雷达测速技术特点分析

王亮

（91245部队，辽宁 葫芦岛 125001）

雷达测速技术特点分析

王亮

（91245部队，辽宁 葫芦岛 125001）

测控技术主要运用于信息的获取及处理，方便了各种测量与研究工作的数据调控.随着工程科技的改革发展，雷达技术在测控操作中的运用更加广泛.早期感应技术探测目标已经无法适应目标探测的要求，全新雷达测速技术融入多普勒效应原理，精准地掌握被测目标的实际情况，配合其它定位检测技术可提高测查的效率.针对这一点，本文分析了雷达测速技术的特点，对其工作原理进行必要地分析.

雷达测速；专业测控；特点；注意事项

测控技术是现代工业测量测试的先进科技，涉及到了国防、航天、科研等各个领域，凭借多种学科理论提高了测试操作的技术含量.传统电子探测技术应用时间较久，因测量仪器、操作技能、数据处理等方面的限制，雷达测速所得结果的准确率偏低，误导了技术人员的数据分析.掌握雷达测速技术的特点及其应用原理，能够灵活地运用测控方案以研究数据信息.

1 我国测控技术的发展

科学技术是推动社会事业进步的根本动力，坚持引用高科技有助于新事物的开发利用，也方便了各项测试测量活动的开展.工业科技中常会运用到测控技术，用以辅助被测目标的识别与判断，为新产品科研及开发提供了很大的帮助.经过较长时间的发展，国内测控技术已经形成了相对完成的信号处理流程，实现了数据信息的自动化处理.测控信号处理包括：（1）采集.收集与被测目标相关的数据信息，提高了信号转换的速率，通过传感器将测控数据传输给处理平台.测控系统中可用雷达仪器作为信号采集端口，从而锁定被测目标的距离、变化量、方位等指标.（2）整理.对测控设备捕捉到的信号进行处理，信号处理的主要内容：平整、滤波、模数转换等，尽可能转变为数字信号以方便测试结果的研究.测控数据整理可选择传感器完成，转换为图像、声音等信号.（3）显示.利用显示屏将测控结果反馈出来，如：雷达测控常选定液晶显示屏进行显示数据结果，直观地反映了雷达测速的真实数据.

2 雷达测速的原理

近年来国内测控技术与仪器的应用范围更加广阔，常作为国防及其它工业测试测量的技术支撑，利用电子设备、计算机设备、精密仪器等完成各项信号的获取.雷达测速是测控专业研究的一项重点理论，在速度指标测量测试中具有较强的指导作用.基于先进科学技术的改革发展，我国雷达测速技术及其应用设备更加先进.新型测速技术的特点与应用原理如下：

雷达测速主要是利用“多普勒效应”原理，如图1，根据反射信号频率的强弱程度进行识别，这是此项检测技术的核心支撑.具体原理：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，可以感应到强烈的反射信号频率；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，反射信号频率逐渐减弱[1].根据这一原理，测控人员在判断被测目标物体运行速度时可进行相关的计算，通常只要参照反射信号频率的改变数值，便可计算出目标与雷达的相对速度.多普勒效应客观地反映出信号频率的强弱程度，以此识别出目标与雷达天线之间的距离远近，并自行测算出运动目标的速度.

图1 雷达发射的示意图

3 雷达测速技术的主要特点

基于多普勒效应原理形成的雷达测速技术，正普遍被速度测试等行业，维持了测控工程运行流程的畅通性，让技术人员能够获得更加精准的数据信号.结合实际应用的成效判断，雷达测速技术具备了广泛性、动态性、精准性、技术性等四大特性.

3.1 广泛性.雷达波束较激光光束（射线）的照射面大，这是该项技术广泛性特点的主要表现.正常条件下，雷达测速易于捕捉目标，无须精确瞄准便可获取测速计算需要用到的参数指标.如：雷达发射的电磁波波束有一定的张角，固有效测速距离相对于激光测速较近，最广泛的测速距离为800 m.

3.2 动态性.除了技术人员在某个定点区域测量速度外，引用雷达测速技术还能实现动态测量，全程跟踪目标且完成速度检测工作.以交通测控技术为例，现代交通安检系统中把雷达测速设备可安装在巡逻车上，在运动中的实现各种被测物体的速度测试，这是“流动电子警察”重要的组成部分[2].

