Doppler-Effekt in Radar Imagery

March 25

Doppler-Effekt in Radar Imagery

Der Doppler-Effekt ist ein wichtiger Grundsatz in der Radar-Bildgebung. Zuerst wurde wieder in 1842 als eine Möglichkeit, die Schallwelle Frequenzänderung im bewegten Objekten beschreiben entdeckt. Etwa drei Jahre später entdeckt, dass denselben Effekt für alles, die in Wellen gilt, einschließlich elektromagnetischen Strahlung bewegt wurde. Wie Power Generation und Materialien Wissenschaft eingeholt Radar theoretische schlagen Grundlage, Doppler Mainstream als Möglichkeit zum Bild Wetterphänomene, Luft und See-Ziele.

Radar-Funktion

Elektromagnetischer Energie ist wie jede andere Art von Energie (einschließlich Ton, die im Wesentlichen nur kinetische Energie bewegt sich durch Luft); Es kann nicht erscheinen oder verschwinden, es kann nur reflektiert und zerstreut oder absorbiert und in eine andere Energieform umgewandelt. Beim Radar Energie (Radiowellen) sind auf ein Ziel gerichtet, spiegelt eine kleine Menge zurück an den Empfänger, die die Energie empfängt und das Signal interpretiert.

Frequenz-Shift

Wie kinetische Energie oder Ton verlieren elektromagnetische Wellen ein gewisses Maß an Energie mit der Entfernung aus dem Emitter. Der erste Schritt zur Verlustleistung in Radiowellen ist, dass die Wellen "Begradigen" oder in Frequenz löschen. Der gleichen Effekt der Range-Frequenz kann in Schallreflexion beobachtet werden. Ein Echo, das kommt zurück an den Listener aus der Ferne hat einen hörbar tiefer Tonhöhe als Stimme des Sprechers.

Dopplereffekt-Prinzip

Der Doppler-Effekt bezieht sich nur auf bewegte Objekte; sind stationäre Objekt überhaupt, von standard-Radar. Wie bewegt sich ein Objekt auf den Sender/Empfänger "komprimiert" die Radio-Energie vor sich und hinterlässt eine Art "Vakuum". Ein Objekt, die Bewegung in Richtung des Empfängers wird immer eine Set Zunahme Hochfrequenz im Verhältnis zu seiner Geschwindigkeit führen. Der gleiche Effekt kann mit Sound stehen neben einer Autobahn gesehen werden. Motorengeräusch eines entgegenkommenden Autos muss eine höhere Tonlage, während es zu Ihnen kommt, und erscheinen in der Tonhöhe zu löschen, sobald er bewegt.

Bildgebung

Ein Radar-Bildbearbeitung-Computer liest die Frequenz der Wellen, die Richtung zu ihm zurückkommen, und vergleicht die Lektüre der bekannten Frequenz der Emitter-Ausgang. Der Computer liest eingehende Frequenz und verwendet diese Informationen, setzen Sie einen Punkt repräsentiert eine kreisförmige "Diagramm". Wenn genügend Frequenz Lesungen erhoben werden, verschmelzen die einzelnen "Punkte" von Informationen in ein Bild für das menschliche Auge lesbar.

Anwendungen

Wie gut ein Doppler imaging-System funktioniert und was es erkennt, hängt von der ausgehenden Signalfrequenz und die Macht der Emitter. Sehr hohe Frequenz Wellen tragen eine Menge Energie (indem Sie ihnen größere Reichweite), aber dass sie so nah zusammen sind, macht das Empfangssignal schwer zu lesen. Es ist aus diesem Grund, dass hochfrequente Wellen im Allgemeinen für die lange Reihe Erkennung verwendet werden, und warum niederfrequente Wellen für nah-, hochauflösende Anwendungen verwendet werden, die viel Präzision erfordern. Beispiel: ein Düsenjäger wird sehr hohen Frequenzbereiche, um Ziele auf eine Entfernung und wechselt in ein Mittelfrequenz zu identifizieren und zu erwerben, das Ziel zu erkennen. Die Jets dann sperren, die auf das Ziel und führt seine Raketen mit sehr niedriger Frequenz-Wellen.