倒车雷达案例原理与测试说明

第一篇：倒车雷达案例原理与测试说明

“倒车雷达”案例原理与测试说明 程序设计目标及程序运行效果说明

程序设计目标：利用超声波测距模块和无源蜂鸣器，实现类似类似倒车雷达的功能，并有距离显示在数码管上。程序运行效果说明：程序中距离显示分为七个阶段：

①distance>800mm②500mm

当距离distance不断减小时，蜂鸣器响声越来越急促。程序相关电路及工作原理说明

2.1 LED数码管电路

2.2 超声波测距模块电路图

2.3 无源蜂鸣器电路

2.4 工作原理

本实验就是综合运用超声波模块和蜂鸣器模块。程序中利用三个定时器：

(1)定时器0，用于测量超声波测量模块接收端持续高电平的时间。(2)定时器1，每隔60ms中断一次，使得超声波模块发出信号。

(3)定时器2，用于控制蜂鸣器beep端反转，产生方波。注意不同距离情况下，蜂鸣器发声的间隔不同。

第二篇：倒车雷达故障排查和工作原理

1)倒车雷达的工作原理: 2)倒车雷达的种类: 3)如何选购倒车雷达: 4)倒车雷达的准确度: 5)倒车雷达的灵敏度 6)关于雷达的安装问题? 7)雷达安装时要注意什么?

8)问:为什么我的倒车雷达安装后,会产生误报,或是不停地报警,如何处理?

资料更新中………………………………………………….1)倒车雷达的工作原理:

倒车雷达的主要作用是在倒车时，利用超声波原理，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后,反射此声波回到探头，探头把数

据交给雷达主机,让主机计算车体与障碍物之间的实际距离,通过显示器,声音等方式告诉驾驶者,使停车和倒车更容易、更安全。

倒车雷达系统的组成：1．主机２．显示器３．探头２～８个

四探头的倒车雷达:电源接倒车灯的正和负,当你一挂倒档,雷达通电开始工作.6到8探倒车雷达:探头为车前2到4探, 车后为4探, 车后探头电源接倒车灯的正和负,当你一挂倒档,雷达通电开始工作.车前探头电源是接刹车灯,车前进时,踩刹车,车前探头开始工作，2)倒车雷达的种类:

现在市面上的倒车雷达产品可按探头数目来分类，有2、3、4、6、8等多种探头数的产品可选。一般探头数目越多，盲区就越少，用户选购最 多的是2—4个探头的产品，它们直接安装在汽车后面的保险杆上。6—8个探头的倒车雷达，可以把探头按照前2/4，后4的方式安装，这样倒车

雷达除了能够探测到车后的位置，还能探测到车身前面左、右两边的位置。

按照提示方式，倒车雷达可分为VFD显示,液晶显示屏提示、语音提示,声音等方式

3)如何选购倒车雷达:

目前汽车市场上倒车雷达种类繁多，价格也是高低不等，淘友你,应该如何选择倒车雷达产品呢?其实如何我们在这里说很多的技术参数,相信

对大多淘友来说,是没用,因为网购,又看不到实物,多说也没用.我们从事倒车雷达已多年,以下按我个经验为淘友你说说,如有不认同,请与我们 交流,谢谢.首先不得不说一下雷达精确度,这是最多淘友关心的问题:

准确度是受到很多因素影响的，车后的障碍物不同，得到的数据会不同，如车后的障碍物是：活动的人体，高速运动的汽车，小圆柱等等，他

们得到的数据就会不同，因为不同物体,反射回来的超声波或多或少,所以主机计算出来的数据也有所不同,:“二狼神”倒车雷达如果对着一面墙 体,慢速测试，可以得到很高的准确度.不得不再说一下灵敏度: 这点很多人会有一个误区，雷达不是灵敏度越高越好，当然，也不是说低就是好，是取一个适中的度数，这个灵敏度是厂家通过测试而调节好 的,有的厂家不管产品,只看到车友的爱好,把灵敏度调到最高,这样会使雷达出现很多误报的情况,如:雨天因雨水粘在探头表面,产生误报,或是 因为风大,吹着探头,也产生误报等等.再次不得不说一下雷达探测技术:

