多普勒雷达如何工作?

一种以各种方式使用的发现是多普勒效应,尽管乍一看科学发现似乎相当不切实际。

多普勒效应主要是波浪,产生这些波浪(源)的东西,以及接收这些波浪的东西(观察者)。它基本上说,如果源和观察者相对于彼此移动,那么两者的波频率将不同。这意味着它是一种科学相对论的形式。

实际上有两个主要领域将这一想法用于实际结果,两者都最终得到了"多普勒雷达的处理。"技术上佛山科普,多普勒雷达是警察使用的"雷达*"确定机动车的速度。另一种形式是用于跟踪天气降水速度的脉冲多普勒雷达,通常人们在天气报告中知道在这种情况下使用的术语。

多普勒雷达:警察雷达*

多普勒雷达的工作原理是在移动物体上发送一束调谐到**频率的电磁辐射波。(当然,您可以在静止物体上使用多普勒雷达,但除非目标正在移动,否则它相当有趣。)

当电磁辐射波撞击移动的物体时,它会"反射"返回到也包含接收器以及原始发射器的源。然而,由于波从移动物体反射出来,波被移动,如相对论多普勒效应所概述的。

基本上,返回雷达*的波被视为一个全新的波,就好像它是由目标发射的那样。目标基本上是作为这一波新浪潮的新来源。当它被*接收时,这个波的频率与频率不同当它最初被送到目标时。

由于电磁辐射在发出时处于**的频率,并且在返回时处于新的频率,因此可以用来计算目标的速度v

脉冲多普勒雷达:天气多普勒雷达

在观看天气时,正是这个系统允许对天气模式进行漩涡描绘,更重要的是对其运动进行详细分析。

脉冲多普勒雷达系统不仅允许像雷达*那样确定线速度,而且还允许计算径向速度。它通过发送脉冲而不是辐射束来做到这一点。不仅在频率上而且在载波周期中的偏移允许人们确定这些径向速度。

为了实现这一点,需要仔细控制雷达系统。该系统必须处于相干状态,这允许辐射脉冲的相位稳定。对此的一个缺点是存在**速度,脉冲多普勒系统不能测量径向速度。

要理解这一点,请考虑测量导致脉冲相位偏移400度的情况。在数学上,这与40度的偏移相同,因为它经历了整个周期(完整的360度)。引起这种变化的速度称为"盲速。"它是信号的脉冲重复频率的函数,因此通过改变该信号,气象学家可以在一定程度上防止这种情况。

由Anne-Marie Helmenstine编辑,博士。