l雷達物位計中雷達的頻率、天線設計、智能算法和安裝位置，對罐體或筒倉料位的成功測量都起著重要的作用。越是復雜和對精度要求高的應用，獲取頻率和天線的設計就越關鍵。
用于料位測量時，自由空間雷達發(fā)射器通常使用6、26和80GHz頻率。最近，有很多關于高頻雷達發(fā)射器的炒作，一些公司聲稱：頻率越高,性能就越好。其實，這不一定是真的。相反，精度取決于頻率、波束角、天線配置和安裝，但最重要的還是產品本身的介電常數(shù)。
自由空間雷達發(fā)射器
自由空間雷達發(fā)射器有兩個主要的操作原理：飛行時間（TOF）和調頻連續(xù)波（FMCW）。每個都以“時間"作為距離測量的基礎，但是計算的方式各不相同。
TOF雷達使用發(fā)射器發(fā)射的微波脈沖。當微波能量到達被測對象時，由于介電常數(shù)（氣相、液體或固體表面）的變化而導致阻抗發(fā)生變化，微波能量被反射。反射能量取決于被測材料的介電常數(shù)。高介電材料，比如水會反射出全部或大部分的能量。低介電材料，如碳氫化合物，則反射的能量較少。
微波以光速移動，雷達檢測微波脈沖到達表面并返回所需要的時間。所得的時間除以二，獲得距離測量表面的距離。發(fā)射器從測量范圍減去距離測量，就能得到儲罐內或筒倉的料位。
調頻連續(xù)波（FMCW）雷達，同樣將微波能對準被測材料的表面。和TOF雷達一樣，反射的能量取決于材料的介電常數(shù)。調頻連續(xù)波雷達發(fā)射連續(xù)的能量流而不是脈沖，頻率是連續(xù)調制或變化的。所以，對于一個80 GHz FMCW雷達而言，發(fā)射器的頻率可能會從79GHz開始，然后逐步上升到81GHz。
發(fā)射器將從物料表面反射的頻率與發(fā)送出去的頻率進行比較。頻率之差等于微波到達物料表面并返回的時間。就像TOF雷達一樣，從測量范圍中減去距離測量，就能得到應用的料位。
盡管廠家援引各種各樣的原因，想說明一種技術比另外一種技術更好，但其實無論采用哪種技術都應考慮具體的應用細節(jié)。這兩種技術都使用微波能量以光速傳輸，能量的反射則取決于被測材料的介電常數(shù)，所以兩種方法都是通過測量時間來確定距離或者料位。
頻率效應
影響測量信號準確性和可用性的因素有很多，包括頻率、天線類型、安裝條件和被測材料的介電常數(shù)。
發(fā)射器頻率影響精度、波束角度和天線尺寸。與較高頻發(fā)射器相比，低頻發(fā)射器一般不太準確，因為較低頻率發(fā)射器所產生的信號分辨率較差。圖1顯示了6 GHz和26 GHz雷達發(fā)射器之間的包絡曲線比較。26 GHz雷達（紅線）產生的脈沖是大約6 GHz脈沖（藍線）長度的一半。這提供了更精確的反射和更高的準確性。
6 GHz脈沖比26 GHz脈沖寬得多。發(fā)射器解碼此脈沖并確定料位的位置。藍色箭頭表明可以在多個點解碼。發(fā)射器可以將前沿、中心或以下邊緣解碼為料位，從而會影響精度。由于26GHz發(fā)射器脈沖更尖銳，這就將解碼限制到一個點，如紅色箭頭所示。結果是，在過程應用中，6 GHz發(fā)射器的精度通常是6到10毫米，而26 GHz發(fā)射器可以提供2至3毫米的精度。
*的算法可以應用到精確度要求小于1毫米的罐體測量。80 GHz雷達反射的波峰也相當尖銳，這使得準確測量料位相對更容易。使用80 GHz的過程雷達，在應用中的測量精度可以達到1毫米，而使用80GHz的罐體測量和托管傳輸雷達的精度要小于0.5毫米。
頻率也會影響發(fā)射器信號傳播的波束角。較低頻率的發(fā)射器比更高頻率的發(fā)射器產生更寬的波束角。在某些應用中，寬波束角可能比窄波束角更適合。