多说没用,雷达测距离,是一个很成熟的技术,其实每个厂家,撑握的技术都一样,不会有很明显的差别,只是看厂家是否注重自己的品牌,关注自

己产品质量.,山寨产品,就不好说啦,如何选择的是品牌的,i不管是“二狼神”还是任何一款品牌产品,都应该不会有问题.4)倒车雷达的准确度:

准确度是受到很多因素影响的，车后的障碍物不同，得到的数据会不同，如车后的障碍物是：活动的人体，高速运动的汽车，小圆柱等等，他

们得到的数据就会不同，因为不同物体,反射回来的超声波或多或少,所以主机计算出来的数据也有所不同,:“二狼神”倒车雷达如果对着一面墙 体,慢速测试，可以得到很高的准确度.5)倒车雷达的灵敏度

这点很多人会有一个误区，雷达不是灵敏度越高越好，当然，也不是说低就是好，是取一个适中的度数，这个灵敏度是厂家通过测试而调节好 的,有的厂家不管产品,只看到车友的爱好,把灵敏度调到最高,这样会使雷达出现很多误报的情况,如:雨天因雨水粘在探头表面,产生误报,或是 因为风大,吹着探头,也产生误报等等.6)关于雷达的安装问题?

有很多淘友会问到,在网上购买了产品,自己不会安装,如何办,如果自己不懂,可以找汽车美容,汽车维修店安装,还有淘友担心他们不给安装如

何办,这可有点过于担心啦,你出钱,他们出工时,怎么会不给安装呢,他们可是有钱赚的,一个雷达安装工时在1个小时内.一个小时赚几十元,就 现在这市道,已相当不错啦,但也不排除有的安装店素质不好,他们店里有同类产品,他们想你在他哪里购买并安装,多赚点.也会对你在本店购买 的产品加于贬低,在深圳,我们为很多汽车美容,汽车维修店都有提供产品,他们的产品标价就会比我们在淘宝上销售的价格贵上一倍,其实他们 的处境和心理,我们细想一下,都可以明白和理解的.我们在本地,也提供安装,欢迎本地淘友上门安装.看好产品,联系我们,倒车雷达的安装费用 ,一般是在60元到80元间 7)雷达安装时要注意什么?

倒车雷达安装时,应该注意探头安装的高度,一般需求到距离地面50CM左右,在每个探头后,有一个UP小箭头标致,箭头一般是向上,但不同车型，有的保险杠弯度不一样,有时需要调节一下的.安装时,挺别要注意,别让探头探测到地面,产生误报的.很多淘友在安装时,特别是自己安装时会 出现这问题，8)问:为什么我的倒车雷达安装后,会产生误报,或是不停地报警,如何处理? 如果出现这种情况,会有好几个因素影响到 ,第一:雷达其中一个探头角度没有安装好,工作时,探测到地面,产生误报.第二:雷达主机,安装在一个磁性很强的区域内,如果汽车音响喇叭旁边等

第三:雷达探头是一个振动的原件,因为开孔刚好,把探头压得太紧而让他工作异常.(有经验的技工会把开孔边轻微修整一下)

第四:探头表面有脏物,或探头表面缝隙处有细小东西

第五:探头或接头有问题(当误报警时,显示器上显示数据不为00时,而是带有数字变化,如:0.4 0.6 0.8………….此原因排除,查看第一, 二,三,四原因)

第六:主机有问题(当误报警时,显示器上显示数据不为00时,而是带有数字变化,如:0.4 0.6 0.8 …………..此原因排除,查看第一, 二,三,四原因)

解决办法:

当误报警时,显示器上显示数据不为00时,而是带有数字变化,如:0.4 0.6 0.8…………..等变化时,可以确定不属于第五,第六问题,这时

查看第一,二,三,四原因,要找到问题所以,我们先找到是哪个探头在误报,通过显示器,我们很容易查看和排除出哪个探头,找出误报探头,我们 分别进行第一,二,三,四原因排除，第一:原因:排除方法:对探头角度调整,探头后有一个UP,小箭头标致,一般向上,有的车型保险杠特别,需要调节一下 第二原因:把主机移开测试

第三原因:轻微修整一下开孔,但别把孔开弄大了哦,只是修整一下边 第四原因:清除脏物

较笨,但最为简单,实用的排除方法:

排除第五,第六原因后,我们把接在主机的所以探头拔掉后,在通电的情况下,分别再单独把探头接回主机,每次测试时,主机上保证只接一个探头 ,一个一个探头进行测试,找出误报探头,进行第一,第二,第三,第四原因排除, 如果条件充许,单独手拿着探头,对空旷的地方探测, 原因总结:如果出现误报,首先我们观看显示器,如果显示器上的数字为:00 不变化时,第五,第六原因占多, 当显示器上显示不为:00 而是有数字变化,一定不会是第五,第六原因, 而是第一,第二,第三,第四其它原因之一.

