[發明專利]高精度低功耗雷達液位儀系統

無效

• 申請號: 200710065051.2
• 申請日: 2007-04-02
• 公開（公告）號: CN101281052A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 周建明
• 申請（專利權）人: 周建明
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22;G01S13/88;H04B3/00;H04L29/06;H03K3/00;H03K5/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.?一種高精度低功耗的雷達測距系統，包括Hart模塊、測量模塊和測量線，用于測量液位的高度，系統利用TDR原理檢測發射脈沖和回波脈沖的時間差，從而得到目標距離，其特征在于，測距精度為5mm，在功耗上符合本質安全的工業標準，設計了專門的邏輯控制電路和邏輯時序，實現了系統間隙工作的解決方案，保證整個系統的功耗小于40mW，在系統間隙工作的情況下，系統的距離測量周期為80ms，其中1ms為系統完全工作時間，該期間電路中所有的模塊都正常工作，1ms工作周期之后，主控器首先關閉除主控器之外的所有模塊，使這些電路進入休眠狀態，然后主控器進行數據的信號處理和與上位機的通信，主控器處理完任務后進入休眠狀態，等待下一次的工作觸發時鐘。

2.?如權利要求1所述的高精度低功耗的雷達測距系統，其特征在于，系統利用了超寬帶窄脈沖信號實現了測距的高分辨率，分辨率為1mm，超寬帶窄脈沖信號的產生基于階躍恢復二極管很強的非線性電容特性，設計了專門的窄脈沖產生電路和脈沖整形電路，利用肖特基二極管對窄脈沖信號進行整形，所實現的脈沖寬度為400ps，脈沖幅度為1.5V。

3.?如權利要求1所述的高精度低功耗的雷達測距系統，其特征在于，用雙DDS產生頻率差為4Hz和100Hz的兩路高精度時鐘，一路是發射信號，另外一路是本振信號，這兩路時鐘的起始相位可嚴格控制，這為時間比例放大技術提供了條件。當系統工作在目標搜索階段，DDS產生兩路時鐘的頻率分別為1.000119MHz和1.000219MHz；當系統工作在精確測量階段，DDS產生的兩路時鐘的頻率分別為1.000119MHz和1.000123MHz。利用DDS產生的兩路時鐘將回波信號進行時間放大，采用模擬相乘的方法實現時間比例放大，將發射脈沖和回波脈沖之間的時間按照原先設計好的系數進行放大，這種技術將高速的脈沖進行時間軸放大，使得低速的系統可以對時間比例放大之后的波形進行處理，這種方法即降低了系統的功耗，又可以保證系統的高精度要求。

4.?如權利要求1和權利要求3所述的高精度低功耗的雷達測距系統，其特征在于，系統設計了智能化的測距方案，采用了DDS的頻率高分辨率技術和相位的數字可控技術，為完成一次距離測量，分兩步完成，第一步在相對小的時間比例放大系數下對目標進行搜索，目標搜索階段降低了測距精度，但是大大提高了搜索的速度，縮短了搜索時間，第二步在大的時間比例放大系數下對目標進行精確的測量。采用智能化測距方案使系統的測距速度提高了17倍，大大提高了系統效率。