多譜勒效應和雷達測速

       你一定有這樣的經驗，當你站在馬路旁邊，即使沒有去注視路麵上車輛的行駛的情況，單憑耳朵的聽覺判斷，你能感到一輛汽車正在駛過來，或者離你而去。這裏麵當然依靠汽車行駛的聲間是漸強還是漸弱，但細細想想，主要還是根據汽車行駛的車輪聲或剌叭聲調的變化。原來，車輛駛近時，聲音要變尖，也就是說，音調要高些；開過以後，遠離的時候，聲音會(hui) 越來越低。

為(wei) 什麽(me) 會(hui) 這樣呢？原來，聲音的形成，首先是由於(yu) 發聲體(ti) 的振動，然後在它周圍的空氣中形成了一會(hui) 疏一會(hui) 密的聲波，傳(chuan) 到耳朵裏，使耳膜隨著它同樣地振動起來，人們(men) 就聽到了聲音。耳膜每秒鍾振動的次數多，人就感到音調高；反之，耳膜每秒鍾振動的次數少，人就感到音調低。照這樣說，聲源發出什麽(me) 聲，我們(men) 聽到的就是什麽(me) 調。問題的關(guan) 鍵在於(yu) 汽車在怎樣的運動。汽車勻速駛來，輪胎與(yu) 地麵摩擦產(chan) 生的聲波傳(chuan) 來時“疏”、“密”、“疏”、“密”是按一定規律，一定距離排列的，可當汽車向你開來時，它把空氣中聲波的“疏”和“密”壓得更緊了，“疏”、“密”的問題更近了，人們(men) 聽到的音調也就高了。反之，當汽車離你遠去時，它把空氣中的疏密拉開了，聽到的聲音頻率就小了，音調也就低了。汽車的速度越高，音調的變化也越大。在科學上，我們(men) 把這種聽到音調與(yu) 發聲體(ti) 音調不同的現象，稱為(wei) “多譜勒效應”。有趣的是，雷達測速計也正是根據多譜勒效應的原理研製出來的。

       我們(men) 知道，小汽車可以開得很快，可是為(wei) 了保證安全，在某些路段上，交通警察要對車速進行限製。那麽(me) ，在汽車快速行進時，交通警察是怎樣知道它們(men) 行駛的速度呢？最常用的測速儀(yi) 器叫雷達測速計，它的外形很象一支大型信號槍，它也有槍筒，手柄、板機等部件，在槍的後麵有一排數碼管。把槍口對準行駛的車輛，一扣板機，一束微波就射向行駛中的車輛。微波是波長很短的無線電波，微波的方向性很好，速度等於(yu) 光速。微波遇到車輛立即被反射回來，再被雷達測速計接收。這樣一來一回，不過幾十萬(wan) 分之一秒的時間，數碼管上就會(hui) 顯示出所測車輛的車速。

       它所依據的原理依然是“多譜勒效應”。雷達測速計發出一個(ge) 頻率為(wei) 1000兆赫的脈衝(chong) 微波，如果微波射在靜止不動的車輛上，被反射回來，它的反射波頻率不會(hui) 改變，仍然是1000兆赫。反之，如果車輛在行駛，而且速度很快，那麽(me) ，根據多譜勒效應，反射波頻率與(yu) 發射波的頻率就不相同。通過對這種微波頻率微細變化的精確測定，求出頻率的差異，通過電腦就可以換算出汽車的速度了。當然，這一切都是自動進行的。

雷達測速計的測速範圍大約在每小時24公裏到199公裏之間，測速範圍比較大，精確度也相當高，車速在每小時100公裏時，誤差不會(hui) 超過1公裏/小時。

測速雷達朝向公路，可以測量車速，如果指向天空，就可以測雲(yun) 層的高度，測雲(yun) 層的速度。當然，要測幾十公裏外，甚至上百公裏外的飛機，也是這個(ge) 原理，隻不過要向它掃描的空間連續發射微波束，這些微波束遇到飛機再反射回來，已經極其微弱了，要想把它接收到，分辨清並計算出來，就很困難了，這就需要一個(ge) 龐大的靈敏的雷達。

