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交通安全管理用雷达将迎接更新换代 精选

已有 5204 次阅读 2014-4-5 21:23 |个人分类:研发动态|系统分类:博客资讯| 交通安全, 自主创造, 测速雷达, 频移键控雷达

交通安全管理用雷达将迎接更新换代

 

                                                                                         邹谋炎

   测速雷达已大量应用于公路卡口监测系统和车载电子警察。在这些系统中,雷达具有测速和为高清相机提供触发定位的功能。然而,现有测速雷达在体制上过于简单:使用单频连续波。并因此,在应用中难以避免若干缺点:

  1)对大车和小车触发定位的一致性不够好。这是因为普通测速雷达靠信号强度触发,大车的反射信号强度比小车强得多。

  2)对去向车需要对车尾定位拍照,现有测速雷达普遍难以对车尾达到应用要求的定位一致性。而当拍照需要补光时,拍车头可能引发交通事故。

  3)车辆行驶中,雷达信号强度起伏很大。在城市区车辆密集情况下,雷达难以从信号变化来鉴别一个车到另一个车的过渡。

  4)为了对车辆逆行进行管理,需要雷达能够检测车辆行驶方向。现有两类测速雷达有此能力。一类是基于GUNN振荡器的测速雷达。在振荡器波导出口适当位置安装两个混频器,可以得到相位相差90度的两路多普勒信号,两路相位的导前或落后对应于车辆行驶是来向或是去向。这类雷达可使用单天线达到窄波束。但GUNN振荡器不是一种可靠的振荡器,容易产生多频、跳模现象。另一类雷达使用集成电路振荡器,可靠性好。但为了获得两路正交多普勒信号,必须使用收发分离的两个天线。当限定天线总面积时,意味着天线方向性的一个面变宽。

   为了达到更好的公路安全管理能力,近几年国外厂商推出了一些新的雷达,在行业里俗称“2D雷达”(含测速、测距、双向能力)和“3D雷达”(在2D基础上加方位角测量)以及在视场内对多个目标车辆跟踪定位的能力。其中某些雷达确实达到了不错的演示效果。然而,这些雷达很难在中国(和国际)市场上推开,原因很简单:太贵。国内几个测速雷达制造商在试图发展新雷达,但其技术障碍仍然有待突破。笔者设计制造的普通测速雷达在国内市场取得成功,不仅需要在性能上与国外同类产品有竞争力,更重要的优势还在于价格。现在,这种雷达的价格已经成为市场参照。无论新雷达如何高级,还得经受性能/价格的综合抉择。我们在发展新雷达的时候,技术障碍应该可能克服 --- 已经商业化的技术不会有太难掌握的原理;更大的挑战在于将技术做到精致:实现原理,价格最低。这对技术专家也应是不小的挑战,可能蕴含着新的研究问题。

   我们经过半年的努力,一种自主发展的2D雷达已经研制成功,将推向市场。新雷达采用频移键控(FSK)调制,可以有效地克服前面列出的、普通测速雷达会有的全部困难。最重要的是,这种频移键控雷达的价格可以与普通测速雷达基本相当,因此它可以作为一款理想的换代产品。

   这是国内行业内首款2D雷达,一个新的“中国创造”。其中包含着某些创新点,已申请发明专利。新雷达具有测距能力,利用距离信息定位而非信号强度定位,能够全面提升雷达性能,满足公路交通管理的更高要求。国外的汽车防撞雷达有的正是采用FSK体制。FSK雷达的成功无疑使我们朝着汽车防撞和自适应巡航控制应用前进了一步。

 

   (本文作者是中科院电子所研究员、中科院大学教授,已退休。现为北京华同微波科技有限公司主管。Emailzoumouyan@mail.ie.ac.cn

 



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