デジタルドップラーとは何ですか？

デジタルドップラーは、ドップラー効果を使用してオブジェクトの速度を計算する信号処理手法です。 もともと、軍はターゲットを追跡、探し、照らすために使用されるレーダーのデジタルドップラー技術を開発しました。 デジタルコンピューティングのコストが減少するにつれて、天候予測におけるパルスドップラーレーダーの本質的な役割など、ドップラーレーダーの民間アプリケーションが一般的になりました。 デジタルドップラーイメージング技術は、さまざまな医療分野でもますます使用されています。

ドップラー効果は、本質的に動きのターゲットに反映される信号の頻度の変化です。 オブジェクトに移動するオブジェクトによって反映される信号の周波数は、元の信号の周波数よりも高くなります。オブジェクトから離れるオブジェクトによって反映される信号の周波数は、元の信号の周波数よりも低くなります。 このドップラーシフト現象は、信号の周波数がTHに関連して増加または減少するにつれて記録できます。e時間の経過とともに元の信号。 その後の周波数の変化は、観測者に関連してオブジェクトの速度を計算するために使用されます。

コンピューターは、各信号が放出、反射、受信されると収集された情報をデジタル化するために使用されます。 最も単純な形式では、ドップラーレーダーはターゲットで電磁波を放出します。 接触すると、波が分散し、波の一部がレーダーに反射されます。 デジタルドップラーレシーバーコンピューターは、反射波をサンプリングし、放出された波からの位相シフトを計算し、周波数の変化を決定します。 ターゲットの範囲と軸受を決定することはできませんが、オブジェクトの速度は周波数の変化から計算できます。

コンピューターの速度とストレージサイズが改善されると、ドップラーシフトから利用可能な情報をより多くの処理する能力が向上します。 たとえば、より高速なコンピューターERSは、単純な連続波信号の代わりにマイクロ波パルスの急速な放出から派生した情報を管理できます。パルスがターゲットから戻ってくる時間遅延は、返された信号の強度と同様に計算できます。 これにより、ターゲットの位置と密度を相対速度と組み合わせて決定できます。 通常、これらのパルスドップラーレーダーは、さまざまな標高でレーダーの周りを360度スキャンし、デジタルドップラーコンピューターは収集されたデータの複合を作成します。

気象ドップラーは、パルスドップラーレーダーを使用して、嵐の動きと降水の強度を研究しています。 雲の水滴と降水量は、電磁波を反映しています。 したがって、デジタルドップラー処理を使用して、雲の動きの速度から近づく嵐システムの速度と強度を決定できます。密集したあられや大雨に反映された波は強くなりますが、雪と霧雨はふるい、減衰、Dのように機能します。波を装って、信号が弱くなります。パルス時間遅延分析を使用して、嵐の正確な位置を決定することと、降水の種類を決定できます。

コンピューターは、2種類のドップラーマップに情報を提示します。 反射率マップでは、降水情報は強度によって色分けされ、位置決めを示す地理的マップに重ねられます。 2番目のドップラーマップには、嵐の放射状速度が表示されます。これは、風向を決定するために使用できます。 ハリケーン、スーパーセルの雷雨、竜巻などの厳しい気象システムは、ドップラー速度マップにテルテール署名を残し、予測者が厳しい気象警告を発行できるようにします。

民間のドップラーメーカーの革新により、医療分野で技術が実用的になりました。 そのような用途の1つは、血管血流をテストする心エコー検査です。 同様に、3Dドップラー胎児ソノグラムは、親や医師が高解像度の画像を視覚化できるようにするため、人気を博しています子宮内を移動する胎児の。