如何多普勒雷达工作？(doppler radar work?)
多普勒效应是一个被广泛应用的发现，尽管乍一看这一科学发现似乎不切实际。
多普勒效应是关于波，产生这些波的东西（源），以及接收这些波的东西（观察者）。它基本上是说，如果震源和观测者是相对运动的，那么波的频率对于他们两个来说是不同的。这意味着它是科学相对论的一种形式。
实际上，有两个主要领域利用了这一想法，并取得了实际成果，最终都被称为“多普勒雷达”。从技术上讲，多普勒雷达是警察“雷达枪”用来确定机动车速度的工具。另一种形式是脉冲多普勒雷达，用于跟踪天气降水的速度，通常，人们在天气报告中从中了解该术语。
多普勒雷达：警用雷达枪
多普勒雷达的工作原理是向运动物体发送一束电磁辐射波，并将其调谐到精确的频率。（当然，你可以在静止的物体上使用多普勒雷达，但除非目标在移动，否则它相当乏味。）
当电磁辐射波击中移动的物体时，它会“反弹”回放射源，放射源也包括一个接收器和原始发射器。然而，由于波从运动物体上反射，因此波会发生相对论性多普勒效应所描述的位移。
基本上，返回雷达炮的波被视为一个全新的波，就好像它是被弹回的目标发射的一样。目标基本上是作为新浪潮的一个新来源。当枪接收到该波时，该波的频率与最初向目标发送时的频率不同。
由于电磁辐射发出时处于精确频率，返回时处于新频率，因此可用于计算目标的速度v。
脉冲多普勒雷达：天气多普勒雷达
当观察天气时，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可以确定线速度（如雷达炮），还可以计算径向速度。它通过发送脉冲而不是辐射束来实现这一点。不仅在频率上，而且在载波周期上的偏移允许我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，以保证辐射脉冲相位的稳定性。这样做的一个缺点是存在一个最大速度，超过该速度，脉冲多普勒系统无法测量径向速度。
为了理解这一点，考虑一种情况，在这种情况下，测量会使脉冲的相位移动400度。从数学上讲，这与40度的移动是相同的，因为它经历了一个完整的周期（360度）。导致这种位移的速度称为“盲速度”。它是信号脉冲重复频率的函数，因此通过改变这种信号，气象学家可以在一定程度上防止这种情况。
安妮·玛丽·赫尔曼斯汀博士编辑。
- 发表于 2021-10-05 01:58
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- 分类：数学
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