我們都知道雷達物位計信號處(chu)理(li)的(de)關鍵是去(qu)噪(zao)，從而(er)提取有(you)用的(de)信息(xi)。有(you)專(zhuan)家根據調頻連續波雷達物位(wei)計(ji)的(de)原理(li)和信號處(chu)理(li)的(de)基(ji)本(ben)算法和傳統的(de)傅里葉變換信號處(chu)理(li)方法對比的(de)方法，提出(chu)了小波變換去(qu)除回波干擾(rao)信號的(de)方法。那么(me)到底小波分析是否可以有(you)效的(de)應用于物位(wei)計(ji)回波信號分析，提高測量(liang)精度呢?我們一起來探(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，統(tong)稱為(wei)物(wu)(wu)位儀表(biao)。.其中，雷(lei)(lei)達(da)類產品(pin)(pin)已成為(wei)物(wu)(wu)位儀表(biao)市場(chang)(chang)的(de)(de)主流產品(pin)(pin)。市場(chang)(chang)上(shang)的(de)(de)雷(lei)(lei)達(da)物(wu)(wu)位計種類繁多，今天主要以調頻(pin)(pin)連續波(bo)雷(lei)(lei)達(da)物(wu)(wu)位計為(wei)例(li)來(lai)分析。調頻(pin)(pin)連續波(bo)雷(lei)(lei)達(da)物(wu)(wu)位計的(de)(de)通用原理為(wei)雷(lei)(lei)達(da)在罐頂發射電(dian)磁波(bo)，電(dian)磁波(bo)碰到(dao)介質(zhi)反射后被雷(lei)(lei)達(da)接收，接收信號與(yu)發射信號之(zhi)間的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)差δf與(yu)介質(zhi)表(biao)面(mian)的(de)(de)距離R成一(yi)定比(bi)例(li)關(guan)系：R=C(速(su)度(du))*δf(頻(pin)(pin)率(lv)(lv)差)/2/K(調頻(pin)(pin)斜率(lv)(lv))。因為(wei)光速(su)C和調頻(pin)(pin)斜率(lv)(lv)K已知(zhi)(zhi)，因此估(gu)算出頻(pin)(pin)率(lv)(lv)差δf，便可得(de)(de)到(dao)雷(lei)(lei)達(da)安(an)裝位置料面(mian)的(de)(de)距離R，再(zai)通過已知(zhi)(zhi)的(de)(de)罐體總高(gao)，減去雷(lei)(lei)達(da)到(dao)料面(mian)的(de)(de)空(kong)間距離(簡(jian)稱空(kong)高(gao))，得(de)(de)出料位的(de)(de)高(gao)度(du)。

根據FMCw雷(lei)達測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)原理，為了獲得(de)距離(li)信(xin)(xin)息，首先需(xu)要(yao)(yao)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)差(cha)頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)丘的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)值(zhi)。線性(xing)調頻(pin)連(lian)續(xu)波(bo)LFMCw雷(lei)達在(zai)(zai)從(cong)(cong)目標(biao)回(hui)波(bo)中提取距離(li)信(xin)(xin)息時(shi)，最(zui)適(shi)合采(cai)用(yong)快速變換進(jin)行(xing)處理。微波(bo)物位(wei)計的(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)范圍一般在(zai)(zai)100m以(yi)(yi)內，所以(yi)(yi)對發(fa)射功率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求比較低，只有幾(ji)毫(hao)瓦，但是(shi)(shi)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)精度比較高(gao)，一般在(zai)(zai)1cm以(yi)(yi)內，所以(yi)(yi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)穩定性(xing)和線性(xing)度都非常必需(xu)的(de)(de)(de)(de)。LFMcw雷(lei)達測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)物位(wei)最(zui)簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法是(shi)(shi)利(li)用(yong)FFT求反(fan)(fan)射波(bo)和透射波(bo)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)差(cha)，從(cong)(cong)而計算出物料高(gao)度。該方(fang)法的(de)(de)(de)(de)分(fen)辨率(lv)(lv)為r。它與發(fa)射波(bo)的(de)(de)(de)(de)掃描(miao)頻(pin)率(lv)(lv)帶(dai)寬(kuan)成(cheng)反(fan)(fan)比。因(yin)此(ci)，要(yao)(yao)實(shi)現毫(hao)米級分(fen)辨率(lv)(lv)，需(xu)要(yao)(yao)極寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)掃描(miao)帶(dai)寬(kuan)，這在(zai)(zai)技術(shu)上(shang)是(shi)(shi)難以(yi)(yi)實(shi)現的(de)(de)(de)(de)。因(yin)此(ci)，直接從(cong)(cong)FFr得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)離(li)散光譜(pu)峰(feng)值(zhi)不能(neng)滿足高(gao)精度測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，需(xu)要(yao)(yao)采(cai)用(yong)校正(zheng)方(fang)法來(lai)提高(gao)精度，但這會給(gei)系(xi)統增加大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)計算負擔，降低測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)精度。傅(fu)里(li)葉(xie)分(fen)析只能(neng)得(de)到(dao)信(xin)(xin)號(hao)整體(ti)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)譜(pu)分(fen)析，不能(neng)對信(xin)(xin)號(hao)進(jin)行(xing)局部分(fen)析。然而，小波(bo)分(fen)析不僅在(zai)(zai)時(shi)域和頻(pin)域都具有良好的(de)(de)(de)(de)定位(wei)特(te)性(xing)，而且對高(gao)頻(pin)分(fen)量(liang)(liang)使用(yong)逐漸精細的(de)(de)(de)(de)時(shi)域采(cai)樣步驟，可以(yi)(yi)關注對象的(de)(de)(de)(de)任何細節。因(yin)此(ci)，小波(bo)變換優于傅(fu)里(li)葉(xie)變換，可以(yi)(yi)將其(qi)可視化為自(zi)適(shi)應加窗傅(fu)里(li)葉(xie)變換。與傳統的(de)(de)(de)(de)點(dian)目標(biao)回(hui)波(bo)相比，用(yong)于提高(gao)雷(lei)達物位(wei)計測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)精度的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)帶(dai)雷(lei)達技術(shu)具有更(geng)多(duo)更(geng)好的(de)(de)(de)(de)局部波(bo)動特(te)性(xing)，尤其(qi)是(shi)(shi)在(zai)(zai)被測(ce)(ce)(ce)(ce)存儲容器進(jin)料或卸料時(shi)。電平(ping)表(biao)的(de)(de)(de)(de)回(hui)波(bo)信(xin)(xin)號(hao)是(shi)(shi)瞬態(tai)的(de)(de)(de)(de)，廣(guang)義(yi)上(shang)也是(shi)(shi)一個非平(ping)穩過程，因(yin)此(ci)可以(yi)(yi)利(li)用(yong)小波(bo)變換技術(shu)對其(qi)進(jin)行(xing)分(fen)析，以(yi)(yi)提高(gao)雷(lei)達信(xin)(xin)號(hao)處理的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)。

雷達信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理(li)的(de)目(mu)的(de)是消除(chu)干擾，以(yi)盡可(ke)能高的(de)分辨率顯示目(mu)標反射波，并提取有用的(de)參數。小波變換以(yi)其(qi)良(liang)好的(de)時頻特性被廣泛應用于(yu)工程信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理(li)領域，也為(wei)雷達信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理(li)開辟了一條新途徑。