第三篇：《倒车雷达》教学设计（范文）

《倒车雷达》教学设计

学习目标

科学和工程：  超声波

 获取、评估和交流信息 数学：

 使用数学方法建模

 绘制、构造和描述几何图形及这些图形之间的关系 技术：

 在超声波传感器的帮组下，对机器人的移动进行控制  对中型电机模块的使用

一、联系

此部分用时5分钟

在车上，由于驾驶员视线的限制，存在很多盲区。很多新手司机倒车技术有限，停车成了他们的一个难题。有的车上装有倒车雷达，司机可以在没有他人帮忙的情况下通过车内的雷达提示音进行倒车。

本节课里，机器人将挑战“倒车”任务，即机器人能够检测到障碍物，并及时做出反应动作。例如，机器人倒退行驶，检测到距后方墙壁10cm时停止。这里我们需要为机器人增加一个“超声波传感器”。

人类耳朵能听到的声波频率为20Hz~20KHz。当声波的振动频率小于20Hz或大于20KHz时，我们就听不见了。因此，我们把频率高于20KHz的声波称为“超声波”。超声波方向性好，穿透能力强，在水中传播距离远。

任务挑战

1． 设计装有超声波传感器的机器人。2． 读取机器人与障碍物的距离。

3． 编写程序，使机器人检测到障碍物后及时停止。

二、建构

此部分用时10-15分钟

1.选择一个障碍物。将书本、墙壁、乐高整理箱或者前面用到的颜色方块，作为障碍物，用于超声波识别。2.认识超声波传感器。

3.设计一个超声波传感器并与驱动基座相连。4.认识“等待（超声波传感器）”模块。首先在流程控制类找到等待模块，选择“超声波传感器”，点击“更改”，选择“距离（厘米）”。

5.编写机器人检测障碍物的程序。机器人前进，行驶至距障碍物10cm处停止。

程序概述： 开始

移动转向装置—开启—功率[20] 等待—超声波传感器—更改距离 厘米[减少，10] 移动转向装置—关闭

将颜色块放在3号场地图的位置7.1上，将机器人放在3号场地图的起始位置7上，然后运行程序。

描述程序的各个部分使机器人执行的动作。

我的机器人向前移动，直至它在超声波传感器前方10厘米处检测到物体。检测到后，电机停止旋转。

三、反思 此部分用时10-15分钟

1.想一想，我们身边哪些设施上应用了超声波传感器？ 2.如何让机器人遇到障碍物时避开障碍物继续前行？

四、延续

设计一个智能倒车雷达，使机器人距离障碍物远时发出缓缓的提示音，距离障碍物近时发出急促的提示音。

第四篇：汽车倒车雷达汽车倒车雷达市场调研报告

汽车倒车雷达市场调研报告

一、调查目的：

随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。

二.调查意义

根据相关资料对各年汽车事故的分析结果，得出在驾驶员、汽车和道路三个环节中，驾驶员这一环节的可靠性低于另外两个环节。80%以上的车祸是由于驾驶员反应不够迅速或者误判所引起的，特别是在汽车高速行驶情况下，超过65%的车辆相撞是追尾相撞。此外汽车倒车，仅靠后视镜有视觉盲区，亦常出现撞车、撞人、撞物的意外事故。据统计, 在危险情况下, 如果能给驾驶员0.5s的预处理时间, 则能够减少30%的汽车追尾事故、50%路面相关事故、60%的迎面撞车事故, 这说明了安全报警系统的作用, 因而在汽车防撞装置还应具有报警系统。

汽车倒车防撞系统可以在司机倒车时，检测后方靠近车身的障碍物，在距离过短时及时以报警的方式告知驾驶员，可以避免因后视镜的视觉盲区而出现与障碍物的碰撞，起到倒车辅助功能。在汽车前进时也

