雷达原理笔记之动目标检测及测速技术
雷达测速仪工作原理
雷达测速仪工作原理一、引言雷达测速仪是一种常见的交通工具速度监测设备，广泛应用于道路交通管理和执法领域。
本文将详细介绍雷达测速仪的工作原理，包括雷达测速原理、信号处理、测速精度和误差等方面的内容。
二、雷达测速原理雷达测速仪利用雷达技术进行速度测量。
其工作原理可以简单概括为：通过发射一束电磁波（通常是微波）并接收反射回来的信号，根据信号的频率变化来计算目标物体的速度。
具体来说，雷达测速仪通常由以下几个主要部分组成：1. 发射器：发射一束电磁波，通常是微波信号。
2. 天线：接收反射回来的信号，并将其转化为电信号。
3. 接收器：对接收到的信号进行放大、滤波和混频等处理，以提取出目标物体的速度信息。
4. 信号处理器：对接收到的信号进行数字信号处理，通过频率变化计算目标物体的速度。
5. 显示器：将测得的速度信息显示给操作人员。
当雷达测速仪工作时，发射器会发射一束微波信号，并将其照射到目标车辆上。
微波信号会被目标车辆表面的金属部分反射回来，经过天线接收到的信号会被放大、滤波和混频等处理，然后送入信号处理器。
信号处理器会对接收到的信号进行频率分析，通过测量信号的频率变化来计算目标车辆的速度。
最后，测得的速度信息会显示在显示器上。
三、测速精度和误差雷达测速仪的测速精度和误差是使用者关注的重要指标之一。
测速精度受到多种因素的影响，包括但不限于以下几个方面：1. 雷达测速仪的工作频率：不同频率的雷达测速仪对速度测量的精度有所差异。
通常情况下，工作频率越高，测速精度越高。
2. 目标车辆的距离和角度：雷达测速仪对距离较近且角度较大的目标车辆测速精度较高，而对距离较远或角度较小的目标车辆测速精度较低。
3. 环境因素：雷达测速仪在不同的环境条件下，如天气、道路状况等，测速精度也会有所差异。
4. 仪器本身的性能和校准情况：雷达测速仪的性能和校准状态对测速精度有直接影响。
定期对雷达测速仪进行校准和维护，可以提高其测速精度。
误差是指测速结果与实际速度之间的偏差。
雷达测速仪的工作原理是怎样的
雷达测速仪的工作原理是怎样的雷达测速仪是一种常见的流量计量仪器，它可以用来测量运动物体的速度。
它使用的是雷达技术，可以快速、准确地测量物体的速度，并且不需要直接接触物体，从而避免了测量误差。
本文将介绍雷达测速仪的工作原理是怎样的。
雷达测速仪的基本原理雷达是一种电子设备，它可以通过发射电磁波并接收反射波的方式，来探测和测量操作环境中目标物体的位置、速度、大小等信息。
雷达测速仪利用雷达的技术，可以测量运动物体的速度。
雷达测速仪的工作流程雷达测速仪的工作流程可分为三个步骤：发射、接收、处理。
发射第一步是发射。
雷达测速仪发射的是电磁波。
电磁波的类型可以是微波、毫米波、甚至是红外线。
在雷达测速仪中，通常使用的是微波。
在发射电磁波之前，雷达测速仪需要根据测量需求来设定发射的频率和功率。
不同的雷达测速仪有不同的可调节范围。
通常情况下，雷达测速仪的发射功率会比较低，以免对被测量物体产生太大影响。
接收第二步是接收。
当发射的电磁波遇到运动物体，会发生反射和散射。
雷达测速仪会接收这些反射波，并且测量信号的强度和时延。
可以通过衡量反射波与发射的电磁波之间的差异，来计算出运动物体与雷达测速仪之间的距离和速度。
具体的时间差可以通过双程时间差技术，即将发射和接收时间之间的时间差除以2来计算。
处理第三步是信号处理。
接收到反射波的雷达测速仪会通过信号处理程序来提取和分析反射波信号的特性，以确定运动物体的速度和距离。
一般情况下，雷达测速仪和信号处理程序都会有存储和计算功能，可以智能地计算出被测物体的速度和距离。
一旦计算出测量结果，雷达测速仪就可以将数据传输到其他设备或者以其他方式输出。
雷达测速仪的优点和应用场景相比其他测量工具，雷达测速仪有以下优点：•测量速度快：雷达测速仪的工作原理是通过发射和接收电磁波来测量速度。
这种方法比其他直接测量物理接触的方法要快得多。
•测量精度高：雷达测速仪的测量精度极高，可以测量非常小的速度变化。
•制造成本低：雷达测速仪可以在大量生产情况下制造，因为制造过程中使用的组件普及度很高，且成本较低。
《雷达原理》知识点总结
【雷达任务：测目标距离、方位、仰角、速度；从目标回波中获取信息【雷达工作原理:发射机在定时器控制下,产生高频大功率的脉冲串，通过收发开关到达定向天线,以电磁波形式向外辐射。
在天线控制设备的控制下，天线波束按照指定方向在空间扫描，当电磁波照射到目标上,二次散射电磁波的一部分到达雷达天线,经收发开关至接收机，进行放大、混频和检波处理后,送到雷达终端设备，能判断目标的存在、方位、距离、速度等。
