FMCW可调连续波雷达原理
fmcw原理
fmcw原理频率调制连续波（FMCW）是一种通过频率调制的连续波信号来实现测距和速度测量的技术。
它广泛应用于雷达、无人驾驶汽车和机载测距仪等领域。
其原理是利用连续发射的电磁波信号的频率在一定范围内连续调制，然后将调制后的信号发送到目标物体上，再通过接收到的回波信号来计算目标的距离和速度。
FMCW的基本原理可以分为三个步骤：第一步，发射：频率调制连续波雷达首先发射一个正在不断变化的频率信号。
这个被称为“上行”信号的频率从一个基本频率开始，然后随时间线性地增加或减少到一个更高或更低的频率。
第二步，发射和接收之间的时间差：上行信号在发射后通过天线传送到目标物体。
一部分电磁波信号击中目标物体并被反射回来，形成回波信号。
这个回波信号在传输和接收之间的时间差决定了目标物体的距离。
第三步，接收和分析：回波信号通过天线再传回到雷达系统。
接收到的信号称为“下行”信号，其频率与上行信号的频率相同。
通过比较上行和下行信号的频率差异，可以确定目标物体的速度。
然后，通过测量上行和下行信号之间的频率差和时间差，可以计算目标物体的距离和速度。
具体计算方法是利用多普勒效应，根据频率差异和时间差来解算目标物体的运动参数。
FMCW技术的优势在于其能够提供高分辨率的距离和速度测量，并且在多目标环境下仍然保持较高的性能。
此外，由于FMCW雷达使用低功率连续波信号，而不是脉冲信号，因此它对环境中的杂散信号和干扰更加抗干扰。
此外，FMCW雷达的体积相对较小，成本相对较低，适用于各种应用场景。
总之，频率调制连续波雷达通过频率调制连续波信号，利用多普勒效应来测量目标物体的距离和速度。
其具有高精度、高分辨率和抗干扰能力强等优点，因此在许多领域都有广泛应用。
调频连续波(FMCW)雷达微波物位计的工作原理
调频连续波（FMCW）雷达/微波物位计的工作原理FMCW是取英文Frequency Modulated Continuous Wave的词头的缩写。
FMCW 技术是在雷达物位测量设备中最早使用的技术。
FMCW微波物位计采用线性的调制的高频信号，一般都是采用10GHz或24GHz微波信号。
它是一种基于复杂数学公式的间接测量方法，由频谱计算出物位距离。
天线发射出被线性调制的连续高频微波信号并进行扫描，同时接收返回信号。
发射微波信号和返回的微波信号之间的频率差与到介质表面的距离成一定比例关系。
如果我们认为被线性调制的发射微波信号的斜率为K,发射信号和反射信号的频率为rf,滞后时间差为rt,发射天线到介质表面的距离为R，C为光速。
那么我们可以得到：rt = 2R/C由于采用的是调频的微波信号，因此我们可得：rf = K×rt；两式合并后，我们得到公式：R = C× rf/2K （公式2）根据公式2，我们可以看到，天线到介质表面的距离R与发射频率和反射频率差rf成正比关系。
信号处理部分将发射信号和回波信号进行混合处理，得到混合信号频谱，并通过独立的快速傅立叶（FFT）变化来区分不同的频率信号，最后得到准确地数字回波信号，计算出天线到介质表面的距离。
实际上，FMCW信号是在两个不同的频率之间循环。
目前市场上的FMCW微波物位计主要以两种频率为主：9到10GHz和24.5到25.5GHz。
采用FMCW原理的微波物位计都具有连续自校准的处理功能。
被处理的信号与一个表示已知固定距离的内部参照信号进行比较。
任何差值会自动得到补偿，这样消除了由温度波动或变送器内部电子部件老化引起的可能的测量漂移。
2.2、脉冲脉冲雷达物位计，与超声波技术相似，使用时差原理计算到介质表面的距离。
设备传输固定频率的脉冲，然后接收并建立回波图形。
信号的传播时间直接与到介质的距离成一定比例。
但是与超声波使用声波不同，雷达使用的是电磁波。
