雷達測速儀:主要系利用都蔔勒效應原理-中文百科頻道

特點

雷達測速的原理是應用多譜勒效應，即移動物體對所接收的電磁波有頻移的效應，雷達測速儀是根據接收到的反射波頻移量的計算而得出被測物體的運動速度。因此，具有以下特點：1、雷達波束較激光光束（射線）的照射面大，因此雷達測速易于捕捉目标，無須精确瞄準。

2、雷達測速設備可安裝在巡邏車上，在運動中的實現檢測車速，是“流動電子警察”非常重要的組成部分。

3、雷達固定測速誤差為±1Km/h，運動時測誤差為±2Km/h，完全可以滿足對交通違章查處的要求。

4、雷達發射的電磁波波束有一定的張角，故有效測速距離相對于激光測速較近，最遠測速距離為800M（針對大車）。

5、雷達測速儀因技術成熟，價格适中。因此，廣受歡迎。

6、雷達測速儀發射波束的張角是一個很重要的技術指标。張角越大，測速準确率越易受影響；反之，則影響較小。

國内應用情況

中國市場上的雷達品牌主要有：

國内：大恒微波技術（沈陽）有限公司的ISKRA “火花”系列雷達

中國科學院沈陽自動化研究所生産 SIAVDR系列平闆雷達

上海慧昌智能交通系統有限公司 MPR-U系列平闆窄波雷達

上海安道雷光波系統有限公司 CSR-68雷達

北京川速微波科技有限公司 CSR-I系列平闆雷達

深圳佰譽達科技有限公司 24GHZ雷達傳感器

西安雷通科技有限公司 CS-12雷達

俄羅斯：西米控的“SIMICON”系列雷達

奧利維亞公司的“金雕”系列平闆雷達

美國：ACI公司S3雷達

雷達測速儀的原理

雷達為利用無線電回波以探測目标方向和距離的一種裝置。雷達為英文Radar一字之譯音，該字系由Radio Detection And Ranging一語中諸字前綴縮寫而成，為無線電探向與測距之意。全世界開始熟悉雷達是在1940年的不列颠空戰中，七百架載有雷達的英國戰鬥機，擊敗兩千架來襲的德國轟炸機，因而改寫了曆史。二次大戰後，雷達開始有許多和平用途。在天氣預測方面，它能用來偵測暴風雨；在飛機輪船航行安全方面，它可幫助領港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務。

雷達工作原理與聲波之反射情形極類似，差别隻在于其所使用之波為一頻率極高之無線電波，而非聲波。雷達之發射機相當于喊叫聲之聲帶，發出類似喊叫聲之電脈沖（Pulse），雷達之指向天線猶如喊話筒，使電脈沖之能量，能集中某一方向發射。接收機之作用則與人耳相仿，用以接收雷達發射機所發出電脈沖之回波。

測速雷達主要系利用都蔔勒效應（doppler effect）原理：當目标向雷達天線靠近時，反射信号頻率将高于發射機頻率；反之，當目标遠離天線而去時，反射信号頻率将低于發射機率。如此即可借由頻率的改變數值，計算出目标與雷達的相對速度。

雷射的英文為Laser，這個字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一個字母縮寫而成，意思是指，經由激發放射來達到光的放大作用。雷射所激發出來的光，其光子大小與運動方向皆相同，因此每個波束的頻率都相等，再加上它們一束束緊密地排列着，彼此間分毫不差地互相平行，使整個光束發射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發現，從地球發射的雷射光在經過近四十萬公裡的太空之旅後，隻在月球表面上投射出一片約三公裡直徑大小的圓而已！此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工與醫學（眼科、牙科、腫瘤）之應用更為廣泛。

測速雷射種類于固态雷射中的半導體雷射。雷射測速設備采用紅外線半導體雷射二極管。雷射二極管有幾個特點使它極适合用來量測速度：

1. 雷射二極管自微小範圍中發射出極窄的光束，此一狹窄光束才能精确地瞄準目标。

2. 雷射二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關，大大提高精确度。

3. 雷射二極管發射率很窄，其偵測器極易接收到精确的波長；因此在日間有強烈陽光時，仍能正常操作。

4. 雷射二極管隻發射電磁光譜中的紅外線部分；而紅外線系眼睛看不見的，不會影響駕駛人的注意力。

雷射測速槍以量測紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定，激光脈沖傳送到目标再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發射兩個脈沖，即可測得兩個距離；将此二距離之差除以發射時間間隔即可得到目标的速度。理論上，發射兩次脈沖即可量測速度；實務上，為避免錯誤，一般雷射測速器（槍）在瞬間發射高達七組的脈沖波，自以最小平方法求其平均值，去計算目标速度。

雷達測速儀芯片

“火花” 雷達測速儀由傳感器+DSP+軟件構成。

與雷達之比較

超速告發最易受到的挑戰即是如何确認違規車輛，例如在多車道公路上兩車以上并行時，警員以雷達測得超速現象卻無法明确認定那一部車輛違規。原因在于雷達波發射錐角度約在十至二十度間，而雷射波發射錐角度隻有不到十分之一度；因此以雷射測速可以明确認定受測目标據以告發。雷射狹窄光束使得兩車被同時偵測到的機會等于零；對于市面上普遍銷售之雷達偵測器（或稱超速偵測器）不啻一大克星。

