nsemenoff 0 23 сентября, 2022 Опубликовано 23 сентября, 2022 · Жалоба Доброго времени суток, помогите, пожалуйста, советом - как сделать волноводный радарный уровнемер с доставаемыми компонентами и высокой точностью (низкой шумностью). Есть опыт изготовления акустических, но там скорость звука низкая, поэтому измерять задержки легко. Скорость света у радара в тысячи раз больше, время там уже не измерить, нужны другие принципы. Прочитал, что есть ЛЧМ, и после гетеродинирования посланного и принятого сигнал появляется разностный сигнал, по которому можно измерять расстояние. Но тогда для точности 2мм нужна ширина полосы в десятки ГГц, что нереально. Плюс переходные процессы в антенне, которые будут влиять на точность. Есть мысль использовать ступеньки по частоте, давать установиться сигналу, после чего оцифровывать одну точку сигнала медленным АЦП. Вопросы: 1. чем можно генерировать ступенчатый сигнал в широком диапазоне на частотах выше 10 ГГц? 2. как развязать посылаемый и принимаемый сигнал на одной антенне? Есть ли что-то типа моста для отвода принятого сигнала? 3. для волноводного радарного уровнемера нужен волновод, который будет с одной стороны с маленьким затуханием передавать сигнал, а с другой обеспечивать отражение от границы сред. Я видел, что в качестве волновода может быть стальной трос... Но как? Там же куча паразитных емкостей между стальными нитками... Где можно почитать про подобные схемы? И есть ли где-то примеры отладочных комплектов со схемами и возможностью собрать макет? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
k155la3 27 23 сентября, 2022 Опубликовано 23 сентября, 2022 · Жалоба 3 часа назад, nsemenoff сказал: . . . . Я видел, что в качестве волновода может быть стальной трос... Но как? Там же куча паразитных емкостей между стальными нитками... Где можно почитать про подобные схемы? И есть ли где-то примеры отладочных комплектов со схемами и возможностью собрать макет? Если уж допустим трос, "есть два выхода" :)))) Оба принципа - рефлектометра. Один вариант - радиочастотный. Второй - ультразвуковой. В радиочастотном в качестве зонда - металлический или покрытый диэлектриком (не помню) стержень. Отражение от неоднородности окр. среды (воздух-продукт). Если допустимо использование поплавка - это намного упрощает решение для всех методов, добавляется еще тот-же рефлектометр, но на магнитострикционном принципе. Может сейчас чего нового напридумали, можно здесь https://www.vega.com осмотреться, они специализируются на изм. уровня. Насчет application notes и оценочных плат - для ультразвука есть у Ti и Maxim (TOF). Радиочастотные не попадались (использовался только ультразвук). 3 часа назад, nsemenoff сказал: >>> точность измерения 2мм Где можно почитать про подобные схемы? И есть ли где-то примеры отладочных комплектов со схемами и возможностью собрать макет? ps Точность измерения 2мм для дистанции 20 см это одно, а для 20м - немного другое. Для лаб. исследований можете взять готовый лаб.генератор на требуемые частоты и/или рефлектометр. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
makov 0 24 сентября, 2022 Опубликовано 24 сентября, 2022 · Жалоба nsemenoff, Вам верную подскзку дал k155la3 посмотреть разработки www.vega.com. Их радарный уровнемер VEGAPULS-62 измеряет уровни жидкости в резервуарах с точностью +/- 2мм на расстоянии до 35м в диапазоне "К". Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
nsemenoff 0 24 сентября, 2022 Опубликовано 24 сентября, 2022 · Жалоба On 9/24/2022 at 2:24 AM, k155la3 said: Если уж допустим трос, "есть два выхода" :)))) Оба принципа - рефлектометра. Один вариант - радиочастотный. Второй - ультразвуковой. Ультразвуковой расходомер-уровнемер мы и так делаем. Но он плохо работает, если на поверхности есть пена, а судя по рассказам, волноводный работает в таких условиях существенно лучше - есть примеры иностранных датчиков On 9/24/2022 at 2:24 AM, k155la3 said: В радиочастотном в качестве зонда - металлический или покрытый диэлектриком (не помню) стержень. Отражение от неоднородности окр. среды (воздух-продукт). Если допустимо использование поплавка - это намного упрощает решение для всех методов, добавляется еще тот-же рефлектометр, но на магнитострикционном принципе. Поплавок использовать нельзя - он зарастает грязью и застревает. Лучше вообще бесконтактный метод измерения, но и у акустического и у радарного есть расширяющийся луч, который часто мешает в узких измерительных емкостях. Волноводный вроде бы лишен всех этих недостатков, и не боится обрастания до некоторой степени, которую можно удаленно измерять. On 9/24/2022 at 2:24 AM, k155la3 said: Точность измерения 2мм для дистанции 20 см это одно, а для 20м - немного другое. По инструкции на волноводный уровнемер точность у него не уменьшается с расстоянием. Скорее всего используется ЛЧМ сигнал с длиной, закрывающей в несколько раз максимальное расстояние для измерения уровня, и шириной полосы, позволяющей получить требуемую точность. Дальше преобразование Фурье и по положению частотных пиков определяем уровень жидкости, а по амплитуде пика степень загрязненности волновода и импеданс измеряемой жидкости. On 9/24/2022 at 2:24 AM, k155la3 said: Для лаб. исследований можете взять готовый лаб.