ПОЛИЦЕЙСКИЕ РАДАРЫ. Вы мчитесь по
скоростному шоссе и вдруг замечаете впереди
милицейскую машину. Жмёте на тормоза, но, увы, уже
поздно, радар засёк превышение скорости,
придётся платить штраф!.. Начиная с 40-х гг.
прошлого века радар помогает отлавливать
лихачей. С тех пор ручные радары непрерывно
совершенствовались: увеличилась дальность
действия, повысилась точность определения
скорости цели, область рабочих частот сместилась
к концу 80-х гг. с рентгеновского диапазона (10,5 ГГц)
в радиодиапазон (33,4–36 ГГц), мощность
зондирующего сигнала возросла с 15 до 50 мВт. В 1991 г.
был введён лидар – лазерный радар, работающий на
ИК-световой волне длиной волны 904 нм. Основное
преимущество лидара – очень узкий зондирующий
световой луч, ширина которого на расстоянии 300 м
составляет всего 1 м, что позволяет выделить
автомобиль или мотоцикл, движущиеся с
недозволенной скоростью, из трёх других
транспортных средств, находящихся на том же
расстоянии. Расходимость радиолуча составляет
12°, т.е. размер радиолуча на расстоянии 300 м
составляет 70 м. Однако точность лидара
ухудшается при тумане, снеге, дожде, в то время
как эти факторы не влияют на точность показаний
радара, хотя и несколько снижают дальность
действия. Стоимость лидара 3500 долл., а радара
средней дальности – 1500 долл. Радары используются
для измерения скорости скутеров, для
регулирования скорости железнодорожных вагонов
при сцепке, а также в научных целях – при
определении скорости течения рек в верховьях для
прогноза наводнений. Автомобилисты иногда
пользуются устройством, создающим в направлении
полицейской машины мощный радиосигнал на
частоте, соответствующей нормальной скорости
автомобиля. Однако эту хитрость легко разгадать,
т.к. сигнал помехи намного превышает по мощности
отражённый от машины зондирующий сигнал.
РУЧНОЙ РАДАР генерирует непрерывный
микроволновой сигнал постоянной частоты. В
соответствии с эффектом Доплера частота
эхо-сигнала, отражённого от движущегося
навстречу объекта, увеличивается (и, наоборот,
понижается, если объект движется в направлении
распространения зондирующего сигнала). Измеряя
сдвиг частоты, определяют скорость объекта.
БАТАРЕЙКА снабжает энергией диод
Ганна, составную часть СВЧ-осциллятора.
Осциллятор испускает СВЧ-сигнал, который
фокусируется в узкий луч с помощью рупора и линз,
образующих антенну. Эта антенна также принимает
отражённый от объекта сигнал. Исходный и
отражённый сигналы сравниваются на
диоде-смесителе, а разностный сигнал поступает
через аналого-цифровой преобразователь на
микросхему цифровой обработки сигнала
(микропроцессор). Микропроцессор анализирует
поступающие на его вход частоты и посылает
значение скорости, соответствующее самому
сильному сигналу (обычно от ближайшего
автомобиля), на цифровой дисплей.
ПРИ КОСОМ ДВИЖЕНИИ автомобиля (когда
автомобиль движется под некоторым углом к
направлению на патрульную машину) возникает
«эффект косинуса» – считываемая радаром
скорость оказывается меньше действительной в
«косинус угла между направлением зондирующего
луча и направлением движения автомобиля» раз.
Поэтому патрули стараются парковаться как можно
ближе к шоссе и измерять скорость на большой
дальности. Если патрульная машина движется в
потоке, то на дисплее её радара будет
высвечиваться скорость, равная разности между
скоростью патрульной машины и скоростью объекта,
так что для определения скорости этого объекта
потребуется ещё взглянуть на свой спидометр.
В ЛИДАРЕ напряжение батарейки
усиливается с помощью электронных схем и
запитывает лазерный диод, который излучает
зондирующие ИК-импульсы через каждые 5 мс.
Отражённый сигнал поступает через фильтр на
лавинный диод, который преобразует световой
сигнал в электрический. Быстродействующие
микросхемы определяют промежуток времени между
моментом посылки зондирующего импульса и
моментом прихода отражённого импульса и
вычисляют расстояние до объекта. Затем они
определяют ещё одно расстояние до объекта,
связанное со следующим импульсом, и, разделив
сокращение расстояния на сокращение времени
распространения сигнала, получают скорость
объекта.
Знаете ли вы, что?..
СУМАСШЕДШАЯ ПАЛЬМА. В 1979 г. в штате
Майами по телевидению был показан сюжет, где на
экране радара, направленного на пальму на
обочине, высветилась скорость 138,4 км/ч. Это
привлекло внимание к проблеме точности
показаний. Со временем с точностью был наведён
порядок, но время от времени на радарах всё же
появляются сногсшибательные цифры при
интерференции собственного сигнала с сигналами
от радаров аэропорта, сотовых телефонов, ртутных
ламп уличного освещения, радаров других
полицейских машин, а также с гармониками
кондиционера, обогревателя или вентилятора в
движущейся полицейской машине.
МУЗЫКАЛЬНЫЙ СЛУХ. Полицейские радары
издают звук, высота которого пропорциональна
скорости наблюдаемого транспортного средства.
Например звук «до» 3-й октавы соответствует
скорости 96,6 км/ч, звук «ре» – 113 км/ч, а звук «фа» –
129 км/ч. Некоторые полицейские на слух могут
определять скорость с точностью до 1,6 км/ч.
ОНИ БЫЛИ ПЕРВЫМИ. Первые правила,
ограничивающие скорость движения
автотранспорта, были введены в 1901 г. в г. Хартфорд
(штат Коннектикут): 19 км/ч в сельских населённых
пунктах и 13 км/ч в городе. А первые правила,
ограничивающие скорость движения вообще
транспортных средств, были приняты 12 июня 1652 г. в
Новом Амстердаме (ныне Нью-Йорк): они запрещали
конным упряжкам ехать галопом в городе.
Scientific American, 2001, March
№ 3, v. 292), p. 76–77.
Сокр. пер. с англ. Н.Д.КОЗЛОВОЙ
