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雷达测速仪检定装置的作用

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雷达测速仪检定装置

雷达为利用无线电回波以探测目标方向和距离的一种装置。雷达为英文Radar一字的译音,该字系由Radio Detection And Ranging一语中诸字前缀缩写而成,为无线电探向与测距之意。全世界开始熟悉雷达是在1940年的不列颠空战中,七百架载有雷达的英国战斗机,击败两千架来袭的德国轰炸机,因而改写了历史。二次大战后,雷达开始有许多和平用途。在天气预测方面,它能用来侦测暴风雨;在飞机轮船航行安全方面,它可帮助领港人员及机场航管人员更有效地完成他们的任务。
雷达工作原理与声波反射情形极类似,差别只在于其所使用之波为一频率极高的无线电波,而非声波。雷达发射机相当于喊叫声的声带,发出类似喊叫声的电脉冲(Pulse),雷达指向天线犹如喊话筒,使电脉冲能量能集中某一方向发射。接收机作用则与人耳相仿,用以接收雷达发射机所发出电脉冲回波。
测速雷达主要系利用多普勒效应(Doppler Effect)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;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。如此即可借由频率的改变数值,计算出目标与雷达的相对速度。
雷射的英文为Laser,这个字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一个字母缩写而成,意思是指,经由激发放射来达到光的放大作用。雷射所激发出来的光,其光子大小与运动方向皆相同,因此每个波束的频率都相等,再加上它们一束束紧密地排列着,彼此间分毫不差地互相平行,使整个光束发射至极远处也不会散开来。在一九六二年的实验中发现,从地球发射的雷射光在经过近四十万公里的太空之旅后,只在月球表面上投射出一片约三公里直径大小的圆而已!此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工与医学(眼科、牙科、肿瘤)应用更为广泛。
测速雷射种类于固态雷射中的半导体雷射。雷射测速设备采用红外线半导体雷射二极管。雷射二极管有几个特点使它极适合用来量测速度:
1. 雷射二极管自微小范围中发射出极窄的光束,此一狭窄光束才能精确地瞄准目标。
2. 雷射二极管以小于十亿分之一秒的瞬间切换开关,大大提高精确度。
3. 雷射二极管发射率很窄,其侦测器极易接收到精确的波长;因此在日间有强烈阳光时,仍能正常操作。
4. 雷射二极管只发射电磁光谱中的红外线部分;而红外线系眼睛看不见的,不会影响驾驶人的注意力。
雷射测速枪以量测红外线光波传送时间来决定速度。由于光速是固定,激光脉冲传送到目标再折返的时间会与距离成正比。以固定间隔发射两个脉冲,即可测得两个距离;将此二距离之差除以发射时间间隔即可得到目标的速度。理论上,发射两次脉冲即可量测速度;实务上,为避免错误,一般雷射测速器(枪)在瞬间发射高达七组的脉冲波,自以最小平方法求其平均值,去计算目标速度。

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