雷達(dá)物位計(jì)發(fā)展史

雷達(dá)物位計(jì)的發(fā)展是從上個(gè)世紀(jì)80年代開始的，上zui早做雷達(dá)物位計(jì)的代表公司是：vega（脈沖雷達(dá)），saab（調(diào)頻雷達(dá)）。
Vega為低端雷達(dá)物位計(jì)，技術(shù)角度講，屬于脈沖雷達(dá)。其發(fā)射原理比較簡(jiǎn)單，即：發(fā)送一個(gè)高頻脈沖（6.3GHZ），微波遇到介質(zhì)后被反射回來，微波傳播速度為光速，與溫度無關(guān)，計(jì)算出傳播時(shí)間就計(jì)算出了距離；但是，由于其靠時(shí)間來計(jì)算數(shù)值的，就需要對(duì)事件到幾十ps（1ps= 10^-12s,即：相當(dāng)于將一秒分成10^12(10的12次方)份）。
L=T(傳播時(shí)間) * C(光速)/2 （公式一）
推出：△L= △t * C (光速) （公式二）
其中------C=3*10^5Km = 3*10^8m=3*10^11mm
△t = △L/ C （公式三）
我們假設(shè)測(cè)量精度為5mm，那么：△t=5/（3*10^11）=16.666 ps
以時(shí)間50ps計(jì)算，其測(cè)量誤差：△L= △t * C=15mm。
也就是說，脈沖雷達(dá)如果僅僅靠時(shí)間來處理數(shù)據(jù)，zui高精度為15mm。
　　Vega雷達(dá)物位計(jì)早在上個(gè)世紀(jì)80年代就已經(jīng)出產(chǎn)，而高精度時(shí)間記錄芯片是2002年才面世，所以，早期脈沖雷達(dá)大都采用時(shí)間拓展的方法來進(jìn)行時(shí)間的準(zhǔn)確測(cè)量紀(jì)錄，外加多次測(cè)量求平均的辦法。不管如何采用拓展時(shí)間以及平均發(fā)求值，其zui終精度要達(dá)到5~10mm，都具有一定的不合實(shí)際。
　　早在2005年前，Vega雷達(dá)在國(guó)內(nèi)占據(jù)80~85%的市場(chǎng)，主要源于其在國(guó)內(nèi)大量宣傳，以及國(guó)內(nèi)無相應(yīng)的雷達(dá)產(chǎn)品，自2004年后，脈沖雷達(dá)國(guó)內(nèi)相繼出現(xiàn)了3~5家生產(chǎn)廠家，vega雷達(dá)市場(chǎng)正被國(guó)內(nèi)雷達(dá)廠家追步替代。而，saab雷達(dá)物位計(jì)為1999年進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，比vega晚6，7年時(shí)間，其進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)后，一直定位在產(chǎn)品領(lǐng)域，僅僅面向石油、化工行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)石油、化工在02年以前所采用的雷達(dá)，基本99%為saab雷達(dá)。Saab雷達(dá)價(jià)格非常昂貴，普通雷達(dá)價(jià)格在3~4萬，精度稍高點(diǎn)雷達(dá)（調(diào)頻雷達(dá)）價(jià)格在8~10萬元人民幣。調(diào)頻雷達(dá)原理為，發(fā)送連續(xù)信號(hào)（例如：信號(hào)頻段從6~7GZH，8~9GZH等），對(duì)接收到的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行FFT變化，對(duì)信號(hào)進(jìn)行鎖相跟蹤，來計(jì)算兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間差。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)(FMCW)，能夠獲取很高的精度，其精度主要取決于溫飄（晶振的溫度補(bǔ)償），以及芯片的FFT計(jì)算速度，采用溫補(bǔ)晶振，一般能夠達(dá)到精度±1mm。
　　目前調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)，國(guó)內(nèi)在2001年已經(jīng)具備了這種技術(shù)。由于調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)需要進(jìn)行多方面的測(cè)試、試驗(yàn)，如：EMC認(rèn)證試驗(yàn)、溫度試驗(yàn)等。直到2003年底，國(guó)內(nèi)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)才正式推出。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的基本處理方式雷同。由于國(guó)內(nèi)調(diào)頻雷達(dá)是2000年后才開始研發(fā)的，所以，在選擇芯片的速度，特殊器件的選型上等，都比SAAB更加具備優(yōu)勢(shì)，通過簡(jiǎn)單的對(duì)溫度補(bǔ)償能夠做到±1mm內(nèi)，利用波導(dǎo)管進(jìn)行測(cè)量，精度能夠做到±0.3mm。如果采用速度更快的cpu以及搭建一些設(shè)備，做到精度±0.1mm是容易實(shí)現(xiàn)的。
　　目前，雷達(dá)物位計(jì)隨著國(guó)內(nèi)廠家技術(shù)實(shí)力的不斷壯大，正逐步取代國(guó)外雷達(dá)市場(chǎng)。