Vad är Digital Doppler?

Digital Doppler är en signalbehandlingsteknik som använder Doppler -effekten för att beräkna objektens hastighet.Ursprungligen utvecklade militären digitala Doppler -tekniker för radar som används för att spåra, söka och belysa mål.När kostnaden för digital beräkning minskade har civila tillämpningar av Doppler-radar blivit vanliga, till exempel den väsentliga rollen för puls-dopplerradar i väderprognosen.Digital Doppler -avbildningstekniker används också i allt högre grad inom olika medicinska områden.

Dopplereffekten är i huvudsak förändringen i frekvensen för en signal som återspeglas av ett mål i rörelse.Frekvensen för en signal som återspeglas av ett objekt som rör sig mot en observatör kommer att vara högre än frekvensen för den ursprungliga signalen.Frekvensen för en signal som återspeglas av ett objekt som rör sig bort från en observatör kommer att vara lägre än frekvensen för den ursprungliga signalen.Detta Doppler -skiftfenomen kan registreras när en signalfrekvens ökar eller minskar i förhållande till den ursprungliga signalen över tid.De efterföljande förändringarna i frekvens används för att beräkna hastigheten för ett objekt i förhållande till observatören.

Datorer används för att digitalisera informationen som samlas in när varje signal släpps ut, reflekteras och tas emot.I sin enklaste form avger en Doppler -radar en elektromagnetisk våg vid ett mål.Vid kontakt sprids vågen och en del av vågen reflekteras tillbaka till radaren.En digital Doppler -mottagare datorprover den reflekterade vågen och beräknar fasförskjutningen från den utsända vågen, vilket bestämmer förändringen i frekvens.Objektets hastighet kan beräknas utifrån förändringarna i frekvens, även om målets intervall och lager inte kan bestämmas.

Eftersom datorns hastighet och lagring har förbättrats, så har deras förmåga att bearbeta mer information tillgänglig från Doppler -skift.Till exempel kan snabbare datorer hantera informationen härrörande från den snabba utsläppet av mikrovågspulser istället för en enkel kontinuerlig vågsignal.Tidsfördröjningen för en puls att studsa tillbaka från ett mål kan beräknas såväl som styrkan hos den returnerade signalen.Detta gör att målets position och densitet kan bestämmas i samband med dess relativa hastighet.Vanligtvis skannar dessa puls-dopper-radar 360 grader runt radaren vid olika höjder, och digitala Doppler-datorer gör en sammansättning av de insamlade data.

Väder Doppler använder Pulse-Doppler-radar för att studera stormarnas rörelse och nederbördens intensitet.Vattendroppar i moln och nederbörd återspeglar elektromagnetiska vågor.Digital Doppler -bearbetning kan således användas för att bestämma hastigheten och intensiteten för ett närmande stormsystem från hastigheten på molnens rörelse.Vågor som reflekteras av tätt hagel eller kraftigt regn kommer att vara starka, medan snö och drizzle fungerar mer som sikt, dämpande och spridning av vågorna och resulterar i svagare signaler.Med hjälp av analys av puls tid kan den exakta platsen för en storm bestämmas såväl som typen av nederbörd.

Datorer presenterar informationen i två typer av Doppler -kartor.På en reflektivitetskarta färgas utfällningsinformation kodad av intensitet och överlagras på en geografisk karta som indikerar positionering.En andra Doppler -karta visar en storms radiella hastighet, som kan användas för att bestämma vindriktningen.Allvarliga vädersystem som orkaner, supercell åskväder och tornadon lämnar berättelser om Doppler -hastighetskartor, vilket gör att prognosmakare kan utfärda allvarliga vädervarningar.

Civila Doppler -tillverkare Innovationer har gjort att deras teknik praktiska inom det medicinska området.En sådan applikation är ekokardiografer som testar vaskulärt blodflöde.På samma sätt får 3D Doppler-fetala sonogram popularitet, eftersom de tillåter föräldrar och läkare att visualisera högupplösta bilder av ett foster MOVing in i livmodern.