генератор на требуемые частоты и/или рефлектометр. Рефлектометры - спасибо за идею, изучаю, но они обычно импульсные, и точность идет на метры, а нам нужны миллиметры. Поэтому такое решение не подойдет :( On 9/24/2022 at 9:57 AM, makov said: nsemenoff, Вам верную подскзку дал k155la3 посмотреть разработки www.vega.com. Их радарный уровнемер VEGAPULS-62 измеряет уровни жидкости в резервуарах с точностью +/- 2мм на расстоянии до 35м в диапазоне "К". VEGAPULS 62 - немецкие уровнемеры. Не спорю, что они хорошо работают, но являются санкционными. Поэтому нужен отечественный аналог. Диапазон К - как раз то, о чем нам говорили заказчики, 18-24 ГГц, точность нужна 2-3 мм, возможно за прототип они и брали эти немецкие уровнемеры. Теперь самое интересное - как изготовить высокочастотную аналоговую часть? Есть ли примеры таких решений для работы в диапазоне К ? :) И еще один вопрос - если использовать измерение импеданса, посылая сигнал на разных частотах и измеряя КСВ, можно будет найти расстояние до преграды? Ведь в волноводе будут образовываться стоячие волны, волновод будет иметь свою АЧХ для каждого уровня заполнения бака. И тогда по частоте генерации можно будет определить уровень. Схема теоретически будет проще - нам не нужно измерять принятый сигнал, достаточно смотреть за током излучаемого. Проблема только в высокой частоте сигнала Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
khach 41 24 сентября, 2022 Опубликовано 24 сентября, 2022 · Жалоба Длина волны в К диапазоне- 12 мм. Значит для точного измерения 2 мм нужно или фазочувствительное детектирование или вообще ЛЧМ. Ясно, что и для того и другого нужна DSP обработка сигнала ПЧ. с одной стороны с этим справится и китайский клон STM32, но вот с радиомодулем и синтезатором- проблема. Раньше просто брался infineon BGT24MTR11 или BGT24MTR12 и в принципе этого было достаточно. А вот что с этим делать теперь? Китайцы ВЧ тракта в одном корпусе на 24 ГГц не выпускают вроде. Городить по старинке на DRO и волноводах- будет огромная и нетехнологичная бандура. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
makov 0 26 сентября, 2022 Опубликовано 26 сентября, 2022 · Жалоба On 9/24/2022 at 6:56 PM, nsemenoff said: VEGAPULS 62 - немецкие уровнемеры. Не спорю, что они хорошо работают, но являются санкционными. Поэтому нужен отечественный аналог. Диапазон К - как раз то, о чем нам говорили заказчики, 18-24 ГГц, точность нужна 2-3 мм, возможно за прототип они и брали эти немецкие уровнемеры. Теперь самое интересное - как изготовить высокочастотную аналоговую часть? Есть ли примеры таких решений для работы в диапазоне К ? :) Если быть точным, немецкий уровнемер WEGAPULS-62 работает на частоте 26 ГГц. В условиях пенообразования и волнения жидкости используется уровнемер серии WEGAPULS-66, который работает на частоте 6 ГГц, слабо поглощаемой в среде с пенообразованием. Однако точность определения уровня этого прибора составляет порядка +/-8 мм. В обоих радарах используется метод импульсной радиолокации. Антенна (рупорная или параболическая) радарного датчика излучает короткие импульсы длительностью 1 нс и принимает их в виде эхо-сигналов, отраженных от поверхности продукта. Время прохождения импульса от излучения до приема пропорционально расстоянию до поверхности продукта, т.е., уровню. Прозондируйте возможность заказа разработки высокочастотной аналоговой части на 24-26 ГГц в у своих соседей, например, mwaves.ru, radar-mms.com или поинтересуйтесь в www.simicon.ru или www.olvia.ru, кто разрабытывал СВЧ узлы на 24,15 ГГц для радаров ГИБДД, которые они выпускают. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
vladec 10 27 сентября, 2022 Опубликовано 27 сентября, 2022 · Жалоба В плане ЛЧМ почитайте, еще тут: https://microwave-e.ru/applications/silicon-radar/ Немного про другое, но может навести на мысли. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
