Doppler Radarı Nasıl Çalışır?

Çeşitli şekillerde kullanılan bir keşif Doppler etkisiilk bakışta bilimsel keşif oldukça pratik görünmese de.

Doppler etkisi tamamen dalgalar, bu dalgaları üreten şeyler ve bu dalgaları alan şeyler (gözlemciler) ile ilgilidir. Temel olarak, kaynak ve gözlemcinin birbirine göre hareket etmesi durumunda, dalga frekansının ikisi için farklı olacağını söylüyor. Bu, bilimsel bir görelilik biçimi olduğu anlamına gelir.

Aslında bu fikrin pratik bir sonuca dönüştüğü ve her ikisinin de başa çıktığı iki ana alan var. "Doppler radarı" Teknik olarak, Doppler radar polis memuru "radar silahları" tarafından bir motorun hızını belirlemek için kullanılan şeydir Araç. Başka bir form, hava yağışının hızını izlemek için kullanılan Pulse-Doppler radarıdır ve genellikle insanlar, hava raporları sırasında bu bağlamda kullanılmasından geçen terimi bilir.

Bir ışın göndererek Doppler radar çalışır Elektromanyetik radyasyon hareketli bir nesnede, belirli bir frekansa ayarlanmış dalgalar. (Elbette sabit bir nesnede Doppler radarını kullanabilirsiniz, ancak hedef hareket etmediği sürece oldukça ilginçtir.)

Elektromanyetik radyasyon dalgası hareketli nesneye çarptığında, aynı zamanda orijinal vericinin yanı sıra bir alıcı da içeren kaynağa doğru geri döner. Bununla birlikte, dalga hareketli nesneden yansıdığı için, dalga ana hatlarıyla belirtildiği gibi kaydırılır. Relativistik Doppler etkisi.

Temel olarak, radar tabancasına geri dönen dalga, sanki sıçradığı hedef tarafından yayılmış gibi, tamamen yeni bir dalga gibi muamele görür. Hedef temel olarak bu yeni dalga için yeni bir kaynak görevi görüyor. Tabancaya alındığında, bu dalganın başlangıçta hedefe doğru gönderildiği zamanki frekanstan farklı bir frekansı vardır.

Elektromanyetik radyasyondan beri gönderildiğinde kesin bir frekanstaydı ve dönüşü üzerine yeni bir frekanstaydı, bu hızı hesaplamak için kullanılabilir, v, hedefin.

Hava durumunu izlerken, hava modellerinin dönen tasvirlerine ve daha da önemlisi hareketlerinin ayrıntılı analizine izin veren bu sistemdir.

Darbe-Doppler radar sistemi, radar tabancasında olduğu gibi sadece doğrusal hızın belirlenmesine izin vermez, aynı zamanda radyal hızların hesaplanmasına da izin verir. Bunu radyasyon demeti yerine atım göndererek yapar. Sadece frekansta değil, aynı zamanda taşıyıcı çevrimlerde de kayma, bu radyal hızların belirlenmesine izin verir.

Bunu başarmak için radar sisteminin dikkatlice kontrol edilmesi gerekir. Sistem, radyasyon darbelerinin fazlarının stabilitesine izin veren tutarlı bir durumda olmalıdır. Bunun bir dezavantajı, Pulse-Doppler sisteminin radyal hızı ölçemediği bir maksimum hız olmasıdır.

Bunu anlamak için, ölçümün nabız fazının 400 derece değişmesine neden olduğu bir durumu düşünün. Matematiksel olarak, bu 40 derecelik bir kayma ile aynıdır, çünkü tüm bir döngüden (tam 360 derece) geçti. Bunun gibi vardiyalara neden olan hızlara "kör hız" denir. Nabzın bir fonksiyonudur sinyalin tekrarlama frekansı, bu yüzden bu sinyali değiştirerek, meteorologlar bunu bazılarına önleyebilir derecesi.

Tarafından düzenlendi Anne Marie Helmenstine, Doktora