Как избавиться от интерференции? Опции

[ivan24190]

Здравствуйте уважаемые форумчане.
Имеется пртотип радарного датчика на основе метода ЛЧМ,
используемого для измерения уровня дизельного топлива:
в линию излучается сигнал СВЧ диапазона 1,68 - 3,28 ГГц,
по этой же линии принимается отраженный сигнал от границы раздела
воздух-дизель, который содержит в себе НЧ сигнал, выделяемый на смесительном диоде,
пропорциональный расстоянию до границы раздела воздух-дизель. Данный НЧ сигнал фильтруется
с помощью управляемого полосового фильтра на переключаемх конденсаторах MAX7491,
затем подается на компартор и далее на таймер захвата контроллера (stm32f373).
Измеренная частота является исходной для дальнейших расчетов.
В результате испытаний было обнаружено, что в некоторых точках
происходит интерференция принимаемого сигнала, что приводит к ошибке измерений.
Так как я нуб в СВЧ, то имеется вопрос: можно ли как-то математически (в контроллере)
избавится от интерференции или каким-то образом учесть в расчетах?
Самое неприятное, что точки интерференции не постоянны и могут сдвигаться.

В дополнение: все что принесло хоть какой-то результат - на основе истории измерений
формируется окно диапазона частот, в котором возможно нахождение частоты следующих
измерений. И если измеренная частота выходит за границы окна, то считается, что измерение
ошибочное и принимается равным центральной частоте окна.
Это позволило снизить погрешность измерений уровня в точках интерференции
до 30-50 мм, заказчик требует < 10 мм.

Сообщение отредактировал ivan24190 - Aug 14 2018, 16:48

[blackfin]

... можно ли как-то математически (в контроллере) избавится от интерференции или каким-то образом учесть в расчетах?
Самое неприятное, что точки интерференции не постоянны и могут сдвигаться.

Если бы это было возможно, никто бы не стал тратить большие тыщщи денег на безэховые камеры.

[Егоров]

Может, метод слишком заумный? Чем обычный емкостной датчик не устраивает?

[ivan24190]

Может, метод слишком заумный? Чем обычный емкостной датчик не устраивает?

Емкостной датчик почему-то не устроил начальников.
Хотя тонкостей не знаю, может там свои подводные камни.

[Harbinger]

Может, метод слишком заумный? Чем обычный емкостной датчик не устраивает?

Есть там подводные камни. И у ультразвука тоже.
С радаром более-менее приемлемые результаты получатся на 50+ ГГц, увы.

[ivan24190]

Есть там подводные камни. И у ультразвука тоже.
С радаром более-менее приемлемые результаты получатся на 50+ ГГц, увы.

Про увеличение зондирующей частоты слышал, что якобы сигнал отраженный
от границы раздела сред становится "ярче", но и там свои нюансы.
Но в текущей конфигурации схемы возможности увеличить частоту нет
(датчик волноводный).

[Егоров]

Емкостной датчик почему-то не устроил начальников.
Хотя тонкостей не знаю, может там свои подводные камни.

Так поинтересуйтесь осторожно почему не устроил. Важно понять изначальную задачу.
Им уровень топлива измерить надо или написать диссертацию как левой пяткой правильно почесать левое ухо?
Емкостные датчики на порядок проще, дешевле и надежнее, чем ваш карманный радиолокатор. Достаточно популярны.

[Harbinger]

Емкостные датчики на порядок проще, дешевле и надежнее, чем ваш карманный радиолокатор. Достаточно популярны.

Для небольших емкостей (не электрических ), до нескольких тонн. Т.е. баков транспортных средств большей частью. И, как правило, для неизменного вида топлива (датчики с опорным каналом, измеряющим диэлектрическую проницаемость, дороже существенно, сложнее в установке и столь широкого распространения не получили).

Важно понять изначальную задачу.

Это главное. Вдруг там надо отслеживать объём с точностью до литра в 200-тонной цистерне.

[Stanislav]

Здравствуйте уважаемые форумчане.
Имеется пртотип радарного датчика на основе метода ЛЧМ,
используемого для измерения уровня дизельного топлива:
в линию излучается сигнал СВЧ диапазона 1,68 - 3,28 ГГц,
по этой же линии принимается отраженный сигнал от границы раздела
воздух-дизель, который содержит в себе НЧ сигнал, выделяемый на смесительном диоде,
пропорциональный расстоянию до границы раздела воздух-дизель. Данный НЧ сигнал фильтруется...

Последующее не принципиально.
А вот геометрию системы, с указанием основных размеров, неплохо было бы привести.

Причину "интерференции в каких-то точках" также надо бы установить. Иначе, как с ней можно бороться "при помощи контроллера"?

[Tpeck]

Это позволило снизить погрешность измерений уровня в точках интерференции
до 30-50 мм, заказчик требует < 10 мм.

На какой частоте работает таймер?

[ivan24190]

Последующее не принципиально.
А вот геометрию системы, с указанием основных размеров, неплохо было бы привести.

Причину "интерференции в каких-то точках" также надо бы установить. Иначе, как с ней можно бороться "при помощи контроллера"?

Длина прототипа 1300 мм. Интерференция наблюдается в точках 600 - 700, 800 - 900 мм.
Причину пока выясняем, предположительно конструктив не совсем верный,
но увы, конструкцию уже утвердили и менять скорее всего не будут.
Будем искать обходные пути.

На какой частоте работает таймер?

Частота таймера 72 МГц, но вряд ли проблема в таймере,
если интерференция в исходном сигнале, таймер просто измеряет частоту.
Частота сигнала находится в пределах 200 - 2000 Гц.

[Tpeck]

Частота таймера 72 МГц, но вряд ли проблема в таймере,
если интерференция в исходном сигнале, таймер просто измеряет частоту.
Частота сигнала находится в пределах 200 - 2000 Гц.

А что подразумевается под частотой сигнала?

[Harbinger]

Максимальная длина какая предполагается?
На полтора метра радар - из пушки по воробьям, там мёртвые зоны сопоставимы будут. Упомянутый емкостной датчик (серийный, от нескольких десятков производителей) обеспечит разрешение в сотые доли миллиметра при точности ~1%. Ультразвуковой тоже, но там выбор поменьше и установка сложнее. Но если нужны "шашечки", а не "ехать", то что ж...

[Stanislav]

Длина прототипа 1300 мм...

Нарисуйте вообще всё.

[ivan24190]

А что подразумевается под частотой сигнала?

НЧ составляющая, частота которой пропорциональна
расстоянию до границы отражения.

Максимальная длина какая предполагается?
На полтора метра радар - из пушки по воробьям, там мёртвые зоны сопоставимы будут. Упомянутый емкостной датчик (серийный, от нескольких десятков производителей) обеспечит разрешение в сотые доли миллиметра при точности ~1%. Ультразвуковой тоже, но там выбор поменьше и установка сложнее. Но если нужны "шашечки", а не "ехать", то что ж...

Пока в рамках прототипа 1300 мм, а дальше от результата зависит.
Про мертвые зоны в курсе, но это решаемо.

Нарисуйте вообще всё.

Да а чего там рисовать. В двух словах.
Имеется "голова", в которой вся электроника.
От "головы" идет гофрированный стальной рукав,
внутри которого закреплен волновод с изоляторами,
чтобы волновод не касался стенок рукава.
Вот и весь датчик длиной 1300 мм.
Рукав погружается в измеряемую среду, уровень
которой надо измерить.