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    車載雷達(dá)測(cè)速儀原理及應(yīng)用案例

    2012-04-10 14:24:20  來(lái)源:廖猛

    測(cè)速雷達(dá)主要系利用都卜勒效應(yīng)(Doppler Effect)

    原理
    :當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時(shí),反射信號(hào)頻率將高于發(fā)射機(jī)頻率;反之,當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時(shí),反射信號(hào)頻率將低于發(fā)射機(jī)率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值,計(jì)算出目標(biāo)與雷達(dá)的相對(duì)速度。 現(xiàn)已經(jīng)廣泛用于*超速測(cè)試等行業(yè)。  雷達(dá)測(cè)速的原理是應(yīng)用多譜勒效應(yīng),即移動(dòng)物體對(duì)所接收的電磁波有頻移的效應(yīng),雷達(dá)測(cè)速儀是根據(jù)接收到的反射波頻移量的計(jì)算而得出被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。

    因此,具有以下特點(diǎn): 車載雷達(dá)  
    1、雷達(dá)波束較激光光束(射線)的照射面大,因此雷達(dá)測(cè)速易于捕捉目標(biāo),無(wú)須精確瞄準(zhǔn)。   2、雷達(dá)測(cè)速設(shè)備可安裝在巡邏車上,在運(yùn)動(dòng)中的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)車速,是“流動(dòng)電子*”非常重要的組成部分;   
    3、雷達(dá)固定測(cè)速誤差為±1Km/h,運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)誤差為±2Km/h,完全可以滿足對(duì)交通違章查處的要求;   4、雷達(dá)發(fā)射的電磁波波束有一定的張角,固有效測(cè)速距離相對(duì)于激光測(cè)速較近,*遠(yuǎn)測(cè)速距離為800M(針對(duì)大車)。   
    5、雷達(dá)測(cè)速儀因技術(shù)成熟,價(jià)格適中。因此,廣受歡迎。   
    6、雷達(dá)測(cè)速儀發(fā)射波束的張角是一個(gè)很重要的技術(shù)指標(biāo)。張角越大,測(cè)速準(zhǔn)確率越易受影響;反之,則影響較小。

    國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況  國(guó)內(nèi)目前主要使用的俄羅斯版本和美國(guó)版本的 S3雷達(dá)  
    俄羅斯的測(cè)速雷達(dá)有西米控的“火花”系列雷達(dá) 和奧利維亞公司的“金雕”系列雷達(dá) 雷達(dá)測(cè)速儀的原理  雷達(dá)為利用無(wú)線電回波以探測(cè)目標(biāo)方向和距離的一種裝置。
    雷達(dá)為英文Radar一字之譯音,該字系由Radio Detection And Ranging一語(yǔ)中諸字前綴縮寫而成,為無(wú)線電探向與測(cè)距之意。全世界開(kāi)始熟悉雷達(dá)是在1940年的不列顛空戰(zhàn)中,七百架載有雷達(dá)的英國(guó)戰(zhàn)斗機(jī),擊敗兩千架來(lái)襲的德國(guó)轟炸機(jī),因而改寫了歷史。二次大戰(zhàn)后,雷達(dá)開(kāi)始有許多和平用途。在天氣預(yù)測(cè)方面,它能用來(lái)偵測(cè)暴風(fēng)雨;在飛機(jī)輪船航行安全方面,它可幫助領(lǐng)港人員及機(jī)場(chǎng)航管人員更有效地完成他們的任務(wù)。   

    雷達(dá)工作原理與聲波之反射情形極類似,差別只在于其所使用之波為一頻率極高之無(wú)線電波,而非聲波。雷達(dá)之發(fā)射機(jī)相當(dāng)于喊叫聲之聲帶,發(fā)出類似喊叫聲之電脈沖(Pulse),雷達(dá)之指向天線猶如喊話筒,使電脈沖之能量,能集中某一方向發(fā)射。接收機(jī)之作用則與人耳相仿,用以接收雷達(dá)發(fā)射機(jī)所發(fā)出電脈沖之回波。  
    測(cè)速雷達(dá)主要系利用都卜勒效應(yīng)(Doppler Effect)原理:當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時(shí),反射信號(hào)頻率將高于發(fā)射機(jī)頻率;反之,當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時(shí),反射信號(hào)頻率將低于發(fā)射機(jī)率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值,計(jì)算出目標(biāo)與雷達(dá)的相對(duì)速度。   雷射的英文為L(zhǎng)aser,這個(gè)字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的*個(gè)字母縮寫而成,意思是指,經(jīng)由激發(fā)放射來(lái)達(dá)到光的放大作用。雷射所激發(fā)出來(lái)的光,其光子大小與運(yùn)動(dòng)方向皆相同,因此每個(gè)波束的頻率都相等,再加上它們一束束緊密地排列著,彼此間分毫不差地互相平行,使整個(gè)光束發(fā)射至極遠(yuǎn)處也不會(huì)散開(kāi)來(lái)。在一九六二年的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),從地球發(fā)射的雷射光在經(jīng)過(guò)近四十萬(wàn)公里的太空之旅后,只在月球表面上投射出一片約三公里直徑大小的圓而已!此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工與醫(yī)學(xué)(眼科、牙科、腫瘤)之應(yīng)用更為廣泛。
    測(cè)速雷射種類于固態(tài)雷射中的半導(dǎo)體雷射。雷射測(cè)速設(shè)備采用紅外線半導(dǎo)體雷射二極管。

