調頻連續波(FMCW)雷達的原理為發(fā)送具有一定帶寬、頻率線(xiàn)性變化的連續信號，再對接收到的連續信號進(jìn)行快速傅里葉變換，通過(guò)發(fā)送與接收信號的頻率差來(lái)計算兩個(gè)信號的時(shí)間差，最后與脈沖波雷達物位計一樣，由時(shí)間差得到對應的距離值。FMCW雷達能夠獲取很高的精度，其精度主要取決于壓控振蕩器的線(xiàn)性度和溫漂。
FMCW雷達通過(guò)發(fā)射頻率調制的連續波信號，從回波信號中提取目標距離信息。FMCW分為線(xiàn)性調頻和非線(xiàn)性調頻(如正弦波調頻)兩種。使用非線(xiàn)性調頻方式時(shí)，每個(gè)目標產(chǎn)生的差拍頻率不唯一，一般只適用于單目標的場(chǎng)合，如雷達高度計等；線(xiàn)性調頻方式適合于用FFT算法測量頻率，應用最廣。這種方式使每個(gè)目標產(chǎn)生的差拍信號都是單一頻率，但其對線(xiàn)性調頻的線(xiàn)性度要求很高，比較常用的調制波形是三角波和鋸齒波，物位儀表常用鋸齒波高頻方式。FMCW雷達發(fā)射和接收信號的原理如圖 1所示。
圖1中，實(shí)線(xiàn)為雷達天線(xiàn)發(fā)送信號ft，虛線(xiàn)為雷達接收信號fr，B為信號的帶寬。發(fā)射信號的調頻周期T要遠大于目標最大回波時(shí)延td，即信號由天線(xiàn)發(fā)送經(jīng)物料反射，再由天線(xiàn)接收所經(jīng)的時(shí)間td比信號期T要小得多。發(fā)送信號和接收信號由于時(shí)延引起頻率的變換它們的頻率差就是差頻信號，可用fif表示。顯然差額信號fif的大小正比于天線(xiàn)與目標間的距離R，即
公式②中：c- 光速，3×108 m/s；T- 信號周期， B 為信號帶寬，均為已知參數。獲得差頻信號fif的值最簡(jiǎn)單的方法是利用傅里葉變換方法，通過(guò)頻譜分析求得。
與脈沖雷達相比，調頻連續波方式測量線(xiàn)路較復雜，從而測量精確度較高，同時(shí)干擾回波也較易去除，一般用于較高端的測量方案。
FMCW雷達發(fā)射的是連續波比脈沖雷達的(峰值)功率小很多。發(fā)射功率小具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①電源電壓大大降低，這對于用于油艙內液位測量系統的安全性非常重要；
②發(fā)射系統便于用固態(tài)器件實(shí)現，從而使得發(fā)射系統尺寸大大減小， 可靠性提高；
③FMCW雷達極寬的信號帶寬使其具有很高的距離分辨率和距離測量精度，以及較強的抗干擾性。
