高速雷达测速原理5篇
第一篇：高速雷达测速原理
高速公路雷达如何测速
目前雷达测速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及数学家克里斯琴·约翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了这一理论，主要内容为：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高（蓝移blue shift）；当运动在波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低（红移red shift）；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。原理 多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备，多普勒当时没有用实验验证，几年后有人请一队小号手在平板车上演奏，再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化，以验证该效应。假设原有波源的波长为λ，波速为c，观察者移动速度为v：当观察者
走近波源时观察到的波源频率为（c+v）/λ，如果观察者远离波源，则观察到的波源频率为（c-v）/λ。一个常被使用的例子是火车的汽笛声，当火车接近观察者时，其汽鸣声会比平常更刺耳.你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有：警车的警报声和赛车的发动机声。
如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲，可以想象若你每走一步，便发射了一个脉冲，那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己。而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说，在你之前的脉冲频率比平常变高，而在你之后的脉冲频率比平常变低了。 产生原因：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观察者听到的声音的音调，是由观察者接受到的频率，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变．在单位时间内，观察者接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．同样的道理，当观察者远离波源，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小。
公式：
观察者(Observer)和发射源(Source)的频率关系为：
:为观察到的频率；
:为发射源于该介质中的原始发射频率； :为波在该介质中的行进速度；
:为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为 + 号`, 反之则为号，反之则为 + 号。适用：
多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波。科学家爱德文·哈勃（Edwin Hubble）使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远离银河系的天体发射的光线频率变低，即移向光谱的红端，称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。反之，如果天体正移向银河系，则光线会发生蓝移。
在移动通信中，当移动台移向时，频率变高，远离时，频率变低。
在交通方面的应用：
交警（测速雷达）向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。装有多普勒测速仪的监视器有时就装在路的上方，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。
现在你知道高速公路上的雷达是怎么测速了吧。
第二篇：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戴乃迭
公式1 其中
财迷微博Δt：发射波与反射波的时间延迟
R：目标距离
108m/s c：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——1.5ms 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=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++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
金寨地震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
现代经济信息公式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
第三篇：连续波雷达测速测距原理（最终版）
连续波雷达测速测距原理
一． 设计要求
1、当测速精度达到0.1m/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；
太可乐了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。
一切如新二． 实验原理和内容 1.多普勒测速原理
xa(t)A/Dx(n)FFT谱分析P(k)峰值搜索fd
图2.1 频域测速原理
f dmax max|fm fd| fs/2N
v fdmax/2 fs/4N /4T rmax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0.1m/s时，三角调频波的调制周期可以计算得，T=0.0325s 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：① 则接收的信号为：②
xTf0(t) cos(2 f0t 0)R(t) R0 vrtf0xR(t) cos[2 f0(t tr) 0]若目标距离与时间关系为：③ 则延迟时间应满足以下关系:④
将④代入②中得到
f0R2tr (R0 vrt)c vr2x(t) cos{2 f0[t (R0 vrt)] 0}c vr2R0 cos[2 (f0 fd0)t 2 f0 0]cfd02vr f0c 其中根据上图可以得到，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
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。
R(t) R0 vrt2④ tr (R0 vrt)c vr再根据调频信号带宽50MHz和载频24GHz，就可以得到信号。
代码：（还有问题，没有改好）
function
y=tri_wave(starting_value,ending_value,sub_interval,num_of_cycles)
temp1=starting_value:sub_interval:ending_value;temp2=ending_value:-1*sub_interval:starting_value;temp3=zeros(1,length(temp1)*2-1);temp3(1,1:length(temp1))=temp1;temp3(1,length(temp1)+1:length(temp3))=temp2(1,2:length(temp2));temp4=temp3;for i=1:1:num_of_cycles-1 temp4=[temp4 temp3(1,2:length(temp3))];end
豫公网安备41160202000603
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