搜档网
当前位置:搜档网 › 雷达测速与测距

雷达测速与测距

雷达测速与测距
雷达测速与测距

雷达测速与测距

GZH 2016/3/29

系统流程图

模块分析

1 脉冲压缩

1.1 原理分析

雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标,并测定目标的空

间位置。雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。所谓雷达分辨力是指在各

种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。一般说来目标距离不

同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标,而与信

号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。两个目标在同一角

度但处在不同距离上,其最小可区分的距离称为距离分辨力,雷达的距离分

辨力取决于信号带宽。对于给定的雷达系统,可达到的距离分辨力为

雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征,信号在时域上的持续宽度越大,

在频域上的分辨率能力就越好,即速度分辨率越好。

对于简单的脉冲雷达,B=?f=1/τ,此处,τ为发射脉冲宽度。因此,对

于简单的脉冲雷达系统,将有

δr=c

2τ(1.2)

在普通脉冲雷达中,由于信号的时宽带宽积为一常数(约为1),因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。

雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围,也是雷达的重要

性能数,它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离,仰角和方位角的探

测范围。而发射功率的大小影响作用距离,功率大则作用距离大。发射功率

分脉冲功率和平均功率。雷达在发射脉冲信号期间 内所输出的功率称脉冲功率,用Pt表示;平均功率是指一个重复周期Tr内发射机输出功率的平均值,用Pav表示。它们的关系为

P tτ=P av T r(1.3)

脉冲压缩(PC)雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下,通过发射宽脉

冲而获得高的发能量,以保证足够的最大作用距离,而在接收时则采用相应

的脉冲压缩法获得窄脉冲,以提高距离分辨力,因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。

在脉冲压缩系统中,发射波形往往在相位上或频域上进行调制,接收时将回波信号加以压缩,使其等效带宽B满足B=?f?1/τ。令τ0=1/B,则

δr=c

2τ0(1.4)

(1.4)式中,τ0表示经脉冲压缩后的有效脉宽。因此脉冲压缩雷达可用宽度τ的发射脉冲来获得相当于发射有效宽度为τ0的简单脉冲系统的距离分辨力。发射脉冲宽度τ跟系统有效(经压缩的)脉冲宽度τ0的比值便成为脉冲压缩比,即

D=τ

τ0

(1.5)则

D=B?τ(1.6)输入信号形式为

s(t)=A?rect(t

T )?e j2πf0t+jμt

2

2(1.7)

系统采用匹配滤波

h(t)=s?(t0?t)(1.9)输出为

s o(t)=?(t)?s(t)(1.10)1.2 仿真结果

雷达发射信号为LFM信号,脉冲宽度为Tp=10e-6,信号带宽为

B=4e6,脉冲重复周期为T=100e-6,因此脉冲占空比为0.1,采样频率为

fs=5e6。

时宽带宽积为D=Tp*B。发射信号波形如下:

图1.1 LFM信号时域波形和频谱

图1.2 chirp信号

发射信号为16个脉冲,在经过延时和加入噪声后得到回波信号如下:

图1.3 完整回波信号

从图中可看出,回波信号在每个脉冲重复周期中有3个脉冲,表示

目标个数为3。

图1.4 回波信号的一个周期

在仿真过程中,给回波加入一定的高斯噪声,使仿真更接近实际。

图1.5 噪声信号

图1.6 一个周期回波信号加噪声

在接收到回波后,用Hamming窗进行滤波,然后再进行匹配滤波。

这样可滤除部分杂波信号。

图1.7(a)脉压后输出波形

图1.7(b)脉压后输出波形

从图中可明显看到3个尖峰,每个尖峰代表一个目标回波。

2 三脉冲非递归MTI

2.1 原理分析

当杂波和运动目标回波在雷达显示器上同时显示时,会使目标的观察变得很困难。如果目标处在强杂波背景内,弱的目标淹没在强杂波中,特别是当强杂波使接收机发生过载时,将很难发现目标。目标回波和杂波在时间域上难以区分,但由于目标的速度远大于背景的速度,目标回波的多普勒频移远大于背景的多普勒频移,从而可在频域上区分目标与杂波。动目标显示滤波器(MTI)利用运动目标回波和杂波在频谱上的区别,有效地抑制杂波而提取

信号。在雷达上加装MTI 滤波器,大大的改善了雷达在强杂波背景中检测运动目标的能力。

在相位检波器输出端,固定目标的回波是一串振幅不变的脉冲,而运动目标的回波是一串振幅调制的脉冲。在把回波信号送到终端显示器前,必须先消除固定目标回波。最直接的方法是将相邻重复周期的回波信号相减,则固定目标回波由于振幅不变而互相抵消,运动目标回波相减后剩下相邻重复周期振幅变化的部分。

传统的MTI 滤波器有两种形式:非递归形和递归形。这里介绍非递归形。不带反馈的滤波器称为非递归型滤波器。下面以一次对消器为例进行说明。

一次对消器,即二脉冲对消。其结构图如图2.1(a ),对消器的输入X(z)相位检波器的输出信号。它是一个单零点系统,零点位置在1z =±,令s j ω=,即j T z e ω=在Z 平面上是单位圆。

由相位检波器输出的脉冲包络为

)(cos )(0t U t u ?= (2.1) ?为回波与基准电压之间的相位差

0000)(2)(?ωωω?-=--=-=t c t v R t t d r r (2.2) 回波信号按重复周期r T 出现,将回波信号延迟一周期后,其包络是

])(cos[)(00'?ω--=r d T t U t u (2.3)

??

? ??--??? ??=-=?00'2sin 2sin 2?ωωωr d d r d T T U u u u (2.4) 输出包络为一多普勒频率的正弦信号,其频率为

2sin 20r

d T U ω (2.5) 为多普勒频率的函数。当πωn T r

d =2(n=1,2,3,…)时,输出振幅为零。这时的目标速度正相当于盲速,盲速是运动目标回波在相位检波器的输出端与固定目标回波相同,因而经对消设备后输出为零。

下面从频率域来说明对消器的工作原理。对消器的输出为

)1(0r T j i e

u u ω--=

(2.6) 对消器的频率响应特性为

)2(0sin 2sin )cos 1(1)(r r fT j r r T j i e T f T j T e u u j H ππ

ωπωωω--=+-=-== (2.7) 图2.2 对消器的频率响应

对消器等效于一个梳状滤波器,其频率特性在r nf f =各点处均为零。固

定目标频谱的特点是它的谱线位于r nf 点上,因而在理想情况下,通过对消器后输出为零。当目标的多普勒频率为重复频率的整数倍时,其频谱结构也有相同的特点,故通过上述梳状滤波器后无输出。

