雷达用什么测距离，多普勒效应测速原理及公式图

雷达是利用微波波段电磁波探测目标的电子设备

雷达的工作原理是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在这里方向上的物体反射撞见的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行一定程度的处理，提取相关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

雷达分为连续波雷达和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易达到精确测距，且接收回波是在发射脉冲休止期内，故此，接收天线和发射天线可用同一副天线，因而在雷达发展中居主要地位。

测量距离实质上是测量发射脉冲与回波脉冲当中时间差，因电磁波以光速传播，据此就可以换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。按照仰角和距离就可以计算出目标高度。当雷达和目标当中有相对运动时，雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不一样，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标当中的距离变化率。当目标与干扰杂波同时出现雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们当中多普勒频率的不一样能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因为这个原因，它不仅成为军事上一定不可以缺少的电子装备，而且，广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。

星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

雷达根据用途可以分为军用雷达和民用雷达，军用雷达涵盖警戒雷达，制导雷达，敌我识别等；而民用雷达涵盖导航雷达，气象雷达，测速雷达等。

天气雷达是探测大气中气象变化的千里眼、顺风耳。天气雷达通过间歇性地向空中发射电磁波（脉冲），然后接收被气象目标散射回来的电磁波（回波），探测400多千米半径范围内气象目标的空间位置和特性，在灾害性天气，特别是突发性的中小尺度灾害性天气的监测预警中发挥着重要的作用。

雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备。 电磁波同声波一样，碰见障碍物要出现反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。

波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因为这个原因，雷达用的是微波波段的无线电波。 雷达有一个特制的可以转动的无线，它能向一定的方向发射不连续的无线电波。每一次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔大概是万分之一秒，这样，发射出去的无线电波碰见障碍物时，可在这个时间间隔内反射回来被无线接收。

按照公式2S=ct来确定障碍物的距离S，再按照发射无线电波的方向和仰角，便可来终确定障碍物的位置了。 利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹还有其他军事目标，除了军事用途外，雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航，在天文学上可以用来研究星体，在气象上可以用来探测台风，雷雨，乌云。

当雷达探测的目标运动，因为物体辐射波长随波源与观测者的相对运动而变化，因为这个原因，雷达本身的回波信号频率和主波发射信号的频率，这两个频率会存在频率差，这个频率差被成为多普勒频率，fd = fr - ft (fd：多普勒频率，fr : 接收机接收到频率， ft：发射频率)。这当中，若发射与接收信号在目标不动的情况下，fd = 0，因为这个原因，唯有目标移动的途中，才会出现多普勒效应。

测速原理：v= fxλ (f为声波频率,λ为声波波长) 针对这个问题我们需测得 f和λ因素一：利用谐振情况,当发射换能器处于谐振状态时,其谐振频率即声波频率,由此定出f 因素二：实验装置采取柱波测距原理,相邻两波幅间距=相邻两波节间距=λ/2,为观测准确以减小实验误差,选取测量波幅间距,对应相邻谐振距离的间距

雷达测速主要利用多普勒原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此就可以借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。

原理：通过以固定间隔发射两次红外线光波，测量红外线光波在设备与目标当中的传送时间，按照光速不变原理，可得出两个距离，其差值除以发射时间间隔就可以得出目标的速度。为了测量更精确，大多数情况下激光测速仪都会在一秒内发射高达上千组脉冲波来测算平均值。

应用及分布：可用于流动及固定点测速。因为探测范围小，因为这个原因设计时需考虑安装的视角带来的影响并对其进行校正，且只可以对单一车道进行检测。不过其测量速度、监测目标准确度、测速精度都比雷达测速更高。

由带孔或缺口的圆盘、光源和光电管组成。当光盘随被测轴旋转时，光只可以通过一个孔或凹口照射到光电管上。当光电管受到辐射时，它的反向电阻很低，因为这个原因它输出一个电脉冲信号。当光源被圆盘覆盖时，光电管的反向电阻很大，并且在输出端没有信号输出。

这样，按照圆盘上的孔或槽口的数量，可以测量被测轴的转速。一般取圆盘孔或缺口的个数一样，因为这个原因光电转换器可在被测轴每转一圈输出60个脉冲信号。假设电子计数器的时候基信号为1s，则可直接读取测得的轴转速。

高铁测速方式： 　　

1、使用高铁测速雷达，一种用于铁路客运或货运车辆监测的终端设备，通过检测铁路线路上的行驶车辆，向驾驶员或调度员提供车辆的实时速度、还有距监测设备的实质上距离信息，以此提示其控制车辆行驶速度，防止碰撞出现。 　　

2、轮轴脉冲转速传感器 　　转速传感器的种类不少，有磁电式、光电式、离心式、霍尔式等转速传感器。这当中轮轴脉冲转速传感器在高速铁路中应用较为广泛。轮轴脉冲转速传感器测速的基本工作原理：利用车轮的周长作为“尺子”测量列车走行距离，按照所测距离测算列车运行速度，其基本公式为： 　　V=πDn/3.6 　　式中，π=3.14，D为车轮直径，n为车轮转速。 　　从上式就可以清楚的知道，测量列车速度就是检测列车车轮转速和列车轮径。脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转动一周，传感器输出一定数目标脉冲，使脉冲频率与轮轴转速成正比。输出的脉冲经隔离和整形后直接输入计算机CPU进行频率测量，再经换算以此得出车组速度和走行距离闭。 　　

3、惯性加速度传感器 　　加速度传感器是一种可以测量加速力的电子设备。加速力是物体在加速途中作用在物体上的力，可以是常量或变量。大多数情况下加速度传感器按照压电效应原理工作，加速度传感器利用其内部因为加速度导致的晶体变形出现电压，只要计算出出现的电压和所施加的加速度当中的关系，就可将加速度转化成电压输出。还有不少其他方式制作加速度传感器，如电容效应、热气泡效应、光效应，但其基本的原理都是因为加速度使某种介质出现变形，通过测量其变形量并用有关电路转化成电压输出。 　　轮轴脉冲转速传感器也存在一定缺陷：即车轮空转或打滑会使列车速度的测量结果存在误差，为处理这种类型问题，在列车车轴上加装一个加速度传感器，配合脉冲转速传感器使用。该方法工作原理：在列车打滑这个时间段，把机车的内加速度作为测速的信息源，该信息与车轮旋转的状态等信息不有关，而在其余工作时间仍用轮轴脉冲传感器测速，故此，该方法称为根据惯性加速度传感器的测速。在车轮打滑时，由加速度传感器测得加速度及车轮打滑前加速度的倾斜分量，而计算出车轮打滑时的列车运行加速度，再将该值积分即得车轮打滑时列车实时运行的速度。

在道路旁对着道路上来车方向，用移动测速仪发射特定警用测速频率的雷达波束（K、Ka、Laser等频率），再接收汽车反射的电磁波回波，分析出所测定汽车车速，如车速超越该道路限速的上限，马上就可以把超速车辆的车牌号码拍下来，一张罚单自然在所难免。移动测速预警雷达的工作原理也很简单，一接收到特定警用测速频率的电磁波（K、Ka、Laser等频率）后，马上发出报警，提示车主减速，以此不要被交警拍照罚款。

理论上不能超出光速都行，雷达测速的原理是利用多普勒效应，只要电磁波能追上并有回波，观察回波的波长变化完全就能够测速，有一种超声波测速仪，测汽车速度的，假设测超音速飞行的飞机，就不行了，因为声波追不上飞机，没有回波。雷达发射或接收的是电磁波，电磁波的速度与光速一样，为300000000m/s