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            雷達測速傳感器工作原理


            大家都有這樣的體驗:當鳴笛的火車迎面開過來的時候,我們聽到的笛聲音調是由低到高的;在火車急弛而過向遠離我們的方向運動時,我們聽到的笛聲音調是由高到低的?;疖囆旭偟乃俣仍娇?,我們聽到笛聲音調的高低變化也就越明顯。這種音調變化實際上是由于火車與人之間的相對運動,聲源(車笛)對空氣介質振動的頻率偏移了聲源本身的振動頻率所引起的。它首先被奧地利物理學家多卜勒(Doppler)在1842年發現。所以,人們就將這種現象按照科學家的名字命名為多卜勒效應。

            上面的例子說明了多卜勒效應在音頻范圍內存在的事實。實際上,多卜勒效應在電磁波范圍內也是存在的。并且人們早已證明:當物體相對微波信號源運動時,有下面的關系式成立:

            f0′= f0+(2V/C)f0                            (1)

             

            式中  f0′為反射信號的頻率;

                  f0為微波源產生的發射頻率;

                  V為運動物體的徑向速度分量;

                  C為電磁波在空間的傳播速度。

            從(1)式中可以看出,接收到的反射信號頻率f0′是由兩部分組成的,第一項是由微波源產生的發射頻率f0;第二項就是由物體運動引起反射信號的多卜勒頻移。這個頻移量就叫做多卜勒頻率。通常用字母發fd來表示,于是

             

            fd = (2V/C) f0                                     2

            其中雷達發射頻率f0和電磁波傳播的速度C是不變的。因此,當f0選定之后,多卜勒頻率的大小只與物體相對微波源的運動速度成正比例關系,只要我們把反映目標運動速度信息的多卜勒頻率fd找到,再經過適當的處理,就可測出目標的運動速度。

            上面是假定當微波源處于靜止不動,而物體相對微波源移動時的情形;反之,當物體處于靜止不動,而微波源相對物體移動時,上面的結果也是成立的。也就是說,只要兩者之間有相對運動,多卜勒效應就會發生。              








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