2.2 仿真结果

本次仿真用的是三脉冲非递归MTI ,其频响和二脉冲非递归MTI 类似,三

脉冲对消相比二脉冲对消能明显改善零多普勒附近的凹口宽度。在进过三脉冲对消后,固定目标多普勒频率为零,将被滤除

图2.3(a ) MTI 输出

图2.3(b ) MTI 输出

在参数设定时,设定有三个目标,距离分别为4000米、8000米、12000

米,其对应的径向速度为0、35m/s 、85m/s 。所以经过MTI 后,4000出目标回波被滤除,仿真结果与理论分析一致。

3 MTD

3.1 原理分析

早期的动目标显示雷达性能不高,其改善因子一般在20dB 左右。随着在

系统设计与实现技术的改进、数字技术的提高,主要依靠信号处理的潜在能力,MTI 雷达的性能还将进一步的改善和提高:

①增大信号处理的线性动态范围;

②增加一组多普勒滤波器,使之更接近于最佳滤波,提高改善因子;

③能抑制地杂波(其平均多普勒频移通常为零)且能同时抑制运动杂波

(如云雨、鸟群、箔条等);

④增加一个或多个杂波图,可有帮助检测切向飞行大目标等作用;

做了上述改进的系统称之为动目标检测(MTD )系统。这里介绍的多普勒滤波器组就是一种MTD 滤波器。

根据最佳滤波理论,当杂波功率谱()C f 和信号频谱()S f 已知时,最佳滤波器的频响是:

-2*()()()

s j ft S f e H f C f π= (3.1) 式中,s t 是使滤波器能够实现而附加的延迟时间,式(3.1)的滤波器可分

成两个级联的滤波器1()H f 和2()H f 其传递函数形式为:

22122()()()H f H f H f = (3.2)

式中,21()H f 为单个脉冲的匹配滤波器,通常在接收机中放实现,

22()H f 是对相参脉冲串进行匹配,它利用了回波脉冲串的相参性进行相参积

累。22()H f 是梳齿形滤波器,齿的间隔为脉冲重复频率r f ,如图3.1(b)中0号滤波器;齿的位置取决于回波信号的多普勒频移,而齿的宽度应和回波谱

线的宽度一致。由于实际中d f 不能预知,因此要用一组乡里且部分重叠的滤

波器组(如图3.1(b)中0-7号滤波器),覆盖整个多普勒频率范围,这就是多普勒滤波器组所要完成的功效。

输入N 个脉冲的横向滤波器组有N-1根延迟线,每根延迟时间1r r T f =,

经过各脉冲不同的加权并求和后,可以做成N 个相邻的窄带滤波器组,频率

覆盖0到r f 。如果要同时得到N 个滤波器的响应,则在图3.2中横向滤波器

的每一抽头应该有N 个分开的输出并相应的加权。

设加在第k 个滤波器的第i 个输出端头的加权值为:

[2(1)],1,2,j i k N ik w e i N π--==L (3.3) k 表示标号从0到N-1的滤波器,每一个k 值对应一组不同的加权值,相应地对应一个不同的多普勒滤波器响应。图3.1(b)中所示滤波器响应是N=8时按式(3.3)加权所得各标记k 的滤波器频率响应,k 取0-7。第2个滤波器,

即当k=1时,峰值响应产生在8r f ,以及8r r f f +,2r r f f +… k 取其他值,

可以此类推。

可写出横向滤波器按式(6.5.38)加权时的脉冲响应及其频响函数:

2(1)1()[(1)]N

j i k N k i h t t i T e πδ--==--∑ (3.4)

22(1)[]1()N j ft j i fT k N k i H f e e

ππ---==∑ (3.5)

滤波器振幅特性:

2(1)[]1sin[()]()sin[()]

N j i fT k N k i N fT k N H f e fT k N πππ--=-==-∑ (3.6) 滤波器峰值产生于sin[()]0fT k N π-=。0号滤波器的中心位置在零频以

及重复频率的整数倍r nf 处,通过没有多普勒频移的杂波,因此对地杂波没有

抑制能力。所以MTD 滤波器常常和MTI 滤波器配合使用。

用横向滤波器实现窄带滤波器可不采用式(3.3)所示的权值,而是根据特定的需要灵活地选用不同的加权矢量,可以根据不同频率处设置特性相异的滤波器。

每个滤波器都有一定的副瓣,幅瓣的大小决定着杂波抑制能力的大小。

为了压低副瓣,一般都需要对数据做加窗处理。目前常用的窗函数有矩形窗、三角形窗、Hanning 窗、Hamming 窗、Blackman 窗、Gaussian 窗、Kaiser 窗、Bartlett 窗。

3.2 仿真结果

图3.3 MTD 输出

由图3.3得出,在地5通道和第12通道有输出,对应的通道中心径向速度为:38m/s, 91m/s 。实际速度为35m/s 、85m/s 。 4 恒虚警率检测

4.1 原理分析

在现代雷达信号处理中,为了提高雷达的性能,首先需要提高检测器输入端的信噪比及信干比,其措施是降低接收机的噪声系数,采用各种抑制杂波和抗干扰的措施等。但是即使采用了上述方法,检测器输入端还会有噪声、杂波和干扰的剩余分量。由于接收机内部噪声电平因模拟器件的影响而缓慢时变,杂波和干扰剩余也是时变的,且在空间非均匀分布,所以仍需要采用各种恒虚警方法来保证雷达信号检测具有恒虚警特性。

杂波在空间的分布是非同态的,有些还是时变的,不同区间的杂波强度也有大的区别。因而杂波背景下的恒虚警检测器与噪声背景下的恒虚警检测器有着明显的差别,其杂波的平均值只能通过被检测点的邻近单元计算得到。所以采用单元平均恒虚警检测器。 4.2 仿真结果

图4.1

雷达测速与测距

雷达测速与测距标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

雷达测速与测距 GZH 2016/3/29 系统流程图 模块分析 1 脉冲压缩 原理分析 雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标,并测定目标的空间位置。雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标,而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。两个目标在同一角度但处在不同距离上,其最小可区分的距离称为距离分辨力,雷达的距离分辨力取决于信号带宽。对于给定的雷达系统,可达到的 雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征,信号在时域上的持续宽度越大,在频域上的分辨率能力就越好,即速度分辨率越好。 对于简单的脉冲雷达,B=?f=1/τ,此处,τ为发射脉冲宽度。因此,对于简单的脉冲雷达系统,将有 δr=c 2τ() 在普通脉冲雷达中,由于信号的时宽带宽积为一常数(约为1),因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。 雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围,也是雷达的重要性能数,它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离,仰角和方位角的探测范围。而发射功率的大小影响作用距离,功率大则作用距离大。发射功率分脉冲功率和平均功率。雷达在发射脉冲信号期间内所输出的功率称脉冲功率,用Pt表示;平均功率是指一个重复周期Tr内发射机输出功率的平均值,用Pav表示。它们的关系为 P tτ=P av T r()脉冲压缩(PC)雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下,通过发射宽脉冲而获得高的发能量,以保证足够的最大作用距离,而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲,以提高距离分辨力,因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。 在脉冲压缩系统中,发射波形往往在相位上或频域上进行调制,接收时将回波信号加以压缩,使其等效带宽B满足B=?f?1/τ。令τ0=1/B,则 δr=c 2τ0() ()式中,τ0表示经脉冲压缩后的有效脉宽。因此脉冲压缩雷达可用宽度τ的发射脉冲来获得相当于发射有效宽度为τ0的简单脉冲系统的距离分辨力。发射脉冲宽度τ跟系统有效(经压缩的)脉冲宽度τ0的比值便成为脉冲压缩比,即 D=τ τ0 ()则

