雷達測速儀的功能-雷達測速儀的工作原理-雷達測速儀的應用問題及注意點

• 雷達測速儀簡介

 雷達測試儀是通過微波來測量運動物體的速度，它基于多普勒原理，既當微波照射到運動的物體上時，會產生一個與運動物體速度成比率的一個變化，其變化大小正比于物體運動的速度。如當目標離雷達天線越近時，反射信號頻率將高于發射機頻率，反之，亦然。

• 雷達測試儀的功能

  • 通過模擬移動目標核實在實際多目標距離條件下的運行操作（其它媒介或者路旁目標）。

     通過發送機、接收機和天線的全面表現說明雷達模塊的特色，綜合功能可以進行雷達信號功率和頻率測試而不需要外部設備，并容許雷達訊號功率和測量頻率而無需外接其它設備。

    可與外部的測試附件相接包括頻譜分析儀，功率計來增加彈性。
    

  •  適合獨立的桌面上或暗室測試，及容易與其他的儀器整合到動化的測試桌面上或在標準的生產線上去完成雷達模組的測試。

     內置激光設備以容許精確校正（RTS）天線，進行雷達-正在測試之下而無需附加機械設備，通過簡化的功能測試和安裝時雷達感應器（天線）的對準校正來加快移動生產，容易地以一外部的計算機（經由RS-232）或手持式人工控制器作外部控制。

• 雷達測試儀的工作原理

  • 你一定有這樣的感覺，當一輛拉著汽笛的火車從你身旁開過時，它的聲調越來越高；而背離你遠去時，聲調又會越來越低。而且，車的速度越快，聲調變化的差別越大，這就是多普勒效應。雷達槍就是根據這一原理研制的。

  •  雷達發射的微波以一個扇型的方式出去（S1），在照射區域內的目標會對微波形成一個反射（S2），其中依據實際測量的要求，雷達又分為兩種工作模式：一種是靜態工作模式，一種是動態工作模式。所謂靜態：即雷達靜止不動（不在運動的巡邏車內），測迎面來的汽車或同向遠離的汽車。所謂動態：既雷達處于運動狀態（一般在運動的巡邏車內），測迎面來的汽車或同向遠離的汽車，在動態情況下，測試一般又分為反向測量和同向測量，反向測量：測試的目標和巡邏車的運動方向相反，同向測量：測試的目標和巡邏車的運動方向相同。選用不同的測試狀態，雷達使用不同的運算規則。雷達本身不易判別目標的運動方向。

• 雷達測試儀的應用問題及注意點

  • 1.雷達測速儀是存在速度誤差的：

     任何測試設備在測試實踐中都存在測量誤差，雷達測速儀也不例外，這叫誤差公理。如雷達載波頻率穩定度（不穩定是也）引起的誤差、電波多徑效應引起的誤差、接收機噪聲引起的誤差、接收機終端信號數據處理誤差、測速原理性誤差、光速不準確性引起的誤差、測速公式近似誤差、雷達設站不合理引起的誤差、使用環境變化引起的誤差等。

     這些誤差因素的總合效果，應該使雷達測速的總誤差 ≤1公理/小時。這里所說的測速總誤差 是均方根誤差，也叫標準偏差。它是指誤差發生的概率為0.683的那種誤差。誤差發生的概率為0.9973的誤差是3 ，它稱為最大誤差。比最大誤差3 更大的誤差發生的概率只有0.0007，一般認為大于3 的誤差是反常誤差，或說出現了野值。野值在測速實踐中應該加以剔除。火炮測速雷達的測速實踐中，發生野值的概率為0.05~0.25。

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    所以需要注意點是：

     ①測速雷達的最大誤差是3 =3公里/小時，如果測出汽車超速2、3公里/小時，而判汽車超速是不合理的；

     ②如果發生汽車超速太多，而司機又申訴說沒有超速，執法交警應該考慮雷達測速值是否是野值，不要急于判罰；

     ③測速雷達測量的汽車速度是雷達相對汽車的徑向速度，其值比汽車的真實速度小。二者距離在100米以外時，不會對測速值有太大的影響，距離小于100米就測不準了。

    2.汽車速度指示器也是有誤差的：

     汽車速度表指示的汽車速度值也是有誤差的。其誤差因素有原理誤差、制造誤差、速度表零位差、讀數誤差等。車主和司機應認識到從車速表讀出的汽車速度值是有誤差的。許多原因會影響速度表的準頭，有時會有很大的誤差，受了罰要多從主觀上找原因。要經常校準你的速度表，不要等到受了罰才去校準你的速度表。

