我們都知道雷達物位計信(xin)(xin)號處理的關鍵是(shi)去噪，從而提取有用的信(xin)(xin)息。有專家根據調頻連續波(bo)雷達物(wu)位(wei)計的原理和信(xin)(xin)號處理的基本算法(fa)(fa)和傳統(tong)的傅里葉變換信(xin)(xin)號處理方法(fa)(fa)對比的方法(fa)(fa)，提出了小波(bo)變換去除回(hui)波(bo)干擾信(xin)(xin)號的方法(fa)(fa)。那(nei)么到(dao)底小波(bo)分(fen)(fen)析(xi)是(shi)否可以有效的應用于物(wu)位(wei)計回(hui)波(bo)信(xin)(xin)號分(fen)(fen)析(xi)，提高測量精(jing)度呢?我們一(yi)起來探(tan)究!

近年來，在化工生產過程中，用于測量液位、固體料位和兩種不同密度液體的界面的儀表被稱為液位計、料位計和界面(mian)計(ji)(ji)，統稱(cheng)為物位(wei)(wei)儀(yi)表(biao)。.其中，雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)類產(chan)品已(yi)成為物位(wei)(wei)儀(yi)表(biao)市(shi)(shi)場(chang)的主(zhu)流(liu)產(chan)品。市(shi)(shi)場(chang)上的雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)物位(wei)(wei)計(ji)(ji)種(zhong)類繁多，今天主(zhu)要以調(diao)頻(pin)(pin)連續(xu)波(bo)(bo)雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)物位(wei)(wei)計(ji)(ji)為例來分析。調(diao)頻(pin)(pin)連續(xu)波(bo)(bo)雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)物位(wei)(wei)計(ji)(ji)的通(tong)用原理為雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)在罐(guan)頂發射(she)電磁波(bo)(bo)，電磁波(bo)(bo)碰(peng)到(dao)介(jie)質反射(she)后被雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)接收(shou)，接收(shou)信號與發射(she)信號之間的頻(pin)(pin)率差(cha)δf與介(jie)質表(biao)面(mian)的距離(li)R成一定比(bi)例關(guan)系：R=C(速度)*δf(頻(pin)(pin)率差(cha))/2/K(調(diao)頻(pin)(pin)斜率)。因為光速C和調(diao)頻(pin)(pin)斜率K已(yi)知(zhi)，因此估算出頻(pin)(pin)率差(cha)δf，便可得到(dao)雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)安裝位(wei)(wei)置料(liao)面(mian)的距離(li)R，再通(tong)過已(yi)知(zhi)的罐(guan)體總高(gao)，減去雷(lei)(lei)達(da)(da)(da)到(dao)料(liao)面(mian)的空(kong)間距離(li)(簡稱(cheng)空(kong)高(gao))，得出料(liao)位(wei)(wei)的高(gao)度。