连续波雷达测速测距原理.doc

连续波雷达测速测距原理 一.设计要求 1、当测速精度达到s,根据芯片指标和设计要求请设计三角调频 波的调制周期和信号采样率; 2、若调频信号带宽为50MHz,载频 24GHz,三个目标距离分别为 300,306,315(m),速度分别为 20,40, -35(m/s),请用 matlab 对算法进行仿真。 二.实验原理和内容 1.多普勒测速原理 x a (t) x(n) FFT P(k ) 峰值f d A/D 谱分析搜索 图频域测速原理 f d max max | f m f d | f s / 2N v r max f d max / 2 f s / 4N/ 4T 依据芯片参数,发射频率为24GHz,由上式可以得出,当测速精度达到 s 时,三角调频波的调制周期可以计算得,T= 信号的采样率,根据发射频率及采样定理可设fs=96GHz。2.连续波雷达测距基本原理 设天线发射的连续波信号为:①x T f0 (t ) cos(2 f0 t0 ) ] 则接收的信号为:② x R f0 (t ) cos[2 f 0 (t t r ) 0 若目标距离与时间关系为:③R ( t ) R 0 v r t

则延迟时间应满足以下关系 :④ t 2 v t) r ( R c r v r 将④代入②中得到 x R f 0 (t ) cos{ 2 f 0 [ t 2 (R 0 v r t )]0 } c v r cos[2 ( f 0 f d 0 )t 2 f 0 2R 0 ] c f d 0 2 v r f 其中 c 根据上图可以得到,当得到 t ,便可以实现测距,要想得到 t ,就必须测得 fd 。 已知三个目标距离分别为 300,306,315(m),速度分别为 20,40, -35( m/s),则可以通过 :③ R ( t ) R 0 v r t ④ t 2 v t ) r ( R c 0 r v r 分别计算出向三个目标发出去信号,由目标反射回来的信号相对 发射信号的延迟时间。

雷达测速抓拍系统设计方案

雷达测速抓拍系统设计方案 技 术 设 计 方 案 介 绍 设计单位:广州莱安智能化系统开发有限公司 网站:.cn 地址:广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06 用户服务中心:Tel: 联系人:周先生:陈先生: 欢迎来电索取详细方案或来电洽谈业务,免费提供设计方案,价格实惠 公司简介 广州莱安智能化系统开发有限公司成立于是2002年,专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能控制等智能化系统开发的大型综合型企业,欢迎来电洽谈业务! 质量方针:以人为本、质量第一 公司成立至今,坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服务、微利提取的原则服务于社会。我公司为您提供的产品,关键设备采用高质量进口合格产品,一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品,各种产品企业都通过ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍,由专业技术人员为您设计,现场有专业技术人员带领施工,有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学:全新理念、一流的技术、丰富的经验,开创数字新生活 专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求,莱安坚持“全新的

理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”,专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本,也必将是莱安再创辉煌的基础! 分享——“道不同,不相谋”,莱安在公司团队之间以及与股东、渠道伙伴、客户之间均倡导平等、共赢、和谐、协同的合作文化,在迎接外部挑战的过程中,我们共同期待发展和超越,共同分享激情与快乐!“合作的智慧”是决定莱安青春永葆的最终动力! 客户服务:以高科技手段、专业化的服务为客户创造价值 分布于神州大地各行业中的800万中小企业是中国最具活力的经济力量,虽然没有强势的市场影响力和雄厚的资金储备,但无疑,个性张扬的他们最具上升的潜力,后WTO时代市场开放融合,残烈的竞争使他们的发展更加充满变数。基于以上认识,在智能化设备管理市场概念喧嚣的热潮中,独辟“实用主义”产品哲学,莱安将客户视为合作关系,我们提供最为实用的产品和服务,赢得良好的口碑。我们认为,用户企业运做效率的提升是莱安实现社会价值的唯一途径。 承蒙广大用户的厚爱,我公司得以健康发展。在跨入新的世纪后,公司将加快发展速度,充分发挥已有资源,更多地开展行业用户的服务工作,开创新的发展局面。 我公司全体员工愿与社会各界携手共创未来!我们秉承真诚合作精神向广大客户提供相关的系统解决方案,设备销售及技术支持,价格合理,欢迎来人来电咨询、洽谈业务! 雷达测速抓拍系统设计方案 一、系统图 根据客户需求,本系统采用前端抓拍方式,前端配备抓拍机箱及主机,这是目前道路雷达测速抓拍系统的主流方式。本公司配置的主机可以监测抓拍两车道。每个超速监控点的每个方向只需配备2台特写摄像机,1台全景摄像机。 系统优势: 1、系统采用了单车道测速雷达,增强了可靠性,性能稳定性高。

雷达测速与测距 ()

雷达测速与测距 GZH 2016/3/29 系统流程图 模块分析 1 脉冲压缩 1.1 原理分析 雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标,并测定目标的空 间位置。雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。所谓雷达分辨力是指在各 种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。一般说来目标距离不 同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标,而与信 号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。两个目标在同一角 度但处在不同距离上,其最小可区分的距离称为距离分辨力,雷达的距离分 辨力取决于信号带宽。对于给定的雷达系统,可达到的距离分辨力为 (1.1) 其中c为光速,为发射波形带宽。 雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征,信号在时域上的持续宽度越大, 在频域上的分辨率能力就越好,即速度分辨率越好。 对于简单的脉冲雷达,,此处,为发射脉冲宽度。因此,对 于简单的脉冲雷达系统,将有 (1.2)在普通脉冲雷达中,由于信号的时宽带宽积为一常数(约为1),因此不 能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。 雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测范围,也是雷达的重要 性能数,它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离,仰角和方位角的探 测范围。而发射功率的大小影响作用距离,功率大则作用距离大。发射功率 分脉冲功率和平均功率。雷达在发射脉冲信号期间 内所输出的功率称脉冲功 率,用Pt表示;平均功率是指一个重复周期Tr内发射机输出功率的平均值, 用Pav表示。它们的关系为 (1.3) 脉冲压缩(PC)雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下,通过发射宽脉 冲而获得高的发能量,以保证足够的最大作用距离,而在接收时则采用相应

