智能便携式汽车多普勒雷达测速仪

测量移动车辆和物体的速度对于确保道路安全、进行交通分析和支持研究应用至关重要。传统系统通常体积庞大或成本高昂，而当前的要求强调紧凑、高效且经济实惠的替代方案。

该系统提供了一种基于多普勒效应的便携式无线速度检测解决方案。它分析由移动物体和传感器之间的相对运动引起的毫米波信号频率偏移。该系统通过精确的毫米波发射和接收，准确测量汽车、摩托车和火车等快速移动目标的速度。

这款智能多普勒雷达系统专为多功能性而设计，无论是安装在路边杆上还是用作与移动设备配对的便携式装置，都支持有效的速度监控。

图 1： 正在测试的作者原型

上面的物料清单表格详细说明了所需的组件，而图 1 显示了作者在三脚架上测试的组装原型。该系统甚至可以安装在路边杆上，用于智慧城市应用和持续监测。

了解雷达中的多普勒效应

多普勒效应是现代雷达测速系统背后的基本原理。它是指由波源和观察者之间的相对运动引起的波（例如声音或无线电波）的频率和波长的变化。

两个主要场景用声音说明了这种现象：

1. 移动源，静止观察器

如果声源向观察者移动，声波会被压缩，从而产生更高的观察频率（更高的音调）。相反，当声源远离时，声波会伸展，从而导致观察到的频率较低（音调较低的声音）。

2. 静止源，移动观察者

如果观察者向静止源移动，则感知频率会增加。如果观察者远离，感知频率会降低，从而产生类似的多普勒效应。

基于雷达的速度检测系统的工作原理相同，但它们使用的不是声波，而是射频 （RF） 信号，通常在微波范围内。

多普勒雷达的工作原理

多普勒雷达的工作原理是使用天线或传感器向特定方向传输射频信号。这些通常安装在车辆的前格栅或保险杠上，或安装在杆子或便携式系统的外部。发射的信号向外传播，扫描周围环境以查找潜在的障碍物、车辆或行人。

当这些信号遇到物体时，一部分信号会反射回雷达接收器。如果物体是静止的或以与雷达相同的速度移动，则返回信号的频率基本保持不变。但是，如果物体相对于雷达处于运动状态，则反射信号会发生多普勒频移。

当物体靠近时，会出现正多普勒频移（频率增加），而当物体远离时，会出现负多普勒频移（频率降低）。通过分析此频移，系统可以实时准确确定移动物体的速度，无需物理接触或复杂设置即可实现精确检测。