隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，我國的液位計行業(yè)變化突飛猛進(jìn)。我國在液位計行業(yè)已經(jīng)取得了迅猛的成長，并且在野外復(fù)雜的環(huán)境下雷達(dá)液位計對于液位測量的能力是有著其他液位計無法替代的優(yōu)勢，毫米波雷達(dá)液位計作為水利儀表領(lǐng)域的新型產(chǎn)品，一直以來都備受關(guān)注。
       根據(jù)雷達(dá)波能量輻射的特質(zhì)，在毫米波波段目前工業(yè)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用zui多的兩種雷達(dá)分別是調(diào)頻連續(xù)波（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭｏｄｕｌａｔｅｄＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ，ＦＭＣＷ）雷達(dá)和脈沖（Ｐｕｌｓｅ）雷達(dá)［１Ｗ２］。脈沖雷達(dá)是一種高頻雷達(dá)波，通過測量雷達(dá)傳感器發(fā)射的雷達(dá)脈沖與目標(biāo)接觸，并由目標(biāo)返回雷達(dá)接收器的時間來計算距離。ＦＭＣＷ雷達(dá)是頻率被調(diào)制的連續(xù)波，并且通過測量由發(fā)送信號和接收信號產(chǎn)生的差頻信號來進(jìn)一步測量距離［１３］。與脈沖雷達(dá)相比，ＦＭＣＷ波雷達(dá)具有以下優(yōu)點：

 
       （１）沒有盲區(qū)，雷達(dá)發(fā)射器和接收器同步工作，在測距期間無需切換。因此雷達(dá)理論上沒有盲點；
       （２）距離分辨率高，雷達(dá)具有大帶寬信號，決定了它具有較強(qiáng)的距離分辨率；
       （３）信號能量大，帶寬和時間寬度的乘積大。由于ＦＭＣＷ雷達(dá)使用大的時間寬度和帶寬信號，調(diào)頻連續(xù)波的能量遠(yuǎn)大于相同帶寬和水平的脈沖信號的能量；
       （４）抗攔截能力強(qiáng)［１４］。
幾種測距傳感器方案比較
       蘇聯(lián)學(xué)者Ｍａｎｔｉｅｒｓｔａｍ和Ｂａｂａｒｅｋｘｉ在早期對ＦＭＣＷ雷達(dá)測量技術(shù)進(jìn)行了研究。他們zui初將調(diào)頻法運用在無線電高度表上，隨后雷達(dá)的調(diào)頻測距法得到了普遍的應(yīng)用，一般將平均頻率計數(shù)法應(yīng)用于調(diào)頻雷達(dá)測距系統(tǒng)，并由此來提取雷達(dá)
波信號中的距離信息。從上世紀(jì)八十年代中期以來，隨著射頻硬件和雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在雷達(dá)信號處理中數(shù)字信號處理技術(shù)被普遍應(yīng)用，這很大程度上推動了雷達(dá)測量技術(shù)的發(fā)展。毫米波ＦＭＣＷ雷達(dá)測距技術(shù)與其他測距技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢，也是目前工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用于液位測量的的一種技術(shù)，常見的非接觸測距方案如表１－１所示。目前國內(nèi)部分水利行業(yè)可實現(xiàn)非接觸測量，并且使用的國外廠家的脈沖雷達(dá)較多，但是ＦＭＣＷ雷達(dá)在水利行業(yè)中仍有較高的應(yīng)用價值。
 
       雷達(dá)液位計工作原理是雷達(dá)波由雷達(dá)傳感器發(fā)射到被測液面，由液面表面反射，zui后接收。從發(fā)射到接收信號的時間與被測量的遠(yuǎn)近成比例［２Ｇ１。雷達(dá)的非接觸式液位測量的特點是測量精度特別高，雷達(dá)液位計在用于液體的非接觸測量過程中，即使在高壓和溫度等惡劣環(huán)境下，它也能測量多種類型的液體并且不受積聚或冷凝的影響。非接觸式雷達(dá)液位計既可用于簡單液體也可用于腐蝕性液體，同時也適用于衛(wèi)生要求嚴(yán)格的應(yīng)用環(huán)境。雷達(dá)液位計對于液位的測量幾乎可在所有工程行業(yè)中應(yīng)用，而且非接觸式的雷達(dá)液位計調(diào)試簡單、安裝維護(hù)方便、運行故障率低，可以為用戶節(jié)省安裝時間和降低維護(hù)成本。根據(jù)現(xiàn)在實際的水利工程需要，研究一款價格實惠，測量精度能滿足遠(yuǎn)程計量閘門要求的雷達(dá)液位計是很有必要的。
 