嵌入式雷达测速系统解决方案

雷达测速文件编号:(由系统方案对外发布时统一管理) 嵌入式雷达测速系统 解决方案 版本号:Ver 1.0 编写人:应健 编写时间:2012.1.5 部门名:产品中心-智能交通 审核人: 审核时间:

·修订历史(Revision history)

目录 目录 (2) 1.概述 (5) 1.1前言 (5) 1.2设计依据 (5) 1.3设计原则 (6) 2系统优势 (8) 2.1全嵌入式结构稳定可靠 (8) 2.2精美制造工艺集成度高 (8) 2.3多种人机接口操作简便 (9) 2.4两张高清照片取证严谨 (10) 2.5高性能窄波雷达测速精确 (10) 2.6高可靠接插件质量保证 (11) 2.7全模块化设计维护便利 (12) 2.8多种组网方式灵活简便 (12) 2.9超低功耗设计节能减排 (12) 2.10固定便携转换操作简便 (13) 2.11图片防篡改设计安全可靠 (13) 2.12虚/实结合安装节省造价 (14) 3系统方案介绍 (15) 3.1原理简介 (15) 3.2系统组成 (16)

3.2.1雷达单元 (17) 3.2.2 摄像单元 (18) 3.2.3 显示单元 (19) 3.2.4 补光单元 (20) 3.2.5 操作单元 (21) 3.3系统部署结构 (22) 3.4系统组网设计 (24) 3.5系统供电设计 (29) 3.6数据接入设计 (32) 4系统功能 (46) 4.1车辆捕获功能 (46) 4.2图像抓拍功能 (46) 4.3车牌信息识别功能 (46) 4.4曝光自动调节功能 (48) 4.5测速范围设置功能 (48) 4.6车型设置及报警功能 (48) 4.7本地存储功能 (48) 4.8数据检索功能 (48) 4.9日志查询功能 (49) 4.10自动维护功能 (49) 4.11软件升级功能 (49) 4.12USB备份功能 (49) 4.13远程维护功能 (49) 4.14用户管理功能 (49) 5系统技术指标 (51) 6系统配置 (52) 6.1便携式测速仪清单(单套) (52) 6.2固定式测速仪清单(单套) (52) 7实际案例 (53) 7.1 浙江省高速总队项目 (53) 7.1.1项目简介 (53) 7.1.2实拍图片 (54) 7.2广西省高速总队项目 (56) 7.2.1项目简介 (56) 7.2.2实拍图片 (57)

激光雷达测距原理与其应用

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1雷达与激光雷达系统 (2) 2激光雷达测距方程研究 (3) 2.1测距方程公式 (3) 2.2发射器特性 (4) 2.3大气传输 (5) 2.4激光目标截面 (5) 2.5接收器特性 (6) 2.6噪声中信号探测 (6) 3伪随机m序列在激光测距雷达中的应用 (7) 3.1测距原理 (7) 3.2 m序列相关积累增益 (8) 3.3 m序列测距精度 (8) 4脉冲激光测距机测距误差的理论分析 (9) 4.1脉冲激光测距机原理 (9) 4.2 测距误差简要分析 (10) 5激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用 (10) 6结束语 (11) 致谢 (12) 参考文献 (12)

激光雷达测距原理与其应用 摘要:本文简单介绍激光雷达系统组成,激光雷达系统与普通雷达系统性能的对比,着重阐述激光雷达测距方程的研究。针对激光远程测距中的微弱信号检测,介绍一种基于m序列的激光测距方法,给出了基于高速数字信号处理器的激光测距雷达数字信号处理系统的实现方案,并理论分析了脉冲激光测距机的测距误差。了解并学习激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用。 关键词:激光雷达;发射器和接收器特性; 伪随机序列; 脉冲激光;测距误差 Applications and Principles of laser radar ranging Student majoring in Optical Information Science and Technology Ren xiaonan Tutor Shang lianju Abstract:This paper briefly describes the composition of laser radar systems, laser radar system and radar system performance comparison of normal, focusing on the laser radar range equation. Laser Ranging for remote signal detection, presents a introduction of a sequence based on laser ranging method m, gives the high-speed digital signal processor-based laser ranging radar digital signal processing system implementations, and theoretical analysis of the pulse Laser rangefinder range error.We understand and learn application of Laser radar in the mobile robot and other aspects. Key words:Laser radar; Transmitter and receiver characteristics;Pseudo-random sequence;Pulsed laser;Ranging error. 引言:激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物,激光具有亮度 高、单色性好、射束窄等优点,成为光雷达的理想光源,因而它是目前激光应用主要的研究领域之一。激光雷达是一项正在迅速发展的高新技术,激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始,逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术,使激光雷达成为一类具有多种功能的系统。利用激光作为遥感设备可追溯到30多年以前,从20世纪60年代到70年代,人们进行了多项试验,结果都显示了利用激光进行遥感的巨大潜力,其中包括激光测月和卫星激光测距。激光雷达测量技术是一门新兴技术,在地球科学和行星科学领域有着广泛的应用.LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称,通常指机载对地激光测距技术,对地激光测距的主要目标是获取地质、地形、地貌以及土地利用状况等地表信息。相对于其他遥感技术,LIDAR的相关研究是一个非常新的领域,不论是在提高LIDAR数据精度及质量方面还是在丰富LIDAR数据应用技术方面的研究都相当活跃。随着LIDAR传感器的不断进步,地表采点密度的逐步提高,单束激光可收回波数目的增多,LIDAR数据将提供更为丰富的地表和地物信息。激光测距可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类,目前激光测距仪已投入使用,激光雷达正处在试验阶段,某些激光雷达已付诸实用.本文对激光雷达的测距原理、发射器和接收器特性、束宽、大气传输以及目标截面、外差效率进行分析, 提出基于伪随机序列的激光测距技术 ,可将激光