根據FMCw雷(lei)達(da)測(ce)量(liang)原理(li)，為(wei)(wei)了獲得距(ju)離信(xin)(xin)息，首先需(xu)要(yao)測(ce)量(liang)差頻信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)丘的(de)(de)(de)頻率(lv)值。線(xian)性(xing)調頻連續波(bo)(bo)LFMCw雷(lei)達(da)在(zai)從目(mu)(mu)標回波(bo)(bo)中提取距(ju)離信(xin)(xin)息時(shi)，最適(shi)合(he)采(cai)用快速(su)變換進(jin)行處理(li)。微波(bo)(bo)物(wu)位(wei)計(ji)的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)范圍一般在(zai)100m以(yi)內，所以(yi)對發(fa)射(she)(she)(she)功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)比較低，只有(you)幾毫瓦，但(dan)是(shi)測(ce)量(liang)精(jing)(jing)(jing)(jing)度比較高，一般在(zai)1cm以(yi)內，所以(yi)系統(tong)的(de)(de)(de)頻率(lv)穩定(ding)性(xing)和線(xian)性(xing)度都非(fei)常必需(xu)的(de)(de)(de)。LFMcw雷(lei)達(da)測(ce)量(liang)物(wu)位(wei)最簡單的(de)(de)(de)方法(fa)是(shi)利用FFT求(qiu)反射(she)(she)(she)波(bo)(bo)和透射(she)(she)(she)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)頻率(lv)差，從而計(ji)算出物(wu)料(liao)高度。該方法(fa)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨率(lv)為(wei)(wei)r。它與(yu)發(fa)射(she)(she)(she)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)掃描(miao)頻率(lv)帶寬成(cheng)反比。因(yin)此(ci)(ci)，要(yao)實現毫米級分(fen)(fen)辨率(lv)，需(xu)要(yao)極寬的(de)(de)(de)掃描(miao)帶寬，這在(zai)技術(shu)上(shang)是(shi)難(nan)以(yi)實現的(de)(de)(de)。因(yin)此(ci)(ci)，直接(jie)從FFr得到的(de)(de)(de)離散光譜(pu)峰值不能(neng)滿足高精(jing)(jing)(jing)(jing)度測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，需(xu)要(yao)采(cai)用校(xiao)正方法(fa)來提高精(jing)(jing)(jing)(jing)度，但(dan)這會給系統(tong)增加(jia)(jia)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)計(ji)算負擔，降低測(ce)量(liang)精(jing)(jing)(jing)(jing)度。傅(fu)里(li)葉(xie)分(fen)(fen)析(xi)只能(neng)得到信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)整(zheng)體的(de)(de)(de)頻譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)，不能(neng)對信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)進(jin)行局(ju)部分(fen)(fen)析(xi)。然而，小波(bo)(bo)分(fen)(fen)析(xi)不僅在(zai)時(shi)域(yu)和頻域(yu)都具有(you)良好的(de)(de)(de)定(ding)位(wei)特(te)性(xing)，而且(qie)對高頻分(fen)(fen)量(liang)使用逐漸精(jing)(jing)(jing)(jing)細的(de)(de)(de)時(shi)域(yu)采(cai)樣步驟，可(ke)(ke)以(yi)關注對象(xiang)的(de)(de)(de)任何細節。因(yin)此(ci)(ci)，小波(bo)(bo)變換優于傅(fu)里(li)葉(xie)變換，可(ke)(ke)以(yi)將其(qi)可(ke)(ke)視化為(wei)(wei)自適(shi)應加(jia)(jia)窗傅(fu)里(li)葉(xie)變換。與(yu)傳統(tong)的(de)(de)(de)點目(mu)(mu)標回波(bo)(bo)相比，用于提高雷(lei)達(da)物(wu)位(wei)計(ji)測(ce)量(liang)精(jing)(jing)(jing)(jing)度的(de)(de)(de)寬帶雷(lei)達(da)技術(shu)具有(you)更多更好的(de)(de)(de)局(ju)部波(bo)(bo)動特(te)性(xing)，尤其(qi)是(shi)在(zai)被測(ce)存儲容(rong)器進(jin)料(liao)或卸料(liao)時(shi)。電平表的(de)(de)(de)回波(bo)(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)是(shi)瞬態的(de)(de)(de)，廣義上(shang)也是(shi)一個非(fei)平穩過程，因(yin)此(ci)(ci)可(ke)(ke)以(yi)利用小波(bo)(bo)變換技術(shu)對其(qi)進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)，以(yi)提高雷(lei)達(da)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)處理(li)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。

雷(lei)達(da)信(xin)號處(chu)理的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是消(xiao)除干擾，以盡可能高的(de)(de)分辨率顯示目(mu)標反射波(bo)，并(bing)提取(qu)有用的(de)(de)參數(shu)。小波(bo)變換以其良好的(de)(de)時(shi)頻特(te)性被廣泛應用于工程信(xin)號處(chu)理領域，也為雷(lei)達(da)信(xin)號處(chu)理開辟(pi)了一條新(xin)途(tu)徑。