雷達為利用無線電回波以探測目標方向和距離的一種裝置。雷達為英文Radar一字之譯音,該字系由Radio Detection And Ranging一語中諸字前綴縮寫而成,為無線電探向與測距之意。全世界開始熟悉雷達是在1940年的不列顛空戰(zhàn)中,七百架載有雷達的英國戰(zhàn)斗機,擊敗兩千架來襲的德國轟炸機,因而改寫了歷史。二次大戰(zhàn)后,雷達開始有許多和平用途。在天氣預(yù)測方面,它能用來偵測暴風雨;在飛機輪船航行安全方面,它可幫助領(lǐng)港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務(wù)。
雷達工作原理與聲波之反射情形極類似,差別只在于其所使用之波為一頻率極高之無線電波,而非聲波。雷達之發(fā)射機相當于喊叫聲之聲帶,發(fā)出類似喊叫聲之電脈沖(Pulse),雷達之指向天線猶如喊話筒,使電脈沖之能量,能集中某一方向發(fā)射。接收機之作用則與人耳相仿,用以接收雷達發(fā)射機所發(fā)出電脈沖之回波。
測速雷達主要系利用都卜勒效應(yīng)(Doppler Effect)原理:當目標向雷達天線靠近時,反射信號頻率將高于發(fā)射機頻率;反之,當目標遠離天線而去時,反射信號頻率將低于發(fā)射機率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值,計算出目標與雷達的相對速度。
雷射的英文為Laser,這個字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一個字母縮寫而成,意思是指,經(jīng)由激發(fā)放射來達到光的放大作用。雷射所激發(fā)出來的光,其光子大小與運動方向皆相同,因此每個波束的頻率都相等,再加上它們一束束緊密地排列著,彼此間分毫不差地互相平行,使整個光束發(fā)射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發(fā)現(xiàn),從地球發(fā)射的雷射光在經(jīng)過近四十萬公里的太空之旅后,只在月球表面上投射出一片約三公里直徑大小的圓而已!此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工與醫(yī)學(xué)(眼科、牙科、腫瘤)之應(yīng)用更為廣泛。
測速雷射種類于固態(tài)雷射中的半導(dǎo)體雷射。雷射測速設(shè)備采用紅外線半導(dǎo)體雷射二極管。雷射二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度:
1. 雷射二極管自微小范圍中發(fā)射出極窄的光束,此一狹窄光束才能精確地瞄準目標。
2. 雷射二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關(guān),大大提高精確度。
3. 雷射二極管發(fā)射率很窄,其偵測器極易接收到精確的波長;因此在日間有強烈陽光時,仍能正常操作。
4. 雷射二極管只發(fā)射電磁光譜中的紅外線部分;而紅外線系眼睛看不見的,不會影響駕駛?cè)说淖⒁饬Α?/p>
雷射測速槍以量測紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定,激光脈沖傳送到目標再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發(fā)射兩個脈沖,即可測得兩個距離;將此二距離之差除以發(fā)射時間間隔即可得到目標的速度。理論上,發(fā)射兩次脈沖即可量測速度;實務(wù)上,為避免錯誤,一般雷射測速器(槍)在瞬間發(fā)射高達七組的脈沖波,自以最小平方法求其平均值,去計算目標速度。
超速告發(fā)最易受到的挑戰(zhàn)即是如何確認違規(guī)車輛,例如在多車道公路上兩車以上并行時,警員以雷達測得超速現(xiàn)象卻無法明確認定那一部車輛違規(guī)(參見圖一)。原因在于雷達波發(fā)射錐角度約在十至二十度間,而雷射波發(fā)射錐角度只有不到十分之一度;因此以雷射測速可以明確認定受測目標據(jù)以告發(fā)。雷射狹窄光束使得兩車被同時偵測到的機會等于零;對于市面上普遍銷售之雷達偵測器(或稱超速偵測器)不啻一大克星。
雷達與雷射之最遠測速距離均在二千余英呎,可以加強設(shè)備發(fā)射功率而增長,惟并不具實際效益。雷達測速器需經(jīng)常以固定頻率之音叉加以校正,而雷射測速器則無此必要。另一重要差別在測速的時間,以雷達測速約高要二至三秒鐘,而使用雷射則只需要約零點三秒。按此操作速度,廠商甚至開發(fā)出配合照相之雷射測速器以不到一秒的間隔連續(xù)記錄違規(guī)超速車輛。圖二顯示雷射測速器配合數(shù)字相機所拍攝到之照片。
電射測速槍之缺點系無法于移動狀態(tài)下使用;如裝于警車上或由坐在行進車輛上乘員持用,均無法正常操作。
美國STALKER BASIC型,測試精度高、響應(yīng)時間短、重量輕巧、防水滴濺落,抗兩米跌落、適合野外應(yīng)用等優(yōu)點,是交通隨身攜帶的理想測速工具。
為滿足用戶取證的需要,在此款雷達基礎(chǔ)上進行二次開發(fā),利用雷達自身攜帶的串口輸出功能定制一臺打印機,在打印機上可設(shè)置限速值,當雷達測量的數(shù)據(jù)傳入打印機,打印機將自動判斷被測車輛是否超速,如發(fā)現(xiàn)其超過限速值將自動打印。打印內(nèi)容包括:時間、限速值、超速值,同時預(yù)留:駕駛證號、車牌、違章司機、值勤人員、違章地點等項供執(zhí)勤人員填寫。
類型:手持式固定多普勒測速雷達
靜態(tài)測速范圍:8~322 kmh。
環(huán)境要求:溫度:零下30度 ~ 零上60度;濕度:0 % ~ 90%
微波頻率:24.15Ghz(K-band),
發(fā)射角:15度;
最大發(fā)射功率:10毫瓦
高度:193毫米
長度:218毫米
寬度:71毫米
精度:+/-1kph
測程:約1000米
電池類型:AA型可充電鎳氫電池組
電池容量:960mAh
機械指標:重量—700克(含電池)
高度—193毫米
長度—218毫米
寬度—71毫米
外殼材料—高強度聚碳酸酯塑料
由于激光束狹窄具有正確認定目標的特點,許多文獻指出其至可以用來測量行人的步行或跑步速度;對國內(nèi)為數(shù)眾多之機車速度量測更是變成可行而且簡易。作者曾利用LTI20-20雷射測速槍對行人、單車與機車目標進行量測,均能迅速獲得速度(公里/小時)與距離(十分之一公尺)之滿意數(shù)據(jù)。配備雷射測速槍的美國警方更利用其精確且快捷的測距功能,將其用在交通事故與刑案現(xiàn)場圖關(guān)鍵點之測繪。國內(nèi)交通警察單位已多次進行雷射測速之測試,部份單位亦已完成采購使用中。民眾不可自恃裝有超速偵測器而恣意飚車,危害公眾與自身安全。
檢索范圍: |
關(guān) 鍵 字: |