石寶勇

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，各式各樣的機(jī)械運(yùn)行設(shè)備不斷出現(xiàn)在人們的視野中，被人們所使用。由于我國(guó)汽車、客車、列車在融入新技術(shù)之后，這些交通設(shè)備的運(yùn)行速度越來越快，需要利用先進(jìn)的測(cè)速系統(tǒng)對(duì)這些車速進(jìn)行檢測(cè)。雷達(dá)測(cè)速在科學(xué)和工程中具有廣泛的應(yīng)用，可以將其引用到雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)當(dāng)中，以此提高我國(guó)速度檢測(cè)系統(tǒng)的性能。本文主要研究的是雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)的主要功能，研究的方向是系統(tǒng)測(cè)出與物體運(yùn)行速度成正比的雷達(dá)頻率，根據(jù)雷達(dá)頻率變化顯示來得出物體運(yùn)行速度的大小。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)測(cè)速；頻率；射頻振蕩器

中圖分類號(hào)：TN953.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0224-01

1 測(cè)速采用的先進(jìn)技術(shù)分析

測(cè)速系統(tǒng)本身就是一個(gè)復(fù)雜組成過程，需要涉及到多個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用多項(xiàng)技術(shù)才能完成系統(tǒng)的制作。其中需要應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)有：

（1）數(shù)字天線通信技術(shù)。數(shù)字天線系統(tǒng)通訊技術(shù)能夠在一定程度上提高測(cè)速雷達(dá)的抗干擾能力，減少其他事物對(duì)雷達(dá)探測(cè)的影響，從而大大提高雷達(dá)測(cè)速的準(zhǔn)確性。（2）最快速度跟蹤技術(shù)。因?yàn)檐囕v在運(yùn)行時(shí)的速度不一樣，有快有慢，當(dāng)雷達(dá)正在檢測(cè)一輛車的運(yùn)行速度時(shí)，一輛快速行駛的車輛進(jìn)入雷達(dá)的檢測(cè)范圍，這時(shí)快速跟蹤技術(shù)可以迅速鎖定快速車輛，對(duì)其運(yùn)行速度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)也不影響雷達(dá)正在檢測(cè)的車輛。（3）POP技術(shù)，俗話說上有政策，下有對(duì)策，有了雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)就有反雷達(dá)裝置。有些經(jīng)常超速的車輛為了躲避雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)，在車上安裝了反雷達(dá)裝置，而POP技術(shù)能夠大大降低雷達(dá)探測(cè)器的功效，有效防止反雷達(dá)裝置的效果。（4）同車道技術(shù)。檢測(cè)系統(tǒng)中最大的難題就是同車道測(cè)量，然而最新技術(shù)的出現(xiàn)已經(jīng)解決了這方面的問題，能夠不再使用眼睛估計(jì)和手工輸入較快、較慢的方式來計(jì)算目標(biāo)車讀數(shù)。雷達(dá)能夠自動(dòng)識(shí)別巡邏車前的車速快慢，并且系統(tǒng)自動(dòng)能夠?qū)④囕v運(yùn)行速度計(jì)算并顯示出來，這使得同一車道的操作跟相反車道模式操作具有同樣精確和簡(jiǎn)單的效果。

2 雷達(dá)測(cè)速原理

2.1 雷達(dá)效益

雷達(dá)測(cè)速最早由奧地利物理學(xué)家雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的，指當(dāng)發(fā)射源和接受者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)將發(fā)生變化，因此這一效應(yīng)被命名為雷達(dá)測(cè)速。雷達(dá)測(cè)速是雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，適合應(yīng)用在聲波、光波、電磁波等多種領(lǐng)域中。

