雷達(dá)式水位流速傳感器研制.pdf

1、在對(duì)河流、湖泊、海洋等環(huán)境的水文監(jiān)測(cè)中，水位和流速是兩個(gè)重要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，研制更加精確、方便的水位、流速測(cè)量?jī)x器有著重要的意義。雷達(dá)式水位流速傳感器作為水位、流速測(cè)量?jī)x器的一種，相比于其他測(cè)試儀器有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。雷達(dá)式水位流速傳感器屬于微波測(cè)距測(cè)速雷達(dá)，收發(fā)系統(tǒng)是其重要的組成部分，對(duì)于雷達(dá)的總體性能起著決定性作用，設(shè)計(jì)低成本、小型化、穩(wěn)定性高的收發(fā)系統(tǒng)具有重要的意義。
　　本文根據(jù)實(shí)際需要，研制了一種具有測(cè)量水位和流速功能的雷達(dá)前端

2、，該前端由收、發(fā)通道組成，包括微波信號(hào)源、射頻發(fā)射支路、射頻接收支路、中頻處理電路等部分。針對(duì)水位和流速測(cè)量分別采用不同的發(fā)射波形，通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，測(cè)水位時(shí)采用頻率為11.5GHz-12.5GHz的線性調(diào)頻連續(xù)波(LFMCW),測(cè)流速時(shí)采用頻率為12GHz的單頻信號(hào)。微波信號(hào)源采用的是“DDS+PLL”的方案，由單片機(jī)控制DDS芯片，可以方便地完成不同波形模式之間的切換。發(fā)射和接收共用一個(gè)天線，用環(huán)行器實(shí)現(xiàn)收發(fā)隔離，有利于實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的小

3、型化。
　　在本課題研究的過(guò)程中，首先從理論出發(fā)，制定系統(tǒng)的總體方案，確定系統(tǒng)的重要參數(shù)，并對(duì)方案進(jìn)行總體仿真和可行性分析，然后對(duì)各單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)控制DDS電路、PLL電路、微波濾波器、功率分配器、功率放大器、環(huán)行器、低噪聲放大器、混頻器、中頻處理模塊以及電源電路。由于本系統(tǒng)既有數(shù)字電路又有模擬電路，為了防止數(shù)字電路、模擬電路以及射頻電路之間信號(hào)的相互串?dāng)_，同時(shí)也為了防止外部電磁波的干擾，本系統(tǒng)采用分腔體隔離的方法，