资讯专栏INFORMATION COLUMN

雷达原理之 多普勒效应原理及应用(一)

yagami / 1474人阅读

摘要:多普勒效应物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。波长变得较长,频率变得较低红移波源的速度越高,所产生的效应越大。其中多普勒频率为正,目标向着雷达飞行多普勒频率为负,目标逆着雷达飞行。

多普勒效应:物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。

因为在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红移或蓝移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。因此雷达领域测速便是根据多普勒效应而实现测速的,以下进行公式推导:

在雷达领域通俗来讲:当雷达探测的目标运动,由于物体辐射波长随波源与观测者的相对运动而变化,因此,雷达本身的回波信号频率主波发射信号的频率,这两个频率会存在频率差,这个频率差被成为多普勒频率,fd = fr - ft (fd:多普勒频率,fr : 接收机接收到频率, ft:发射频率)

其中,若发射与接收信号在目标不动的情况下,fd = 0,因此,只有目标移动的过程中,才会发生多普勒效应。

一般的发射信号为: St(t) = Acos(2 π /pi π * f0 * t + φ /varphi φ)
接收信号: Sr(t) = Acos(2 π /pi π * f0 * t + φ /varphi φ - 2 π /pi π * f0 * tr )
其中,角频率为相位的导数(相对于时间), 瞬时频率:f(t) = d ϕ /phi ϕ(t) / (2 π /pi π * d(t))

在0<= t <= τ /tau τ:
tr = 2(R0 - Vrt)/c
回波信号:Sr(t) = kSt(t - tr) = kAcos(2 π /pi π * f0 * (t - 2(R0 - Vrt)/c) + φ /varphi φ)
瞬时频率可由上式相位求导:fr = f0 + 2f0Vr/c = ft + 2Vr/ λ /lambda λ
所以:fd = fr - ft =2Vr/ λ /lambda λ (1-1)
从(1-1)式子推导得:Vr = λ /lambda λ fd/2 = λ /lambda λ (fr - ft)/2
因此,若已知波长、发射频率、接收频率,即可求出目标移动速度Vr
其中:多普勒频率为正,目标向着雷达飞行;多普勒频率为负,目标逆着雷达飞行。

多普勒效应原理应用:
1.雷达领域测速
2.多普勒效应在医学应用:
超声脉冲多普勒检查仪,测量血流速度及方向;
心脏彩色多普勒:诊断心脏病
3.宇宙研究中的多普勒效应
4.移动通信中的多普勒效应
5.农业中的多普勒效应:植物声频控制技术
6.微波运动传感器
7.可移动式多普勒天气雷达
8.半自动化驼峰控制系统

文章版权归作者所有,未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为,您可以联系管理员删除。

转载请注明本文地址:https://www.ucloud.cn/yun/119393.html

相关文章

  • GitChat · 人工智能 | 自动驾驶的技术架构和生态发展

    摘要:目前每年全球有万人死于车祸,损失,相关于很多国家的,自动驾驶可以很大效率的减少车祸,拯救生命。美国汽车工程师协会和美国高速公路安全局将自动驾驶技术进行了分级。特定场所的高度自动驾驶。这叫基于规则的一种自动驾驶,简单的。 来自 GitChat 作者:刘盼更多IT技术分享,尽在微信公众号:GitChat技术杂谈 进入 GitChat 阅读原文我们先以汽车在现代科技领域的演进来开始这次的ch...

    X1nFLY 评论0 收藏0
  • TFmini与舵机结合的机器人小车避障应用方案

    摘要:舵机接线小车避障原理小车启动后,小车开始向前运动。搭载的外部电源过重时,会影响小车车轮的摩擦力,可能两个车轮的转速不一致,导致小车并不能按照轨迹行驶。小车车轮在光滑地面有可能造成空转的现象,导致小车不能走直线。 1.试验设备及接线 1.1实验设备 • MiniQ 桌面机器人底盘showImg(https://segmentfault.com/img/bVbu59l); 底盘直...

    raoyi 评论0 收藏0
  • 些理论应用到职场中,会给职场人士带来很深刻的启迪。据说这十大经典职场理论能让我们终身受用不尽。

    摘要:彼得原理每个组织都是由各种不同的职位等级或阶层的排列所组成,每个人都隶属于其中的某个等级。对一个组织而言,一旦相当部分人员被推到其不称职的级别,就会造成组织的人浮于事,效率低下,导致平庸者出人头地,发展停滞。   1、蘑菇管理   蘑菇管理是许多组织对待初出茅庐者的一种管理方法,初学者被置于阴暗的角落(不受重视的部门,或打杂跑腿的工作),浇上一头大粪(无端的批评、指责、代人受过),任其...

    BingqiChen 评论0 收藏0
  • 用 TFmini-Plus 实现人流、身高测量的方案

    摘要:人流身高测量仪说明本方案为利用北醒公司产品和板结合开发出的小设备。其作用为统计人流数量以及相应目标身高高度。人流身高测量原理雷达启动后,设置安装高度身高限度下限值。考虑人行走时身高会浮动,尽量让脚落在光斑左右,探测到最高值,减小误差。 人流身高测量仪说明 本方案为利用北醒公司产品 TFmini-Plus 和 Arduino-UNO 板结合开发出的小设备。其作用为:统计人流数量以及相应目...

    xbynet 评论0 收藏0

发表评论

0条评论

最新活动
阅读需要支付1元查看
<