1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高清雷達測速系統(tǒng)設(shè)計方案2014年8月第一章 前言簡介 以領(lǐng)先的技術(shù)、優(yōu)良的商品、完善的售后服務(wù)、微利提取的原則服務(wù)于社會。 為您提供的產(chǎn)品，關(guān)鍵設(shè)備采用高質(zhì)量進口合格產(chǎn)品，一般設(shè)備及材料采用國內(nèi)大型企業(yè)或合資企業(yè)的產(chǎn)品，各種產(chǎn)品企業(yè)都通過 ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證。有一支精良的安防建設(shè)隊伍，由專業(yè)技術(shù)人員為您設(shè)計，現(xiàn)場有專業(yè)技術(shù)人員帶領(lǐng)施工，有良好職業(yè)道德施工人員。我公司用戶擁有優(yōu)質(zhì)的設(shè)計施工質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)保障。 第二章 高清雷達測速系統(tǒng)一、測速方案設(shè)計：成像系統(tǒng)：工業(yè)級高清晰390萬攝像機，清晰 度高抓拍系統(tǒng)：嵌入式KITOZERP智能抓拍一體化設(shè)計，

2、 穩(wěn)定性好測速設(shè)備：俄羅斯奧維利亞窄波平板雷達，測速精準(zhǔn)補光設(shè)備：高頻防眩閃光燈，補光效果好，避免影響司機駕駛結(jié)構(gòu)設(shè)計：成像、測速、抓拍等系統(tǒng)與立桿成 “1”字型一體化安裝，隱蔽性好拍照數(shù)量：1張400萬JPEG照片，具備全部違法信息二、系統(tǒng)功能全天候測速功能，高速防眩閃光燈，確保日夜拍照清晰。每次拍攝一幅JPEG圖片，記錄有時間、地點、實際車速、限速信息。車輛類型、顏色、車牌號碼及道路周邊情況等清晰可辨。具有高清晰度監(jiān)控設(shè)計要求，不低于390萬像素的圖象解析度。單套設(shè)備可抓拍1-3個車道野外設(shè)備具有防雷、防盜、防水等設(shè)計。具有遠程控制和管理功能，可從指揮中心了解到設(shè)備運行情況并進行參數(shù)設(shè)置等

3、管理工作。斷電自動恢復(fù)正常工作。測速雷達能夠自動區(qū)分行車方向測速范圍40250KM/H測速誤差±3KM/H（速度100KM/H）、±3%（速度100KM/H）。車輛捕獲率為98%；違法捕獲率：95%三、 系統(tǒng)特點 采用俄羅斯軍工平板矩陣小角度窄波雷達進行速度測量，測速精準(zhǔn)、車輛定位準(zhǔn)確，角度小可防電子狗檢測；采用工業(yè)級高清攝像機作為抓拍單元 ，可達390萬像素，抓拍圖片清晰，場景大，確保違法圖片1張有效；采用長壽命高頻防眩光補光單元，確保24小時連續(xù)工作；采用低功耗嵌入式KITOZERP技術(shù)，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定；采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，集成程度高，安裝簡單方便

4、，主機移動方便，支持虛實點共設(shè)；采用“I型”桿安裝，隱蔽性好，抓頻率高，立桿成本低；同向抓拍車尾，避免夜間補光刺激司機眼睛而造成交通事故第三章 手持抓拍雷達測速儀智能交通電子及管理系統(tǒng)產(chǎn)品有：手持式測速雷達、流動電子警察（雷達）、定點測速監(jiān)控系統(tǒng)、道路交通監(jiān)控系統(tǒng)、車流量采集雷達、逆行違章抓拍系統(tǒng)、移動式車牌稽查系統(tǒng)、道路卡口監(jiān)控系統(tǒng)和交通治安防控系統(tǒng)，鐵路駝峰雷達系列產(chǎn)品。     手持式雷達（KITOZER-7）技術(shù)方案 手持式雷達采用先進的嵌入式計算機技術(shù)、毫米波雷達技術(shù)和數(shù)碼攝像技術(shù)，用于對超速車輛測速、抓拍取證。該產(chǎn)品在傳統(tǒng)雷達測速取證系統(tǒng)上，實現(xiàn)革命性

5、突破，使整個產(chǎn)品集成到極限，能手持、車載使用，體積和重量大幅度降低，真正減輕了使用人員的工作強度。 一、產(chǎn)品功能特點 嵌入式系統(tǒng)，高度集成，輕巧便攜，可手持操作、裝在三腳架上使用或車載使用，體積小重量輕，對汽車安全性無任何影響。 導(dǎo)航菜單式操作，無須鍵盤，使用簡單。接口齊全（USB、Video等）、功能詳盡。 內(nèi)置CDMA無線傳輸模塊，插入手機卡就可以使用，可現(xiàn)場處罰也可遠程傳輸?shù)教幚碇行摹?配置4.0吋LCD顯示屏，可現(xiàn)場查閱、導(dǎo)出、刪除、放大/縮小/平移拍攝的圖像。 超速抓拍：對超速車輛自動抓拍、存儲相關(guān)證據(jù)（時間、地點、限速、車速、證據(jù)圖片等）。 可對雷達設(shè)定起拍速度、最高限速、最低限速

6、?？烧{(diào)節(jié)攝像機快門、焦距等參數(shù)。 具有靜止/運動、同向/反向測速抓拍功能。后臺管理能力：提供的后臺管理軟件可實現(xiàn)違法圖片的整理、錄入、處罰、打印、黑名單管理等管理功能。 系統(tǒng)功耗小，微型蓄電池或汽車電源供電，采用12V安全電壓。 采用CF卡做系統(tǒng)存儲介質(zhì)，無機械硬盤，可靠性更高。 二、主要技術(shù)指標(biāo) （1) 雷達發(fā)射頻率：(35.1±0.1)GHz （2)測速量程：（20250）km/h （3)測速誤差： ±2 km/h（100km/h），±2%（>100km/h） （4)工作電壓：DC 12V （5)供電方式：蓄電池供電或汽車電源供電 （6)圖像分

7、辨率：768(H)×576(V)， 采用1/4吋CCD （7)變焦：18倍光學(xué)變焦，12倍數(shù)字變焦 （8)快門速度：1/4秒到1/10，000秒 （9)工作溫度：0-60，濕度：095（非凝結(jié)狀態(tài)下） （10)圖像格式：jpeg （11)采用CF存儲卡，存儲量：10000張圖片及數(shù)據(jù) （12)外形尺寸：14cm×21cm×14cm（不含手柄） （13)重量：1.5kg（主機） 三、三種工作模式 1手持式：體積小、重量輕，可手持使用(類似于以前的測速槍)，對過往車輛測速抓拍。  2車載式：采用專業(yè)加強型吸盤，能將設(shè)備吸附與汽車玻璃上，可車載使用，采用汽車點