可以开启倒车防撞系统，用以检测后方靠近的车辆，及时提醒驾驶员做出判断。因此，研究开发汽车防撞等主动式汽车辅助安全装置，对

于减少交通事故和经济损失具有重要意义。

三、倒车雷达的市场状况

（一）倒车雷达的市场前景

中国国家汽车行业“十五”规划研究组预测； 2005年和2010

年，全国轿车保有量将分别达到843—869万辆和1423—1542万辆。2004年我国轿车的销售量为232万辆，2005年我国轿车的销量预计高达275万辆，同比增长18.5%；未来五年，国内轿车需求量以两位数的速度快速增长，尤其值得关注的是中高档轿车的私人消费迅速升温，中高档轿车已成为市场需求主流。另据国际汽车制造商协会（DICA）最近预测，中国将成为第四大汽车市场，同时也将成为全球汽车配套服务产业的第四大市场，汽车用品及服务行业正赶上历史上从未有过的空前繁荣期。根据国际惯例，汽车生产厂商的利润与汽车用品及今后服务行业的利润之比在1：10以上，另据有关专业机构统计，目前有车一族用于每辆新购汽车的平将装璜费用4500元。在欧美国家，轿车倒车雷达的安装使用率达80％以上，而我国目前轿车（高、中、低档次的轿车）的平均安装率只有10％左右。随着国产中高档车产量和需求量的快速攀升，倒车雷达的需求量将进入快速增长期，倒车雷达市场前景广阔。

（二）系统组成和工作原理

(1)功能：功能较齐全的倒车雷达应该有距离显示、声音/语音报警、区域警示和方位指示、探头自动检测等。

(2)性能：性能主要从探测范围、准确性、显示稳定性和捕捉目标速度来考虑，要求是测得准、测得稳、范围宽和捕捉速度快。

(3)外观工艺：作为汽车的内外装饰件，要考虑显示器和探头安装后是否美观，与车是否协调。从探头外形看，可以选择的有纽扣式和融合式两种。纽扣式的探头表面是平的，融合式探头表面是有造型变化的，追求与后保险杠的自然过渡。从尺寸上看，有超小型、中型和较大尺寸的，主要取决于车后保险杠的大小和个人偏好。从颜色上看，应选择与汽车保险杠相同或相近的颜色。

显示器应根据驾驶员的倒车习惯选用前置式或后置式的，有的产品可以同时使用两个显示器。

(4)质量与可靠性：倒车雷达作为汽车用品，对其质量和可靠性应有比较高的要求，尤其是探头的质量直接关系到倒车雷达所应起的作用，特别是产品的灵敏度、是否存在盲区、产品是否正常工作等。此外，质量好的产品提供的服务较好，承诺的包换期和包修期比较长。

（三）汽车倒车雷达的发展 水平

倒车雷达的快速发展始于20世纪末21世纪初，经过几年的时间，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达在几年的时间里大致经过了六代的演变。

第一代：倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意，不能算真正的倒车雷达，基本属于淘汰产品。

第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.8m～1.5m处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。

第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，在1.8m开始显示；如果是人，在0.9m左右的距离开始显示。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由3种颜色来区别：绿色代表安全距离；黄色代表警告距离；红色代表危险距离，必须停止倒车。第三代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，但安装在车内影响美观。

第四代：液晶屏动态显示。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过LCD外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。

第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2m以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。

第六代：专为高档轿车生产。第六代产品在第五代的基础上新增了很多功能：外观上看，比第五代产品更为精致典雅；功能上看，它除了具备第五代产品的所

有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像。

（四）发展前景

(1)由加装向原装发展。越来越多的汽车在出厂时配有倒车雷达。

(2)原装倒车雷达车型呈现高档→中档→低档的发展态势。

(3)由主流探头向更多探头发展。

（4）功能更加强大，集成音响和音像播放功能。

(5)设备趋于小型化、人性化、智能化。

四 结语

汽车市场的快速发展将带动倒车雷达市场的繁荣。国内倒车雷达主流市场已经开始由进口高档汽车向中低档汽车发展；技术上向着单芯片功能集成、灵敏度更高、可视化等方向发展；后装市场竞争激烈，前装市场将是倒车雷达生产厂商的低风险高回报所在。

第五篇：雷达原理与应用

雷达与声纳的共性及差别是什么？

雷达是利用无线电技术进行侦察和测距的设备。它可以发现目标，并可决定其存在的距离及方向。雷达将无线电波送出，然后经远距离目标物的反射，而将此能量送回雷达的记发机。记发机与目标物间的距离，可由无线电波传雷达的目标物，再由目标物回到雷达所需的时间计算出。雷达的基本原理与无线电通讯系统的原理同时被人所发现。赫兹与马可尼两人都曾用超短波试验其反射情形，这也就是所谓雷达回波。赫兹用金属平面及曲面证明，电波的反射完全合乎光的反射定律。同时赫兹度量脉冲的波长及频率，并且计算其速度也发现与光相同，这也就是所谓的电磁辐射。雷达送出短暂的电波讯号的程序，称为脉冲程序。雷达的基本作用原理有些相似于声波的回声。唯一与声波测量距离的不同点，在于雷达系统具有一指示器，指示器中包含有一个与电视收像管相同的观察管。此管可将雷达所发出的脉冲及回波，同时显示于其标有距离的基线上。还有其他指示器，使雷达借天线所搜索的资料，制成一个图，从图上立即可以定出目标物的区域距离及方向。因为雷达的作用完全是借电波的反射原理而成，所以必须用频率在1000兆赫到10 000兆赫的类光微波方行。雷达所发射的电波可借抛物面形的反射器，使其成为极度聚焦的波束，这就像探照灯所射出的光束一样。此波束借旋转天线及抛物体形反射器的精密控制，有系统地对空间进行搜索。当波束从目标物反回来时，天线所指的方向，就表示目标物对天线的水平方位角。以角度为单位所表示的水平方位角，通常都显示于指示器上。为了决定目标物与雷达间的距离，雷达的发射脉冲距接收到回波的时间，必须精确测定。因为雷达电波在空中以每秒约30万公里的光速进行，因此在每微秒的时间内，电波行进约为300米。由于雷达脉冲必须从雷达行至目标物，再由目标物回到雷达，但目标物距雷达的距离，为雷达脉冲总行程的一半。约为每微秒l50米。此时间可利用电子束在阴极射线管的屏幕上，以直线扫描指示出。借电子束，以已知变动率（如以每微秒0.01米）作水平偏向，因此电子束打在萤光屏上所留的痕迹，就形成一个时间标度，或直接用尺，来表示。如雷达天线送出一个1微秒长的脉冲，同时指示器的阴极射线管电子束在屏幕上，以每100微秒0.0254米的变动率开始扫描。再假设雷达脉冲在30000米的距离从一飞机反射回天线。当1微秒长的脉冲离开天线的同时，在雷达指示器的左侧也显示出一个0.025厘米长的主脉冲（发射脉冲）。由天线发射的脉冲，到飞机进行了30000米的距离，需时100微秒，然后反回天线也需100微秒。结果微弱的脉冲回波也显示于指示器上，其与主脉冲之间有5厘米的距离，或指示为200微秒。由于脉冲本身有1微秒的长度，所以量度距离时，必须量度两脉冲的前缘间距离。由于回波信号太弱，所以一个单一回波信号显示于指示器，很难被发现。因此回波信号，必须于每秒内，在指示器上重复显示数次，显示的方法是借电子束随天线扫描的速率（通常天线以每分钟15到20转转动）在指示器上扫描而得。雷达无论在平时及战时，都已被广泛的应用。在二次世界大战时使用雷达的目的，只是为了预知敌机的接近。用于预警网的预警雷达，预警雷达天线都是极大的转动抛物面形反射天线，或静止双极矩阵天线。战时雷达的应用很快就被扩展到地面拦截控制，以及高射炮和探照灯的方向控制等。这些所谓的射击控制雷达不仅能察知敌机的所在，并能自动决定高射炮的发射方向及使其发射。由于雷达可度量其与目标物间的距离，当然也可以从飞机上测量距地面的垂直高度。常用的各种脉冲式雷达就可度量一架飞机的高度，供飞行员飞行的参考。然而对很低的高度（低于1000米），因距离太近，脉冲式雷达的回波有与其发射出的主脉冲合并的趋势。因此大多数雷达测高仪都不用脉冲输出，而用等幅调频电波。雷达测高仪的发射天线，送出一垂直无线电波束，此电波的频率连续不断的变化。当信号离开发射天线的瞬间，其信号的频率为某一频率。然后当信号由地反射回到测高仪的接收天线后，因接收机内有一相位鉴别器（或简称为鉴相器），鉴相器可将接收到的回波，与正在发射出的 1 信号频率（或相角）作一比较。因为当回波回到接收天线，已经过了一段时间，当然此时发射天线所发信号的频率，也已改变。利用已知每秒周数的频率偏差，就可决定出电波由发射天线到地，在回到接收天线的时间，因此可计算出飞机距地的高度。关于电波往来所需的时间与相应的高度，事先已经算出，并直接标示在指示器上，所以可以直接从指示器上读出飞机的高度数值。除此之外，雷达还可以用在飞机和船舶的导航，作为某一城市、机场，高山或某一特定点的辨别符号用的雷达指标，都已事先标示于航行图上。

声纳的组成和工作原理

声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备,用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标,进行水声对抗,水下战术通信、导航和武器制导、保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等。声纳的工作原理是回声探测法。这个方法是在第一次世界大战期间研究出来的。用送入水中的声脉冲探测目标,声脉冲碰到目标就反射回来,返回声源(有所减弱)后被记录下来。如果知道脉冲的往返时间,并且知道超声在水中的传播的速度,就可以很精确地测定出目标的距离。这当然是很有价值的,尤其是在军事上。根据海洋声学的历史记载,意大利物理学家达〃芬奇曾于1490 年写过这样一段话:“如果使船停航,把一根长管的一端插入水中,而另一端贴紧耳朵,则能听到远处的航船。”这实际上是水下被动式声纳设备的雏形。

声纳按其工作方式可分为被动式声纳和主动式声纳,现在的综合声纳兼有以上两种形式。被动式声纳又称为噪声声纳,主要由换能器基阵(由若干个换能器按照一定规律排列组织组合而成)、接火机、显示控制台和电源等组成。当水中、水面目标(潜艇、鱼雷、水面舰艇等)在航行中,其推进器和其他机械运转产生的噪声,通过海水介质传播到声纳换能器基阵时,基阵将声波转换成电信号传送给接收机,经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供听测定向。被动式声纳主要搜索来自目标的声波,其特点是隐蔽性、保密性好,识别目标能力强,侦察距离远,但不能侦察静止无声的目标,也不能测出目标距离。

主动式声纳又称回声声纳,主要由换能器基阵、发射机、接收机、收发转换装臵、终端显示设备、系统控制设备和电源组成。在系统控制设备的控制下,发射机产生以某种形式调制的电信号,经过发射换能器变成声信号发送出去当声波信号在传播途中遇到目标时,一部分声能被反射回接收换能器再转换成电信号,送入接收机进行放大处理,根据声信号反射回来的时间和频率的高低来判断目标的方位、距离和速度,在终端显示设备上显示出来。主动声纳可以探测静止无声的目标,并能测出其方位和距离。但主动发射声信号容易被敌方侦听而暴露自己,且探测距离短。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种 2 工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位臵。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位臵。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装臵。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标。

雷达 radar

利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。雷达是英文radar的音译，意为无线电检测和测距。雷达概念形成于20世纪初，在第二次世界大战前后获得飞速发展。雷达的工作原理，是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息（目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等）。雷达分为连续波雷达 3 和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距，且接收回波是在发射脉冲休止期内，所以接收天线和发射天线可用同一副天线，因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时，雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展（如气象预报、资源探测、环境监测等）和科学研究（天体研究、大气物理、电离层结构研究等）。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米，且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

雷达和声纳有什么区别？

雷达所起的作用和眼睛相似，当然，它不再是大自然的杰作，同时，它的信息载体是无线电波。事实上，不论是可见光或是无线电波，在本质上是同一种东西，都是电磁波，传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等)。

测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。

测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。

测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同，两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时，雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。

声波是观察和测量的重要手段。有趣的是，英文“sound”一词作为名词是“声”的意思，作为动词就有“探测”的意思，可见声与探测关系之紧密。

在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波。这是由于其他探测手段的作用距离都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米内的物体；电磁波在水中也衰减太快，而且波长越短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能传播几十米。然而，声波在水中传播的衰减就小得多，在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。在水中进行测量和观察，至今还没有发现比声波更有效的手段。

声纳与雷达如何进行敌我识别？ 声纳的最基本原理 水声设备

水声设备是根据声波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播较远距离，而且传播时遇到目标后会反射回来的原理进行工作的。最常见的水声导航、通讯设备有：回声侧深仪、各种类型的声纳等。

声纳是现代大型水面舰艇及潜艇上不可缺少的电子设备之一。声纳的主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用。其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声纳进行探测，所以声纳在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声纳的工作原理与雷达相同，可以说是工作在音频或超音频频率上的雷达。声纳站的各个组成部分与雷达站的组成极其相似。

由于声纳工作在超音频频率范围内，它辐射信号的方法与雷达不同，雷达采用金属制成的抛物面天线，而声纳采用水声换能器。

水生换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。

超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

声纳的工作过程可叙述入下：

在发射控制器的控制下，发射机产生大功率超声波脉冲振荡，经收发转换装臵由水声换能器向某一个方向发射超声波。在这个方向上，超声波遇到目标便反射回来，由水声换能器接收，变成电信号。再经收发转换装臵送到接收机放大，最后送到显示器显示目标的方向和距离。

从工作过程看，发射超声波时发射机工作，接收器不必工作；发射结束后，接收机应立即工作，以便接收由最近目标和最远目标反射回来的超声波。显然发射机和接收机时交替工作的。因此利用收发转换装臵可以使接收机和发射机合用一个造价昂贵的水声换能器。

以上述方式，即声呐发射信号，然后接收由目标反射回来的信号工作的称为主动式声呐。另外，还有一种被动工作方式，即只接收目标本身发出的噪声（如螺旋桨所发出的声音等）来判别目标的方向，又称为噪音侧向声纳。这种声纳不因发射声波而被地方捕获，所以被动工作方式对提高潜艇的隐蔽性有着特殊的意义。

声纳的最基本原理

水声设备

水声设备是根据声波可以在水中以一定的速度（海水1500米/秒；淡水1400米/秒）传播较远距离，而且传播时遇到目标后会反射回来的原理进行工作的。最常见的水声导航、通讯设备有：回声侧深仪、各种类型的声纳等。

声纳是现代大型水面舰艇及潜艇上不可缺少的电子设备之一。声纳的主要功能是：搜索和跟踪水下目标（潜艇、水雷），对目标进行敌我识别，测定水下目标的运动要素，以供反潜武器射击指挥用。其次是水下通讯，探测水雷，探测水下情况保障本舰安全航行。

潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声纳进行探测，所以声纳在潜艇上的重要性更为突出，被称为潜艇的“耳目”。

声纳的工作原理与雷达相同，可以说是工作在音频或超音频频率上的雷达。声纳站的各个组成部分与雷达站的组成极其相似。

由于声纳工作在超音频频率范围内，它辐射信号的方法与雷达不同，雷达采用金属制成的抛物面天线，而声纳采用水声换能器。

水生换能器是利用晶体（石英或酒石酸钾钠）压电陶瓷（钛酸钡和锆钛酸铅等）的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之在晶体博片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反时电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。我们利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

声纳发射超声波时就把超声波振荡电压加在晶体薄片的两个端面上。于是晶体的厚度就会随着超声波振荡电压而变化，产生超声波震动。晶体震动推动周围的水就产生的超声波的辐射。

超声波传播时遇到目标便产生反射。回波作用在水声换能器的晶体上，由于压电效应水声换能器的两个端面上便可能得到电信号。与雷达天线一样，水声换能器不但要发射和接收超声波信号，而且要有尖锐的方向性，只有这样才能测定目标的方位。声纳设备是利用很多压电晶体组成换能器阵来获得尖锐的方向性的。因此声呐的水声换能器体积较大，一般都安装在舰船艏部的水下部分。

声纳的工作过程可叙述如下：

在发射控制器的控制下，发射机产生大功率超声波脉冲振荡，经收发转换装臵由水声换能器向某一个方向发射超声波。在这个方向上，超声波遇到目标便反射回来，由水声换能器接收，变成电信号。再经收发转换装臵送到接收机放大，最后送到显示器显示目标的方向和距离。

从工作过程看，发射超声波时发射机工作，接收器不必工作；发射结束后，接收机应立即工作，以便接收由最近目标和最远目标反射回来的超声波。显然发射机和接收机时交替工作的。因此利用收发转换装臵可以使接收机和发射机合用一个造价昂贵的水声换能器。

以上述方式，即声呐发射信号，然后接收由目标反射回来的信号工作的称为主动式声呐。另外，还有一种被动工作方式，即只接收目标本身发出的噪声（如螺旋桨所发出的声音等）来判别目标的方向，又称为噪音侧向声纳。这种声纳不因发射声波而被地方捕获，所以被动工作方式对提高潜艇的隐蔽性有着特殊的意义。

什么叫声纳?它有什作用和危害?

