雷达测速仪的测速原理

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发表时间:2020-04-17 11:15作者:kdacctv

雷达测速仪是通过发射电磁波来测量运动物体的速度,其工作理论是基于多普勒频移原理,通过发射电磁波到一个移动的物体时,将会反射回一个与目标速度成比例的雷达信号,内部的线圈将该信号进行处理后得到一个频率的变化,通过DSP(数字信号处理)技术处理后便得到目标速度。不论驶近的车辆还是远离的车辆都会产生频率变化,因此,任何方向的车辆都会被测量到速度。


为了正确地理解多普勒雷达测速仪的工作原理,首先应弄清楚频率与速度的关系:


f=v/n,即   n=v/f————————


(f代表频率,v代表车辆行驶速度,n代表雷达测速仪的电磁波波长),是雷达测速仪在静止状态下的电磁波频率与汽车速度的关系。


其实雷达测速仪不仅可以固定安装测速,也可以将测速仪安置在巡逻车上移动中测速。假设巡逻车速度为w,被测车辆行驶速度为v,那么速度v'=v+w;可得频率与被测车辆速度的关系。


f=(v+w)/n————————②


1. 当巡逻车以速度w向着被测车辆作匀速直线运动时,便相当于电磁波的速度增加,变为(v+W),于是由


f'=(v+w)/n,即   n=(v+w)/f'————————③


因为电磁波发射的波长n是固定不变的,由式1和式3可以得出结论。

当装雷达测速仪的巡逻车向被测车辆靠近时,接收到的频率f'=(v+w).f/V

f'>f,因此雷达测速仪接收到的频率大于测速仪发射的频率。


2. 当巡逻车以速度w背着被测车辆作匀速直线运动时,相当于电磁波的速度降低,变为(v-W),按照式可以得出


f'=(v-w).f/v


f'即当装雷达测速仪的巡逻车向被测车辆远离时,接收到的频率小于测速仪发射的频率。


根据对频率和运动速度关系的分析可知,只要雷达测速仪与被测车辆存在着相对运动,接收到的频率就不同于发射的频率,两者之间距离缩短时(测速仪与被测车辆相向运动),测速仪接收频率会高于发射频率;反之当两者之间距离增大时(测速仪与被测车辆反向运动),测速仪接收频率低于发射频率。


其实在实际测量中,因考虑到道路上交通通行问题。一般的雷达测速仪和被测车辆会存在一定的角度假设为a。我们将多普勒相对运动所引起的接收频率与发射频率的频率差称为多普勒频率,用fd表示。


fd=(2v.f.cosa) /c————————④


式中v代表被测车辆行驶速度,C代表电磁波的传播速度,f代表测速仪发射频率,a为测速仪与被测汽车的夹角。式中可以看出当a很小时,cosa约等于1;fd和v的关系可以近似为


fd=(2v.f) /c ————————⑤


式中测速仪发射频率f、电磁波的传播速度C、测速仪与被测汽车的夹角a都是已知的所以要测被测车辆的速度,即要知道多普勒频移fd即可。


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