fmcw原理推导
fmcw原理推导（最新版）目录1.FMCW 原理简介2.FMCW 系统的构成3.FMCW 原理的推导过程4.FMCW 技术的应用领域正文一、FMCW 原理简介FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）即频率调制连续波雷达，是一种基于连续波雷达技术的测距和测速系统。
与传统脉冲雷达相比，FMCW 雷达具有更高的分辨率和更远的探测距离。
FMCW 原理主要基于连续波雷达技术，通过对频率进行调制，实现对目标的距离和速度信息的测量。
二、FMCW 系统的构成FMCW 系统主要由以下几部分组成：1.雷达发射器：发射连续波信号，通常采用线性调频信号，以便于后续信号处理。
2.目标反射器：接收雷达发射的信号，并将其反射回雷达接收器。
3.雷达接收器：接收目标反射回来的信号，并对其进行处理以提取目标信息。
4.信号处理器：对接收到的信号进行处理，包括信号调制、解调、滤波等操作，以提取目标的距离和速度信息。
三、FMCW 原理的推导过程FMCW 原理的推导过程主要包括以下几个步骤：1.雷达发射器发射一个频率随时间线性变化的连续波信号。
2.信号经过目标反射器后，返回的信号包含了目标的距离和速度信息。
3.雷达接收器接收到反射信号后，对其进行混频处理，得到一个中频信号。
4.信号处理器对接收到的中频信号进行解调，提取出原始信号的频率变化信息。
5.根据频率变化信息，可以计算出目标的距离和速度。
四、FMCW 技术的应用领域FMCW 技术广泛应用于军事、民用和商业领域，如：1.军事领域：FMCW 雷达可用于探测敌方目标，如飞行器、舰船等。
2.民用领域：FMCW 雷达可用于航空、汽车、铁路等领域，实现对目标的距离和速度测量。
3.商业领域：FMCW 技术可用于无人驾驶、机器人导航等领域，提高系统的测距和测速性能。
总之，FMCW 原理是一种基于连续波雷达技术的测距和测速方法，具有较高的分辨率和探测距离。
通过对频率进行调制，FMCW 技术可以实现对目标的距离和速度信息的测量。
fmcw雷达测角原理
fmcw雷达测角原理
FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）雷达是一种常用于测量目标角度的雷达系统。
它利用频率调制连续波的原理来实现测角功能。
下面是FMCW雷达测角的基本原理：
1.工作原理：FMCW雷达通过向目标发送一种连续波信号，
该信号的频率在一个很小的范围内进行连续调制。
接收器接收到目标返回的信号后，通过测量目标信号的频率变化来计算目标的角度。
2.发射与接收信号：FMCW雷达发射的信号是一个频率随时
间线性变化的连续波信号。
例如，可以从低频开始，以固定的倾斜速率线性增加频率，形成一个频率斜坡。
接收到的信号是目标返回信号与发射信号的叠加信号。
3.信号处理：FMCW雷达接收到的信号通过混频器与发射信
号进行相乘，得到中频信号。
然后，中频信号通过混频器和低通滤波器进行处理，以过滤掉不需要的频率成分。
4.频率分析：接下来，利用频率分析方法，如快速傅立叶变
换（FFT），对中频信号进行频谱分析。
通过分析频谱图，可以确定目标返回信号的频率偏移量。
5.角度计算：目标返回信号的频率偏移量与发射信号的频率
变化率之间存在一定的关系。
通过测量频率偏移量，结合雷达系统的参数，可以计算出目标的角度。
需要注意的是，FMCW雷达的测角精度受到多种因素的影响，
包括调制频率范围、调制速率、信号处理算法等。
因此，在实际应用中需要进行系统校准和误差补偿等工作，以提高测角的准确性和精度。
FMCW调频连续波雷达
经计算，液位上升与下降速度最大为每分钟0.8米，将最小窗 口和跟踪速度设为0.6后，死机现象明显减少。（害怕影响精 度和突跳增加，未敢设置过大。）