     校準車速表有多種方法，方法之一是每次駕車駛過測速雷達時，以車速表讀出值對照測速雷達測量值（包括罰單上給出的值），其差值就是車速表的誤差。如果誤差太大，就需要進一步校檢你的汽車速度表了。這里介紹以另一種簡單有效的方法，就是用GPS導航儀來校準你的汽車速度指示器，因為GPS導航儀是一個高精度的測速設備，其測速誤差僅為0.1m/s。我們強調的是汽車速度指示器，包括速度表，不單純是速度表。具體方法是同時讀出并記錄二者的速度值，求其差值，而后計算汽車速度指示器的系統誤差和隨機誤差。試舉一例如下：

    序號i 1 2 3 4 5 6 7 8

    Vi 70 80 90 100 110 120 130 140

    60.1 69.3 79.7 87.9 98.6 107 117 126

     ΔVi 9.9 10.7 10.3 12.1 11.4 13 13 14

    系統誤差計算結果為11.8km/h

    隨機誤差 計算結果為1.47km/h

    上表中數據的單位都是km/h(千米/小時)；

    Vi 是汽車車速表讀出值；

    另一行 是GPS導航儀讀出值；

    i=1,2,…,n ；

    n是試驗的總次數。

    計算結果表明車速表有較大的系統誤差，需要校正車速表。隨機誤差數值正常。

    另外一次校檢結果為

    系統誤差 3.0km/h，隨機誤差 1.46km/h。

     這兩次校檢的系統誤差都是速度表的零位差，零位差是可以校正的。有時為了防止汽車超速，有意保留一定數值的零位差。

     我們既要認識到雷達測速儀有測速誤差，也要承認汽車速度指示器有誤差，而且雷達測速儀測量速度值的誤差是汽車速度誤差和測速儀本身誤差之和。其數值應為合理超速限應該是超速限再加上（２～３）倍的誤差 ＝（３.６～５.４）ｋｍ／ｈ．

    ３.雷達測速儀的精度校驗問題：

     在目前，雷達測速儀的校檢問題比較混亂。有的計量測試單位用一個高精度的頻率發生器或某種高級音叉作為雷達精度校驗標準；有的計量測試單位只是檢測了雷達的一些技術指標，而沒有進行精度校驗，這些做法值得商榷。雷達測速儀的精度測試應分兩步進行：第一步進行靜態精度測試，第二步進行使用環境下的動態精度測試。但是不論作靜態精度測試還是作動態精度測試，都要經常用模擬測試雷達工作是否正常。這個模擬信號源就相當于有的計量單位使用的高精度頻率發生器或高級音叉。模擬信號源是不能測出雷達的測速精度的。

    

  • ①靜態精度測試

    是在實驗室進行的。測試方法略。

    ②動態精度測試

     是在試驗場或實際使用環境下進行的。基本的測試方法是比較法。比較法使用高精度測速設備作為比較標準，和雷達測速儀一起同時測量一部汽車的速度，對其測速數據進行比較，計算雷達測速儀的系統誤差和隨機誤差。這里要求作為比較標準的測速設備，其精度至少要比被測試的雷達測速儀的精度高3～5倍。GPS導航儀測速精度為0.1m/s，作為比較標準是綽綽有余的。但是在試驗方法上是有一些具體問題要解決的。

    4.野值剔除問題：

     如何剔除超常數據（野值）是個很重要的問題。如果雷達測速儀性能符合要求，又剔除了野值，那么對超速的判罰就是合乎情理的。

     只要雷達能在短時間內連續測量多個數據，例如10個數據，并采用數據合理性檢驗方法，就能有效的檢出并剔除野值。采用微處理器的雷達測速儀終端，是完全可以辦到的。