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车载雷达测速仪原理及应用案例

2012-04-10 14:24:20 来源：廖猛

测速雷达主要系利用都卜勒效应（Doppler Effect）

原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。现已经广泛用于*超速测试等行业。　雷达测速的原理是应用多谱勒效应，即移动物体对所接收的电磁波有频移的效应，雷达测速仪是根据接收到的反射波频移量的计算而得出被测物体的运动速度。

因此，具有以下特点：车载雷达　　
1、雷达波束较激光光束（射线）的照射面大，因此雷达测速易于捕捉目标，无须精确瞄准。　　2、雷达测速设备可安装在巡逻车上，在运动中的实现检测车速，是“流动电子*”非常重要的组成部分；　　
3、雷达固定测速误差为±1Km/h，运动时测误差为±2Km/h，完全可以满足对交通违章查处的要求；　　4、雷达发射的电磁波波束有一定的张角，固有效测速距离相对于激光测速较近，*远测速距离为800M（针对大车）。　　
5、雷达测速仪因技术成熟，价格适中。因此，广受欢迎。　　
6、雷达测速仪发射波束的张角是一个很重要的技术指标。张角越大，测速准确率越易受影响；反之，则影响较小。

国内应用情况　　国内目前主要使用的俄罗斯版本和美国版本的 S3雷达　　
俄罗斯的测速雷达有西米控的“火花”系列雷达和奥利维亚公司的“金雕”系列雷达雷达测速仪的原理　雷达为利用无线电回波以探测目标方向和距离的一种装置。
雷达为英文Radar一字之译音，该字系由Radio Detection And Ranging一语中诸字前缀缩写而成，为无线电探向与测距之意。全世界开始熟悉雷达是在1940年的不列颠空战中，七百架载有雷达的英国战斗机，击败两千架来袭的德国轰炸机，因而改写了历史。二次大战后，雷达开始有许多和平用途。在天气预测方面，它能用来侦测暴风雨；在飞机轮船航行安全方面，它可帮助领港人员及机场航管人员更有效地完成他们的任务。　　

雷达工作原理与声波之反射情形极类似，差别只在于其所使用之波为一频率极高之无线电波，而非声波。雷达之发射机相当于喊叫声之声带，发出类似喊叫声之电脉冲（Pulse），雷达之指向天线犹如喊话筒，使电脉冲之能量，能集中某一方向发射。接收机之作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲之回波。　
测速雷达主要系利用都卜勒效应（Doppler Effect）原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。　　雷射的英文为Laser，这个字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的*个字母缩写而成，意思是指，经由激发放射来达到光的放大作用。雷射所激发出来的光，其光子大小与运动方向皆相同，因此每个波束的频率都相等，再加上它们一束束紧密地排列着，彼此间分毫不差地互相平行，使整个光束发射至极远处也不会散开来。在一九六二年的实验中发现，从地球发射的雷射光在经过近四十万公里的太空之旅后，只在月球表面上投射出一片约三公里直径大小的圆而已！此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工与医学（眼科、牙科、肿瘤）之应用更为广泛。
测速雷射种类于固态雷射中的半导体雷射。雷射测速设备采用红外线半导体雷射二极管。

雷射二极管有几个特点使它极适合用来量测速度： 　　
1. 雷射二极管自微小范围中发射出极窄的光束，此一狭窄光束才能精确地瞄准目标。　　
2. 雷射二极管以小于十亿分之一秒的瞬间切换开关，大大提高精确度。　　
3. 雷射二极管发射率很窄，其侦测器极易接收到精确的波长；因此在日间有强烈阳光时，仍能正常操作。　　
4. 雷射二极管只发射电磁光谱中的红外线部分；而红外线系眼睛看不见的，不会影响驾驶人的注意力。　　雷射测速枪以量测红外线光波传送时间来决定速度。由于光速是固定，激光脉冲传送到目标再折返的时间会与距离成正比。以固定间隔发射两个脉冲，即可测得两个距离；将此二距离之差除以发射时间间隔即可得到目标的速度。理论上，发射两次脉冲即可量测速度；实务上，为避免错误，一般雷射测速器（枪）在瞬间发射高达七组的脉冲波，自以*小平方法求其平均值，去计算目标速度。美国进口*雷达测速仪应用　　美国STALKER BASIC型，测试精度高、响应时间短、重量轻巧、防水滴溅落，抗两米跌落、适合野外应用等优点，是交通随身携带的理想测速工具。为满足用户取证的需要，在此款雷达基础上进行二次开发，利用雷达自身携带的串口输出功能定制一台打印机，在打印机上可设置限速值，当雷达测量的数据传入打印机，打印机将自动判断被测车辆是否超速，如发现其超过限速值将自动打印。打印内容包括：时间、限速值、超速值，同时预留：驾驶证号、车牌、违章司机、值勤人员、违章地点等项供执勤人员填写。
技术指标　　面板图　　
类型：手持式固定多普勒测速雷达　　
静态测速范围：8～322 kmh。　　
环境要求：温度：零下30度 ~ 零上60度；
湿度：0 % ~ 90% 　　
微波频率：24.15Ghz(K-band)，　　
发射角：15度; 　　
*大发射功率:10毫瓦　　
高度：193毫米　　
长度：218毫米　　
宽度：71毫米　　
精度：+/-1kph 　　
测程：约1000米　　
电池类型：AA型可充电镍氢电池组　　
电池容量：960mAh 　　
机械指标：重量—700克（含电池）　　
高度—193毫米　　
长度—218毫米　　
宽度—71毫米　　

外壳材料—高强度聚碳酸酯塑料　　由于激光束狭窄具有正确认定目标的特点，许多文献指出其至可以用来测量行人的步行或跑步速度；对国内为数众多之机车速度量测更是变成可行而且简易。作者曾利用LTI20-20雷射测速枪对行人、单车与机车目标进行量测，均能迅速获得速度（公里／小时）与距离（十分之一公尺）之满意数据。配备雷射测速枪的美国警方更利用其精确且快捷的测距功能，将其用在交通事故与刑案现场图关键点之测绘。国内交通*单位已多次进行雷射测速之测试，部份单位亦已完成采购使用中。民众不可自恃装有超速侦测器而恣意飚车，危害公众与自身安全。

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廖猛先生

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