郑文斌 孙振华 曾优斌 王小梅

(中国船舶工业第六三五四所，九江，332000)

随着近代电子与制造业的迅速发展，雷达测距技术在民用方面也有了越来越多的应用。调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）体制的雷达可用于常规场合的料位/液位测量，如矿产、化工、电力、冶金、造纸、交通、食品、制药；也可用于苛刻恶劣等环境下的料位/液位测量，如仓储槽罐或料仓等工业领域的料位/液位测量[1]。FMCW测距雷达的工作示意见图1。雷达系统通过雷达天线向外发射一系列连续调频波，接收反射回来的信号，经过混频处理形成差频信号。在硬件电路中对差频信号进行滤波放大处理，经过数字采样量化后输入信号处理器，对其进行FFT频谱分析，从而得出距离信息[2]。

图1 FMCW体制雷达测距示意图

在实际工程应用中，往往需要较高的频率分辨率来保证雷达的测距精度。FFT只有对差频信号进行时域补零来降低栅栏效应，经过FFT变换后的谱线更加密集，提高了频率分辨率。但进行FFT计算必须使补零后的时域点数为2的整数次幂[3]，若要使频率分辨率提高一倍，参加FFT的时域点数就要成倍的增加，这种方法需要占用大量的硬件存储单元和花费大量的运算时间。

项目中，对采集到的512个点进行频谱分析时的测距分辨率为0.52 m，若要使测距最小分辨率小于5 cm，需要至少提高16倍的频率分辨率，因此时域点数需要进行补零至8 192个点。用TI公司的数字信号处理器TMS320C6713进行8 192点的FFT计算，需要消耗片内近 256K的存储单元[4]，花费近1 s的时间完成一次计算。……