주파수 변조 연속파를 이용한 레벨 측정 시스템 개발에 관한 연구

A Study on the Development of Level Sensor using Frequency Modulated Continuous Wave

본 논문은 주파수 변조 연속파 레이더를 사용하여 화물 선박의 탱크의 내용물의 깊이를 측정하는 레벨 센서의 개발에 관한 것이다. 사용 주파수는 10~11 ㎓를 이용하였으며, 테스트용 물체는 RCS가 0.8 ㎡인 도체판을 사용하였다. 실험은 연구실 내부와 운동장에서 하였으며, 스윕 주기가 100 ㎳, 안테나 이득이 약 22 ㏈i인 사각형 혼 안테나를 사용하여 약 8 ㏈m의 신호를 안테나에 인가하여, 40 m까지 물체를 움직이며 비트주파수를 측정하여 이론치와 비교하였다. 실험치와 이론치가 잘 일치하였으나 전압제어 발진기의 비선형으로 인해 분해능이 약 10 ㎝ 정도로 측정되었다.

In this paper, it is presented a level sensor for measuring a level of the contents of cargo tank using frequency modulated continuous wave(FMCW). The frequency range is 10~11 ㎓. the radar cross section(RCS) of test target is 0.8㎡ of metal plate. The experiment is performed in laboratory and ope ground, the sweep time of the signal is 100 ㎳, the pyramidal horn antenna of about 22 ㏈i gain is used, and input power of antenna is about 8 ㏈m. The beat frequency according to the target moving to 40 m is measured. There is a good agreement between measured and calculated results. But the resolution of the FMCW radar is measured about 10 ㎝ due to nonlinear of voltage controlled oscillator(VCO).