2017-12-26

Family

ID=54274027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510340797.4A Active CN104977311B (zh) 2015-06-18 2015-06-18 雷达型微波测水仪器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104977311B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106872490A (zh) * 2017-03-10 2017-06-20 四川莱源科技有限公司 基于雷达的水分测试装置
CN106959256A (zh) * 2017-05-19 2017-07-18 四川莱源科技有限公司 能够提高检测精度的水分检测方法
CN111929332B (zh) * 2020-09-29 2021-01-15 潍坊力创电子科技有限公司 基于微波在线水分检测仪的自动加水装置及其控制系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4270083A (en) * 1978-11-11 1981-05-26 Bayer Aktiengesellschaft Microwave moisture measuring instrument with switchable measuring regions
CN1200211A (zh) * 1995-08-28 1998-11-25 艾利森公司 卫星光馈送链路
CN101706459A (zh) * 2009-02-01 2010-05-12 杨厚荣 一种微波雷达水份传感器
CN203519604U (zh) * 2013-04-10 2014-04-02 宋学文 一种微波雷达测深土壤水分测试仪
CN104076352A (zh) * 2014-06-27 2014-10-01 电子科技大学 低截获测速方法及雷达装置
CN104569935A (zh) * 2013-10-18 2015-04-29 黑拉许克联合股份有限公司 雷达设备和用于运行雷达设备的方法
CN204705599U (zh) * 2015-06-18 2015-10-14 四川莱源科技有限公司 雷达型微波测水仪器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4270083A (en) * 1978-11-11 1981-05-26 Bayer Aktiengesellschaft Microwave moisture measuring instrument with switchable measuring regions
CN1200211A (zh) * 1995-08-28 1998-11-25 艾利森公司 卫星光馈送链路
CN101706459A (zh) * 2009-02-01 2010-05-12 杨厚荣 一种微波雷达水份传感器
CN203519604U (zh) * 2013-04-10 2014-04-02 宋学文 一种微波雷达测深土壤水分测试仪
CN104569935A (zh) * 2013-10-18 2015-04-29 黑拉许克联合股份有限公司 雷达设备和用于运行雷达设备的方法
CN104076352A (zh) * 2014-06-27 2014-10-01 电子科技大学 低截获测速方法及雷达装置
CN204705599U (zh) * 2015-06-18 2015-10-14 四川莱源科技有限公司 雷达型微波测水仪器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104977311A (zh) 2015-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104977312B (zh) 雷达型微波测水仪器的测试方法
CN104977311B (zh) 雷达型微波测水仪器
US8212573B2 (en) High frequency analysis of a device under test
CN104964991B (zh) 用于雷达型微波测水仪器的微波雷达主机
CN101706459B (zh) 一种微波雷达水份传感器
CN101571495B (zh) 利用微波对织物含水率在线检测的方法
CN106093893A (zh) 一种双极化雷达任意极化波的在线标定方法
CN105227249A (zh) 一种短波发射天线辐射效率自动监测方法及监测系统
CN103913640A (zh) 一种精确测量介电常数的测试系统及方法
Rezaei et al. A new 1.4-GHz soil moisture sensor
CN1800876A (zh) 双通道同时收发式多普勒偏振天气雷达
CN204705599U (zh) 雷达型微波测水仪器
CN204882407U (zh) 用于测水仪器的微波雷达主机
CN101907579B (zh) 一种微波法棉花回潮率在线测量系统
CN103090930A (zh) 雷达物位计及其信号处理方法
Bhunjun et al. Sensor system for contactless and online moisture measurements
TWI445994B (zh) Simulation of variable distance and velocity target and its method
CN112985540A (zh) 基于门控调频连续波的分体式导波雷达液位计
CN106872490A (zh) 基于雷达的水分测试装置
CN109581070B (zh) 一种基于干涉电路的高损耗材料介电常数测量方法
CN107014833A (zh) 基于谐振法的液体和粉末材料成份在线检测系统及方法
CN202018509U (zh) 输电线路导线对地距离监测装置
Toba et al. Wireless moisture sensor using a microstrip antenna
Kuzmin et al. The study of microwave range energy harvesting device
Hallbjörner Reverberation chamber with variable received signal amplitude distribution

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant