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雷達測速儀檢定裝置的作用

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雷達測速儀檢定裝置

雷達為利用無線電回波以探測目標方向和距離的一種裝置。雷達為英文Radar一字的譯音,該字系由Radio Detection And Ranging一語中諸字前綴縮寫而成,為無線電探向與測距之意。全世界開始熟悉雷達是在1940年的不列顛空戰中,七百架載有雷達的英國戰斗機,擊敗兩千架來襲的德國轟炸機,因而改寫了歷史。二次大戰后,雷達開始有許多和平用途。在天氣預測方面,它能用來偵測暴風雨;在飛機輪船航行安全方面,它可幫助領港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務。
雷達工作原理與聲波反射情形極類似,差別只在于其所使用之波為一頻率極高的無線電波,而非聲波。雷達發射機相當于喊叫聲的聲帶,發出類似喊叫聲的電脈沖(Pulse),雷達指向天線猶如喊話筒,使電脈沖能量能集中某一方向發射。接收機作用則與人耳相仿,用以接收雷達發射機所發出電脈沖回波。
測速雷達主要系利用多普勒效應(Doppler Effect)原理:當目標向雷達天線靠近時,反射信號頻率將高于發射機頻率;反之,當目標遠離天線而去時,反射信號頻率將低于發射機率。如此即可借由頻率的改變數值,計算出目標與雷達的相對速度。
雷射的英文為Laser,這個字是由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一個字母縮寫而成,意思是指,經由激發放射來達到光的放大作用。雷射所激發出來的光,其光子大小與運動方向皆相同,因此每個波束的頻率都相等,再加上它們一束束緊密地排列著,彼此間分毫不差地互相平行,使整個光束發射至極遠處也不會散開來。在一九六二年的實驗中發現,從地球發射的雷射光在經過近四十萬公里的太空之旅后,只在月球表面上投射出一片約三公里直徑大小的圓而已!此特性使得雷射在焊接、切割、雕刻、穿洞等加工與醫學(眼科、牙科、腫瘤)應用更為廣泛。
測速雷射種類于固態雷射中的半導體雷射。雷射測速設備采用紅外線半導體雷射二極管。雷射二極管有幾個特點使它極適合用來量測速度:
1. 雷射二極管自微小范圍中發射出極窄的光束,此一狹窄光束才能精確地瞄準目標。
2. 雷射二極管以小于十億分之一秒的瞬間切換開關,大大提高精確度。
3. 雷射二極管發射率很窄,其偵測器極易接收到精確的波長;因此在日間有強烈陽光時,仍能正常操作。
4. 雷射二極管只發射電磁光譜中的紅外線部分;而紅外線系眼睛看不見的,不會影響駕駛人的注意力。
雷射測速槍以量測紅外線光波傳送時間來決定速度。由于光速是固定,激光脈沖傳送到目標再折返的時間會與距離成正比。以固定間隔發射兩個脈沖,即可測得兩個距離;將此二距離之差除以發射時間間隔即可得到目標的速度。理論上,發射兩次脈沖即可量測速度;實務上,為避免錯誤,一般雷射測速器(槍)在瞬間發射高達七組的脈沖波,自以最小平方法求其平均值,去計算目標速度。

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