8、煙器供電。  3移出三腳架式：自帶標(biāo)準(zhǔn)云臺接口，可用三腳架固定于路邊使用。 數(shù)字高清智能視頻檢測卡口/雷達測速系統(tǒng)數(shù)字高清智能視頻檢測卡口/雷達測速系統(tǒng)為我公司自主研發(fā)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)及發(fā)明專利。系統(tǒng)采用數(shù)字高清攝像機智能全視頻動態(tài)采集、檢測、抓拍、錄像模式，對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)所有進出過往車輛進行全天候自動抓拍、錄像記錄和雷達測速。捕獲率99.7%；視頻測速準(zhǔn)確率99.5%；車牌號平均識別率96%。符合GA/T 497-2009公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件，通過公安部指定質(zhì)量檢測中心檢測。無需線圈或雷達檢測觸發(fā)，無需標(biāo)清攝像機輔助檢測觸發(fā)。本系統(tǒng)集數(shù)字高清圖像采集、視頻檢測、判別

9、、測速、抓拍、錄像、車輛號牌實時自動識別、黑名單車輛比對/報警、存儲、傳輸?shù)戎T多功能于一身，并具有強大的嫌疑車輛布控、查詢、統(tǒng)計與報表打印等后臺數(shù)據(jù)處理功能。本系統(tǒng)利用先進的光電、視頻檢測、圖像處理、模式識別等技術(shù)，通過對高清相機數(shù)據(jù)控制LED同步頻閃補光燈聯(lián)動控制，解決了光源對行駛安全影響的問題，符合國家、公安部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。前端單臺主機可同時監(jiān)控雙方向六車道，二十四小時全天候工作，經(jīng)長期運行，性能穩(wěn)定可靠，尤其在夜間車輛記錄性能上，處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，可廣泛應(yīng)用于省際或市際出入口、公路要道通行車輛實時監(jiān)控與報警、超速車輛監(jiān)控與報警、重要治安卡口通行車輛監(jiān)控與報警。為公安、交管部門記錄逃逸車輛、打

10、擊肇事逃跑、盜搶機動車犯罪及處罰交通違章實時提供準(zhǔn)確車輛信息和證據(jù)。系統(tǒng)后臺中心管理軟件具備嫌疑車輛布控、GIS視頻調(diào)用等多項創(chuàng)新功能，功能強大。 四、技術(shù)優(yōu)勢 1.數(shù)字高清攝像機智能視頻檢測、抓拍，捕獲率99.7%； 2.前端單臺主機可同時監(jiān)控雙方向六車道。 3.可對抓捕圖像中的多個/多樣車牌（包括民用車牌、武警、軍車、外交等類型的牌照以及2002式牌照、摩托車牌，農(nóng)用車牌等）進行快速識別，車牌號平均識別率96%。 4.抓拍圖像清晰度高，可看清駕駛室人員面部表情（數(shù)字高清攝相機像素140萬）。 5.對每輛車動態(tài)行進過程進行智能錄像，自動保存；采用獨有的壓縮算法，既保證錄像清晰，也保證其文件所

11、占空間很小，充分滿足存儲和傳輸要求。 6.識別大、中、小車型和車牌顏色功能。 7.機動車流量、流速記錄統(tǒng)計功能。 8.采用先進的車輛檢測算法，捕獲無牌車車輛。 9.黑名單智能比對報警及布控攔截功能。 10.傳輸斷點續(xù)傳功能。 11.自動注冊功能，即路口主機可以自動搜索后臺服務(wù)器，無須人工設(shè)置，解決了大型卡口系統(tǒng)復(fù)雜管理的問題。 12.自動實時巡檢診斷，遠程設(shè)置管理，異常情況自動報警功能。系統(tǒng)后臺中心管理軟件功能強大 1.系統(tǒng)兼容與數(shù)據(jù)交換功能：本系統(tǒng)可與公安局、交警、及交警總隊相關(guān)系統(tǒng)對接；數(shù)據(jù)庫可與本地/異地車管部門的各種類型的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)交換。 2.數(shù)據(jù)查詢可以指定幾十項查詢條件，可模糊或

12、精確查詢查詢； 圖示：數(shù)據(jù)查詢 3.實時瀏覽前端抓拍數(shù)據(jù) 圖示：列表方式瀏覽 4.車流量多模式統(tǒng)計：提供按時間、地點統(tǒng)計方式，統(tǒng)計結(jié)果以柱狀圖、餅狀圖、曲線圖相結(jié)合的方式展現(xiàn)，并提供統(tǒng)計結(jié)果導(dǎo)出及打印功能。 5.系統(tǒng)前后臺運行、操作及故障日志自動記錄。 6.強大的權(quán)限控制功能，提供多級用戶權(quán)限管理。 7.具備GIS視頻、黑名單報警、嫌疑車輛布控攔截功能。五、技術(shù)指標(biāo) 1.車輛捕獲率：99.9% 2.車牌識別率：96% （高于GA/T497-2004標(biāo)準(zhǔn)要求） 3.車牌識別準(zhǔn)確率：高于GA/T 497-2009 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件 4.抓拍時間：40ms （實時抓拍） 5.抓拍

13、車速范圍：5 220km/h 6.圖像分辨率：1600×1236 pixel 7.色彩模式：24位真彩色 8.壓縮格式：JPEG 9.白天圖像大?。?40K（均值） 10.夜晚圖片大?。?50K（均值） 1.圖象清晰度：能看清駕駛室前排人員容貌 12.主要記錄數(shù)據(jù)：車輛經(jīng)過時間、地點、車牌號、車牌顏色、車型（大車、小車）、 車速、是否超速、超速百分比 13.視頻測速精度：按GB/T212552007國標(biāo)執(zhí)行 14.電器裝置: 過載、接地、漏電、短路保護裝置 15.避雷裝置: 符合國家相關(guān)電器安全標(biāo)準(zhǔn) 16.正常工作溫度：3070； 17.正常工作濕度：95%； 18.防護等級：符合I