       毫米波雷達(dá)在當(dāng)前雷達(dá)測距領(lǐng)域占據(jù)著重要的位置，雷達(dá)測距技術(shù)己應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和自動化等眾多領(lǐng)域，但是目前毫米波雷達(dá)的主要技術(shù)掌握在德國海拉、博世集團(tuán)、ＶＥＧＡ、西門子、科隆、大陸集團(tuán)、瑞典奧托立夫公司等外國大公司手中，尤其是未來將成為主流的７７ＧＨｚ毫米波雷達(dá)，它的核心被多家外國公司所把持［２３］。例如圖１－２科隆公司生產(chǎn)的ＶＥＧＡＰＵＬＳ６４型雷達(dá)液位計，它是一種非接觸式雷達(dá)物位計，用于連續(xù)測量液體液位的雷達(dá)傳感器，量程為０到３０ｍ，測量偏差＜ｌｍｍ，過程溫度為－１９６到＋２００攝氏度，環(huán)境、倉儲和運輸
溫度為－４０到＋８０攝氏度，支持ＨＡＲＴ通信協(xié)議。
 
       相較于國外，國內(nèi)關(guān)于雷達(dá)測量技術(shù)的研究起步較晚，但是毫米波雷達(dá)的研發(fā)正處于蓬勃發(fā)展的階段，早期只有幾所研究機(jī)構(gòu)和部分的企業(yè)在做相關(guān)研究。不過近幾年通過科研人員的努力研究，取得了不錯的回報，目前已成功開發(fā)出更傳統(tǒng)的２４ＧＨｚ毫米波雷達(dá)，并己形成以市場為導(dǎo)向的產(chǎn)品。但其中大部分用于汽車領(lǐng)域，如杭州智博科技有限公司，廈門意行半導(dǎo)體和華宇汽車。目前國內(nèi)雷達(dá)測距還屬于早期階段，２４ＧＨｚ雷達(dá)在未來的一段時間在國內(nèi)依然有一定的*，７７ＧＨｚ毫米波雷達(dá)在國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)的研究尚處于技術(shù)探索的初級階段。其中較好的一些研究機(jī)構(gòu)和公司己經(jīng)將７７ＧＨｚ雷達(dá)使用在無人駕駛汽車的試驗樣車上，并規(guī)劃未來讓７７ＧＨｚ雷達(dá)投入量產(chǎn)。
 
       相比于汽車行業(yè)毫米波雷達(dá)的風(fēng)靡云蒸，在傳統(tǒng)工業(yè)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域因為受其昂貴的價格和其他因素影響，調(diào)頻連續(xù)毫米波雷達(dá)液位計并沒有大面積的投入使用，這就降低了雷達(dá)液位計的*。０前很多的中國ＦＭＣＷ雷達(dá)液位計制造商還是以仿制國外產(chǎn)品為主，少部分企業(yè)在自行研發(fā)，目前市場上大多數(shù)國產(chǎn)雷達(dá)液位計都是接觸式的導(dǎo)波雷達(dá)和脈沖式雷達(dá)液位計。國內(nèi)能生產(chǎn)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)液位計的廠家不多，比較有代表性的國內(nèi)雷達(dá)液位計生產(chǎn)商無錫雷華科技有限公司己經(jīng)開發(fā)出了調(diào)頻連續(xù)波測量方式的雷達(dá)液位計。該液位計的量程３０ｍ，為要求被測物質(zhì)介電常數(shù)大于１．５，分辨率為ｌｍ，提供ＲＳ４８５接口和４－２０ｍＡ電流輸出。