抛物面天线在雷达液位计中主要通过发射、反射和接收雷达波,并计算相关参数来测量液位,具体工作过程如下:
发射雷达波:雷达液位计中的信号发生器产生高频微波信号,该信号传输至抛物面天线。抛物面天线采用点源发射方式,将雷达波以发散的球面波形式发射出去,由于抛物面的聚焦作用,使得雷达波能量集中,波束变窄,向液面方向传播。
雷达波反射:发射出去的雷达波以光速在气相空间中传播,当遇到液面时,会发生反射。因为液面是一个不同介质的分界面,雷达波在其表面会遵循反射定律,部分雷达波会沿着特定路径反射回天线。
接收反射波:抛物面天线不仅用于发射雷达波,也用于接收反射回来的雷达波。由于其良好的聚焦性能,能有效地收集反射波,将其传输至雷达液位计的接收器。
计算液位高度:接收器将接收到的反射波与发射波进行对比,测量出发射波与反射波之间的时间差 Δt。根据公式 h = c×Δt/2(其中 h 为天线到液面的距离,c 为光速),就可以计算出天线到液面的距离,再结合已知的天线安装高度等参数,就能得出液位的高度。
此外,还有一些雷达液位计采用频差法,通过分析发射波与反射波的频率差来计算液位高度。其原理是液面反射回的信号频率与发射频率存在微小差异,该频率差与距液体表面的距离和液位成正比,通过对频率差的分析得出液位信息。
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