【影响雷达性能指标:脉冲宽度(窄），天线尺寸（大）,波束(窄），方向性。
【测角:根据接收回波最强时的天线波束指向【雷达是如何获取目标信息的?【雷达组成：天线，发射机,接收机,信号处理机,终端设备（电源，显示屏)，收发转换开关【发射机工作原理:为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去。
【发射机基本组成:单级振荡式：脉冲调制器,大频率射频振荡器,电源。
主振放大式:脉冲调制器，中间和输出射频功放,电源，定时器,固体微波源（主控振荡器，用来产生射频信号)工作过程:(1）单级振荡式:信号由振荡器产生,受调制（2)主振放大式:信号由固体微波源经过倍频后产生，经射频放大链进行放大,各级都需调制（脉冲调制器),定时器协调工作。
优缺点:单击振荡式：简单经济轻便，频率稳定度差，无复杂波形;主振放大式:频率稳定度高,相位相参信号,有复杂波形,适用频率捷变雷达【发射机质量指标:(1）工作频率(波段)（2)输出功率:影响威力和抗干扰能力。
峰值功率（脉冲期间射频振荡的平均功率）和平均功率(脉冲重复周期内输出功率的平均值）。
（3）总效率Pt/Ｐ。
(4）调制形式：调制器的脉冲宽度,重复频率,波形。
（5）信号稳定度／频谱纯度，即信号各项参数。
【调制器组成：电源,能量储存,脉冲形成【调制器任务与作用：为发射机的射频各级提供合适脉冲,将一个信号载到一个比它高的信号上【仿真线:由于雷达的工作脉冲宽度多半在微秒级别以上，用真实线长度太长,因此在实际中是用集总参数的网络代替长线，即仿真线【刚／软性开关：刚性开关的电容储能部分放电式调制器,特点为部分放电，通电利索;软性开关的人工线性调制器,特点为完全放电,效率高，功率大。
雷达测速及测距
雷达测速与测距GZH 2016/3/29系统流程图模块分析1 脉冲压缩1.1 原理分析雷达的根本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。
雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。
所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。
一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形严密联系的那么是距离分辨力和速度(径向)分辨力。
两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。
对于给定的雷达系统，可到达的距离分辨力为〔1.1〕其中c为光速，为发射波形带宽。
雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。
对于简单的脉冲雷达，，此处，为发射脉冲宽度。
因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有〔1.2〕在普通脉冲雷达中，由于信号的时宽带宽积为一常数〔约为1〕，因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。
雷达对目标进展连续观测的空域叫做雷达的探测围，也是雷达的重要性能数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测围。
而发射功率的大小影响作用距离，功率大那么作用距离大。
发射功率分脉冲功率和平均功率。
雷达在发射脉冲信号期间 所输出的功率称脉冲功率，用Pt表示；平均功率是指一个重复周期Tr发射机输出功率的平均值，用Pav 表示。
它们的关系为〔1.3〕脉冲压缩〔PC〕雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发能量，以保证足够的最大作用距离，而在接收时那么采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。
在脉冲压缩系统中，发射波形往往在相位上或频域上进展调制，接收时将回波信号加以压缩，使其等效带宽B满足。
令,那么〔1.4〕〔1.4〕式中，表示经脉冲压缩后的有效脉宽。
雷达测速及测距
雷达测速与测距GZH 2016/3/29系统流程图模块分析1 脉冲压缩1.1 原理分析雷达的基本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。
雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。