14、P55標(biāo)準(zhǔn)； 19.電源范圍：220V 50Hz±10% 第四章 車輛監(jiān)測用微波測速雷達的可靠性設(shè)計用實例解說如何進行系統(tǒng)化的可靠性設(shè)計；介紹按系統(tǒng)級、電路級、結(jié)構(gòu)級、綜合級的設(shè)計方法；參數(shù)中心設(shè)計等現(xiàn)代概念的應(yīng)用；發(fā)展自主創(chuàng)新商用電子產(chǎn)品的特點、難點和必須經(jīng)過的歷程。 一、可靠性設(shè)計的主要基本參照文件  GB/T 114631989 電子測量儀器  可靠性試驗；  GB 6587.186  電子測量儀器環(huán)境試驗總綱          

15、       及GB 6587 系列文件；  GB 5080.186 設(shè)備可靠性試驗  總要求                 及GB 5080 系列文件。  JJG 5272007機動車超速自動監(jiān)測系統(tǒng)檢定規(guī)程  JJG 5282004 機動車?yán)走_測速儀檢定規(guī)程 二、測速雷達可靠性設(shè)計的目的和意義1.  &

16、#160;  保證測速雷達產(chǎn)品符合國家和行業(yè)提出的相關(guān)可靠性標(biāo)準(zhǔn)；2.     保證產(chǎn)品在使用民用級元器件和批量生產(chǎn)條件下，達到合理的合格率；3.     保證產(chǎn)品在民用無維護、戶外惡劣的應(yīng)用環(huán)境下，具有合理的故障率；4.     保證上述要求的低成本實現(xiàn)。     以上四項要求事實上是產(chǎn)品能否生存的基本條件。公路車輛測速雷達作為民用產(chǎn)品，不可能用苛刻的元器件篩選來滿足產(chǎn)品合格率的要求，因為那樣會大幅度提高產(chǎn)品造價；不可能要求

17、用戶具有專業(yè)的維護技能、遵從耐心的安裝規(guī)則、和有清潔的安裝使用環(huán)境；必須能適應(yīng)長期戶外的惡劣環(huán)境，包括200C700C的工作環(huán)境溫度，以及雨、鹽霧的侵蝕、雷電環(huán)境和電磁干擾；產(chǎn)品必須具有很低的故障率，稍高的故障率就會使產(chǎn)品被市場淘汰。低成本又是緊要的限制。為了達到這些目標(biāo)，大量生產(chǎn)的電子產(chǎn)品，包括民用電子產(chǎn)品，其設(shè)計思想與軍用或?qū)Ｓ秒娮赢a(chǎn)品的設(shè)計思想就會有重大的不同。軍用電子產(chǎn)品通常采用性能最優(yōu)化設(shè)計：用當(dāng)前可得到的技術(shù)資源，達到最好的設(shè)計指標(biāo)。成本，包括成量生產(chǎn)下的成本，對軍用產(chǎn)品而言是次要的考慮因素。因此，設(shè)計方案盡量完善，產(chǎn)品構(gòu)成可以很復(fù)雜，可以使用各種支持技術(shù)附加到產(chǎn)品上。大量生產(chǎn)的產(chǎn)

18、品包括民用產(chǎn)品則完全不可能這樣設(shè)計。大量生產(chǎn)條件下，節(jié)約成本極為緊要。對應(yīng)用電子產(chǎn)品而言，只要產(chǎn)品能夠滿足應(yīng)用需求，設(shè)計應(yīng)力求精簡。精簡設(shè)計帶來的好處不僅僅是降低成本，而且更容易保證產(chǎn)品的可靠性。精簡設(shè)計要從總體方案的制定開始。必須重新審視每一個可能的技術(shù)方案，尋求最精簡可靠的方案。在精簡的總體設(shè)計中必須通過仔細的分析論證，提出保證技術(shù)指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，并將解決關(guān)鍵技術(shù)作為產(chǎn)品發(fā)展的第一步。在此基礎(chǔ)上才能落實總體方案。然后小心地進行電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證產(chǎn)品滿足應(yīng)用需求和高的可靠性。由于民用產(chǎn)品成本上的苛刻限制，對它的可靠性設(shè)計是一個挑戰(zhàn)。本文件具體說明我們在測速雷達設(shè)計中對可靠性的考慮。

19、0;三、可靠性設(shè)計的基本思路   系統(tǒng)級設(shè)計：采用精簡設(shè)計方案。在滿足技術(shù)要求的前提下，盡量避免使用繁雜的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。   電路級設(shè)計：采用降額設(shè)計原則；預(yù)保護技術(shù)；電路參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)；低敏感度設(shè)計技術(shù)；抑制干擾的接地和布線技術(shù)；抑制干擾的屏蔽技術(shù)；電路的保護性設(shè)計；接口的保護性設(shè)計；以及電磁兼容性設(shè)計。   結(jié)構(gòu)級設(shè)計：采用電路結(jié)構(gòu)一體化的設(shè)計方法，在保證電氣特性的同時，還要保證結(jié)構(gòu)滿足環(huán)境應(yīng)用需求。需要考慮的技術(shù)問題包括：殼體的剛性、密封性、易安裝性、和環(huán)境適應(yīng)性（溫度、濕度、抗風(fēng)、抗鹽霧、抗振動能力）；結(jié)構(gòu)的力學(xué)合理性

20、；結(jié)構(gòu)與電磁兼容技術(shù)的適應(yīng)性；結(jié)構(gòu)力學(xué)、聲學(xué)振動對雷達性能的影響考慮。   綜合級設(shè)計：指熱設(shè)計、抗輻射設(shè)計、抗主動干擾設(shè)計；環(huán)保型設(shè)計考慮；包裝、運輸設(shè)計考慮等等。本測速雷達不考慮抗輻射和抗主動干擾設(shè)計問題。 四、系統(tǒng)級可靠性設(shè)計   精簡設(shè)計是經(jīng)濟型電子系統(tǒng)可靠性設(shè)計的基本思路。本測速雷達的總體方案完全遵從精簡設(shè)計的原則。具體地說，在總體設(shè)計中考慮了l      使用最可靠又簡單、有效的設(shè)計方案；l      對關(guān)鍵性的技術(shù)問題進行仔細論證和

21、預(yù)先研究，保證達到技術(shù)要求，避免過度設(shè)計；l      避免使用繁雜的電路設(shè)計方案；l      避免在設(shè)計方案中使用對應(yīng)用環(huán)境敏感的部件或組件。在系統(tǒng)級設(shè)計方案中使用了下列設(shè)計考慮：1.     微波發(fā)射源使用混合微波集成電路振蕩器，而不用國外產(chǎn)品常用的GUNN振蕩器。這避免了GUNN振蕩器可能出現(xiàn)的振蕩頻率跳?，F(xiàn)象。這種頻率跳變現(xiàn)象特別敏感于起振時的環(huán)境溫度和電源變化。GUNN的振蕩模式跳變常常具有不規(guī)則性，并會造成雷達測量的速度數(shù)據(jù)完全不可用。使用混