2.2 雷達(dá)測(cè)速原理

假若有一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)的天線場(chǎng)范圍之內(nèi)，其中一套天線發(fā)出的電磁波到運(yùn)動(dòng)的物體上，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄發(fā)射頻率和速度，另一套天線會(huì)接受反彈回來的電磁波頻率。我們將相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的接受頻率和發(fā)射頻率之間的頻率差稱為雷達(dá)頻率。而我們根據(jù)雷達(dá)頻率與相對(duì)天線運(yùn)動(dòng)的徑向速度等相關(guān)數(shù)據(jù)就可以求出物體運(yùn)行的的速度。

3 雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)

3.1 電路

雷達(dá)系統(tǒng)的基本電路圖，采用的是分立元件實(shí)現(xiàn)直接變頻解調(diào)，因此集成芯片中的設(shè)計(jì)方案職能作為參考。通過對(duì)射頻振蕩器特性和試驗(yàn)系統(tǒng)的要求進(jìn)行分析，使射頻三極管處于弱導(dǎo)通狀態(tài)，射頻振蕩器在外界頻率相近的信號(hào)激勵(lì)下，電路受到外界信號(hào)的激勵(lì)而混頻，使輸出中存在混頻后的下邊頻信號(hào)。將接收電路調(diào)整到弱振蕩狀態(tài)，主要有兩個(gè)方面的原因，首先振蕩器在弱導(dǎo)通狀態(tài)下振蕩比較弱，而此時(shí)工作在三極管特性曲線的彎曲部分，容易混頻；其次是弱振蕩狀態(tài)下，當(dāng)受到同頻信號(hào)激勵(lì)的時(shí)候，必然會(huì)加強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度，這樣直流電平也會(huì)發(fā)生改變，如果接收機(jī)振蕩很強(qiáng)，這個(gè)改變就比較小，輸出的基帶信號(hào)也就比較弱。

3.2 射頻電路

（1）振蕩頻率。射頻電路采用的是反饋式震蕩，就是振蕩器在放大電路中引入正反饋，當(dāng)正反饋大到一定程度的時(shí)候，放大器就會(huì)產(chǎn)生震蕩，這時(shí)就會(huì)有振蕩頻率產(chǎn)生。放大器產(chǎn)生的振蕩頻率由L、C參數(shù)以及射頻三極管內(nèi)部特性決定的。（2）混頻電路特性?；祛l器是振蕩器和耦合本振輸入和信號(hào)輸入、輸出的且包含一個(gè)或多個(gè)非線性有元器件的網(wǎng)絡(luò)組成。混頻器真實(shí)性質(zhì)是利用該元器件的非線性特性所產(chǎn)生的射頻信號(hào)和本振信號(hào)的差頻，再利用濾波器濾去不需要的頻率分成。

3.3 低頻放大電路

（1）放大電路是是為了將電壓數(shù)值成倍放大，把多個(gè)基本放大電路連接在一起，組成多級(jí)放大電路。圖中每一個(gè)基本放大電路叫做“級(jí)”，既然該電路圖是多級(jí)放大電路，表明有多個(gè)級(jí)，級(jí)與級(jí)之間的連接叫做耦合，所以該連接方式被稱為耦合方式。耦合方式有：直接、阻容、變壓器、光電等多種耦合，其中最常用的多級(jí)放大電路是直接耦合方式和阻容耦合方式。直接耦合電路的優(yōu)點(diǎn)：電路可以放大緩慢變化的信號(hào)和直流信號(hào)；因?yàn)殡娐分袥]有電容器和電感器，方便集成。（2）運(yùn)算放大電路。為了方便雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)工作，需要進(jìn)行放大低頻信號(hào)。本文設(shè)計(jì)了一種低頻放大電路，本身具有理想的放大倍數(shù)，而且在放大的過程中不會(huì)對(duì)前級(jí)的射頻振蕩產(chǎn)生任何的影響。

4 結(jié)語

本文對(duì)雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析、研究，以便大家各家了解該系統(tǒng)，最后將雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際的交通管理當(dāng)中。同時(shí)，為交通運(yùn)行環(huán)境的安全提供一些保障，促進(jìn)交通管理事業(yè)的發(fā)展。

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