水下探测使用“声纳”，这是一种利用声音进行侦察的工具。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的 7 声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位臵。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位臵。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装臵。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标。

倒车雷达的工作原理：

倒车雷达的主要作用是在倒车时，利用超声波原理，由装臵于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的实际距离，再提示给驾驶者，使停车和倒车更容易、更安全。

倒车雷达系统的组成：1．主机2．显示器3．探头2～8个

倒车雷达产品使用发射和接收一体化超声波探头，采用单片机控制超声波发射，发射的超声波遇到障碍物反射,探头接收反射的超声波送入放大电路进行放大，由单片机进行数据处理，然后送显示器显示障碍物距离和方位。

超声波探头利用压电陶瓷作为换能器件实现超声波的发射和接收。给探头压电陶瓷片施加一定的超音频电信号，压电陶瓷片将电能转换成声能发送超声波。超声波作用于探头压电陶瓷片，压电陶瓷片将声能转换成电信号，微弱的电信号经放大后送电路处理。

PDC（Parking Distance Control）系统的工作原理就是通常是在车的后保险杠或前后保险杠设臵雷达侦测器，用以侦测前后方的障碍物，帮助驾驶员“看到”前后方的障碍物，或停车时与它车的距离，此装臵除了方便停车外更可以保护车身不受刮蹭。PDC是以超音波感应器来侦测出离车最近的障碍物距离，并发出警笛声来警告驾驶者。而警笛声音的控制 8 通常分为两个阶段，当车辆的距离达到某一开始侦测的距离时，警笛声音开始以某一高频的警笛声鸣叫，而当车行至更近的某一距离时，则警笛声改以连续的警笛声，来告知驾驶者。PDC的优点在于驾驶员可以用听觉获得有关障碍物的信息，或它车的距璃。PDC系统主要是协助停车的，所以当达到或超过某一车速时系统功能将会关闭。

三菱电机开发成功车载毫米波雷达MMIC芯片

〖 http://www.xiexiebang.com 2003/06/06 11:17 来源：日经BP社 作者：田野仓保雄 〗

日本三菱电机日前宣布，成功开发出用于车间距离控制系统等的车载毫米波雷达MMIC（单片微波集成电路）芯片组。目前，该芯片组已开始使用于高级车辆，采用电动控制扫描臂取代了此前通过机械性方法左右摆动扫描臂来进行扫描的方式。使用的频带为76GHz。“支持电动臂扫描方式、基于MMIC的76GHz频带芯片组的成功开发，在业界尚属首次”（该公司）。三菱电机在此次开发中，运用了此前在90GHz频带的地球观测卫星毫米波传感器等卫星防卫领域中所形成的MMIC技术。

与机械式相比，电动臂扫描方式可进行高速扫描，并且可确保较高的可信度。例如，扫描速度达到扫描1次仅需1/100万秒。“比如，即使与前行车的相对速度达到150km/小时，进行1次扫描时前行车的移动距离也不会超过1mm”（三菱电机）。

此次开发成功的芯片组共由8枚芯片组成。具体来说，包括用于信息收发天线切换开关的MMIC、5枚用于发送信息的MMIC芯片（76GHz频带放大器、38/76GHz倍频器、38GHz频带放大器、19/38GHz倍频器及19GHz频带放大器）以及2枚接收信息的MMIC芯片（76GHz频带低噪音放大器及用于接收信息的音量调节装臵）。通过组装上述芯片，可构成FMCW（频率调制连续波）及脉冲多普勒等各种方式的毫米波雷达的回路部分。

三菱电机计划在2006年投产该芯片组。该公司表示：“除向其他公司销售外，目前也正在考虑在自己公司投产嵌入有该芯片组的雷达模块”。该芯片组的目标价格为2万日元（约合人民币1250元）以下。