導(dǎo)波雷達物位計收發(fā)信號處理方法的研究.pdf

1、導(dǎo)波雷達物位計是一種基于時域反射(TDR)原理的高性能儀表，廣泛應(yīng)用于化工等領(lǐng)域物位高度測量。但國內(nèi)自主研發(fā)的產(chǎn)品在精度、分辨率等方面與國外相比存在較大差距，所以研制出高性能、低成本的導(dǎo)波雷達物位計具有實際意義。
　　首先，分析了該測量系統(tǒng)相關(guān)的傳輸線理論及其反射系數(shù)。并論述了系統(tǒng)測量原理、提出整體設(shè)計方案。
　　其次，論述了脈沖發(fā)射電路設(shè)計。對比幾種高速脈沖產(chǎn)生方式后選取雪崩三極管BFP420產(chǎn)生發(fā)射脈沖信號，并給出其雪崩

2、發(fā)生過程及脈沖產(chǎn)生電路。使用Advanced Design System(ADS)仿真論證脈沖產(chǎn)生電路中元件參數(shù)對輸出脈沖幅值、寬度的影響及輸入信號經(jīng)過RC微分電路后觸發(fā)雪崩三極管的原因。
　　再次，論述了回波信號處理設(shè)計。在等效采樣的基礎(chǔ)上提出類等效采樣原理，該方式可降低系統(tǒng)設(shè)計難度、成本。選取FPGA控制AD9500實現(xiàn)100ps步進延時，延時信號經(jīng)過相關(guān)電路后得到打開四管采樣門的采樣脈沖序列。然后用ADS仿真論證類等效采樣電

3、路的可行性，并使采樣后信號通過快速比較器 AD9698和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SN74LS123后得到微處理器容易檢測的方波信號。
　　最后，分析了制作PCB時降低信號質(zhì)量的信號完整性(Signal Integrity, SI)問題并提出相應(yīng)改善措施；給出了PCB中重要信號的測量結(jié)果并做出說明。
　　仿真及測量結(jié)果顯示，發(fā)射脈沖電路可得到下降沿750ps、幅值1V左右脈沖信號；AD9500延時后可得到的100ps步進采樣脈沖序列，使類