雷達與雷射之最遠測速距離均在二千餘英呎，可以加強設備發射功率而增長，惟并不具實際效益。雷達測速器需經常以固定頻率之音叉加以校正，而雷射測速器則無此必要。另一重要差别在測速的時間，以雷達測速約高要二至三秒鐘，而使用雷射則隻需要約零點三秒。按此操作速度，廠商甚至開發出配合照相之雷射測速器以不到一秒的間隔連續記錄違規超速車輛。圖二顯示雷射測速器配合數字相機所拍攝到之照片。

電射測速槍之缺點系無法于移動狀态下使用；如裝于警車上或由坐在行進車輛上乘員持用，均無法正常操作。

進口警用雷達

美國STALKERBASIC型

美國STALKER BASIC型，測試精度高、響應時間短、重量輕巧、防水滴濺落，抗兩米跌落、适合野外應用等優點，是交通随身攜帶的理想測速工具。

為滿足用戶取證的需要，在此款雷達基礎上進行二次開發，利用雷達自身攜帶的串口

輸出功能定制一台打印機，在打印機上可設置限速值，當雷達測量的數據傳入打印機，打印機将自動判斷被測車輛是否超速，如發現其超過限速值将自動打印。打印内容包括：時間、限速值、超速值，同時預留：駕駛證号、車牌、違章司機、值勤人員、違章地點等項供執勤人員填寫。

技術指标

類型：手持式固定多普勒測速雷達

靜态測速範圍：8～322 kmh。

環境要求：溫度：零下30度 ~ 零上60度；濕度：0 % ~ 90%

微波頻率：24.15Ghz(K-band)，

發射角：15度;

最大發射功率:10毫瓦

高度：193毫米

長度：218毫米

寬度：71毫米

精度：+/-1kph

測程：約1000米

電池類型：AA型可充電鎳氫電池組

電池容量：960mAh

機械指标：重量—700克（含電池）

高度—193毫米

長度—218毫米

寬度—71毫米

外殼材料—高強度聚碳酸酯塑料

由于激光束狹窄具有正确認定目标的特點，許多文獻指出其至可以用來測量行人的步行或跑步速度；對國内為數衆多之機車速度量測更是變成可行而且簡易。作者曾利用LTI20-20雷射測速槍對行人、單車與機車目标進行量測，均能迅速獲得速度（公裡／小時）與距離（十分之一公尺）之滿意數據。配備雷射測速槍的美國警方更利用其精确且快捷的測距功能，将其用在交通事故與刑案現場圖關鍵點之測繪。國内交通警察單位已多次進行雷射測速之測試，部份單位亦已完成采購使用中。民衆不可自恃裝有超速偵測器而恣意飚車，危害公衆與自身安全。

美國雷達測速儀（Si-3）

總體指标

工作波段： K波段

工作頻率： 24150 ± 50MHz

發射功率： 10mW

輸出功率密度：0.5mW/cm

波束寬度： ±6°

探測距離： 500m

工作電壓： 10.8 – 24VDC

工作電流： 12V 180mA 24V 120mA

浪湧電流： 1A

工作溫度： -30℃ - 70℃

工作最大濕度： 100%

極化方式：線極化

處理器通訊接口：串行RS232

數據傳輸速率：波特率1200，2400，9600，19200，38400，57600，115200

輸出數據格式： [SSS.]（默認）還有其它格式可選

雷達響應時間： 50ms

機械參數

重量：0.52kg

長度：14.05cm

寬度：8.55cm

精度

測速範圍： 8 – 240 km/h

測速精度： ±1km/h

DB-9連接器輸出定義

信号和電源線都通過DB9連接器進行輸入或輸出。具體定義如下：

（注意：串口的RX和TX在雷達内部已經進行了調換連接，所以和正常RS232接口正好相反）

+12VDC或+24VDC的正極：1腳（紅色）

RS232TX：2腳（黑色）

RS232RX：3腳（綠色）

信号地（屏蔽地）：5腳（棕色）

電源地：9腳（黑色）

請注意：串口連接以管腳定義為主，接線的顔色有可能會有出入。

數據輸出速率

輸出速率可選擇：1-20次每秒

輸出數據保持時間：100到9999毫秒

角度和方向

水平方向和垂直方向均可進行餘弦修正，從0 – 45 度

方向報告：

D = “+”表示駛向雷達，

D = “-”表示駛離雷達，

D = “？”表示方向不明或不能判斷

請注意：不論哪種運動方向被選擇顯示，在SI3雷達每次加電以後，它都要讀取測試音叉上的速度數據一分鐘，也就是，加電後，敲擊測試音叉并持續一分鐘左右的時間，讓雷達來檢測，這時，音叉的運動方向是不确定的，雷達輸出的目标方向也是不确定的。需要強調的是，這個測試在每次SI3加電時僅進行一分鐘，之後，雷達測試數據就會按照您選擇的目标運動方向進行顯示，也就是隻顯示您選擇了的方向。

應用領域

交通安全，速度信息顯示與跟蹤，可變情報闆，速度控制系統，速度數據采集系統，動目标檢測，運動場目标檢測等。