Wat is Digital Doppler?

Digitale Doppler is een signaalverwerkingstechniek die het Doppler -effect gebruikt om de snelheid van objecten te berekenen.Oorspronkelijk ontwikkelde het leger digitale Doppler -technieken voor radars die worden gebruikt om doelen te volgen, te zoeken en te verlichten.Naarmate de kosten van digitaal computergebruik daalden, zijn civiele toepassingen van Doppler-radars gebruikelijk geworden, zoals de essentiële rol van puls-doppler-radar bij weersvoorspelling.Digitale Doppler -beeldvormingstechnieken worden ook in toenemende mate gebruikt in verschillende medische velden.

Het Doppler -effect is in wezen de verandering in frequentie van een signaal dat wordt weerspiegeld door een doelwit.De frequentie van een signaal dat wordt weerspiegeld door een object dat naar een waarnemer beweegt, zal hoger zijn dan de frequentie van het oorspronkelijke signaal.De frequentie van een signaal dat wordt weerspiegeld door een object dat van een waarnemer weggaat, zal lager zijn dan de frequentie van het oorspronkelijke signaal.Dit Doppler -verschuivingsfenomeen kan worden geregistreerd naarmate een signalen frequentie toeneemt of afneemt in relatie tot het oorspronkelijke signaal in de tijd.De daaropvolgende veranderingen in frequentie worden gebruikt om de snelheid van een object in relatie tot de waarnemer te berekenen.

Computers worden gebruikt om de verzamelde informatie te digitaliseren terwijl elk signaal wordt uitgestoten, gereflecteerd en ontvangen.In zijn eenvoudigste vorm stoot een Doppler -radar een elektromagnetische golf uit bij een doelwit.Bij contact is de golf verspreid en wordt een deel van de golf teruggebracht in de radar.Een digitale Doppler -ontvanger -computer bemonstert de gereflecteerde golf en berekent de faseverschuiving van de uitgestoten golf, waardoor de verandering in frequentie wordt bepaald.De snelheid van het object kan worden berekend op basis van de frequentieveranderingen, hoewel het bereik en het lager van het doel niet kunnen worden bepaald.

Naarmate de snelheid en opslaggrootte van computers zijn verbeterd, is ook hun vermogen om meer informatie te verwerken die beschikbaar is bij Doppler -verschuivingen.Snellere computers kunnen bijvoorbeeld de informatie beheren die is afgeleid van de snelle emissie van microgolfpulsen in plaats van een eenvoudig continu golfsignaal.De vertraging voor een puls om terug te stuiteren uit een doel kan worden berekend, evenals de sterkte van het geretourneerde signaal.Hierdoor kunnen de positie en dichtheid van het doelwit worden bepaald in combinatie met zijn relatieve snelheid.Typisch scannen deze puls-doppler-radars 360 graden rond de radar op verschillende hoogten, en digitale Doppler-computers maken een samenstelling van de verzamelde gegevens.

Weer Doppler gebruikt puls-doppler-radar om de beweging van stormen en de intensiteit van neerslag te bestuderen.Waterdruppeltjes in wolken en neerslag weerspiegelen elektromagnetische golven.Digitale Doppler -verwerking kan dus worden gebruikt om de snelheid en intensiteit van een naderend stormsysteem te bepalen uit de snelheid van de wolkenbeweging.Golven die worden weerspiegeld van dichte hagel of zware regenval, zullen sterk zijn, terwijl sneeuw en motregen meer als zeven werken, de golven verzwakken en verspreiden en resulterend in zwakkere signalen.Met behulp van pulstijdvertragingsanalyse kan de exacte locatie van een storm worden bepaald, evenals het type neerslag.

Computers presenteren de informatie in twee soorten Doppler -kaarten.In een reflectiviteitskaart wordt neerslaginformatie kleur gecodeerd door intensiteit en bovenop een geografische kaart die de positionering aangeeft.Een tweede Doppler -kaart toont de radiale snelheid van een storm, die kan worden gebruikt om de windrichting te bepalen.Er zware weersystemen zoals orkanen, supercell onweersbuien en tornado's laten veelbetaalde handtekeningen achter op Doppler -snelheidskaarten, waardoor voorspellers zware weerswaarschuwingen kunnen geven.

Civiele Doppler -fabrikanten innovaties hebben hun technologie praktisch gemaakt op medisch gebied.Een dergelijke toepassing is echocardiografen die vasculaire bloedstroom testen.Evenzo winnen 3D Doppler foetale sonogrammen aan populariteit, omdat ze ouders en artsen in staat stellen om afbeeldingen met hoge resolutie van een foetusbeweging te visualiserening in de baarmoeder.