所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。
一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形紧密联系的则是距离分辨力和速度(径向)分辨力。
两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。
对于给定的雷达系统，可达到的距离分辨力为（1.1）其中c为光速，为发射波形带宽。
雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。
对于简单的脉冲雷达，，此处，为发射脉冲宽度。
因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有（1.2）在普通脉冲雷达中，由于信号的时宽带宽积为一常数（约为1），因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。
雷达对目标进行连续观测的空域叫做雷达的探测围，也是雷达的重要性能数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测围。
而发射功率的大小影响作用距离，功率大则作用距离大。
发射功率分脉冲功率和平均功率。
雷达在发射脉冲信号期间 所输出的功率称脉冲功率，用Pt表示；平均功率是指一个重复周期Tr发射机输出功率的平均值，用Pav表示。
它们的关系为（1.3）脉冲压缩（PC）雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发能量，以保证足够的最大作用距离，而在接收时则采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。
在脉冲压缩系统中，发射波形往往在相位上或频域上进行调制，接收时将回波信号加以压缩，使其等效带宽B满足。
令,则（1.4）（1.4）式中，表示经脉冲压缩后的有效脉宽。
（完整版）雷达测速原理简介及系统应用
（完整版）雷达测速原理简介及系统应用测速雷达原理雷达原理简介首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。
雷达英文为RADAR ，是Radio Detection And Ranging 的缩写。
所有利用雷达波来检测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于「多普勒效应」，其应该也是一般常见的多普勒雷达(Doppler Radar)，此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现象，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名。
多普勒的理论基础为时间。
波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的。
当无线电波在行进的过程中，碰到物体时，该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。
若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。
然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时，则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小。
下图为多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图标：CS R-28测速雷达所应用的原理，就是可以检测到发射出去的无线电波，与遇到运动物体反弹回来的无线电波其间的频率变化及I 通道和Q 通道的相位变化。
由频率的变化，依特定的比例关系，而计算出该波所碰撞到物体的速度。
由I 通道和Q 通道之间的相位关系，计算判断运动物体是朝着无线电波的方向前进或朝其反方向前进。
根据多普勒原理，由于雷达发射和接受共用一个天线，且运动目标的运动方向与天线法线方向相一致，运动目标的多普勒频率fd 符合下列关系式。
(1) f d = 2V r f t C将（1）式变为（2）其中Vr 为目标运动速度；C 为电磁波在空气中的传播速度，是一个常数；ft 为雷达的发射频率，是一个已知量；fd 为测量到的运动目标引起的多普勒频率，其测量精度由石英晶体振荡器保证，并由计算机处理,进行速度换算并送到显示屏显示。
