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

주파수 변조 연속파를 이용한 레벨 센서 개발에 관한 연구

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 GHz, the radar cross section(RCS) of target is 0.8 ㎡ of metal plate. the experiment is performed in laboratory and open ground, the sweep time of the signal is 100 ms, the pyramidal horn antenna of about 20 dBi gain is used, and input power of antenna is about 5 dBm. 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 cm due to nonlinear of voltage controlled oscillator(VCO).

본 논문은 주파수 변조 연속파 레이더를 사용하여 화물 선박의 탱크의 내용물의 깊이를 측정하는 레벨 센서의 개발에 관한 것이다. 사용 주파수는 10~11 GHz를 이용하였으며, 테스트용 물체는 RCS가 0.8 $m^2$인 도체판을 사용하였다. 실험은 연구실 내부와 운동장에서 하였으며, 스윕 주기가 100 ms, 안테나 이득이 약 20 dBi인 사각형 혼 안테나를 사용하여 약 5 dBm의 신호를 안테나에 인가하여, 40 m 까지 물체를 움직이며 비트주파수를 측정하여 이론치와 비교하였다. 실험치와 이론치가 잘 일치하였으나 전압제어 발진기의 비선형으로 인해 분해능이 약 10 cm 정도로 측정되었다.