22、合微波集成電路振蕩器可以消除跳?，F(xiàn)象，保證了雷達測量數(shù)據(jù)的可靠性。2.     從測速雷達的應(yīng)用要求來看，雷達天線波束方向性圖的質(zhì)量是決定性能的關(guān)鍵。這包括波束寬度，波束形狀因子（10dB寬度與3dB寬度的比值），旁瓣電平，以及天線的輻射效率。把這些指標(biāo)做高，會大大減緩對雷達電路設(shè)計和數(shù)據(jù)處理算法的壓力。直接受影響的技術(shù)參數(shù)包括：雷達的測速距離或靈敏度；雷達對車輛的定位準(zhǔn)確性；雷達區(qū)分車輛的能力；雷達克服鄰車道干擾的能力。因此在本雷達中，對雷達天線設(shè)計下了深入的功夫。天線在成量生產(chǎn)條件下方向性圖的一致性很好，波束形狀因子接近于2，旁瓣電平為15dBi或更

23、低。這為雷達在批量生產(chǎn)條件下保證性能的一致性奠定了基礎(chǔ)。3.     雷達接收和信號檢測使用了窄帶系統(tǒng)方案，以達到低的噪聲帶寬。盡可能減少微波收發(fā)系統(tǒng)中的微波器件，對于降低成本和提高可靠性很有意義。4.     充分利用當(dāng)前市場上可得到的電子器件的功能，達到簡化設(shè)計、提高性能、和降低成本的綜合目標(biāo)。5.     使用了單個高速KITOZERP信號處理方案，盡量不附加FPGA芯片。這是鑒于所選用的高速浮點KITOZERP芯片功能強大，不貴。我們的經(jīng)驗表明，充分發(fā)揮單個KITOZ

24、ERP的作用，而不是用多片合作解決信號處理及相關(guān)問題可以減少多個器件互連可能引起的不可靠問題。此外，系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和擴充集中到KITOZERP軟件工作上，更容易滿足不同用戶和應(yīng)用環(huán)境提出的不同要求。 五、電路級可靠性設(shè)計1. 降額設(shè)計   采用了以下降額設(shè)計措施：l      所有元器件采用工業(yè)級，容許工作溫度范圍（400C850C）；儲存溫度范圍（650C1500C）；l      電容元件的耐壓高于工作電壓2倍；l    

25、  電源模塊上電容元件的耐壓高于工作電壓2.5倍；l      電阻元件額定功耗高于實際功耗3倍；l      電源額定輸出功率高于實際輸出功率2.5倍； 2. 預(yù)保護技術(shù)    對微波器件采用了特別的預(yù)保護技術(shù)。這包括l      預(yù)短路技術(shù)，保證微波器件在安裝過程中不會受靜電或漏電的沖擊而損壞；l      置偏和供電限制，保證微波器件不發(fā)生過

26、流和過壓問題；l      結(jié)構(gòu)性保護：微波電路有嚴(yán)格的加工工藝過程、對芯片粘貼和金絲綁定的加重措施、以及有專門的小型屏蔽保護結(jié)構(gòu)。 3. 電路參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)       對于大規(guī)模生產(chǎn)的電子產(chǎn)品，必須使用參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)。當(dāng)設(shè)計指標(biāo)給定時，原則上說，元器件參數(shù)容許在一個參數(shù)空間中取值。而最佳或最合理的一組元件的設(shè)計值（稱為中心設(shè)計值）應(yīng)該這樣來選取：當(dāng)任何一個元件參數(shù)的實際值偏離它的設(shè)計值在一個規(guī)定的離差范圍內(nèi)時，電路特性能夠控制在一個規(guī)定的容許范圍內(nèi)?？梢岳斫?，對民用電

27、子產(chǎn)品特別是其中的模擬電路，使用參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)特別重要。使用了參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)，可以避免對元器件的參數(shù)進行苛刻的篩選，可以大幅度地提高產(chǎn)品的成品率。       實現(xiàn)參數(shù)中心設(shè)計必須使用計算機輔助設(shè)計和仿真（CAD&S）技術(shù)。用電路特性的容限圖作為基本限制條件。從一個基本設(shè)計開始，對元件參數(shù)進行隨機偏離試驗，通過計算機仿真來尋找元件參數(shù)的（集合的）設(shè)計中心值。這個過程稱為Monte Carlo仿真。不過，當(dāng)電路中元件參數(shù)很多，特別是含非線性和溫度相關(guān)特性時，這種基本的隨機試驗法計算工作量太大。許多實施技術(shù)可以大幅度地減少計算

28、工作量。一種有效方法是區(qū)分重要參數(shù)和非重要參數(shù)，中心設(shè)計技術(shù)只對重要參數(shù)實施。此外，在基本設(shè)計中，電路結(jié)構(gòu)（拓?fù)洌┑倪x擇非常重要。不同電路結(jié)構(gòu)的特性關(guān)于元器件參數(shù)變化的敏感度常常是不同的。如果電路中含有溫度敏感元件，例如希望補償有源振蕩器的頻率漂移，那么必須對電路拓?fù)溥M行仔細分析，確認(rèn)補償?shù)臋C制和合理性。有經(jīng)驗的設(shè)計人員對不同的功能電路常常有一些經(jīng)驗的處理方法，可以很有效地實施參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)。       在測速雷達中，我們對雷達發(fā)射源的頻率穩(wěn)定性實施了參數(shù)中心設(shè)計技術(shù)。振蕩源器件的頻率電壓關(guān)系是非線性的，這種關(guān)系隨溫度變化而變化。

29、振蕩源器件特性的離差相當(dāng)大，為大量生產(chǎn)條件下保證產(chǎn)品特性一致性造成困難。鑒于微波發(fā)射源頻率穩(wěn)定性對測速雷達至關(guān)重要，在產(chǎn)品設(shè)計中作了專門考慮。對頻率穩(wěn)定化電路實施參數(shù)中心設(shè)計的實踐表明，所提到的困難能夠得到克服。本產(chǎn)品生產(chǎn)中，在無苛刻元器件篩選的條件下，生產(chǎn)的雷達可以在規(guī)定的全溫度范圍內(nèi)（200C700C）達到24.15GHz±15MHz的頻率穩(wěn)定度（國家標(biāo)準(zhǔn)是±45MHz），并保證雷達生產(chǎn)達到合理的高成品率。 4. 低敏感度設(shè)計技術(shù)      當(dāng)電路中含放大器等有源器件時，降低電路特性對參數(shù)變化的敏感度就很重要。

