Co to jest cyfrowy Doppler?

Digital Doppler to technika przetwarzania sygnału, która wykorzystuje efekt Dopplera do obliczenia prędkości obiektów.Pierwotnie wojsko opracowało cyfrowe techniki Dopplera dla radarów używanych do śledzenia, poszukiwania i oświetlenia celów.W miarę spadku kosztów cyfrowych obliczeń, cywilne zastosowania radarów Dopplera stały się powszechne, takie jak istotna rola radaru pulsowego w prognozowaniu pogody.Cyfrowe techniki obrazowania Dopplera są również coraz częściej stosowane w różnych dziedzinach medycznych.

Efekt Dopplera jest zasadniczo zmianą częstotliwości sygnału odzwierciedlonego przez cel w ruchu.Częstotliwość sygnału odzwierciedlonego przez obiekt poruszający się w kierunku obserwatora będzie wyższy niż częstotliwość oryginalnego sygnału.Częstotliwość sygnału odzwierciedlonego przez obiekt odsuwa się od obserwatora, będzie niższa niż częstotliwość oryginalnego sygnału.To zjawisko przesunięcia Dopplera można zarejestrować, ponieważ częstotliwość sygnałów zwiększa lub zmniejsza się w stosunku do pierwotnego sygnału w czasie.Kolejne zmiany częstotliwości są używane do obliczenia prędkości obiektu w stosunku do obserwatora.

Komputery są używane do digitalizacji informacji zebranych w miarę emitowania, odzwierciedlenia i odbierania każdego sygnału.W najprostszej postaci radar Dopplera emituje fala elektromagnetyczną na cel.Po kontakcie fala jest rozproszona, a część fali odbija się z powrotem do radaru.Cyfrowy komputer odbiornika Dopplera próbuje falę odbijaną i oblicza przesunięcie fazowe od emitowanej fali, określając zmianę częstotliwości.Prędkość obiektu można obliczyć na podstawie zmian częstotliwości, chociaż nie można określić zakresu i łożyska celu.

Wraz ze wzrostem wielkości prędkości i pamięci komputerów, więc ich zdolność do przetwarzania więcej informacji dostępnych na zmianach Dopplera.Na przykład szybsze komputery mogą zarządzać informacjami pochodzącymi z szybkiej emisji impulsów mikrofalowych zamiast prostego sygnału falowego.Można obliczyć opóźnienie czasu, aby impuls odbił się od celu, a także wytrzymałość zwróconego sygnału.Umożliwia to określenie pozycji i gęstości celu w połączeniu z jego względną prędkością.Zazwyczaj te radary pulsowe skanują 360 stopni wokół radaru na różnych wysokościach, a cyfrowe komputery Dopplera tworzą kompozyt zebranych danych.

Doppler pogody wykorzystuje radar pulsowy do zbadania ruchu burz i intensywności opadów.Krople wody w chmurach i opadach odzwierciedlają fale elektromagnetyczne.Cyfrowe przetwarzanie Dopplera można zatem zastosować do określenia prędkości i intensywności zbliżającego się układu sztormowego z prędkości ruchu chmur.Fale odbijane od gęstego gradu lub ulewnego deszczu będą silne, podczas gdy śnieg i mżawka działają bardziej jak sita, osłabiając i rozpraszając fale i powodując słabsze sygnały.Za pomocą analizy opóźnienia czasowego pulsu można określić dokładną lokalizację burzy, a także rodzaj opadów.

Komputery przedstawiają informacje na dwóch rodzajach map Dopplera.Na mapie odbicia informacje o opadach jest kodowane kolorami przez intensywność i nałożone na mapę geograficzną wskazującą pozycjonowanie.Druga mapa Dopplera wyświetla prędkość promieniową burzy, którą można użyć do określonego kierunku wiatru.Systemy trudnych pogodowych, takie jak huragany, bugi superkomorowe i tornada, pozostawiają charakterystyczne podpisy na mapach prędkości Dopplera, umożliwiając prognozom wydawanie ostrzeżeń o trudnych warunkach pogodowych.

Cywilni producenci producentów dopplerów sprawiły, że ich technologia jest praktyczna w dziedzinie medycyny.Jednym z takich aplikacji są echokardiografie testujące naczyniowe przepływ krwi.Podobnie sonogramy płodowe 3D Dopplera zyskują na popularności, ponieważ pozwalają rodzicom i lekarzom wizualizować obrazy płodu o wysokiej rozdzielczościing wewnątrz macicy.