雷达原理简介
测速雷达原理
首先,大家必须先了解雷达的基本原理,因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR,是RadioDetectio
A
dRa
gi
g的缩写。所有利用雷达波来检测移动物体速度的原理,其理论基础皆源自于「多普勒效应」,其应该也是一般常见的多普勒雷达DopplerRadar,此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现象,后来世人为了纪念他的贡献,就以他的名字来为该原理命名。
多普勒的理论基础为时间。波是由频率及振幅所构成,而无线电波是随着波而前进的。当无线电波在行进的过程中,碰到物体时,该无线电波会被反弹,而且其反弹回来的波,其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的,那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而,若物体是朝着无线电线发射的方向前进时,此时所反弹回来的无线电波会被压缩,因此该电波的率频会随之增加;反之,若物体是朝着远离无线电波方向行进时,则反弹回来的无线电波,其频率则会随之减小。下图为多普勒雷达DopplerRadar的基本原理图标:
CSR28测速雷达所应用的原理,就是可以检测到发射出去的无线电波,与遇到运动物体反弹回来的无线电波其间的频率变化及I通道和Q通道的相位变化。由频率的变化,依特定的比例关系,而计算出该波所碰撞到物体的速度。由I通道和Q通道之间的相位关系,计算判断运动物体是朝着无线电波的方向前进或朝其反方向前进。
根据多普勒原理,由于雷达发射和接受共用一个天线,且运动目标的运动方向与天线法线方向相一致,运动目标的多普勒频率fd符合下列关系式。
2VrftfdC
1
1
f将(1)式变为
fdCVr
2ft
(2)
其中Vr为目标运动速度;C为电磁波在空气中的传播速度,是一个常数;ft为雷达的发射
频率,是一个已知量;fd为测量到的运动目标引起的多普勒频率,其测量精度由石英晶体
振荡器保证,并由计算机处理进行速度换算并送到显示屏显示。
当我们要在车阵中测量最快车速、最慢车速、和最近车速时,此时,雷达天线所接受到的反射波是三种波形都有,我们通过对所有的反射波运用特定的数学模式进行计算,便可得出最快、最慢、和最近车速。同时,通过对I及Q的相位计算来判断来车和去车。我们可通过CSR28测速雷达的键盘来选择需要测量的速度模式及方向模式。
Cosi
e因子
这里所说的Cosi
e就是以前大家所学的数学三角函数,像是si
costa
,所谓的Cosi
e因子说明如下:
雷达要正常地发r