雷达测距、测角、测速基本原理

雷达测距、测角、测速基本原理 目标在空间的位置可以用多种坐标系表示。最常见的是直角坐标系,空间任一点目标P 的位段可用x,y,z三个坐标值来确定。在雷达应用中,测定目标坐标常采用极(球)坐标系统. 目标的斜距R为雷达到目标的直线距离OP;方位角a为目标的斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(一般是正北方向)在水平面上的夹角;仰角B为斜距R与它在水平面上的投影OB在沿垂直面上的夹角,有时也称为倾角或者高低角。 如果需要知道目标的高度和水平距离,那么利用圆柱坐标系就比较方便。在这种坐标系中.目标的位由三个坐标来确定:水平距离D;方位角。;高度H, 球坐标系与圆柱坐标系之间的关系如下: D=RcosB H=RsinB a=a 上述这些关系仅在目标的距离不太远时是正确的;当距离较远时,由于地面的弯曲,必须作适当的修正。 现以典型的脉冲雷达为例来说明雷达测量的基本工作原理。它由发射机、发射天线、接收机和接收天线组成。发射电磁波中一部分能量照射到雷达目标上,在各个方向上产生二次散射。雷达接收天线收集散射回来的能量,并送至接收机对回波信号进行处理,从而发现目标,提取目标位置、速度等信息。实际脉冲雷达的发射和接收通常共用一个天线,以简化结构.减小体积和重量。 脉冲雷达采用的发射波形通常是高频脉冲串.它是由窄脉冲调制正弦载波产生的,调制脉冲的形状一般为矩形,也可采用其他形状。目标与雷达的斜距由电磁波往返于目标与雷达之间的时间来确定;目标的角位置由二次散射波前的方向来确定;当目标与雷达有相对运动时,雷达所接收到的二次散射波的载波频率会发生偏移,测量载频偏移就可以求出目标的相对速度,并且可以从固定目标中区别出运动目标来。

激光测速与雷达测速的原理比较

激光测速与雷达测速的原理与比较 多谱勒效应和雷达测速 你一定有这样的经验,当你站在马路旁边,即使没有去注视路面上车辆的行驶的情况,单凭耳朵的听觉判断,你能感到一辆汽车正在驶过来,或者离你而去. 这里面当然依靠汽车行驶的声音是渐强还是渐弱,但细细想想,主要还是根据汽车行驶的车轮声或喇叭声调的变化. 原来,车辆驶近时,声音要变尖,也就是说,音调要高些;开过以后,远离的时候,声音会越来越低. 为什么会这样呢?原来,声音的形成,首先是由于发声体的振动,然后在它周围的空气中形成了一会疏一会密的声波,传到耳朵里,使耳膜随着它同样地振动起来,人们就听到了声音. 耳膜每秒钟振动的次数多,人就感到音调高;反之,耳膜每秒钟振动的次数少,人就感到音调低. 照这样说,声源发出什么声,我们听到的就是什么调. 问题的关键在于汽车在怎样的运动. 汽车匀速驶来,轮胎与地面摩擦产生的声波传来时“疏”、“密”、“疏”、“密”是按一定规律,一定距离排列的,可当汽车向你开来时,它把空气中声波的“疏”和“密”压得更紧了,“疏”、“密”的距离更近了,人们听到的音调也就高了. 反之,当汽车离你远去时,它把空气中的疏密拉开了,听到的声音频率就小了,音调也就低了. 汽车的速度越大,音调的变化也越大. 在科学上,我们把这种听到音调与发声体音调不同的现象,称为“多谱勒效应”. 有趣的是,雷达测速计也正是根据多谱勒效应的原理研制出来的. 我们知道,小汽车可以开得很快,可是为了保证安全,在某些路段上,交通警察要对车速进行限制. 那么,在汽车快速行进时,交通警察是怎样知道它们行驶的速度呢?最常用的测速仪器叫雷达测速计,它的外形很像一支大型信号枪,它也有枪筒,手柄、板机等部件,在枪的后面有一排数码管. 把枪口对准行驶的车辆,一扣板机,一束微波就射向行驶中的车辆. 微波是波长很短的无线电波,微波的方向性很好,速度等于光速. 微波遇到车辆立即被反射回来,再被雷达测速计接收. 这样一来一回,不过几十万分之一秒的时间,数码管上就会显示出所测车辆的车速. 它所依据的原理依然是“多谱勒效应”. 雷达测速计发出一个频率为1000 MHz的脉冲微波,如果微波射在静止不动的车辆上,被反射回来,它的反射波频率不会改变,仍然是1000 MHz. 反之,如果车辆在行驶,而且速度大,那么,根据多谱勒效应,反射波频率与发射波的频率就不相同. 通过对这种微波频率微细变化的精确测定,求出频率的差异,通过电脑就可以换算出汽车的速度了. 当然,这一切都是自动进行的. 雷达测速计的测速范围大约在每小时24 km到199 km之间,测速范围比较大,精确度也相当高,车速在每小时100 km/h,误差不会超过1 km/h. 测速雷达朝向公路,可以测量车速,如果指向天空,就可以测云层的高度,测云层的速度. 当然,要测几十千米外,甚至上百千米外的飞机,也是这个原理,只不过要向它扫描的空间连续发射微波束,这些微波束遇到飞机再反射回来,已经极其微弱了,要想把它接收到,分辨清并计算出来,就很困难了,这就需要一个庞大的灵敏的雷达. 雷达测速与激光测速的比较

雷达测速测距原理简介

雷达测速测距原理简介 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 c:光速c=3×108m/s 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——1.5ms B:调制带宽——700MHz 由以上公式1和公式2得出目标距离R为: R=cTΔf 4B公式3 3、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4 f-= 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=2fc 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7 c|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+fR=4B2 公式9

雷达测速仪有哪些特点

我国河流湖泊众多,水网密布,而要测量水流的流速,记录水文数据资料,就需要用到测速仪。雷达测速仪就是众多测速仪中的一种,雷达测流运用的原理是多普勒效应。多普勒效应是为纪念奥地利物理学家克里斯琴约翰.多普勒而命名的。在声学领域中,当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时,回声的频率将有所变化,此种频率的变化称之为频移,即多普勒效应。如下图所示,当雷达流速仪与水体以相对速度V发生对运动时,雷达流速仪所收到的电磁波频率与雷达自身所发出的电磁波频率有所不同, 此频率差称为多普勒频移。通过解析频移与V的关系,得到流体表面流速。 雷达测速仪被广泛应用在河道、灌渠、防汛等水文测量;江河、水资源监测;环保排污、地下水道管网监测;城市防洪、山区暴雨性洪水监测;地质灾害预警监测等诸多领域。 今天我们主要来看看雷达测速仪的特点,主要有如下几个特点: 1、非接触、安全低损、少维护、不受泥沙影响; 2、能胜任洪水期高流速条件下的测量; 3、具有防反接、防雷保护功能; 4、系统功耗低,一般太阳能供电即可满足测流需要; 5、多种接口方式,既有数字接口又具有模拟接口,方便接入系统; 6、无线传输功能(可选),可将数据无线传输到3.5km以外;

