智能便攜式汽車多普勒雷達測速儀

測量移動車輛和物體的速度對于確保道路安全、進行交通分析和支持研究應用至關重要。傳統系統通常體積龐大或成本高昂，而當前的要求強調緊湊、高效且經濟實惠的替代方案。

該系統提供了一種基于多普勒效應的便攜式無線速度檢測解決方案。它分析由移動物體和傳感器之間的相對運動引起的毫米波信號頻率偏移。該系統通過精確的毫米波發射和接收，準確測量汽車、摩托車和火車等快速移動目標的速度。

這款智能多普勒雷達系統專為多功能性而設計，無論是安裝在路邊桿上還是用作與移動設備配對的便攜式裝置，都支持有效的速度監控。

圖 1： 正在測試的作者原型

上面的物料清單表格詳細說明了所需的組件，而圖 1 顯示了作者在三腳架上測試的組裝原型。該系統甚至可以安裝在路邊桿上，用于智慧城市應用和持續監測。

了解雷達中的多普勒效應

多普勒效應是現代雷達測速系統背后的基本原理。它是指由波源和觀察者之間的相對運動引起的波（例如聲音或無線電波）的頻率和波長的變化。

兩個主要場景用聲音說明了這種現象：

1. 移動源，靜止觀察器

如果聲源向觀察者移動，聲波會被壓縮，從而產生更高的觀察頻率（更高的音調）。相反，當聲源遠離時，聲波會伸展，從而導致觀察到的頻率較低（音調較低的聲音）。

2. 靜止源，移動觀察者

如果觀察者向靜止源移動，則感知頻率會增加。如果觀察者遠離，感知頻率會降低，從而產生類似的多普勒效應。

基于雷達的速度檢測系統的工作原理相同，但它們使用的不是聲波，而是射頻 （RF） 信號，通常在微波范圍內。

多普勒雷達的工作原理

多普勒雷達的工作原理是使用天線或傳感器向特定方向傳輸射頻信號。這些通常安裝在車輛的前格柵或保險杠上，或安裝在桿子或便攜式系統的外部。發射的信號向外傳播，掃描周圍環境以查找潛在的障礙物、車輛或行人。

當這些信號遇到物體時，一部分信號會反射回雷達接收器。如果物體是靜止的或以與雷達相同的速度移動，則返回信號的頻率基本保持不變。但是，如果物體相對于雷達處于運動狀態，則反射信號會發生多普勒頻移。

當物體靠近時，會出現正多普勒頻移（頻率增加），而當物體遠離時，會出現負多普勒頻移（頻率降低）。通過分析此頻移，系統可以實時準確確定移動物體的速度，無需物理接觸或復雜設置即可實現精確檢測。