30、在本雷達系統(tǒng)設(shè)計中使用的方法有l(wèi)      采用低阻信號通道進行傳輸和互連，降低電路匹配不完善可能引起的問題，降低雜散參數(shù)對電路性能的影響；l      限制每個放大器的增益和帶寬，避免寄生振蕩的可能性，保證產(chǎn)品特性的一致性；l      選用低敏感度中頻濾波器設(shè)計方案，確保穩(wěn)定性；l      采用寬輸入電源設(shè)計。額定外電源電壓是12V，容許的電壓范圍是7V +16V。  

31、6.     抑制干擾的接地、布線和屏蔽技術(shù)本雷達中采用了很精細的接地、布線和屏蔽技術(shù)。大致說來，包括l     嚴(yán)格區(qū)分模擬地、數(shù)字地、電源地、外殼地，對這些地的互連進行了細致的分析和處理；l     對模擬和數(shù)字電路進行了隔離處理，特別是保證了弱輸入模擬信號免除可能來自數(shù)字電路和電源電路的干擾；l     對微波、模擬和電源模塊進行分別的屏蔽處理；l     對內(nèi)部電路整體進行了防靜電積累處理

32、。 6. 電路保護性設(shè)計l     針對外電源輸入可能被用戶反接的問題作了保護性設(shè)計；電源模塊引入了限流、限壓和短路保護。l     對電源的不同負(fù)載引入了解耦設(shè)計，防止數(shù)字電路通過電源對模擬電路發(fā)生串?dāng)_；l     對電路塊的輸出引入了短路保護設(shè)計；l     對功耗較大的電路引入了限流和限壓設(shè)計；l     對易損電路器件如微波混頻器采用綜合性的保護設(shè)計，如預(yù)短路；防電沖擊和過壓；防

33、裝調(diào)過程中的不慎觸及等。 7. 接口的保護性設(shè)計       232接口的自保護能力不足，在用戶不規(guī)范的使用情況下可能造成損壞。為了強化232接口抗不規(guī)范外部使用條件的能力，在本雷達中采用了以下措施：l      給232接口輸出芯片附加限流保護；l      在232輸出線路上附加限流和限壓保護。 8. 電磁兼容性設(shè)計    與測速雷達相關(guān)的電磁兼容性要求包括：抗公路環(huán)境雜散電輻射的能力；抗電源

34、和殼體引入電沖擊的能力；抗下位微機引入雜散串?dāng)_的能力；在雷電干擾下系統(tǒng)保持正常工作的能力；系統(tǒng)承受靜電放電沖擊的能力；電源短時或持續(xù)中斷后系統(tǒng)的重啟能力；限制雷達系統(tǒng)對外產(chǎn)生無效輻射的水平。這些要求在電路級可靠性設(shè)計的前述各項措施中大多數(shù)已加以考慮。一部分額外的設(shè)計考慮如下：l         將雷達本體和殼體在電氣上獨立起來，它們之間通過高電阻互連，這可以避免殼體上感應(yīng)的各種雜散干擾傳導(dǎo)到雷達本體上，同時為雷達本體提供一個靜電的釋放通道，避免造成靜電積累。l    

35、0;    對雷達電路各單元在斷電后的自動重啟作了仔細考慮，特別是從硬件和軟件設(shè)計兩個方面保證了KITOZERP處理單元的自動重啟。l         雷達后板或殼體具有防止雷達數(shù)字脈沖電路可能產(chǎn)生對外不良輻射的能力。l         雷達本體與外部的電氣互連經(jīng)過一個密封連接器進行，保證了密封連接器的導(dǎo)體與雷達殼體之間的絕緣強度。l      &

36、#160;  所設(shè)計的雷達天線通帶約為24.15GHz±0.5GHz，有能力抑制現(xiàn)代交通和工業(yè)環(huán)境下產(chǎn)生的非故意強干擾和雷電干擾，因為這類干擾的頻譜在1GHz以上時衰減很快。雷達工作帶寬很窄（約18kHz），有能力避開24GHz附近的常規(guī)非頻率跟蹤式故意干擾。天線波束很窄，旁瓣在15dB以下。在應(yīng)用中波束通常固定地指向車道上的一個固定照射區(qū)。因此通過天線接收外界干擾受到頻域和空域的雙重限制。 六、結(jié)構(gòu)級可靠性設(shè)計1電路結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計方法    一體化設(shè)計對微波收發(fā)前端特別重要，其基本思路是：在保證微波收發(fā)系統(tǒng)性能的前提下，使用加工量最

37、少和最緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計。常用的措施包括：l     對微帶電路必須有良好的屏蔽結(jié)構(gòu)；l     在保證微波電路單元和單元之間對電長度和匹配需求的前提下，盡量縮短之間的距離；l     對微帶電路強加空間的結(jié)構(gòu)限制，保證正常傳輸?shù)那疤嵯?，提高各個電路端口之間的隔離度，以及避免出現(xiàn)寄生傳輸和振蕩模式；l     盡可能將各個微波功能單元進行一體化、平面化設(shè)計，盡量避免或減少微波功能單元之間額外的互連需求和同軸波導(dǎo)微帶轉(zhuǎn)換設(shè)計； &#

38、160;  按照以上原則我們將微波收發(fā)前端設(shè)計成以下形式：使用一個天線底板，一面貼天線，背面貼微波收發(fā)電路，它們之間使用一個同軸結(jié)構(gòu)直接互連。微波收發(fā)電路設(shè)計得很緊湊，該電路使用一個屏蔽蓋扣蓋起來。雷達的其他電路可以安排在收發(fā)電路周圍，也可重疊安裝。 2. 結(jié)構(gòu)可靠性的常規(guī)設(shè)計   包括：殼體的剛性、密封性、易安裝性、和環(huán)境適應(yīng)性（溫度、濕度、抗風(fēng)、抗鹽霧、抗振動能力）；結(jié)構(gòu)的力學(xué)合理性。幾個主要措施包括l     使用了力學(xué)強度高、電氣性能好的工程塑料制作雷達的前罩；l   

39、0; 使用了硬質(zhì)鋁合金雷達后蓋或鋼質(zhì)殼體；l     對后蓋或殼體的電氣和機械外連采用密封型設(shè)計；l     前罩與殼體或后蓋之間使用了密封槽和密封圈的連接設(shè)計；l     在殼體或后蓋上設(shè)計了緊湊、靈活、并方便的對外安裝結(jié)構(gòu)；l     對需要緊固的互連結(jié)構(gòu)，使用了消應(yīng)力設(shè)計，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞變形。    3. 抗聲學(xué)振動設(shè)計        抗聲