7、测速范围宽,测量距离远达40m; 8、多种触发模式:周期、触发、查询、自动; 9、安装特别简单,土建量很少; 10、全防水设计,适合野外使用。 非接触雷达测流方式测速时设备不受污水腐蚀,不受泥沙影响,少受水毁影响,土建简单,便于维护,保障人员安全,特殊的天线设计使得功耗超低,大大降低了供电需求。不仅可用于平时流速监测,而且特别适合承担急难险重观测任务。 航征科技是目前国内具有自主知识产权的雷达方案提供商, 拥有多项专利和软件著作权。航征面向水文、水利、环境保护、城市排水管网等行业用户, 提供雷达流速流量在线监测解决方案。航征分别在上海、无锡建立了运营和研发测试中心,拥有完整的技术研发体系和阵容强大的科研队伍,与清华大学、国防科技大学、上海交通大学等知名院校达成长期战略合作,有多位业内专家作为公司的技术后盾,立志成为全球优秀的智能传感解决方案提供商。

车载激光雷达测距测速原理

车载激光雷达测距测速原理 陈雷1,岳迎春2,郑义3,陈丽丽3 1黑龙江大学物理科学与技术学院,哈尔滨 (150080) 2湖南农业大学国家油料作物改良中心,长沙 (410128) 3黑龙江大学后勤服务集团,哈尔滨(150080) E-mail:lei_chen86@https://www.sodocs.net/doc/438226627.html, 摘要:本文在分析了激光雷达测距、测速原理的基础上,推导了连续激光脉冲数字测距、多普勒频移测速的方法,给出车载激光雷达基本原理图,为车载激光雷达系统测距测速提供了基本方法。 关键词:激光雷达,测距,测速 1.引言 “激光雷达”(Light Detection and Range,Lidar)是一种利用电磁波探测目标的位置的电子设备。其功能包含搜索和发现目标;测量其距离、速度、位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等特征参数。激光雷达同传统的雷达一样,都由发射、接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。但传统的雷达是以微波和毫米波段的电磁波作为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波,激光是光波波段电磁辐射,波长比微波和毫米波短得多。具有以下优点[1]: (1)全天候工作,不受白天和黑夜的光照条件的限制。 (2)激光束发散角小,能量集中,有更好的分辨率和灵敏度。 (3)可以获得幅度、频率和相位等信息,且多普勒频移大,可以探测从低速到高速的目标。 (4)抗干扰能力强,隐蔽性好;激光不受无线电波干扰,能穿透等离子鞘,低仰角工作时,对地面的多路径效应不敏感。 (5)激光雷达的波长短,可以在分子量级上对目标探测且探测系统的结构尺寸可做的很小。当然激光雷达也有如下缺点: (1)激光受大气及气象影响大。 (2)激光束窄,难以搜索和捕获目标。 激光雷达以自己独特的优点,已经被广泛的应用于大气、海洋、陆地和其它目标的遥感探测中[14,15]。汽车激光雷达防撞系统就是基于激光雷达的优点,同时利用先进的数字技术克服其缺点而设计的。下面将简单介绍激光雷达测距、测速的原理,并在此基础上研究讨论汽车激光防撞雷达测距、测速的方法。 2. 目标距离的测量原理 汽车激光雷达防撞系统中发射机发射的是一串重复周期一定的激光窄脉冲,是典型的非相干测距雷达,对它的要求是测距精度高,测距精度与测程的远近无关;系统体积小、重量轻,测量迅速,可以数字显示;操作简单,培训容易,有通讯接口,可以连成测量网络,或与其他设备连机进行数字信息处理和传输。 2.1测距原理 激光雷达工作时,发射机向空间发射一串重复周期一定的高频窄脉冲。如果在电磁波传播的

DSP多普勒雷达测速测距

DSP 实验课大作业设计 一 实验目的 在DSP 上实现线性调频信号的脉冲压缩、动目标显示(MTI )和动目标检测(MTD),并将结果与MATLAB 上的结果进行误差仿真。 二 实验内容 2.1 MATLAB 仿真 设定带宽、脉宽、采样率、脉冲重复频率,用MATLAB 产生16个脉冲的LFM ,每个脉冲有4个目标(静止,低速,高速),依次做 2.1.1 脉压 2.1.2 相邻2脉冲做MTI ,产生15个脉冲 2.1.3 16个脉冲到齐后,做MTD ,输出16个多普勒通道 2.2 DSP 实现 将MATLAB 产生的信号,在visual dsp 中做脉压,MTI 、MTD ,并将结果与MATLAB 作比较。 三 实验原理 3.1 脉冲压缩原理及线性调频信号 雷达中的显著矛盾是:雷达作用距离和距离分辨率之间的矛盾以及距离分辨率和速度分辨率之间的矛盾。雷达的距离分辨率取决于信号带宽。在普通脉冲雷达中,雷达信号的时宽带宽积为一常量(约为1),因此不能兼顾距离分辨率和速度分辨力两项指标。脉冲压缩(PC )采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率,保证足够的最大作用距离,而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲,以提高距离分辨率,因而能较好地解决作用距离和分辨能力之间的矛盾。 一个理想的脉冲压缩系统,应该是一个匹配滤波系统。它要求发射信号具有非线性的相位谱,并使其包络接近矩形;要求压缩网络的频率特性(包括幅频特性和相频特性)与发射脉冲信号频谱(包括幅度谱和相位谱)实现完全的匹配。 脉冲压缩按信号的调制规律(调频或调相)分类,可分为以下四种: (1)线性调频脉冲压缩 (2)非线性调频脉冲压缩 (3)相位编码脉冲压缩 (4)时间频率编码脉冲压缩 本实验采用的是线性调频脉冲压缩。 线性调频信号是指频率随时间的变化而线性改变的信号。线性调频可以同时保留连续信号和脉冲的特性,并且可以获得较大的压缩比,有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率,所以将线性调频信号作为雷达系统中一种常用的脉冲压缩信号。 接收机输入端的回波信号是经过调制的宽脉冲,所以在接收机中应该设置一个与发射信号频率匹配的滤波器,使回波信号变成窄脉冲,同时实现了宽脉冲的能量和窄脉冲的分辨能力。解决了雷达发射能量及分辨率之间的矛盾。 匹配滤波器是指输出信噪比最大准则下的最佳线性滤波器。根据匹配理论, 匹配滤波器的传输特性: 0)()(*t j e KS H ωωω-=

雷达测速原理简介及系统应用

测速雷达原理 雷达原理简介 首先,大家必须先了解雷达的基本原理,因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR ,是Radio Detection And Ranging 的缩写。所有利用雷达波来检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(Doppler Radar),此原理是在19世纪一位澳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。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,因此该电波的率频会随之增加;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。下图为多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图标: CS R-28测速雷达所应用的原理,就是可以检测到发射出去的无线电波,与遇到运动物体反弹回来的无线电波其间的频率变化及I 通道和Q 通道的相位变化。由频率的变化,依特定的比例关系,而计算出该波所碰撞到物体的速度。由I 通道和Q 通道之间的相位关系,计算判断运动物体是朝着无线电波的方向前进或朝其反方向前进。 根据多普勒原理,由于雷达发射和接受共用一个天线,且运动目标的运动方向与天线法线方向相一致,运动目标的多普勒频率fd 符合下列关系式。 (1) f d = 2V r f t C

