| 主权项 |
一种基于MIMO的高炉雷达测量料面的装置，其特征在包括：雷达保护套筒（1）、发射天线阵列（2）、接收天线阵列（3）、氮气吹扫装置（4）、馈电网络以及开关矩阵（5）、雷达电子腔（6）、数字总线（7）、套筒后盖（8）、水冷接头（9）、气体密封接头（10）、抗高温自恢复接线端子（11）、水冷套筒（12）和控制室成像处理计算机（19），其中：发射天线阵列（2）和接收天线阵列（3）置于雷达保护套筒（1）前端，水冷套筒（12）贴装在发射天线阵列（2）和接收天线阵列（3）外，通过水冷接头（9）提供冷却循环水，对整个天线阵列进行强力冷却，同时起到隔绝高炉炉体内直接辐射热的作用，将电子腔（6）工作的温度控制在30～80°C之间；氮气吹扫装置（4）通过气体密封接头（10）引入5～20倍标准大气压常温氮气，对发射天线阵列（2）和接收天线阵列（3）进行吹扫，防止灰尘粘附以及提供额外的气帘冷却效果；抗高温自恢复接线端子（11）包括温度探头和温度开关，在检测到高温情况下能够自动关断电源，保护雷达电子腔（6）内的芯片；雷达电子腔内（6）置于雷达保护套筒（1）中后端；套筒后盖（8）能够打开将雷达保护套筒（1）内部所有部件整体抽出进行检修维护；所述雷达电子腔内（6）包括：高速跳频源（15）、控制单元（16）、采集及数字信号处理单元（17）、接收机（18）；通过高速跳频源（15）产生高稳定快扫频的FMCW，即调频连续波微波信号，生成的微波信号分为两路，一路通过馈电系统及开关矩阵（5）馈入发射天线阵列（2），通过控制单元（16）控制馈电网络以及开关矩阵（5）实现发射天线阵列（2）中天线单元依次扫描发射，一路作为本振参考馈入接收天线阵列（3）的接收机（18），控制单元（16）同时控制接收天线阵列（3）进行信号同步接收，将接收到的料面反射信号在接收机（18）内进行混频处理得到IQ信号，通过采集及数字信号处理单元（17）进行近场MIMO三维成像算法处理，对高炉内的料面进行三维成像，形成真实的三维料面测量数据点云，再将处理得到的结果数据通过数字总线（7）传输到控制室内部的控制室成像处理计算机（19），通过高速GPU运算得到实时的高炉内料面三维图形及料面各点高度数据。 |