40、學(xué)振動對測速雷達有特殊意義。測速雷達基于多普勒原理工作。當(dāng)雷達發(fā)射頻率為24.15GHz時，公路車輛的高速移動造成的多普勒頻率限定在018kHz范圍內(nèi)。當(dāng)雷達被安裝到公路旁、公路上方、或警車上時，外界強烈的聲學(xué)振動和機械振動會引起雷達殼體的振動，并進一步引起雷達天線結(jié)構(gòu)和防護罩的振動，造成發(fā)射和接收微波信號的寄生調(diào)制。聲學(xué)和機械振動頻率大致在05kHz范圍內(nèi)，落在有效多普勒頻率范圍內(nèi)。如果不加以抑制，寄生調(diào)制造成的假信號會造成錯誤的數(shù)據(jù)輸出。在本雷達使用了抑制聲學(xué)振動的設(shè)計。主要措施是：保證微波電路密封結(jié)構(gòu)的剛性，使密封結(jié)構(gòu)的機械諧振頻率遠離雷達使用環(huán)境下可能出現(xiàn)的強聲學(xué)振動頻率；在雷達本體和

41、殼體之間使用高阻尼機械互連設(shè)計，一方面加大了殼體對外產(chǎn)生機械諧振的阻尼，同時大大抑制了雷達本體的機械諧振。 4. 結(jié)構(gòu)與電磁兼容技術(shù)的適應(yīng)性  由于使用了一體化設(shè)計考慮，本雷達結(jié)構(gòu)與電磁兼容性設(shè)計達到了良好適應(yīng)。 七、綜合級可靠性設(shè)計1. 熱設(shè)計  本雷達無大功耗元器件，熱設(shè)計考慮得到大大簡化。主要考慮包括  微波發(fā)射源有一定散熱需求。對此按照器件使用說明書推薦的方法進行了良好的貼地處理。同時，發(fā)射源、蓋板與天線板有良好的熱接觸，提供了很大的散熱結(jié)構(gòu)，遠高于器件的散熱需求。   由于采用了降額設(shè)計，所有器件的散熱都有充分的安

42、全余量，同時所有器件都能承受規(guī)定的環(huán)境穩(wěn)定變化。 2. 環(huán)保型設(shè)計考慮  本雷達所用元器件原則上采用無鉛焊器件，電路板采用無鉛焊接，遵從國際相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 3. 包裝、運輸設(shè)計考慮   為雷達產(chǎn)品設(shè)計了專門的包裝盒，使用了內(nèi)部厚紙板框架和厚泡沫減震材料，保證雷達產(chǎn)品能夠承受運輸過程。 八、可靠性預(yù)檢驗   雷達產(chǎn)品必須通過嚴(yán)格的可靠性檢驗才能進入市場。常規(guī)的可靠性檢驗設(shè)備規(guī)模龐大，造價高昂。中小型電子制造業(yè)，包括大多數(shù)民營企業(yè)，不可能在發(fā)展初期有能力構(gòu)建符合國家資質(zhì)要求的可靠性檢驗系統(tǒng)。合理的做法是，本企業(yè)構(gòu)建一

43、套初級的予檢驗系統(tǒng)，目的是把握本企業(yè)產(chǎn)品可靠性的基本情況。產(chǎn)品必須先完全通過本企業(yè)的預(yù)檢驗，再到有可靠性檢驗資質(zhì)的部門進行認(rèn)證檢驗。    本企業(yè)的可靠性預(yù)檢驗包括如下項目： 1.     高溫工作檢驗將成品雷達置于烘箱中啟動工作，通過烘箱的玻璃窗在外部用微波接收天線和頻譜分析儀測量雷達的發(fā)射頻率和功率。讓烘箱的溫度上升到700C并保持溫度。在此條件下，雷達持續(xù)工作2小時，測量雷達的發(fā)射頻率和功率的變化應(yīng)滿足限定指標(biāo)。 2.     低溫工作檢驗將成品雷達置于冷凍箱

44、中啟動工作，通過冷凍箱的玻璃窗在外部用微波接收天線和頻譜分析儀測量雷達的發(fā)射頻率和功率。讓冷凍箱的溫度下降到200C并保持溫度。在此條件下，雷達持續(xù)工作2小時，測量雷達的發(fā)射頻率和功率的變化應(yīng)滿足限定指標(biāo)。 3. 雨水侵蝕檢驗   用自來水代替雨水，噴灑雷達30分鐘后，加電工作應(yīng)正常。然后開蓋檢查，雷達內(nèi)部應(yīng)無水浸入的現(xiàn)象。 4. 跌落試驗   將試驗樣品雷達（每組3只）置于1.5米高度上自由落體跌落在硬質(zhì)石面地板上。跌落后，雷達殼體可出現(xiàn)小的撞擊傷痕，但應(yīng)無破裂，并加電工作正常。 5.   &

45、#160; 靜電放電試驗   用靜電放電發(fā)生器對雷達進行靜電沖擊。放電電壓置于5000伏或更高，儲能電容150pF，放電電阻330。對雷達殼體包括外接頭附近進行靜電放電沖擊。在重復(fù)多次靜電沖擊后，雷達加電測試應(yīng)工作正常。 6. 持續(xù)加電工作試驗   將雷達成批量地置于加電測試工作臺上，加電進入工作，持續(xù)時間72小時。完成后，檢查雷達是否仍然處于正常工作狀態(tài)。 7. 現(xiàn)場測試   將雷達置于公路旁、過街天橋上等現(xiàn)場條件下，對車輛進行現(xiàn)場應(yīng)用測試，包括數(shù)據(jù)采集。在典型應(yīng)用環(huán)境下，針對幾種典型目標(biāo)所采集的數(shù)據(jù)應(yīng)表明雷達的

46、工作是否正常和是否達到技術(shù)要求。 8. 對雷達平均無故障工作時間（MTBF）的估計   通過持續(xù)加電工作實驗的積累實驗數(shù)據(jù)可以容易地估計在室內(nèi)環(huán)境下雷達工作的平均無故障工作時間。這個數(shù)據(jù)常常只有參考意義。更可信的平均無故障工作時間估計可以通過試用產(chǎn)品的用戶來獲得。一個實例如下：太原市交通管理系統(tǒng)中，從2008年9月下旬起使用本企業(yè)定型的測速雷達61只，至今已歷時8個多月，經(jīng)歷了戶外酷暑、寒冬、雨霧等環(huán)境過程，出現(xiàn)故障報告共4次（二例接口故障，二例接收靈敏度下降）。利用這些數(shù)據(jù)，按行業(yè)通用的方法估計出雷達戶外工作條件下的平均無故障工作時間約為90000小時，高于國家

