智能便攜式汽車(chē)多普勒雷達測速儀

測量移動(dòng)車(chē)輛和物體的速度對于確保道路安全、進(jìn)行交通分析和支持研究應用至關(guān)重要。傳統系統通常體積龐大或成本高昂，而當前的要求強調緊湊、高效且經(jīng)濟實(shí)惠的替代方案。

該系統提供了一種基于多普勒效應的便攜式無(wú)線(xiàn)速度檢測解決方案。它分析由移動(dòng)物體和傳感器之間的相對運動(dòng)引起的毫米波信號頻率偏移。該系統通過(guò)精確的毫米波發(fā)射和接收，準確測量汽車(chē)、摩托車(chē)和火車(chē)等快速移動(dòng)目標的速度。

這款智能多普勒雷達系統專(zhuān)為多功能性而設計，無(wú)論是安裝在路邊桿上還是用作與移動(dòng)設備配對的便攜式裝置，都支持有效的速度監控。

圖 1： 正在測試的作者原型

上面的物料清單表格詳細說(shuō)明了所需的組件，而圖 1 顯示了作者在三腳架上測試的組裝原型。該系統甚至可以安裝在路邊桿上，用于智慧城市應用和持續監測。

了解雷達中的多普勒效應

多普勒效應是現代雷達測速系統背后的基本原理。它是指由波源和觀(guān)察者之間的相對運動(dòng)引起的波（例如聲音或無(wú)線(xiàn)電波）的頻率和波長(cháng)的變化。

兩個(gè)主要場(chǎng)景用聲音說(shuō)明了這種現象：

1. 移動(dòng)源，靜止觀(guān)察器

如果聲源向觀(guān)察者移動(dòng)，聲波會(huì )被壓縮，從而產(chǎn)生更高的觀(guān)察頻率（更高的音調）。相反，當聲源遠離時(shí)，聲波會(huì )伸展，從而導致觀(guān)察到的頻率較低（音調較低的聲音）。

2. 靜止源，移動(dòng)觀(guān)察者

如果觀(guān)察者向靜止源移動(dòng)，則感知頻率會(huì )增加。如果觀(guān)察者遠離，感知頻率會(huì )降低，從而產(chǎn)生類(lèi)似的多普勒效應。

基于雷達的速度檢測系統的工作原理相同，但它們使用的不是聲波，而是射頻 （RF） 信號，通常在微波范圍內。

多普勒雷達的工作原理

多普勒雷達的工作原理是使用天線(xiàn)或傳感器向特定方向傳輸射頻信號。這些通常安裝在車(chē)輛的前格柵或保險杠上，或安裝在桿子或便攜式系統的外部。發(fā)射的信號向外傳播，掃描周?chē)h(huán)境以查找潛在的障礙物、車(chē)輛或行人。

當這些信號遇到物體時(shí)，一部分信號會(huì )反射回雷達接收器。如果物體是靜止的或以與雷達相同的速度移動(dòng)，則返回信號的頻率基本保持不變。但是，如果物體相對于雷達處于運動(dòng)狀態(tài)，則反射信號會(huì )發(fā)生多普勒頻移。

當物體靠近時(shí)，會(huì )出現正多普勒頻移（頻率增加），而當物體遠離時(shí)，會(huì )出現負多普勒頻移（頻率降低）。通過(guò)分析此頻移，系統可以實(shí)時(shí)準確確定移動(dòng)物體的速度，無(wú)需物理接觸或復雜設置即可實(shí)現精確檢測。