3.3 精准性.控制测速误差是提高安检效率的关键，许多测速仪器因精度不足而误导了测试人员的判断.选用雷达测速技术之后，速度检测的准确率得到显著改善.目前，雷达固定测速误差为±1 K m/h，运动时测误差为±2 K m/h，完全可以满足各种测控操作的精度要求，短时间内锁定被测物体的运动状况.

3.4 技术性.作为一项新型的工业测试测量技术，雷达测速在技术特性方面呈现的优势也较为显著.在测速标准体系中，雷达测速仪发射波束的张角是一个很重要的技术指标.张角越大，测速准确率越易受影响；反之，则影响较小.此外，雷达测速仪因技术成熟，为其它测速方法研究提供了技术支撑.

4 测速需注意辅助技术的应用

低于雷达测速技术来说，仅掌握其应用原理及技术特点是不足够的.考虑到未来我国工业测控工程数量的持续增多，一些高速度被测物体的运动频率越来越高，单一采用雷达测速技术已很难满足安全检测的需要.笔者提出，鉴于现有科技水平的改善，可将雷达测速与其它设备与技术联用，可以极大地改善雷达在测控技术中的运用.

4.1 数字技术.数字处理部分主要由低通滤波、信号调理，A/D转换及T M S 320 V C 5402硬件系统组成.系统的数字信号处理部分选择高性能低价位的D S P芯片T M S 320 V C 5402完成.为进行多普勒频谱的数据分析提供了便利的条件，可以实时准确的估算出多普勒频率[3].D S P可提供2 K B数据缓冲的读写能力，从而降低了处理器的额外开销.信号经过一定的信号调理以后，再经A/D转换成为数字信号送给D S P进行信号处理，最后处理的结果通过液晶显示，还可以通过串口发送到远程主控系统.

4.2 定位技术.采用专业定位技术可快速地锁定被测物体的具体位置，使雷达技术运用的对象范围不断缩小.比较常用的定位技术，如：雷达测速系统与全球定位系统联合应用，通过G P S技术平台完成被测目标位置的搜寻，利用两种系统的配合操作进行交通调控.全球定位系统能够向雷达测试提供多项功能，如：目标定位、路线监控、数据传输等，及时将与目标运动的动态数据反馈给测试人员，方便了雷达设备监控下速度措施的动态操作[4].定位技术作为雷达测速的辅助技术，需要设置G P S终端、监控平台、虚拟网络等三个模块.

4.3 智能技术.工业科技水平提升带动了测控技术的发展，智能化改造是未来雷达测控技术的必然趋势，其借助智能设备及仪器完成的数据的综合处理.智能测速技术是雷达测速的独立方式，是基于现有测速设备条件下建立的一种全方位测速系统.如：智能测速模式由数据捕捉、自动计算、结果分析等三大组成，每一个模块都发挥着不同的作用.具体功能：数据捕捉是对反射信号频率进行捕捉，及时掌握目标物体、雷达天线之间的距离远近；自动计算是借助数字处理平台，用计算机处理器完成的数据操作；最后由虚拟网络把数据传输给监控平台进行智能分析，判断出目标运动速度的特点.

总之，雷达测速是工业科技的典型代表，充分发挥了雷达技术的功能特点，方便了测控人员对各项数据的获取.考虑到测控仪器功能的优化升级，未来雷达测速技术也会朝着智能化方向发展，测控人员应掌握雷达测速技术的应用原理，了解该项技术的使用特点，使其高效率地运用于不同方面的测试测量.

〔1〕唐元才.我国测控专业技术在工业科技中的应用[J].现代测控技术，2011，15（10）：45-47.

〔2〕马忠恕.多普勒信号的特征及其处理方法[J].制导与引信，2009，20（10）：18-19.

〔3〕刘勤继，庄凤祥.雷达测速技术应用特点的分析[J].电子技术，2010，32（12）：70-72.

〔4〕赵玉民.测速雷达的数据处理和参数最佳设计[J].无线电工程，2011，28（6）：17-19.

图2 数字处理技术

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