EMS Leeromgeving · Inhoud · Hoofdstuk 5 · §5.4 · English version

§5.4 Dopplereffect

Open §5.4 in de academy

Simpel gezegd

Komt iets op je af, dan worden de golven die het terugkaatst een beetje in elkaar gedrukt: de frequentie gaat omhoog. Gaat het van je af, dan gaat de frequentie omlaag. Uit die kleine verschuiving volgt de snelheid naar of van de radar.

In de praktijk

Een pulse-doppler radar — zoals in een F-16 of een AWACS-vliegtuig — meet zo meteen de radiale snelheid van elk doel. Daardoor kan hij echo's van het terrein, dat anders beweegt dan een vliegtuig, wegfilteren en een laagvliegend toestel boven land toch zien (§ 5.11). Dezelfde techniek zit in de snelheidsmeter van de politie.

Het dopplereffect ken je van de ambulance: de toon is hoger als hij nadert, lager als hij wegrijdt. Hetzelfde gebeurt met radiogolven. Reflecteert een radarsignaal op een bewegend doel, dan verschuift de frequentie van de echo:

Dopplereffect: de golffronten van een bewegende bron liggen vóór de bron dichter opeen en erachter verder uiteen.
Een bewegende bron drukt de golffronten vóór zich samen (hogere frequentie) en rekt ze erachter uit (lagere frequentie). Beeld: Tkarcher / Tatoute, Wikimedia Commons — CC BY-SA 3.0.
fd = (2 × vr) / λ waarin: fd = dopplerverschuiving (Hz) vr = radiale snelheid van het doel (m/s) — zie § 2.1.7 λ = golflengte van de radar (m) de factor 2: het doel "ontvangt" verschoven én "zendt" verschoven terug
Voorbeeld

Een X-band radar (10 GHz, λ = 3 cm) ziet een doel dat met 300 m/s recht op de radar af komt. De dopplershift is fd = (2 × 300) / 0,03 = 20.000 Hz = 20 kHz. Op een draaggolf van 10.000.000.000 Hz is dat een minuscule verschuiving — coherente radars kunnen hem desondanks meten.

Het dopplereffect geeft radar twee enorme capaciteiten:

Onthoud

Doppler meet uitsluitend de radiale snelheidscomponent. Een doel dat exact tangentieel vliegt heeft dopplershift nul en kan in het clutterfilter van de radar verdwijnen ("notching").