khach 41 27 сентября, 2022 Опубликовано 27 сентября, 2022 · Жалоба 18 часов назад, makov сказал: В обоих радарах используется метод импульсной радиолокации. Антенна (рупорная или параболическая) радарного датчика излучает короткие импульсы длительностью 1 нс и принимает их в виде эхо-сигналов, отраженных от поверхности продукта. Время прохождения импульса от излучения до приема пропорционально расстоянию до поверхности продукта, т.е., уровню. Но Холмс, как (с)? 1 нс это 30 см длины. Даже с учетом субнаносекундных фронтов детектора ( предположим) 2 мм никак не вытянуть из времяимпульсного метода. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
makov 0 27 сентября, 2022 Опубликовано 27 сентября, 2022 (изменено) · Жалоба 46 minutes ago, khach said: Но Холмс, как (с)? 1 нс это 30 см длины. Даже с учетом субнаносекундных фронтов детектора ( предположим) 2 мм никак не вытянуть из времяимпульсного метода. Ватсон, этот вопрос нужно задавать разработчикам фирмы WEGA. Для достижения точности 2 мм они используют специальную процедуру обработки сигналов. Цитирую абзац из технических материалов WEGA: "Принцип измерения VEGAPULS WL 61, 61, 62, 65, 66. Антенная система датчика передает короткие микроволновые импульсы на измеряемый продукт и принимает их после отражения от поверхности продукта. Время от передачи до приема сигнала пропорционально уровню заполнения емкости. Специальная процедура растяжения времени обеспечивает надежное и точное измерение предельно коротких временных периодов и пересчет в расстояние до уровня." В процедуре "растяжения времени" нужно разбираться отдельно. Изменено 27 сентября, 2022 пользователем makov Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
khach 41 27 сентября, 2022 Опубликовано 27 сентября, 2022 · Жалоба А может ли кто опознать чип радарный из новых VEGAPULS 6X? Вроде VEGA ушли на 80 ГГц с этим чипом и утверждают что сенсор намного проще и надежнее чем старые 24 и 6 ГГц. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Strashila 0 27 сентября, 2022 Опубликовано 27 сентября, 2022 · Жалоба 1 hour ago, khach said: А может ли кто опознать чип радарный из новых VEGAPULS 6X? Вроде VEGA ушли на 80 ГГц с этим чипом и утверждают что сенсор намного проще и надежнее чем старые 24 и 6 ГГц. В ролике (на канале Веги) мужчина говорит, что чип они разработали сами. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
k155la3 27 27 сентября, 2022 Опубликовано 27 сентября, 2022 · Жалоба 9 часов назад, khach сказал: Но Холмс, как (с)? 1 нс это 30 см длины. Даже с учетом субнаносекундных фронтов детектора ( предположим) 2 мм никак не вытянуть из времяимпульсного метода. Возможно дополнительно какой-либо принцип, похожий на стробоскопический для осциллографа ("растяжение времени"). Хотя для малого расстояния модуляционный -фазовый (когда СВЧ несущая модулируется более нч сигналом). Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
faa 4 28 сентября, 2022 Опубликовано 28 сентября, 2022 · Жалоба 12 часов назад, k155la3 сказал: Возможно дополнительно какой-либо принцип, похожий на стробоскопический для осциллографа ("растяжение времени"). Хотя для малого расстояния модуляционный -фазовый (когда СВЧ несущая модулируется более нч сигналом). Можно и без несущей. Субнаносекундный импульс. И стробоскоп. Выдаем несколько импульсов, каждый сдвинут на несколько пикосекунд (по нарастающей или убывающей) от "старта". Период между стартами не меньше времени пробега сигнала "туда-сюда". Детектор отраженного сигнала. Можно использовать не очень скоростной АЦП (10-50МГц). См.: подповерхностное зондирование, георадары и т.п. Сантиметровую точность еще в конце 80-х получали. В элеваторах на МСК-ДСК-3 (и не только). 1 Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
nsemenoff 0 28 сентября, 2022 Опубликовано 28 сентября, 2022 · Жалоба Есть SDR радио, работающее на частотах 70 МГц-6ГГц, но у него отдельно излучение и прием на разных разъемах. Как подключить к одной антенне? Где можно купить направленный ответвитель на широкую полосу частот? Какие бывают и где продаются? - Для макета нужен такой ответвитель с разъемами. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
iliusmaster 5 28 сентября, 2022 Опубликовано 28 сентября, 2022 · Жалоба В 28.09.2022 в 14:43, nsemenoff сказал: Есть SDR радио, работающее на частотах 70 МГц-6ГГц, но у него отдельно излучение и прием на разных разъемах. Как подключить к одной антенне? Где можно купить направленный ответвитель на широкую полосу частот? Какие бывают и где продаются? - Для макета нужен такой ответвитель с разъемами. Я бы начал с математической модели в "Матлаб". Там можно проверить все варианты и оценить получающуюся точность. После бы подумал о том, как реализовать модель в железе. Иначе - скорее не получится, чем получится, или будет в 10 раз больше времени затрачено. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться