测速雷达 什么是雷达测速？

在日常生活中，我们可能会发现，当飞驰的火车靠近我们时，汽笛会越来越刺耳；随着火车开走，汽笛声会越来越低。19世纪，奥地利科学家多普勒在带女儿沿铁路散步时注意到了这一现象。经过慎重考虑，他首先提出了这个理论:声源向观察者移动时声波的频率变高，声源远离观察者时声波的频率变低。"这种由声源运动引起的音调变化现象在物理学上叫做多普勒效应."如何解释这种现象？

原来我们耳朵里听到的“音调”是由声音的频率(钟源每秒振动的次数)决定的。频率高的音调尖锐，频率低的音调低沉。波源和观察者相对静止时，一秒钟内通过观察者耳朵的波峰数(频率)是恒定的，观察者听到的频率等于波源振动的频率。也就是说，你听到的是“原声”。当波源快速向观察者移动(或观察者快速向波源移动)时，通过观察者耳朵的波峰数会在一秒钟内增加，那么观察者听到的声音的频率会增加，频率高的声波的音调会更尖锐；相反，当波源与观察者距离较远时，观察者听到的频率降低，低频声波的音调变低。事实上，波源发出的声音的频率总是相同的，只是观察者的耳朵在运动过程中接收到的频率发生了变化，这就是“多普勒效应”的简单原理。多普勒效应适用于所有类型的波，包括光波、电磁波甚至机械波。

有趣的是，雷达测速仪也是根据多普勒效应原理研制的。众所周知，汽车可以开得很快，但是为了确保安全，交警不得不在一些路段限制速度。那么，当汽车行驶很快的时候，交警怎么知道它们的速度呢？最常用的测速仪器叫雷达测速仪，看起来像个大信号枪。它还有枪管、手柄、扳机等部件，枪后面还有一排数码管。把枪对准移动的车辆，只要扣动扳机，一束微波就会射向移动的车辆。微波是一种短波长的无线电波，具有良好的方向性，其速度等于光速。微波遇到车辆后立即反射回来，然后由雷达测速仪接收。这样，一次，但在几十万分之一秒内，被测车辆的速度就会显示在数码管上。

还是基于“多普勒效应”原理。雷达测速仪发射特定频率的脉冲微波。如果微波击中静止的车辆并被反射回来，其反射波频率不会改变。相反，如果车辆在行驶，速度很快，根据多普勒效应，反射波的频率与透射波的频率不同。通过对微波频率这种微小变化的精确测量，可以计算出频率差，并通过计算机计算出汽车的速度。当然，这一切都是自动完成的。

高速公路上雷达测速仪的速度范围约为24公里/小时至199公里/小时，速度范围相对较大，精度相当高。当速度为100 km/h时，误差不会超过1 km/h。

测速雷达面向公路，可以测量车速。如果指向天空空，就可以测出云的高度和速度。当然，测量几十公里甚至几百公里外的飞机也是同样的原理。只需要在它扫描的空之间连续传输微波束即可。当这些微波束与飞机相遇，然后反射回来时，它们极其微弱。接收、分辨和计算都非常困难，需要一个大而灵敏的雷达。

除了用微波雷达测量速度，还有激光测速仪，因为激光的频率更高，波长更短，精度更高，测量更精确。当然，接收反射波更加困难。但是它的工作原理还是多普勒效应。