CN203732131U - 一种微波雷达物位计系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微波雷达物位计系统，包括：计算被测物料高度的处理器；微波振荡器，用于产生稳定输出功率的微波信号；连接所述微波振荡器，功率放大倍数连续可调的信号功率放大单元；连接所述信号功率放大单元，发射微波信号和接收回波信号的收发单元。通过功率放大倍数连续可调的信号功率放大单元，将微波信号进行不同放大倍数的功率放大并发射出去，进而使回波信号的幅度都能调节到最优值，便于被处理器检测，解决了测量不同介电常数不同距离的物料的高度时，处理器对回波信号识别困难，进而影响测量精度的问题。

Description

一种微波雷达物位计系统

技术领域

本申请涉及物位计技术领域，更具体地说，涉及一种微波雷达物位计系统。

背景技术

雷达物位计是用于测量物料高度的仪器，通常将其安装在需要测量物料高度的罐体的顶端，雷达物位计通过发射单元将信号发射出去，当发射信号遇到被测物料后，部分信号被反射回来形成回波信号，接收单元接收回波信号。通过计算发射信号和回波信号的时间差，即可得到物料面到物位计基准面的距离，再根据罐体高度等相关参数得到物料的高度。

但是，由于被测物料介电常数不同，高度差别很大，回波信号的幅值变化范围也很大，通常达到几十个分贝，因此，给测量造成了一定的困难。目前，工程应用中的雷达物位计的发射功率为固定值。雷达物位计在检测介电常数小，距离较远的物料时，由于回波信号过小，常常无法检测。如果仅仅增大脉冲雷达的发射功率，又会造成在测量介电常数较大，距离较近的物料时，回波信号过大，给回波识别带来困难。进而影响测量精度。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种微波雷达物位计系统，通过功率连续可调的功率放大器，调整发射功率，将回波信号幅值调到最优，便于检测，解决了上述技术问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种微波雷达物位计系统，包括：计算被测物料高度的处理器；

微波振荡器，用于产生稳定输出功率的微波信号；

连接所述微波振荡器，功率放大倍数连续可调的信号功率放大单元；

连接所述信号功率放大单元，发射微波信号和接收回波信号的收发单元。

优选的，所述信号功率放大单元包括：

连接所述微波振荡器，功率放大倍数连续可调的功率放大器；

连接负电压源和所述收发单元的微处理器，微处理器接收所述收发单元接收的回波信号，并根据所述回波信号的幅值，调整负电压源的电压；

所述负电压源连接所述功率放大器，负电压源的电压连续改变使得所述功率放大器的放大倍数连续改变。

优选的，在所述微处理器和所述收发单元之间进一步连接滤波单元。

优选的，所述微波振荡器采用GaAs微波管。

优选的，所述收发单元为：天线装置。

优选的，所述天线装置为：锥形天线、喇叭形天线或阵列天线。

优选的，还包括：与所述处理器相连，显示被测物料高度的显示器。

优选的，所述负电压源为：可在-0.5～-5V之间变化的负电压源。

从上述的技术方案可以看出，本申请提供的微波雷达物位计系统，通过功率连续可调的信号功率放大单元，将微波信号进行相应功率放大，进而使不同强度的回波信号均能调节到最优值，便于被处理器检测，解决了测量不同介电常数不同距离的物料的高度时，处理器对回波信号识别困难，进而影响测量精度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种微波雷达物位计系统的结构图；

图2为本申请实施例公开的一种信号功率放大单元的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例公开的一种微波雷达物位计系统结构示意图。

如图1所示，本实施例公开的微波雷达物位计系统，包括：微波振荡器1，信号功率放大单元2，收发单元3和处理器4。

微波振荡器1，产生稳定输出功率的微波信号。优选的，选用低噪声、低功耗的GaAs工艺的微波管设计微波振荡器1。

信号功率放大单元2连接微波振荡器1、处理器4和收发单元3。信号功率放大单元2可以连续调节信号的功率放大倍数。微波振荡器1产生的微波信号通过功率放大单元2以预设的放大倍数放大后，由收发单元3发射出去，该发射信号遇到测物料反射形成回波信号。收发单元3接收回波信号传至信号功率放大单元2，信号功率放大单元2根据回波信号的强度调整功率放大倍数，由于信号功率放大单元2可以连续调节微波信号的功率放大倍数，从而可以将回波信号的强度调节到最优值，便于处理器4进行检测。