    雷射二極管有幾個(gè)特點(diǎn)使它極適合用來(lái)量測(cè)速度:   
    1. 雷射二極管自微小范圍中發(fā)射出極窄的光束,此一狹窄光束才能精確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。   
    2. 雷射二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開(kāi)關(guān),大大提高精確度。   
    3. 雷射二極管發(fā)射率很窄,其偵測(cè)器極易接收到精確的波長(zhǎng);因此在日間有強(qiáng)烈陽(yáng)光時(shí),仍能正常操作。   
    4. 雷射二極管只發(fā)射電磁光譜中的紅外線部分;而紅外線系眼睛看不見(jiàn)的,不會(huì)影響駕駛?cè)说淖⒁饬Α?  雷射測(cè)速槍以量測(cè)紅外線光波傳送時(shí)間來(lái)決定速度。由于光速是固定,激光脈沖傳送到目標(biāo)再折返的時(shí)間會(huì)與距離成正比。以固定間隔發(fā)射兩個(gè)脈沖,即可測(cè)得兩個(gè)距離;將此二距離之差除以發(fā)射時(shí)間間隔即可得到目標(biāo)的速度。理論上,發(fā)射兩次脈沖即可量測(cè)速度;實(shí)務(wù)上,為避免錯(cuò)誤,一般雷射測(cè)速器(槍)在瞬間發(fā)射高達(dá)七組的脈沖波,自以*小平方法求其平均值,去計(jì)算目標(biāo)速度。 美國(guó)進(jìn)口*雷達(dá)測(cè)速儀 應(yīng)用  美國(guó)STALKER BASIC型,測(cè)試精度高、響應(yīng)時(shí)間短、重量輕巧、防水滴濺落,抗兩米跌落、適合野外應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn),是交通隨身攜帶的理想測(cè)速工具。 為滿足用戶取證的需要,在此款雷達(dá)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),利用雷達(dá)自身攜帶的串口輸出功能定制一臺(tái)打印機(jī),在打印機(jī)上可設(shè)置限速值,當(dāng)雷達(dá)測(cè)量的數(shù)據(jù)傳入打印機(jī),打印機(jī)將自動(dòng)判斷被測(cè)車輛是否超速,如發(fā)現(xiàn)其超過(guò)限速值將自動(dòng)打印。打印內(nèi)容包括:時(shí)間、限速值、超速值,同時(shí)預(yù)留:駕駛證號(hào)、車牌、違章司機(jī)、值勤人員、違章地點(diǎn)等項(xiàng)供執(zhí)勤人員填寫。
    技術(shù)指標(biāo)  面板圖   
    類型:手持式固定多普勒測(cè)速雷達(dá)   
    靜態(tài)測(cè)速范圍:8~322 kmh。   
    環(huán)境要求:溫度:零下30度 ~ 零上60度;
    濕度:0 % ~ 90%   
    微波頻率:24.15Ghz(K-band),   
    發(fā)射角:15度;   
    *大發(fā)射功率:10毫瓦   
    高度:193毫米   
    長(zhǎng)度:218毫米   
    寬度:71毫米   
    精度:+/-1kph   
    測(cè)程:約1000米   
    電池類型:AA型可充電鎳氫電池組   
    電池容量:960mAh   
    機(jī)械指標(biāo):重量—700克(含電池)   
    高度—193毫米   
    長(zhǎng)度—218毫米   
    寬度—71毫米   

    外殼材料—高強(qiáng)度聚碳酸酯塑料   由于激光束狹窄具有正確認(rèn)定目標(biāo)的特點(diǎn),許多文獻(xiàn)指出其至可以用來(lái)測(cè)量行人的步行或跑步速度;對(duì)國(guó)內(nèi)為數(shù)眾多之機(jī)車速度量測(cè)更是變成可行而且簡(jiǎn)易。作者曾利用LTI20-20雷射測(cè)速槍對(duì)行人、單車與機(jī)車目標(biāo)進(jìn)行量測(cè),均能迅速獲得速度(公里/小時(shí))與距離(十分之一公尺)之滿意數(shù)據(jù)。配備雷射測(cè)速槍的美國(guó)警方更利用其精確且快捷的測(cè)距功能,將其用在交通事故與刑案現(xiàn)場(chǎng)圖關(guān)鍵點(diǎn)之測(cè)繪。國(guó)內(nèi)交通*單位已多次進(jìn)行雷射測(cè)速之測(cè)試,部份單位亦已完成采購(gòu)使用中。民眾不可自恃裝有超速偵測(cè)器而恣意飚車,危害公眾與自身安全。



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