激光雷达测距测速原理说课讲解

激光雷达测距测速原 理

精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 激光雷达测距测速原理 1. 激光雷达通用方程 激光雷达方程用来表示一定条件下,激光雷达回波信号的功率,其形式如下: r P 为回波信号功率,t P 为激光雷达发射功率,K 是发射光束的分布函数,12a a T T 分别是激光雷达发射系统到目标和目标到接收系统的大气透过率,t r ηη分别是发射系统和接收系统的透过率,t θ为发射激光的发散角,12R R 分别是发射系统到目标和目标到接收系统的距离,Γ为目标的雷达截面,r D 为接收孔径。 方程作用:激光雷达方程可以在研发激光雷达初期确定激光雷达的性能。其次,激光雷达方程提供了回波信号与被探测物的光学性质之间的函数关系,因此可以通过激光雷达探测的回波信号,通过求解激光雷达方程获得有关大气性质的信息。 2. 激光雷达测距基本原理 2.1 脉冲法 脉冲激光雷达测距的基本原理是,在测距点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲,激光脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收。假设目标距离为L ,激光脉冲往返的时间间隔是t ,光速为c ,那么测距公式为L=tc/2。 时间间隔t 的确定是测距的关键,实际的脉冲激光雷达利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间t ,时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲震荡 ?T=1/f ,脉冲计数器的作用就是对晶体振荡器产生的电脉冲计数N 。如图所示,信息脉冲为发射脉冲,整形脉冲为回波脉冲,从发射脉冲开始,晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发的。因此时间间隔t=N ?T 。由此可得出L=NC/2f 。 图1脉冲激光测距原理图 2.2 相位法

毫米波雷达测距原理

毫米波雷达测距原理(77GHz FMCW) 本章摘要:介绍什么是调频连续波(FMCW),它是如何进行测距的,测距分辨率分析,测距范围分析。 调频连续波测距的基本原理: 1、发射波TX为高频连续波,其频率随时间按一定规律规律变化。 2、发射波TX遇到物体之后反射,接收器接收到反射波RX。 3、信号的发射到接收,产生一定的时间间隔 t。由这个时间间隔,得到频率差值信号IF signal。 4、对频率差值信号,进行FFT变换,得到对应的频谱。频谱的峰值处对应的频率 f 和距离 d 具有对应关系,进而得到距离d。 5、测距分辨率的分析。 6、测距范围的分析。 上面只是调频连续波测距的整体逻辑,不太清楚没关系,下面逐步进行详细的分析: 一、调频连续波的发射信号TX 发射波为高频连续波,其频率随时间规律变化。一般为锯齿形,三角形,这里介绍锯齿形,其基本组成称为chirp,下面为其性质。 二、接收信号RX

1、合成器生成chirp信号。 2、发射天线发射信号TX。 3、接收天线接收反射回来的信号RX。 4、经过mixer,得到发射信号TX与接收信号RX之间的差值信号IF signal。过程如下: 三、时间差值 t,以及差值信号 IF signal ?由于雷达到障碍物之间有一定的距离,从信号发射,到返回接收,有一定的距离,这个距离就产生了接收时间差值t =2d/c,其中d 为雷达到障碍物的距离,c 为光速。 ?将发射/接收信号放在一个图里面,就得到如下的图。从图中可以看出,接收信号与发射信号一样,只是延迟了时间 t。 ?它俩经过mixer得到差值信号 IF signal ,其频率为 f= s*t,s为chirp的斜率,s = B/Tc。 ?由 t =2d/c,f= s*t,s = B/Tc 可以得出障碍物的距离 d 与 IF signal 信号频率 f 之间的关系式: d = f * c * Tc / (2B)。所以分析出了频率f,就可以得到距离d。 四、对IF signal 进行FFT变换,得到对应的频率 f,然后求得距离d

雷达测速(窄波雷达)

精心整理测速抓拍系统 设 计 方 案 沈阳腾翔科技有限公司

一、概述 1.1前言 近年来,随着城市机动车数量的不断增长,在带来诸多便利的同时,也存在着一些问题。车辆违法行为层出不穷,交通事故频频发生,都给城市交通管理造成了一定的难度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天,充分利用高科技手段,开发和研制出可以纠正遏制交通违法行为,有效实现交通管理,提高交通运输效率的产品显的十分必要。目前国内外虽有类似产品先后被研发出并面世,但都或多或少存在着不足之处。产品大多采取标清摄像机加视频采集卡的方式实现对违法车辆的记录,虽然价格低廉,但稳定性欠缺,故障率较高,增加了维护成本和工作量。国外产品较为稳定,但功能相对比较单一,价格十分昂贵,不适宜全面推广,大多只应用在一些要求非常严格的高端智能测速抓拍领域。 针对上述情况,公司推出了新一代窄波高清一体化测速抓拍取证系统。它相对第一代测速仪有了很大的改进,像素200万、500万可选,采取触摸屏操作,操作简便明了。同时二代测速系统设计更加简单轻便,更加灵活,并且增加了一些智能调节功能。该系统紧密结合公安业务需求,综合吸收了国内外产品的优点,采用全嵌入式结构,系统稳定可靠、功能强大、安装方便,适宜全面推广。系统的设计还充分利用了公司在安防监控行业的技术优势,实现了安防监控与智能交通的完美结合,随着该系统的推出,将真正的解放警力,提高交警的工作效率,实现“科技强警”。 1.2设计依据 1.《中华人民共和国道路交通安全法》 2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》 3.《公路交通安全实施设计技术规范》(JTJ074-2003) 4.《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》(GA/T497-2009) 5.《公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求》(GA/T651-2006) 6.《公安交通管理外场设备基础施工通用要求》(GA/T652-2006) 7.《公安交通指挥系统工程设计制图规范》(GA/T515-2004) 8.《安全防范工程技术规范》(GB50348—2004)