47、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的12000小時。第五章 雷達測速儀的原理一、雷達測速儀的原理雷達為利用無線電回波以探測目標(biāo)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年的不列顛空戰(zhàn)中，七百架載有雷達的英國戰(zhàn)斗機，擊敗兩千架來襲的德國轟炸機，因而改寫了歷史。二次大戰(zhàn)后，雷達開始有許多和平用途。在天氣預(yù)測方面，它能用來偵測暴風(fēng)雨；在飛機輪船航行安全方面，它可幫助領(lǐng)港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務(wù)。  雷達工作原理與聲波之反射情形極類似，差別只在

48、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(fā)射機相當(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。接收機之作用則與人耳相仿，用以接收雷達發(fā)射機所發(fā)出電脈沖之回波。  二、測速雷達主要系利用都卜勒效應(yīng)原理測速雷達主要系利用都卜勒效應(yīng)原理：當(dāng)目標(biāo)向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射機頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠離天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射機率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值，計算出目標(biāo)與雷達的相對速度。  雷射的英文為Laser，這個字是由Light Amplification by Stimul

49、ated Emission of Radiation的第一個字母縮寫而成，意思是指，經(jīng)由激發(fā)放射來達到光的放大作用。雷射所激發(fā)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著，彼此間分毫不差地互相平行，使整個光束發(fā)射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發(fā)現(xiàn)，從地球發(fā)射的雷射光在經(jīng)過近四十萬公里的太空之旅后，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。 三、測速雷射種類 測速雷射種類于固態(tài)雷射中的半導(dǎo)體雷射。雷射測速設(shè)備采用紅外線半導(dǎo)體雷射二極管

50、。雷射二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度：  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關(guān)，大大提高精確度。  3. 雷射二極管發(fā)射率很窄，其偵測器極易接收到精確的波長；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的，不會影響駕駛?cè)说淖⒁饬Α? 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，激光脈沖傳送到目標(biāo)再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發(fā)射兩個脈沖，即可測得兩個距離；

51、將此二距離之差除以發(fā)射時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速度；實務(wù)上，為避免錯誤，一般雷射測速器（槍）在瞬間發(fā)射高達七組的脈沖波，自以最小平方法求其平均值，去計算目標(biāo)速度。第六章 雷達原理雷達就是靠發(fā)電磁波，通過接受物體反射的回波，探測目標(biāo)定位的裝置。發(fā)射一穿特定波形的信號。計算每個波形發(fā)射返回的時間差。用已知光速，乘以時間除以二就是目標(biāo)的距離、老式的雷達有兩套掃描發(fā)射接收天線。一個水平旋轉(zhuǎn)，用以確定方向，一個上下磕頭，確定海拔高度。方向準(zhǔn)確回波最強。再老一點的雷達，連計算機都沒有。將發(fā)生波形。與反射回波波形，投在屏幕上，看兩者波形相位角大小。利用事先確定的常數(shù)標(biāo)尺估算距

52、離。也就是二戰(zhàn)計算機發(fā)明以前的雷達。我們常?？匆姂?zhàn)斗影片中有雷達有一個屏幕，由兩個波浪曲線組成，就是這個。而原型掃描屏幕，是信號經(jīng)過再處理生成的屏幕。 計算機發(fā)明以后，這種雷達已經(jīng)淘汰，或改做氣象雷達了。第二代雷達自然是配備了計算機技術(shù)，能夠精確確定目標(biāo)了，雖然可以探測到多個目標(biāo)，但是只能跟蹤一個目標(biāo)。當(dāng)前世界上主流采用的是第三代雷達。記相控陣?yán)走_，與傳統(tǒng)雷達原理是一樣好的，但它的天線非常多像矩陣一樣。如同昆蟲的復(fù)眼，每個天線，只負(fù)責(zé)掃描一小片區(qū)域。接收機也是如此，個單元聯(lián)合作戰(zhàn)。通過計算機分析每個單元的信號特征，可精確定位鎖定多個目標(biāo)進行追蹤（攔截導(dǎo)彈）。不需要像傳統(tǒng)雷達一樣時時刻刻都都要轉(zhuǎn)

53、動。而且抗干擾能力強，能夠通過雷達特征，一定程度上區(qū)分?jǐn)澄摇?相控陣?yán)走_也不是技術(shù)頂點，新型的成像雷達，能夠?qū)⒗走_波聚焦投影在特殊的底片上成像。他的抗干擾能力更強，因為傳統(tǒng)的雷達干擾是在雷達接收天線，只能能表示信號強弱的一維基礎(chǔ)上進行的。而成像以后是平面或立體的圖像，就像我們的眼睛一樣很難被欺騙了。還有激光雷達等等?？茖W(xué)技術(shù)永無止境雷達(radar)原是“無線電探測與定位”的英文縮寫。雷達的基本任務(wù)是探測感興趣的目標(biāo)，測定有關(guān)目標(biāo)的距離、方問、速度等狀態(tài)參數(shù)。雷達主要由天線、發(fā)射機、接收機（包括信號處理機）和顯示器等部分組成。 雷達發(fā)射機產(chǎn)生足夠的電磁能量，經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線。天線將這

54、些電磁能量輻射至大氣中，集中在某一個很窄的方向上形成波束，向前傳播。電磁波遇到波束內(nèi)的目標(biāo)后，將沿著各個方向產(chǎn)生反射，其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向，被雷達天線獲取。天線獲取的能量經(jīng)過收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到接收機，形成雷達的回波信號。由于在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減，雷達回波信號非常微弱，幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號，經(jīng)過信號處理機處理，提取出包含在回波中的信息，送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等。 為了測定目標(biāo)的距離，雷達準(zhǔn)確測量從電磁波發(fā)射時刻到接收到回波時刻的延遲時間，這個延遲時間是電磁波從發(fā)射機到目標(biāo)，再由目標(biāo)返回雷達接收機的傳播時間。根據(jù)電磁波的傳播速