案例3：LT-104，工艺反映，液位计显示82%左右后， 死机，检修人员断电或空频谱后，有时显示正常，有时 依然显示82。
FMCW调频连续波雷达主讲内容来自工作 参数 原理 设置
注意 事项
基本概念
FMCW——调频连续波 白话：经过调频的连续发射的电磁波 由正弦波调频成为三角波（好处是线性）
工作原理
天线发射出被线性调制的连续高频微波信号 并进行扫描，同时接收返回信号。发射微波 信号和返回的微波信号之间的频率差与到介 质表面的距离成一定比例关系。
空频谱：作业指导书
12:20:30
12:22:30
40% 20%
2分钟液位上升20%
若测量范围为2米，2分钟液位上升0.4米， 一分钟上升0.2米，则最小窗口和跟踪速度 都设为0.2
注意事项及相关案例
1语言问题：正常情况下，按第四个键十秒钟，自动中英文切换。 恢复出厂设置后，上述办法无效，可按下面的顺序将其恢复
为中文菜单（登陆→Quick Setup→Language→Mandarin）。
Mandarin——普通话~ chinese——汉语
2空频谱距离设置：输入距离需小于实际距离，防止真实 液位被屏蔽。
案例1：LT-2541，工艺频繁反映，液位计突跳严重，检 修人员频繁做空频谱无效。
最小窗口和跟踪速度设置为3，经计算，最快上升 速度每分钟为0.4米，将参数修改为0.5后，突跳现 象消失。
被线性调制的发射微波信号的斜率为K fc——发射频率和反射频率差
fmcw雷达 原理
fmcw雷达原理FMCW雷达原理FMCW（Frequency Modulated Continuous Wave）雷达是一种常用的雷达技术，其原理基于频率调制连续波的工作方式。
本文将介绍FMCW雷达的原理及其应用。
一、FMCW雷达原理概述FMCW雷达利用频率调制连续波的方式来实现测距和测速的功能。
其工作原理是通过发射一段连续波信号，信号的频率不断变化，然后接收回波信号，并通过比较发射信号和接收信号的频率差异来计算目标物体的距离和速度。
二、FMCW雷达的工作过程FMCW雷达的工作过程可以分为发射和接收两个阶段。
1. 发射阶段：FMCW雷达发射一段连续波信号，信号的频率从一个起始频率逐渐变化到一个终止频率。
这个频率的变化速率称为频率斜率。
2. 接收阶段：目标物体会回波一部分信号，接收到的回波信号经过混频处理后得到中频信号，该中频信号的频率与目标物体的距离和速度有关。
3. 信号处理：通过比较发射信号和接收信号的频率差异，可以计算出目标物体的距离和速度。
其中，距离可以通过测量信号的往返时间来计算，而速度则是通过测量频率差来得到。
三、FMCW雷达的优势与应用FMCW雷达相比传统的脉冲雷达具有以下优势：1. 高分辨率：FMCW雷达可以提供高分辨率的距离和速度信息，能够精确测量目标物体的位置和运动状态。
2. 长距离测量：由于FMCW雷达采用连续波信号，因此可以实现较长距离的测量，适用于需求较大测距范围的应用场景。
3. 抗多径干扰：FMCW雷达通过频率调制连续波信号，可以有效抑制多径干扰，提高雷达测量的准确性和可靠性。
FMCW雷达广泛应用于各个领域，包括但不限于以下应用：1. 汽车领域：FMCW雷达可以用于自动驾驶系统中的障碍物检测和距离测量，实现智能驾驶功能。
2. 无人机领域：FMCW雷达可用于无人机的自主导航和避障系统，提高飞行安全性能。
3. 工业领域：FMCW雷达可应用于物体检测和跟踪，用于工业自动化和智能制造等领域。
调频连续波雷达(FMCW)测距测速原理
调频连续波雷达（FMCW）测距测速原理FMCW雷达的工作原理基于多普勒效应和频率测量。
当发射机发送连续变化的频率调制信号时，信号的频率将会随时间线性变化。