信号功率放大单元2针对不同强度的回波信号进行微波信号不同倍数的功率放大，从而使不同强度的回波信号均能调节到最优值，便于被处理器4检测。可以理解的是，在信号功率放大单元2中存储有回波信号强度与放大倍数的对应关系。处理器4根据信号发射信号的时间以及接收信号的时间，计算被测物料的高度。需要说明的是，处理器4根据时间差计算被测物料高度的过程为现有技术，本申请并不作详细说明。

通过上述技术方案，可见，本申请提供的微波雷达物位计系统，通过功率连续可调的信号功率放大单元，将微波信号进行相应放大倍数的功率放大，进而使不同强度的回波信号均能调节到最优值，便于被处理器检测，解决了现有的雷达物位计测量不同介电常数不同距离的物料的高度时，处理器对回波信号识别困难，进而影响测量精度的问题。

优选的，还可以设置显示器和处理器连接，显示被测物料高度。

图2为本申请实施例公开的一种信号功率放大单元2的结构示意图。

如图2所示，本实施例公开的信号功率放大单元2包括：功率放大器21，微处理器22和负电压源23。

功率放大器21连接微波振荡器1、收发单元3和负电压源23，功率放大器21的功率放大倍数可以连续调节。微处理器23连接收发单元3和负电压源23。微波振荡器1产生的微波信号通过功率放大器21以预设的放大倍数放大后，由收发单元3发射出去，该发射信号遇到被测物料反射形成回波信号。收发单元3接收回波信号传至微处理器22的模数转换器（图中未示出），微处理器22根据回波信号的强度调整负电压源23的输出电压，间接调整功率放大器21功率放大倍数，由于负电压源23的电压连续改变可以使得功率放大器21的放大倍数连续改变。从而可以将回波信号的强度调节到最优值，便于处理器4进行检测。

需要说明的是，在本实施例中，该信号功率放大单元还包括：预先存储有回波信号强度和功率放大倍数的对应关系的存储器（图中未画出）。当处理器得到该回波信号的强度大小时，调用存储器中预先存储的回波信号的强度与放大倍数的对应关系，从而确定微波信号需要放大的倍数，进而通过调整负电压源的电压，间接调整功率放大器的放大倍数。可选的，在微处理器内可内置比较器，通过比较回波信号的强度所对应的电信号与预设基准电信号，控制调整负电压源的电压。优选的，负电压源的电压变化可在-0.5～-5V之间。

优选的，在微处理器和收发单元之间连接滤波单元，对信号进行滤波处理。收发单元可以是放射型天线装置，例如：锥形天线、喇叭形天线或阵列天线。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种微波雷达物位计系统，包括：计算被测物料高度的处理器，其特征在于，还包括：微波振荡器，用于产生稳定输出功率的微波信号；

连接所述微波振荡器，功率放大倍数连续可调的信号功率放大单元；

连接所述信号功率放大单元，发射微波信号和接收回波信号的收发单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号功率放大单元包括：

连接所述微波振荡器，功率放大倍数连续可调的功率放大器；

连接负电压源和所述收发单元的微处理器，微处理器接收所述收发单元接收的回波信号，并根据所述回波信号的幅值，调整负电压源的输出电压；

所述负电压源连接所述功率放大器，负电压源的电压连续改变使得所述功率放大器的放大倍数连续改变。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述微处理器和所述收发单元之间进一步连接滤波单元。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述微波振荡器采用GaAs微波管。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述收发单元为：天线装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述天线装置为：锥形天线、喇叭形天线或阵列天线。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：与所述处理器相连，显示被测物料高度的显示器。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述负电压源为：可在-0.5～-5V之间变化的负电压源。