55、度，可以確定目標(biāo)的距離為：S=CT/2 其中S：目標(biāo)距離 T：電磁波從雷達到目標(biāo)的往返傳播時間 C：光速第七章 雷達測速一、概述在交通工程上，速度是計量與評估道路績效和交通狀況的基本重要數(shù)據(jù)之一。速度數(shù)據(jù)的搜集方法有許多種，包括人工測量固定距離行駛時間、壓力皮管法、線圈法、影像處理法、雷達測速法與激光測速法等。其中后兩者屬于攜帶容易而且精確度高的方法，因此廣受采用。 超速行車在交通違規(guī)中占有極大比例，此一現(xiàn)象可從高速公路過去四年間違規(guī)告發(fā)項目中，超速案件比例均在三分之二左右看出端倪，而超速行車一直被認(rèn)為是肇事之重要因素之一；因此從交通執(zhí)法觀點而言，取締超速系比較具體的維護交通安全之手段。國內(nèi)取

56、締違規(guī)超速一向以雷達測速槍當(dāng)工具，徑行舉發(fā)案件則輔以照相設(shè)備；只是近年來，雷達偵測器盛行，價格普及化之后，即使法規(guī)明令禁止使用，一般民眾仍趨之若騖，因為其價格只需逃避一至兩次取締的機會即可完全回收成本。以交通工程觀點來看，駕駛?cè)巳粞b有雷達偵測器，則路邊定點所測得的車速即會因駕駛?cè)烁兄軠y速，誤以為警察人員執(zhí)行取締而有普遍減速現(xiàn)象；除造成數(shù)據(jù)失真外，并因而有引起事故之可能。 二、基本原理雷達為利用無線電回波以探測目標(biāo)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

57、是在1940年的不列顛空戰(zhàn)中，七百架載有雷達的英國戰(zhàn)斗機，擊敗兩千架來襲的德國轟炸機，因而改寫了歷史。二次大戰(zhàn)后，雷達開始有許多和平用途。在天氣預(yù)測方面，它能用來偵測暴風(fēng)雨；在飛機輪船航行安全方面，它可幫助領(lǐng)港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務(wù)。 雷達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線電波，而非聲波。雷達之發(fā)射機相當(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。接收機之作用則與人耳相仿，用以接收雷達發(fā)射機所發(fā)出電脈沖之回波。 測速雷達主要系利用多普勒效應(yīng)（Doppler Effec

58、t）原理：當(dāng)目標(biāo)向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射機頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠離天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射機率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值，計算出目標(biāo)與雷達的相對速度。 鐳射的英文為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(jīng)由激發(fā)放射來達到光的放大作用。鐳射所激發(fā)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著，彼此間分毫不差地互相平行，使整個光束發(fā)射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發(fā)現(xiàn)，從地球發(fā)射的激光在經(jīng)過

59、近四十萬公里的太空之旅后，只在月球表面上投射出一片約三公里直徑大小的圓而已！此特性使得激光在焊接、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。 測速激光種類于固態(tài)鐳射中的半導(dǎo)體鐳射。激光測速設(shè)備采用紅外線半導(dǎo)體激光二極管。激光二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度： 1.激光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.激光二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關(guān)，大大提高精確度。 3.激光二極管發(fā)射率很窄，其偵測器極易接收到精確的波長；因此在日間有強烈陽光時，仍能正常操作。 4.激光二極管只發(fā)射電磁光譜中的紅外線部分；而紅外線系眼睛看不見的，不會

60、影響駕駛?cè)说淖⒁饬Α＜す鉁y速槍以測量紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定，激光脈沖傳送到目標(biāo)再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發(fā)射兩個脈沖，即可測得兩個距離；將此二距離之差除以發(fā)射時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速度；實務(wù)上，為避免錯誤，一般激光測速器（槍）在瞬間發(fā)射高達七組的脈沖波，自以最小平方法求其平均值，計算目標(biāo)速度。 三、與雷達之比較超速告發(fā)最易受到的挑戰(zhàn)即是如何確認(rèn)違規(guī)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(xiàn)象卻無法明確認(rèn)定哪一部車輛違規(guī)。原因在于雷達波發(fā)射錐角度約在十至二十度間，而激光發(fā)射錐角度只有不到十分之一度；因此以激光測

61、速可以明確認(rèn)定受測目標(biāo)據(jù)以告發(fā)。激光的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。 雷達與激光之最遠測速距離均在二千多英尺，可以加強設(shè)備發(fā)射功率而增長，只是并不具實際效益。雷達測速器需經(jīng)常用固定頻率的音叉加以校正，而激光測速器則無此必要。另一重要差別在測速的時間，以雷達測速約高要二至三秒鐘，而使用激光則只需要約零點三秒。按此操作速度，廠商甚至開發(fā)出配合激光測速器的照相機以不到一秒的間隔連續(xù)記錄違規(guī)超速車輛。 激光測速槍的缺點是無法于移動狀態(tài)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。至于成本方面，頻雷達測速槍每具時

62、價約新臺幣10萬元，激光測速槍每具約新臺幣30萬元。 四、結(jié)語由于激光束狹窄具有正確認(rèn)定目標(biāo)的特點，許多文獻指出其甚至可以用來測量行人步行或跑步速度；對國內(nèi)為數(shù)眾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激光測速槍對行人、單車與機車目標(biāo)進行量測，均能迅速獲得速度（公里小時）與距離（十分之一公尺）的滿意數(shù)據(jù)。配備激光測速槍的美國警方更利用其精確且快捷的測距功能，將其用在交通事故與刑案現(xiàn)場圖關(guān)鍵點的測繪。國內(nèi)交通警察單位已多次進行激光測速的測試，部份單位也已完成采購。民眾不可自恃裝有超速偵測器而恣意飚車，危害公眾與自身安全。 第八章 流動測速雷達解決方案一、流動測速

63、雷達工作原理 （1）磁感應(yīng)檢測器（多為埋設(shè)式檢測系統(tǒng)） 環(huán)形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設(shè)備。車輛通過埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈，引起線圈磁場的變化，檢測器據(jù)此計算出車輛的流量、速度、時間占有率和長度等交通參數(shù)，并上傳給中央控制系統(tǒng)，以滿足交通控制系統(tǒng)的需要。此種方法技術(shù)成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)點。 這種方法也有以下缺點：a. 線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道，這樣交通會暫時受到阻礙。b. 埋置線圈的切縫軟化了路面，容易使路面受損，尤其是在有信號控制的十字路口，車輛啟動或者制動時損壞可能會更加嚴(yán)重。c. 感應(yīng)線圈易受冰凍、路基下沉、鹽堿等自然環(huán)境的影響。d. 感應(yīng)線圈由于自身的測量原理所限制，當(dāng)車流擁堵，車間距小于3m的時候，其檢測精度大幅度降低，甚至無法