这个频率变化的斜率称为调频斜率。
当发射信号经过天线发射出去，在遇到目标后，信号会被目标散射回来，然后被接收天线接收。
当接收天线接收到返回信号时，会将信号和发射信号进行混频处理，将其与发射信号相乘。
这样做的目的是为了提取目标的频率信息。
由于目标的速度不同，返回信号的频率也会有所不同。
根据多普勒效应的原理，当目标向雷达揭示而来时，频率会比发射信号的频率高；相反，当目标远离雷达时，频率会比发射信号的频率低。
接收到的混频信号将通过低通滤波器进行滤波，以去除不想要的频率成分。
然后，信号将被转换成数字信号，通过快速傅里叶变换(Fourier Transform)进行频谱分析。
频谱的峰值表示目标的频率，根据频率的变化可以计算出目标的速度。
根据多普勒频移的公式，测量得到的频移值与目标的速度成正比。
利用目标的速度与雷达到目标的距离之间的关系，可以通过简单的数学运算得到目标的距离。
由于信号频率的线性变化，可以通过测量信号的起始频率和终止频率，以及相应的时间间隔，计算得到距离。
在FMCW雷达系统中，还需要对信号的回波强度进行测量，以评估目标的反射特性。
这可以通过测量接收信号的功率来实现。
通过分析接收到的功率信号，可以确定目标的散射截面积(Cross Section)，从而估计目标的大小。
总结起来，FMCW雷达的测距测速原理基于多普勒效应和频率测量。
通过发送频率变化的信号，接收并处理返回信号，测量目标的频率和功率，从而得到目标的距离、速度和反射特性。
这种雷达系统具有高精度、高分辨率和广泛测速范围的优势，广泛应用于交通监测、无人驾驶、气象观测等领域。
fmcw激光雷达原理
fmcw激光雷达原理
FMCW激光雷达，是一种利用多谐振荡原理和自激振荡原理实现长距离测距和定位的非接触式雷达测量技术。
FMCW激光雷达最早为声纳测距和定位而设计，如今，它被用于汽车、无人机、航空航天等许多领域精确的测距和定位。
FMCW意为频率调制连续波（Frequency Modulation Continuous Wave）。
它的基本原理是，激光发射器发射出一个连续的激光波，然后通过振荡器调制对应的信号频率，使激
光波的周期性变化。
激光发射器发出的激光信号在到达物体后反射回受信机，受信机接收
到的与发射器发出的激光信号同样也是连续周期性变化信号，受信机通过比较两个激光信
号频率改变的差值，来计算物体与激光发射器之间的距离。
FMCW激光雷达有非常多的优点，它可以区分静态物体和动态物体，有较高的测距精确度，可以满足运动物体的测距和定位需求，它的测量距离可以达到百米以上；它的测量抗
干扰能力强，采用的自激振荡技术可以有效抑制来自其它激光雷达和外界各种干扰，使FMCW激光雷达测距和定位变得更加准确和可靠；它还具有低功耗，节省功耗，简单易行，易于安装等优点。
由于FMCW激光雷达具有距离测量高精度、距离范围大、高信噪比和低成本的优势，
它正在逐渐替代传统的测距和定位方式在工业、军事等领域发挥重要作用，成为当前测距
和定位领域的一种新兴技术和新的发展方向。
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调频连续波FMCW雷达理
FMCW是取英文Frequency Modulated Continuous Wave的词头的缩写。
FMCW 技术是在雷达物位测量设备
中最早使用的技术。
FMCW微波物位计采用线性的调制的高频信号，一般都是采用10GHz或24GHz微波信号。
它是一种基于复杂数学公式的间接测量方法，由频谱计算出物位距离。
天线发射出被线性调制的连续高频微波信号并进行扫描，同时接收返回信号。
发射微波信号和返回的微波信号之间的频率差与到介质表面的距离成一定比例
关系。