最新西南科技大学雷达原理试卷及答案

卷一 一、填空题(每空2分,共20分) 1、以典型单基地脉冲雷达为例,雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理机和终端设备等组成。 2、在满足直视距离条件下,如果保持其他条件不变(其中天线有效面积不变),将雷达发射信号的频率从1 GHz提高到4GHz,则雷达作用距离是原来的2倍。 3、雷达发射机按产生的射频信号的方式,分为单级振荡式发射机和主振放大式发射机两类。 4、某雷达脉冲宽度为1μs,脉冲重复周期为1ms,发射功率为100KW,平均功率为100 W. 5、脉冲多普勒雷达的脉冲重复频率为=1000Hz,对动目标进行检测。其多普勒频率为,能够出现盲速的多普勒频率等于1000Hz 。 6、雷达测角的方法分为两大类,即振幅法和相位法。 7、双基雷达是发射机和接收机分置在不同位置的雷达。 8、已知雷达波长为λ,目标的径向速度为v,那么回波信号的多普勒频移= 。 二、单选题(每题2分,共30分) 1、以下哪个部件最不可能属于雷达接收机(C) A、低噪声高频放大器 B、混频器 C、脉冲调制器 D、信号处理机 2、雷达测距原理是利用电波的以下特性(D) A、在空间介质中匀速传播 B、在空间介质中直线传播 C、碰到目标具有良好的反射性 D、以上都是 3、雷达之所以能够发射机和接收机共用一个雷达天线,是因为(C) A、雷达天线是定向天线 B、雷达天线是波导天线 C、首发转换开关的作用 D、雷达天线用波导传输能量 4、雷达射频脉冲与固定目标回波相比(D) A、二者功率相同,频率相同 B、二者功率不同,频率不同 A、二者功率相同,频率不同 B、二者功率不同,频率相同 5、雷达定时器产生的脉冲是发射机产生的脉冲是(A) A、触发脉冲,射频脉冲 B、发射脉冲,视频脉冲 C、触发脉冲,视频脉冲 D、发射脉冲,触发脉冲 6、雷达发射脉冲的持续时间取决于(C) A、延时线的调整 B、3分钟延时电路的调整 C、调制脉冲的宽度 D、方波宽度的调整

雷达测速的应用与基本原理

雷达测速的应用与基本原理 应用 在交通工程上,速度是计量与评估道路绩效和交通状况的基本重要数据之一。速度数据的搜集方法有许多种,包括人工测量固定距离行驶时间、压力皮管法、线圈法、影像处理法、雷达测速法与激光测速法等。其中后两者属于携带容易而且精确度高的方法,因此广受采用。 超速行车在交通违规中占有极大比例,此一现象可从高速公路过去四年间违规告发项目中,超速案件比例均在三分之二左右看出端倪,而超速行车一直被认为是肇事之重要因素之一;因此从交通执法观点而言,取缔超速系比较具体的维护交通安全之手段。国内取缔违规超速一向以雷达测速枪当工具,径行举发案件则辅以照相设备;只是近年来,雷达侦测器盛行,价格普及化之后,即使法规明令禁止使用,一般民众仍趋之若鹜,因为其价格只需逃避一至两次取缔的机会即可完全回收成本。以交通工程观点来看,驾驶人若装有雷达侦测器,则路边定点所测得的车速即会因驾驶人感知受测速,误以为警察人员执行取缔而有普遍减速现象;除造成数据失真外,并因而有引起事故之可能。 折叠编辑本段基本原理 雷达为利用无线电回波以探测目标方向和距离的一种装置。雷达为英文Radar一字之译音,该字系由Radio Detection And Ranging一语中诸字前缀缩写而成,为无线电探向与测距之意。全世界开始熟悉雷达是在1940年的不列颠空战中,七百架载有雷达的英国战斗机,击败两千架来袭的德国轰炸机,因而改写了历史。二次大战后,雷达开始有许多和平用途。在天气预测方面,它能用来侦测暴风雨;在飞机轮船航行安全方面,它可帮助领港人员及机场航管人员更有效地完成他们的任务。 雷达工作原理与声波之反射情形极类似,差别只在于其所使用之波为一频率极高之无线电波,而非声波。雷达之发射机相当于喊叫声之声带,发出类似喊叫声之电脉冲(Pulse),雷达之指向天线犹如喊话筒,使电脉冲之能量,能集中某一方向发射。接收机之作用则与人耳相仿,用以接收雷达发射机所发出电脉冲之回波。 镭射的英文为Laser,这个字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第

雷达测速美国STALKER手持式警用雷达测速仪中文使用说明书

使用说明及显示信息: "TEST":表示系统正在自检。 "PASS":表示系统已通过自检。 "FAIL":表示系统自检失败,此时应将设备送修。 "SEn" :表示系统处于灵敏度设置状态,灵敏度设置用以调节测速范围和巡逻车时速下限。"SEn1"到"SEn4"表示当前设置,其中"SEn1"测速范围最小,"SEn4"测速范围最大。右边的数字"5"或"20"表示具体的车速下限。例如"SEn4.20"的含义是使用32kph 的巡逻车速下限的最大测速范围。 "PS" :"PS5"或"PS20"表示系统正在使用遥控器设置巡逻车下限。 "ON" :测速仪充电完毕且无其他信息显示时,窗口一直显示"ON"标记。 "VOL" :VOL0- VOL9表示音量级别。 "SQL" :SQL和SQL表示静噪设置,详见下述。 "LOCK":表示系统正在进行速度锁定。 "REL" :表示正在清除已锁定的信息。 "MOV" :表示正在使用遥控器将测速仪从"固定模式"调至"移动模式"。 "STA" :表示正在使用遥控器将测速仪从"移动模式"调至"固定模式"。 "LOW" :表示电池将用尽--低于7.7V。 "DEAD":表示电池电力不足--低于7.2V,测速仪无法继续使用。 "RFI" :表示系统检测到电波干扰,窗口显示空白。 开关键操作详细定义: 扳机:扣动扳机发射微波,松开扳机,停止发射。 "PWR" :电源开关。 "LIGHT/TEST":"LIGHT"键控制背景灯光的开关。进行系统自检时,按下该键直至听到第二声鸣叫,此时显示窗口右下角会出现"TEST"标记,随后,左侧"TARGET"栏下显示"40",若自检成功则右下角显示"PASS"标记,否则显示"FAIL"且测速仪不可使用。 "AUDIO/SQL":该键用以调节扬声器音量。每按一次,音量级别跳跃一次。"VOL0"表示静音,"VOL9"表示音量最大。 "SEN" :该键用以随时调节灵敏度,详见"显示信息"栏中的"SEn"说明。 "LOCK/REL":该键用以控制速度值的锁定和释放。 将雷达枪对准目标车并扣动扳机进行微波发射,液晶显示器上将显示XMIT符号,这表明雷达正在发射微波。只要扳机一直按住,当前目标车的速度就可测出。 若雷达与被测的目标在同一方向上,则测试的速度是准确的,由于实际测试过程存在夹角的问题,会产生测试的误差,随着角度的增加,误差也在增大,这种现象被称为余弦效应。故在测量物体速度时,请尽量与被测物体的运动路线保持一致或者尽量减小发射波路线与运动物体路线间的夹角。使测量更加精确稳定!

相关主题