运动目标检测原理
运动目标检测原理运动检测（移动侦测）原理一、引言随着技术的飞速发展，人们对闭路电视监控系统的要求越来越高，智能化在监控领域也得到越来越多的应用。
在某些监控的场所对安全性要求比较高，需要对运动的物体进行及时的检测和跟踪，因此我们需要一些精确的图像检测技术来提供自动报警和目标检测。
运动检测作为在安防智能化应用最早的领域，它的技术发展和应用前景都受到关注。
运动检测是指在指定区域能识别图像的变化，检测运动物体的存在并避免由光线变化带来的干扰。
但是如何从实时的序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来，还要考虑运动区域的有效分割对于目标分类、跟踪等后期处理是非常重要的，因为以后的处理过程仅仅考虑图像中对应于运动区域的像素。
然而，由于背景图像的动态变化，如天气、光照、影子及混乱干扰等的影响，使得运动检测成为一项相当困难的工作。
二、运动检测（移动侦测）原理早期的运动检测如MPEG1是对编码后产生的I帧进行比较分析，通过视频帧的比较来检测图像变化是一种可行的途径。
原理如下：MPEG1视频流由三类编码帧组成，它们分别是：关键帧（I 帧），预测帧（P帧）和内插双向帧（B帧）。
I帧按JPEG标准编码，独立于其他编码帧，它是MPEG1视频流中唯一可存取的帧，每12帧出现一次。
截取连续的I帧，经过解码运算，以帧为单位连续存放在内存的缓冲区中，再利用函数在缓冲区中将连续的两帧转化为位图形式，存放在另外的内存空间以作比较之用，至于比较的方法有多种。
此方法是对编码后的数据进行处理，而目前的MPEG1/MPEG4编码都是有损压缩，对比原有的图像肯定存在误报和不准确的现象。
目前几种常用的方法：1.背景减除（Background Subtraction ）背景减除方法是目前运动检测中最常用的一种方法，它是利用当前图像与背景图像的差分来检测出运动区域的一种技术。
它一般能够提供最完全的特征数据，但对于动态场景的变化，如光照和外来无关事件的干扰等特别敏感。
雷达原理笔记之线性调频连续波雷达测距测速原理
1 雷达原理笔记之LFMCW雷达测距测速
1 雷达原理笔记之LFMCW雷达测距测速
1.1 单边扫频锯齿波
1.1.1 静止目标回波分析
1.1.2 运动目标回波分析
1.1.3 优缺点分析
1.2 双边扫频三角波
1.2.1 运动目标回波分析
调频连续波雷达在当今的雷达行业仍占有较高的地位。
由于其无盲区测距的巨大优势，现在人们更多地将其应用在车载雷达行业。
调频连续波雷达现在主要有单边扫频（锯齿波）和双边扫频（三角波）两种调制形式。
1.1 单边扫频锯齿波
上图就是典型的单边扫频连续波雷达的图像，调频斜率。
1.1.1 静止目标回波分析
静止目标（或者径向速度为0）的目标没有多普勒频移，因此回波信号在频率轴没有频移而只是在时间上延后时间。
雷达接收机前端将发射信号和回波信号进行混频得到差拍频率。
有如下关系式：
由此可以解得：
由此便可求出距离目标的距离。
而静止目标（或者径向速度为0）。
与脉冲体制雷达一样，单边扫频锯齿波雷达同样存在蹴鞠模糊问题：
当回波信号的时间延迟大于单边扫频锯齿波雷达的周期时会出现距离测量的模糊现象。
真实目标距离与测量值相差整数个最大不模糊距离（）。
1.1.2 运动目标回波分析
由上图可以清楚地看出，目标的多普勒频移、差拍频率以及回波延时,满足如下关系：
进一步整理，得到：
1.2 双边扫频三角波
上图就是典型的单边扫频连续波雷达的图像，调频斜率。
1.2.1 运动目标回波分析
根据上图可以清楚的看出、、、有如下关系：。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1.3 二次杂波对消器
滤波器频率特性：
其中通常取接近2但小于2的常数。
目的同样是在保证尽可能多地滤除杂波的
同时，处在零多普勒点的运动目标不被抑制完全。
对比见下图：
二次杂波对消器是工程中应用最多的杂波处理滤波器。
对于低速的杂波消除，频响特性可以向右平移一定的区间，平移的量是杂波运动速度对应的多普勒频移。
因此对于低速运动杂波对消的滤波特性为：
其中为杂波速度对应的多普勒频移。
利用二次杂波对消器处理杂波时，选取相参积累脉冲个数为。
1.2 多普勒滤波器组处理
一般，将MTI处理后输出的信号进行MTD处理，即窄带滤波处理，得到运动目标的速度信息。
1.2.1 窄带多普勒滤波器组实现
利用有N个输出的横向滤波器，经过各脉冲的加权求和实现。
频响幅度为：。