天線方面的考慮
天線大小和類型也影響波束角。天線頻率越低，天線越小，波束角越寬。增加頻率或增大天線尺寸可減少波束角。
許多人認為，最小波束角度是料位測量的，這是一般規(guī)律。減小波束角可以使微波能量更容易地避開容器壁、攪拌器和罐體內部的其它障礙物。
為雷達發(fā)射器配置的波束角，不與容器壁或障礙物交叉，這是的情況。
然而，重要的是需要明白，即使波束與障礙物或墻壁相交，這也并不一定意味著安裝不會成功。與墻壁相交可能會導致一些能量損失，但往往是無關緊要的。
波束路徑中的障礙物可以被映射出來，以便從信號評估中消除其影響。
人們經常認為，如果波束角與容器壁相交，那將不適合于在自由空間雷達中的應用。雷達安裝時，波束角不與容器墻壁相交是理想情況，但實際上由于安裝噴嘴和其它因素的干擾，導致幾乎無法實現(xiàn)。通過選擇適當?shù)念l率、天線尺寸和容器映射，可以確保大多數(shù)應用的成功實施。
測量范圍
頻率和天線尺寸對測量范圍有影響。但被測材料的介電常數(shù)和測量的安裝條件，對測量范圍影響也很大。
低頻信號具有較長的波長，比高頻信號傳輸?shù)木嚯x更長。高頻雷達發(fā)射器可測量范圍約為100英尺，對于大多數(shù)應用程序而言，這已經足夠了。
天線的尺寸和類型也對傳輸距離有影響。大天線傳輸?shù)木嚯x比小天線傳輸?shù)木嚯x更遠，能量聚焦也更強。喇叭型天線、“淚珠"型、“拋物線"、桿、和平面天線，都是用來滿足不同應用需求和測量范圍的天線樣式。
雷達發(fā)射器的安裝條件
即使選擇了雷達，如果安裝不當，也會造成不良后果。在安裝中必須考慮現(xiàn)有的條件。被測材料的介電常數(shù)、安裝類型、位置和目標表面都會產生影響。
凝結，通常由雷達發(fā)射器天線上的水形成，會引發(fā)問題。水的介電常數(shù)高達80dc。在典型的喇叭形天線中，水滴凝聚在喇叭內部，會引起干擾并影響電磁信號的發(fā)射。這種干擾會導致信號中的“噪聲"并降低能量。如果凝結的水足夠多，會導致雷達鎖定近區(qū)，導致故障。
為了解決冷凝問題，已經開發(fā)出幾種特殊的天線設計，來避免“冷凝"的影響。如果在應用條件下必須使用傳統(tǒng)喇叭型天線，可以添加一個吹掃管線，以防止雷達凝結或灰塵堆積。因為空氣介電強度很低，它不會干擾微波信號。用壓力為60至70 psi的空氣吹掃，如由電磁閥激活的沖擊波，可以保持喇叭的清潔，這是一種常見而行之有效的方法。
一些制造商提供診斷功能來監(jiān)測耦合區(qū)。當凝結或積灰達到一定水平后，可能會干擾信號。這些*的診斷功能，可以用來進行維護，比如在天線故障前對其進行吹掃工作。提供預防性維護的能力，減少停機時間和應急能力維修需求。
必須考慮容器內部的障礙物。攪拌器、加熱線圈、套管、和容器內的其它組件，都可能會干擾雷達傳輸。80 GHz雷達較窄的波束角，在避免大多數(shù)的障礙物方面，效果明顯；其余無法避免的部分則需要從信號評估中加以消除，以防止發(fā)射器將障礙物視為虛假料位信號。
通常，干擾信號會被“排除"掉，因此雷達發(fā)射器就會忽略它們。圖2顯示了排除攪拌器干擾的料位測量信號評估。圖2中的紅線是返回的微波能量提供的信號。黑線則消除了攪拌器反射的信號，這樣發(fā)射器就只計算實際的料位信號。對于有效并被視為料位的信號而言，信號水平必定要高于圖中所示。
不僅僅是雷達的頻率，天線設計、智能算法和安裝位置，也對罐體或筒倉料位的成功測量起著重要的作用。越是復雜的和對精度要求高的應用，獲取頻率和天線的設計就越關鍵。
