PLYN-119 调频连续波技术的频率调制方式有哪些

在调频连续波（FMCW）技术中，频率调制方式是决定雷达液位计测量精度、抗干扰能力和信号处理复杂度的核心因素。根据频率变化规律的不同，常见的调制方式可分为以下几类：

一、线性调频（Linear Frequency Modulation, LFM）

这是 FMCW 雷达中主流的调制方式，其核心是发射信号的频率随时间呈线性变化（上升或下降），形成 “锯齿波" 或 “三角波" 调制曲线。

1. 锯齿波调制（Sawtooth Modulation）

优势：电路实现简单（仅需单向线性扫频），适合中短量程测量；

劣势：无法区分目标的运动方向（如液位波动的速度信息），且对调频线性度误差较敏感。

2. 三角波调制（Triangular Modulation）

信号特征：线性上升（升频段）、再线性下降（降频段），形成对称的三角波。

计算目标运动速度（如液位波动速度）。

优势：可同时测量距离和速度，抗多普勒效应（目标运动导致的频率偏移）能力更强，适合动态液位（如搅拌釜、流动液体）测量；

劣势：调制电路复杂度高于锯齿波，需保证升 / 降频线性度对称，否则会引入额外误差。

二、非线性调频（Non-Linear Frequency Modulation, NLFM）

非线性调频的频率随时间变化曲线非严格线性，而是通过预设的非线性函数（如指数曲线、正弦曲线）调整频率变化率，目的是优化信号的频谱特性或旁瓣干扰。

核心作用：

线性调频信号经傅里叶变换后，主瓣两侧会产生较高的旁瓣（旁瓣泄漏），可能掩盖弱反射信号（如液位表面的微小波动）。NLFM 通过调整频率变化率，可将旁瓣能量压制到主瓣附近（如旁瓣比提升 20dB 以上），提高对弱信号的识别能力。

应用场景：适用于存在强杂波（如容器壁反射）或多目标（如液位 + 障碍物）的复杂环境，常见于高精度雷达液位计（如医药、半导体行业）。

劣势：调制函数设计复杂，需配合专用数字信号处理（DSP）算法补偿非线性误差，硬件成本较高。

三、步进频率调制（Stepped Frequency Modulation, SFM）

步进频率调制并非连续扫频，而是将带宽

B

划分为

N

个离散频率点，信号按固定间隔（如 1MHz 步长）依次发射每个频率点的连续波