如果我们认为被线性调制的发射微波信号的斜率为K,发射信号和反射信号的频率为rf,滞后时间差为rt,
发射天线到介质表面的距离为R，C为光速。
那么我们可以得到：rt = 2R/C
由于采用的是调频的微波信号，因此我们可得：
rf = K×rt；
两式合并后，我们得到公式：
R = C× rf/2K （公式2）
根据公式2，我们可以看到，天线到介质表面的
距离R与发射频率和反射频率差rf成正比关系。
信号处理部分将发射信号和回波信号进行混合处理，得到混合信号频谱，并通过独立的快速傅立叶（FFT）变化来区分不同的频率信号，最后得到准确地数字回波信号，计算出天线到介质表面的距离。
实际上，FMCW信号是在两个不同的频率之间循环。
目前市场上的FMCW微波物位计主要以两种频率为主：
9到10GHz和24.5到25.5GHz。
采用FMCW原理的微波物位计都具有连续自校准的处理功能。
被处理的信号与一个表示已知固定距离的内部参照信号进行比较。
任何差值会自动得到补偿，这样消除了由温度波动或变送器内部电子部件老化引
起的可能的测量漂移。
2.2、脉冲
脉冲雷达物位计，与超声波技术相似，使用时差原理计算到介质表面的距离。
设备传输固定频率的脉冲，然后接收并建立回波图形。
信号的传播时间直接与到介质的距离成一定比例。
但是与超声波使用声波不同，雷达使用的是电磁波。
它利用好几万个脉冲来“扫描”容器并得到完整的回波图。
通常，采用脉冲方式的微波物位计的精度和可靠性都不如FMCW微波位计，但是脉冲物位计因为价格较FMCW 低很多，因此是目前市场应用得最多的微波物位计。
当然，很多生产厂商通过增强回波处理功能等方式大
大提高了脉冲雷达的可靠性。
2.3、导波雷达
也被称作时域反射式雷达，即TDR。
导波雷达是非接触式雷达和导波天线相结合的产物。
它将微波信号发射到导波杆或缆上，使微波能量集中在导波杆或缆周围而不会“扩散”。
它一般都是采用脉冲波，但也有
采用连续波的。
这种工作原理的测量方式使它具有了能够测量较低的介电常数的介质、能够有效的避开容器内干扰物的影响、不受水蒸汽的影响、可以用于测量固体等优点，但同时它像所有的接触式物位测量设备一样，具有易粘附、易磨损，甚至造成断缆、受粉尘影响较大的缺点。
2.4、技术评论
我曾经在用户处，听说一种说法，采用脉冲技术比连续调频原理的雷达要好得多。
我觉得这种说法是不科学。
固然，FMCW技术的雷达存在着：成本相对较高，功耗较大等缺陷，但是它的工作方式保证了它的可靠性更优，信号的失真度也会降到最低。
因此在一些工况较复杂的应用，依然能体现出它的优势来。
当然，脉冲雷达技术经过近几年的大力发展，也有了巨大的飞跃，克服了很多技术上的缺陷，可靠性也大大地提
高了。
前段时间我们有家代理商跟我说，有某雷达供应商的销售跟客户提到，脉冲雷达可以实现在同一个安装多台雷达，而信号不会相互影响；而FMCW技术的雷达就会有问题。
但是没有解释因为什么原因。
我听了之后，觉得很诧异，市场竞争已经到这种程度了？其实，安装在同一个仓上的雷达信号相互影响，恰恰是脉冲雷达的一个缺点，由于它的工作状态是相当于通讯里面“单工”方式，因此容易把其他同规格雷达发出的信号接受到而产生错误测量信号。
因此需要通过做“同步”功能的设置来修正个问题，而大部分脉冲雷达都具备这个功能，就相当于将多台雷达的工作状态协调起来，同时发送或同时接受。
而连续调频的雷达由于采用类似通讯中“全双工”的工作方式，就不存在这个问题。
各种不同的技术，存在就有价值，否则市场就会淘汰它。
所以，我的看法是，在市场上能生存的各种技术也好，品牌也好，都有它的价值，不存在单纯意义上的好或者不好，这要看具体用在什么地方，怎么用。
最适合的就是最好的。
就好比麻将牌，任何一张牌都可能是好牌，也可能是坏牌，就看你怎么打了。