物位仪表是工业生产不可缺少的重要仪表。在工业过程控制中，由于FMCW（线性调频连续波）雷达物位计有着测量精度高，发射功率低，抗干扰能力强，安装维护方便等优点，近年来在物位仪表市场中占据的份额越来越大，这表明其具有很高的应用与研究价值。本文在查阅了大量国内外文献的基础上，首先分析了雷达物位计的系统组成和FMCW雷达的测距原理。其次，研究了FMCW雷达差拍信号的处理流程，即去除频率回扫信号、加窗FFT和提高精度的谱分析算法。然后，重点针对加窗FFT之后的信号频谱进行分析。文中详细分析了两种常用的提高精度的处理方法，即线性调频Z变换和谱最大值估算法。在深入研究了它们各自的优缺点后，提出了线性调频Z变换与谱最大值估算法结合的混合算法，Matlab仿真结果表明该算法能够快速准确的得到差拍信号的中心频率，从而提高了物位计测距的实时性和准确性。最后，在项目组开发研制的FMCW雷达物位计样机上进行雷达测距实验。在对主要芯片选型和总体电路设计进行说明后，详细讲解了本系统中AD采样、FFT运算和混合算法的实现方法，并且进行了综合测试。测试结果表明FMCW雷达物位计完成了距离测量的功能，测量精度为±7cm。经分析得出影响测距精度的主要原因在于：FMCW雷达模块的品质、抗电磁干扰能力和AD采样的质量。因此，该系统还需进行进一步的研究和改进工作才能正式投入实际应用。
