【应用】物位计设计复杂？试试这款24G雷达收发芯片

时间： 2017-03-23 来源：世强作者：沙河之西

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射频收发器,CHC2442,CHC2442-QPG/20,CHC2442-QPG/21

【摘要】相比于传统微波雷达物位计的设计难，调试难，现在大多采用高集成度的雷达收发芯片。24G集成收发芯片CHC2442是业界唯一采用砷化镓，硅锗双工艺的集成芯片，其集成了所有的微波射频器件，TX及RX直接做到50欧姆输出阻抗，使得物位计的设计和使用非常简单。

雷达物位计采用微波方式测量距离，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行测量。适用于粉尘、温度、压力变化大，或危险液体存在的场合。雷达物位计对人体及环境均无伤害，还具有不受介质比重、不受介电常数变化影响的优点。从工作频率来看，雷达可分为微波雷达，低频雷达，导波雷达。

三种雷达的特点及适用场景

导波雷达为接触式雷达，雷达频率较低，范围为500MHz~2GHz，电磁波沿导波电缆天线传播，测量时必须与被测物相接触，对安装空间要求较高。

低频雷达，采用6GHz左右的频率来做探测波，波束穿透力强，适用于特强蒸汽、粉尘的环境。

微波雷达，采用24GHz频率，波长短，精度高；天线尺寸小，其波束角也小，信号能量集中。

这些优点会带来如下好处：

1）波段短，散料的电磁波反射强度更大，即接收到的雷达信号更强，更易处理。

2）天线小，方向性好，尤其小罐中的多径反射效应远比低频雷达弱，接收的杂波信号小。

3）天线罩小，更容易安装和清理。

图1是雷达物位计安装示意图，图2是雷达波束宽度与探测距离关系图。

从下图中可以看出在安装时根据待测罐的形状，选择天线的波束角与安装位置是非常重要的，如果安装不当，就会造成回波不理想的情况，甚至形成误报。

在安装中有理论公式可以作为参考，其中W为波束宽度，H为探测距离，Ф为雷达天线的顶角。

W=2*Tan(∅⁄2)*H

图1：雷达安装示意图

图2：雷达波束宽度与探测距离

24G集成收发芯片，让你的设计更简单

基于以上对比，很多物位计优先选择微波雷达。传统的微波雷达物位计，使用分离元件搭建系统，包括晶振，VCO，混频器，放大器，分频器等。多个微波器件之间要匹配，在PCB上的走线也极为讲究，设计复杂，调试难度大。

现在我们有了UMS的24G集成收发芯片CHC2442，该芯片高度集成，其拓扑图如下，所有的微波射频器件都集成在一个芯片里面，并且TX及RX直接做到50欧姆输出阻抗。因此设计和使用非常简单。

图3：CHC2442拓扑结构

该芯片是业界唯一采用砷化镓，硅锗双工艺的集成芯片，使得该芯片的输出功率，输入端噪声性能都是同类芯片中的最好的。

CHC2442重要的特点如下：

• 发射功率13.5dBm

• 接收增益37dB

• 单边带噪声系数11dB（中频大于100KHz，射频增益最大）

• VCO相噪 -90dBc/Hz@100KHz

• 温度范围-40℃到125℃

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全部评论（3）

zdr69909057 Lv8. 研究员 2018-11-27

学习了，这几年雷达应用越来越多
terrydl Lv9. 科学家 2018-08-02

学习
海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2018-06-22

24GHZ的应用越来越多了

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