[發(fā)明專利]一種面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811067629.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109188418A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍羿;肖劍鋒;侯興哲;張先樹;吳高林;王謙;肖前波;李永福;李龍;彭華東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/08
• 分類號(hào): G01S13/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 文芳

1.一種面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置，其特征在于，包括有：

天線，用于接收第二介質(zhì)中金屬反射回的第一微波測距延遲信號(hào)和分界層反射回的第二微波測距延遲信號(hào)；

信號(hào)源發(fā)射裝置，與所述天線連接，通過天線發(fā)射在微波載波上調(diào)制的測距信號(hào)cos(wt)；

相位比較器，與所述天線連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)閾值λ對(duì)第一微波測距延遲信號(hào)以及第二微波測距延遲信號(hào)進(jìn)行分類；

解調(diào)模塊，通過解調(diào)得到第一測距延遲信號(hào)和第二測距延遲信號(hào)

鑒相器，分別與解調(diào)模塊和信號(hào)源發(fā)射裝置連接，用于對(duì)進(jìn)行混頻及低通濾波處理后的測距信號(hào)cos(wt)、第一測距延遲信號(hào)和第二測距延遲信號(hào)進(jìn)行鑒相；根據(jù)鑒相后得到的相位差進(jìn)行距離的計(jì)算。

2.如權(quán)利要求1所述的面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置，其特征在于，所述相位比較器根據(jù)預(yù)設(shè)閾值λ對(duì)第一微波測距延遲信號(hào)以及第二微波測距延遲信號(hào)進(jìn)行分類具體包括有：

將延遲相位小于或等于預(yù)設(shè)閾值λ的微波測距延遲信號(hào)傳輸至第一低噪聲放大器；

將延遲相位大于閾值λ的微波測距延遲信號(hào)傳輸至第二低噪聲放大器。

3.如權(quán)利要求1所述的面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置，其特征在于，所述鑒相器包括有第一鑒相器和第二鑒相器；

所述第一鑒相器分別與第一低通濾波器和第二低通濾波器連接；

所述第二鑒相器分別與第二低通濾波器和第三低通濾波器連接。

4.如權(quán)利要求3所述的面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置，其特征在于，還包括有顯示器；

所述顯示器分別與第一鑒相器和第二鑒相器連接。

5.如權(quán)利要求1所述的面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置，其特征在于，所述信號(hào)源發(fā)射裝置包括有參考信號(hào)源、信號(hào)源、調(diào)制模塊、載波信號(hào)源和功率放大器；

所述參考信號(hào)源與所述信號(hào)源連接，所述信號(hào)源與所述調(diào)制模塊連接；所述調(diào)制模塊還與所述載波信號(hào)源和功率放大器連接；所述功率放大器還與天線連接。

6.如權(quán)利要求1所述的面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距裝置，其特征在于，還包括有：

低噪聲放大器，與所述相位比較器連接，用于對(duì)分類后的信號(hào)進(jìn)行放大并傳輸至帶通濾波器進(jìn)行帶通濾波；

帶通濾波器還與解調(diào)模塊連接，用于將帶通濾波后的信號(hào)傳輸至解調(diào)模塊。

7.一種面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距方法，其特征在于，所述方法步驟如下：

S1：發(fā)射測距信號(hào)cos(wt)；

S2：接收第二介質(zhì)中金屬反射回的第一微波測距延遲信號(hào)和分界層反射回的第二微波測距延遲信號(hào)；

S3：根據(jù)預(yù)設(shè)閾值λ對(duì)第一微波測距延遲信號(hào)以及第二微波測距延遲信號(hào)進(jìn)行分類；

S4：將分類后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到第一測距延遲信號(hào)和第二測距延遲信號(hào)

S5：將測距信號(hào)cos(wt)、第一測距延遲信號(hào)和第二測距延遲信號(hào)分別與參考信號(hào)源產(chǎn)生的參考信號(hào)cos(w₀t)進(jìn)行混頻和低通濾波處理；

S6：將處理后的信號(hào)進(jìn)行鑒相，得到相位差和

S7：根據(jù)相位差和進(jìn)行距離的計(jì)算；

其中，w是測距信號(hào)的頻率，w₀是參考信號(hào)的頻率，且w₀<w；和為相位差，t為時(shí)間。

8.如權(quán)利要求7所述的面向多層介質(zhì)的多頻微波相位式無線測距方法，其特征在于，所述步驟S3還包括有：

S31：將延遲相位小于或等于預(yù)設(shè)閾值λ的微波測距延遲信號(hào)傳輸至第一低噪聲放大器；

S32：將延遲相位大于閾值λ的微波測距延遲信號(hào)傳輸至第二低噪聲放大器；

以及，對(duì)分類后的信號(hào)進(jìn)行放大后再進(jìn)行帶通濾波。