Любая бортовая система управления движением для своей работы должна располагать информацией о встречающихся препятствиях, о состоянии дороги, параметрах близко находящихся транспортных средств и, конечно, о скорости и направлении движения управляемого автомобиля. Для получения такой информации можно использовать устройства, работающие на различных физических принципах. Более 20 лет изучаются возможности применения в автомобилях ультразвуковых, радиолокационных, лазерных и других типов приборов. Наибольшее внимание разработчиков привлекают радиолокаторы. Это связано в основном с их большой дальностью действия, незначительной зависимостью характеристик от состояния атмосферы, возможностью снижения мешающего воздействия неопасных объектов.
Радиолокаторы уже давно нашли широкое применение в авиации, на флоте для целей навигации, управления движением, предотвращения столкновений, обзора местности и т.
Любая радиолокационная система независимо от ее назначения работает следующим образом. Принцип действия импульсного радиолокатора. Передатчик вырабатывает кратковременные высокочастотные импульсы с определенным периодом повторения. Через антенный переключатель импульсы поступают в антенну и излучаются ею в пространство. Отраженные от объектов импульсы с некоторым запаздыванием возвращаются к антенне; антенный переключатель направляет их в приемник, где они усиливаются и сравниваются по частоте с излучаемым сигналов.
По разностной частоте (доплеровская частота) измеряется радиальная скорость движения обнаруженного объекта, а по времени запаздывания расстояние до него, дальность. На схеме радиолокатор неподвижен. Если же он движется по направлению к объекту, то будет определяться относительная скорость, то есть скорость сближения автомобиля с объектом, которая будет равна сумме их скоростей, если они движутся навстречу друг другу, или разности скоростей, если движутся в одном направлении.
во измерения параметров. По времени запаздывания отраженного сигнала относительно излученного определяется расстояние до объекта, а по изменению частоты отраженного сигнала (эффект Доплера) измеряется скорость движения: зная направление посланных и принятых сигналов, определяют угловые координаты объекта.
Однако традиционные радиолокаторы непригодны для использования на автомобиле.
Радиолокационные станции - это сложные и дорогие устройства, имеющие большой объем и массу. Аппаратура одной из самых простых радиолокационных станций - самолетного радиовысотомера - заняла бы значительную часть салона легкового автомобиля.
Ясно, что автомобильное радиолокационное устройство не должно вытеснять из машины груз и пассажиров. Желательно, чтобы объем такого устройства не превышал нескольких десятков кубических дециметров, то есть был не больше, скажем, автомобильного аккумулятора.
В создании подобных радиолокаторов уже достигнуты определенные успехи.
В любом радиолокационном устройстве используется генератор сверхвысокочастотных колебаний, которые излучаются антенной в пространство. В первых автомобильных радиолокаторах генераторами служили вакуумные электронные приборы (клистрон, магнетрон), требующие высоких напряжений и, следовательно, громоздких источников питания,
В настоящее время применяются миниатюрные твердотельные генераторные приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды), которые по размерам меньше предохранителя радиоприемника и могут питаться непосредственно от автомобильного аккумулятора. Потребляя мощность всего в несколько ватт, они обеспечивают необходимую дальность действия радиолокатора, нередко достигающую сотен метров,
Использование твердотельных сверхвысокочастотных генераторов, интегральных микросхем позволило значительно сократить размеры и массу, а также повысить надежность автомобильных радиолокаторов. Созданы радиолокаторы с массой
4-5 кг и размерами с том Большой Советской Энциклопедии, способные работать при сильных вибрациях и значительных ускорениях, больших перепадах температуры, при воздействии пыли, влаги, грязи, масла, колебаниях питающего напряжения, устойчивые к помехам от электрооборудования.
Ряд зарубежных фирм уже приступил к выпуску автомобильных радиолокаторов. Так, английская фирма «Лоренс электроник» выпускает локатор, устанавливаемый по желанию покупателей на автомобиле и обнаруживающий неподвижные и движущиеся предметы на расстоянии до 90 м. Этот прибор может применяться как для предупреждения водителя, так и для включения автоматических систем.
В Куйбышевском политехническом институте, разработан и испытан на автомобиле радиолокатор с непрерывным излучением, информирующий водителя о появлении объектов в опасной зоне.
Получают распространение радиолокационные спидометры, позволяющие измерять скорость движения машины и пройденный путь с большой точностью.