Полицейский радар

Опубликовано 18.09.2010 Ведущий Антон Степанов

Каждый автолюбитель знает о различных ограничениях скорости на разных участках дорог. Так же всем известно, что соблюдение этих ограничений строго контролирует автоинспекция, а помогает им в этом прибор, способный точно замерять скорость движущегося автомобиля. Чаще всего этот прибор называют полицейским радаром. Каков же принцип его работы?
Наиболее распространенные устройства используют в своей работе эффект Доплера. В соответствии с ним, частота сигнала поступающего от движущихся источников зависит от их скорости - чем выше скорость - тем выше частота. А так она же меняется в зависимости от того движется объект в сторону приемника или наоборот, удаляется от него. Характерный пример - это звук от приближающегося автомобиля. Когда машина подъезжает к нам - тон этого звука высокий, но стоит автомобилю проехать мимо наблюдателя и начать от него удалятся - как тон сразу становится ниже, причем высота звука зависит от скорости. Но сначала об устройстве прибора.
В радаре имеется генератор СВЧ сигнала, который испускает микроволновые волны Ка диапазона частотой примерно 33-36 ГГц и мощностью в несколько десятков милливатт. Сигнал фокусируется с помощью рупора и линз, образующих антенну. Отраженный сигнал улавливается той же антенной и его частота при движении объекта на наблюдателя будет выше отправленного. Отраженный и исходный сигналы сравниваются диодом-смесителем, и разностный сигнал через АЦП поступает на микропроцессор. Он быстро анализирует полученные данные и выводит на дисплей значение скорости, соответствующее самому сильному сигналу. В общем, оценка скорости происходит путем определения сдвига частоты. Отправленной и отраженной. Вернемся к эффекту Доплера. На экране одна из формул его описывающих. Частоту отраженного сигнала измеряет прибор, испускаемая частота им же задана, скорость света известна. Мы имеем все данные, чтобы через них выразить и рассчитать скорость V объекта.
Нужно заметить, что наиболее точное определение скорости происходит, только если радар находится на прямой движения автомобиля. Если же радар находится под углом к направлению движения, то прибор будет выдавать скорость меньшую реальной на косинус угла между направлением зондирующего луча и направлением движения автомобиля. Поэтому измерения проводят с обочины - максимально минимизируя этот угол. По той же причине, замеры стараются проводить на максимальном расстоянии, которое к слову, примерно равно тремстам метрам. При замерах с движущегося автомобиля, радар выдаст разность между скоростями машин, поэтому придется учитывать собственную скорость наблюдателя.
Кроме таких радаров, сейчас всё чаще используют и принципиально иные устройства - лидары. Это внешне похожий прибор, но замер скорости происходит путем отправки серии ИК импульсов от лазерного модуля и регистрации их отражения. За короткое время, порядка 5 миллисекунд, отправляется два импульса. По скорости их возвращения можно судить о расстоянии да объекта. А по изменению этого расстояния за известный отрезок времени между этими импульсами можно судить о скорости объекта.
Лидары - весьма точные приборы, правда их работа может зависеть от состояния воздуха. В пыльном, например, ИК импульсы могут не вернуться к источнику. А у микроволновых радаров своя проблема. Иногда бывают случаи, когда собственный сигнал прибора интерферирует с побочными и после регистрации фиксируются совершенно неверные значения скоростей. Впрочем, это происходит редко.
Соблюдайте скоростной режим и вы избежите более детального знакомства с работой этих приборов!