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雷达测速测距原理分析

第一篇：雷达测速测距原理分析雷达测速测距原理分析一、FMCW模式下测速测距1、FMCW模式下传输波特征调频连续波雷达系统通过天线向外发射一列线性调频连续波，并接收目标的反射信号。发射波的频率随时间按调制电压的规律变化。2、FMCW模式下基本工作原理一般调制信号为三角波信号，发射信号与接收信号的频率变化如图所示。反射波与发射波的形状相同。只是在时间上有一个延迟，t与目标距离R的关系为：Δt=2R/c公式1其中Δt：发射波与反射波的时间延迟R：目标距离108m/sc：光速c=3×发射信号与反射信号的频率差为混频输出中频信号频率f如图所示：根据三角关系，得：ΔtT2=ΔfB公式2其中：Δf：发射信号与反射信号的频率差为|f1-f0|T：调制信号周期——1.5msB：调制带宽——700MHz由以上公式1和公式2得出目标距离R为：R=cTΔf4B公式33、FMCW模式下测距原理由公式3可以得出，目标距离R与雷达前端输出的中频频率f成正比4、FMCW模式下测速原理当目标与雷达并不是相对静止时，也就是有相对运动时，反射信号中包含一个由目标的相对运动所引起的多普勒频移fd，如图所示：此时发射信号与接收信号的频率差如图所示：在三角波的上升沿和下降沿分别可得到一个差频，用公式表示为：f+=f-fd公式4f-=f+fd公式5其中f为目标相对静止时的中频频率f+代表前半周期正向调频的差频f-代表后半周期负向调频所得的差频fd为针对有相对运动的目标的多普勒频移根据多普勒效应得：fd=2f0c公式6其中：为目标和雷达的径向速度f0为发射波的中心频率由公式4、5、6可得：f+ff=+-2公式7c|f--f+|v=×2f02公式8速度v的符号与相对运动方向有关系，当目标物相对雷达靠近时v为正值。当目标相对雷达离开时v为负值。由公式3和公式7进一步得出：cTf++f-R=×4B2公式9二、CW模式测速原理：1、CW模式下传输波特征普通连续波2、CW模式下测速物理理论当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射频率，反之，当目标远离天线时，反射信号频率将低于发射频率。如此可由频率改变数值计算出目标与雷达的相对速度3、CW模式下测速公式fd=2公式10则速度公式为：fd=2公式11其中：表示传输波的波长表示目标物与雷达之间的相对速度由公式11公式12得：=cf0=c2f×f0d公式12公式13第二篇：雷达工作原理与激光测速原理的区别雷达工作原理与激光测速原理的区别一、雷达工作原理首先，必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是目前用来监测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR，是RadioDetectionAndRanging的缩写。所有利用雷达波来监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世纪一位奥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。雷达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，因此该电波的频率会随之增加；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。速度监测装置所应用的原理，就是可以监测到发射出现的无线电波，及反弹回来的无线电波其间的频率变化。由这两个不同频率的差值，便可以有特定的比例关系，而计算是该雷达波所碰撞到物体的速度。当然，此种速度监测装置可以将所监测到的速度，转换为公里/小时或是英哩/小时。也许大家还是无法体会什么是多普勒效应，但每个人在日常生活中应该都有听过多普勒效应。例如：当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时，会发现声音会一直在变化，这就是所谓的多普勒效应，此例子是生活中最常见的例子，因为当声波一直朝着你接近时，该声波的频率会一直增加，所以听到的声音才会一直变。这跟测速雷达所用到的原理是一样的，只不过测速雷达所使用的不是声波，而是无线电波。由于警方的测速雷达总是监测到一个较强的反射电波后，才决定该移动物体的速度；而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强；另外，离发射电波较近的物体，其所反弹的电波也会较强。根据这个原理，若有两辆大小相同的车辆，同样都是超速时，测速雷达只会监测到开在较前面车辆的速度；若有一辆未超速的大卡车开在前方，而另一辆已超速的小客车开在后方时，测速雷达是无法监测出该小客车已超速，除非该小