雷達測速與(yu) 激光測速的比較

       目前，國際上所采用的流行的“流動電子警察”或“可搬移電子警察”主要由：激光測速儀(yi) 、雷達測速儀(yi) 與(yu) 攝像機或照相機的組合而成。

一、激光測速儀(yi)

        激光測速儀(yi) 是采用激光測距的原理。激光測距（即電磁波，其速度為(wei) 30萬(wan) 公裏/秒），是通過對被測物體(ti) 發射激光光束，並接收該激光光束的反射波，記錄該時間差，來確定被測物體(ti) 與(yu) 測試點的距離。激光測速是對被測物體(ti) 進行兩(liang) 次有特定時間間隔的激光測距，取得在該一時段內(nei) 被測物體(ti) 的移動距離，從(cong) 而得到該被測物體(ti) 的移動速度。

      因此，激光測速具有以下幾個(ge) 特點：
1、由於(yu) 該激光光束基本為(wei) 射線，估測速距離相對於(yu) 雷達測速有效距離遠，可測1000M外；
2、測速精度高，誤差<1公裏；
3、鑒於(yu) 激光測速的原理，激光光束必須要瞄準垂直與(yu) 激光光束的平麵反射點，又由於(yu) 被測車輛距離太遠、且處於(yu) 移動狀態，或者車體(ti) 平麵不大，而導致執勤警員的工作強度很大、很易疲勞。目前美國激光技術公司已經生產(chan) 出帶連續自動測速功能的激光測速儀(yi) ，專(zhuan) 門用於(yu) 解決(jue) 這一問題。東(dong) 莞市交警支隊東(dong) 城大隊使用這種改進後的測速儀(yi) 抓拍超速車輛，已經取得了明顯的成效。
4、鑒於(yu) 激光測速的原理，激光測速器不可能具備在運動中使用，隻能在靜止狀態下應用；所以一般交警都把儀(yi) 器放在巡邏車上，停車靜止使用。
5、目前大部分國家所采用的激光測速儀(yi) 使用的是一類安全激光，對人眼睛安全。
6、激光測速儀(yi) 的取證能力遠遠大於(yu) 雷達測速儀(yi) ，因而受到全世界廣泛的認可和推廣，例如美國、加拿大、英國、德國、澳洲、瑞典、瑞士、荷蘭(lan) 、中國廣東(dong) 、台灣、香港、澳門等等。
7、激光測距儀(yi) 的耗電量比較低，兩(liang) 節五號電池可以連續使用20小時。

二、雷達測速儀(yi)

         雷達測速的原理是應用多譜勒效應，即移動物體(ti) 對所接收的電磁波有頻移的效應，雷達測速儀(yi) 是根據接收到的反射波頻移量的計算而得出被測物體(ti) 的運動速度。因此，具有以下特點：
1、雷達波束較激光光束（射線）的照射麵大，因此雷達測速易於(yu) 捕捉目標，無須精確瞄準。
2、雷達測速設備可安裝在巡邏車上，在運動中的實現檢測車速，是“流動電子警察”非常重要的組成部分，可惜的是取證力度不夠。
3、雷達固定測速誤差為(wei) ±1Km/h，運動時測誤差為(wei) ±2Km/h。
4、雷達發射的電磁波波束有一定的張角，故有效測速距離相對於(yu) 激光測速較近。
5、雷達測速儀(yi) 發射波束的張角是一個(ge) 很重要的技術指標。張角越大，測速準確率越易受影響；反之，則影響較小。
6、測速雷達如果天線放置不當，當地勢為(wei) 非平原狀態時，會(hui) 使目標車的讀數被其它車的速度代替。
7、如果目標旁邊有反射能力更強的物體(ti) 存在，測速雷達也隻能測到反射能力強的物體(ti) 。
8、當有兩(liang) 車並行時，雷達測速儀(yi) 無法分辨出哪一輛車是超速車輛。
9、當測量信號經過多次反射後，測速雷達測出的結果也會(hui) 出錯。
10、無線電波會(hui) 對測速雷達產(chan) 生幹擾，使測量結果失真。
11、雷達感應器可以偵(zhen) 察到雷達測速儀(yi) 卻極難偵(zhen) 察到激光測速儀(yi) 的存在。