調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)的原理為發(fā)送具有一定帶寬、頻率線(xiàn)性變化的連續(xù)信號(hào)，再對(duì)接收到的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換，通過(guò)發(fā)送與接收信號(hào)的頻率差來(lái)計(jì)算兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間差，最后與脈沖波雷達(dá)物位計(jì)一樣，由時(shí)間差得到對(duì)應(yīng)的距離值。FMCW雷達(dá)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(dá)通過(guò)發(fā)射頻率調(diào)制的連續(xù)波信號(hào)，從回波信號(hào)中提取目標(biāo)距離信息。FMCW分為線(xiàn)性調(diào)頻和非線(xiàn)性調(diào)頻(如正弦波調(diào)頻)兩種。使用非線(xiàn)性調(diào)頻方式時(shí)，每個(gè)目標(biāo)產(chǎn)生的差拍頻率不唯一，一般只適用于單目標(biāo)的場(chǎng)合，如雷達(dá)高度計(jì)等；線(xiàn)性調(diào)頻方式適合于用FFT算法測(cè)量頻率，應(yīng)用最廣。這種方式使每個(gè)目標(biāo)產(chǎn)生的差拍信號(hào)都是單一頻率，但其對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻的線(xiàn)性度要求很高，比較常用的調(diào)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(dá)發(fā)射和接收信號(hào)的原理如圖 1所示。
圖1中，實(shí)線(xiàn)為雷達(dá)天線(xiàn)發(fā)送信號(hào)ft，虛線(xiàn)為雷達(dá)接收信號(hào)fr，B為信號(hào)的帶寬。發(fā)射信號(hào)的調(diào)頻周期T要遠(yuǎn)大于目標(biāo)最大回波時(shí)延td，即信號(hào)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(hào)期T要小得多。發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)由于時(shí)延引起頻率的變換它們的頻率差就是差頻信號(hào)，可用fif表示。顯然差額信號(hào)fif的大小正比于天線(xiàn)與目標(biāo)間的距離R，即
公式②中：c- 光速，3×108 m/s；T- 信號(hào)周期， B 為信號(hào)帶寬，均為已知參數(shù)。獲得差頻信號(hào)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(dá)相比，調(diào)頻連續(xù)波方式測(cè)量線(xiàn)路較復(fù)雜，從而測(cè)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(cè)量方案。
FMCW雷達(dá)發(fā)射的是連續(xù)波比脈沖雷達(dá)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(duì)于用于油艙內(nèi)液位測(cè)量系統(tǒng)的安全性非常重要；
②發(fā)射系統(tǒng)便于用固態(tài)器件實(shí)現(xiàn)，從而使得發(fā)射系統(tǒng)尺寸大大減小， 可靠性提高；
③FMCW雷達(dá)極寬的信號(hào)帶寬使其具有很高的距離分辨率和距離測(cè)量精度，以及較強(qiáng)的抗干擾性。
