Kaip veikia Doplerio radaras?

Vienas atradimas, kuris naudojamas įvairiais būdais, yra: Doplerio efektas, nors iš pirmo žvilgsnio mokslinis atradimas atrodo gana nepraktiškas.

Doplerio efektas yra viskas apie bangas, dalykus, kurie sukuria tas bangas (šaltinius), ir dalykus, kurie tas bangas priima (stebėtojai). Iš esmės sakoma, kad jei šaltinis ir stebėtojas juda vienas kito atžvilgiu, tada bangos dažnis bus skirtingas dviem iš jų. Tai reiškia, kad tai yra mokslinio reliatyvumo forma.

Iš tikrųjų yra dvi pagrindinės sritys, kuriose ši idėja buvo panaudota praktiniam rezultatui, ir abi jos baigėsi rankena iš "Doplerio radaro". Doplerio radaras yra tas, kurį policijos pareigūnai naudoja „radaro pistoletuose“ variklio greičiui nustatyti transporto priemonė. Kita forma yra „Pulse-Doplerio radaras“, kuris yra naudojamas orų kritulių greičiui sekti. Paprastai žmonės žino terminą, kuris naudojamas šiame kontekste orų pranešimų metu.

Doplerio radaras veikia siunčiant elektromagnetinė radiacija

Kai elektromagnetinės spinduliuotės banga pasiekia judantį objektą, ji „atsimuša“ atgal į šaltinį, kuriame yra ir imtuvas, ir originalus siųstuvas. Kadangi banga atsispindi nuo judančio objekto, ji pasislenka taip, kaip nurodyta relativistinis Doplerio efektas.

Iš esmės banga, grįžtanti link radaro pistoleto, traktuojama kaip visiškai nauja banga, tarsi ją skleistų taikinys, nuo kurio jis atskrido. Tikslas iš esmės veikia kaip naujas šios naujos bangos šaltinis. Kai ji gaunama iš ginklo, šios bangos dažnis skiriasi nuo dažnio, kai ji iš pradžių buvo siunčiama link taikinio.

Nuo elektromagnetinės radiacijos buvo tikslus dažnis, kai buvo išsiųstas, ir yra naujas dažnis, kai jis grąžinamas, tai gali būti naudojama apskaičiuojant greitį, v, taikinio.

Stebint orą, būtent ši sistema leidžia paeiliui pavaizduoti orų modelius ir, dar svarbiau, išsamiai išanalizuoti jų judėjimą.

„Pulse-Doplerio“ radaro sistema leidžia ne tik nustatyti linijinį greitį, kaip ir radaro pistoleto atveju, bet ir apskaičiuoti radialinius greičius. Tai daroma siunčiant impulsus, o ne radiacijos pluoštus. Pasikeitus ne tik dažniui, bet ir nešiklio ciklams, galima nustatyti šiuos radialinius greičius.

Norint tai pasiekti, reikia atidžiai valdyti radaro sistemą. Sistema turi būti nuosekli, kad būtų galima užtikrinti radiacijos impulsų fazių stabilumą. Vienas iš trūkumų yra tas, kad yra didžiausias greitis, per kurį „Pulse-Dopler“ sistema negali išmatuoti radialinio greičio.

Norėdami tai suprasti, apsvarstykite situaciją, kai matuojant impulsų fazė pasislenka 400 laipsnių. Matematiškai tai yra identiška 40 laipsnių poslinkiui, nes jis išgyveno visą ciklą (visą 360 laipsnių). Greičiai, sukeliantys tokius poslinkius, vadinami „aklu greičiu“. Tai yra pulso funkcija signalo pasikartojimo dažnis, taigi, pakeisdami šį signalą, meteorologai tam tikriems gali užkirsti kelią laipsnis.

Redaguota Anne Marie Helmenstine, Ph.