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 praktijkEen 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:
- Doel komt naar de radar toe → echo heeft een hogere frequentie (positieve dopplershift).
- Doel gaat van de radar af → echo heeft een lagere frequentie (negatieve dopplershift).
- Doel beweegt tangentieel (dwars op de zichtlijn) → geen dopplershift.
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:
- Directe snelheidsmeting van elk doel, zonder het te hoeven volgen over tijd.
- Scheiding van bewegende doelen en stilstaande clutter: een berg heeft dopplershift nul, een vliegtuig niet. Dit is het fundament onder MTI en pulse-doppler radar (§ 5.11) — en daarmee onder vrijwel elke moderne militaire radar.
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").