《雷達(dá)多普勒效應(yīng)》ppt課件

1、二、多普勒效應(yīng)、雷達(dá)二、多普勒效應(yīng)、雷達(dá) 3-7微波、雷達(dá)及其運(yùn)用微波、雷達(dá)及其運(yùn)用一、微波通訊一、微波通訊1、多普勒效應(yīng)機(jī)械波、多普勒效應(yīng)機(jī)械波 多普勒效應(yīng)波源或察者相對于媒質(zhì)運(yùn)而使多普勒效應(yīng)波源或察者相對于媒質(zhì)運(yùn)而使察看者接遭到的波的頻率有所變化的景象察看者接遭到的波的頻率有所變化的景象察看者察看者RS波源波源uSVRVRV察看者的運(yùn)動(dòng)速度察看者的運(yùn)動(dòng)速度u：波速：波速0波源和察看者相對靜止時(shí)察看者接納到的波波源和察看者相對靜止時(shí)察看者接納到的波源的頻率源的頻率SV波源的運(yùn)動(dòng)速度波源的運(yùn)動(dòng)速度波源和察看者相對運(yùn)動(dòng)時(shí)察看者接納到的波波源和察看者相對運(yùn)動(dòng)時(shí)察看者接納到的波源的頻率源的頻率1波源

2、與察看者均相對媒質(zhì)靜止波源與察看者均相對媒質(zhì)靜止t時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面t+1秒時(shí)辰的波陣面秒時(shí)辰的波陣面u察看者察看者00uTuu波源振動(dòng)的頻率波源振動(dòng)的頻率0也就是說，波源每秒鐘發(fā)出也就是說，波源每秒鐘發(fā)出 個(gè)完好波個(gè)完好波00SV0RV接納的頻率，就是接納者單位時(shí)間內(nèi)接納接納的頻率，就是接納者單位時(shí)間內(nèi)接納到的波的個(gè)數(shù)到的波的個(gè)數(shù)2 2波源不動(dòng)，察看者以速度波源不動(dòng)，察看者以速度 相對媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)相對媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)RVa a、察看者朝向波源運(yùn)動(dòng)、察看者朝向波源運(yùn)動(dòng)RVut+1秒時(shí)辰秒時(shí)辰的波陣面的波陣面t時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面0uVuR0SVRVu假設(shè)：假設(shè)： ，也就是說，一秒鐘能走過兩個(gè)，也

3、就是說，一秒鐘能走過兩個(gè)波長波長021RV察看者不動(dòng)，察看者不動(dòng)，1秒內(nèi)有秒內(nèi)有5個(gè)波面，也就是說有個(gè)波面，也就是說有5個(gè)完個(gè)完好波經(jīng)過好波經(jīng)過50察看者運(yùn)動(dòng)，察看者運(yùn)動(dòng)，1秒內(nèi)有秒內(nèi)有7個(gè)波面，也就是說有個(gè)波面，也就是說有7個(gè)完個(gè)完好波經(jīng)過好波經(jīng)過7秒/50u秒/20RV00u7250000uVuRb b、察看者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)、察看者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)t+1秒時(shí)辰秒時(shí)辰的波陣面的波陣面t時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面RVu0uVuR0SVRVu假設(shè)：假設(shè)： ，也就是說，一秒鐘能走過兩個(gè)，也就是說，一秒鐘能走過兩個(gè)波長波長021RV察看者不動(dòng)，察看者不動(dòng)，1秒內(nèi)有秒內(nèi)有5個(gè)波面，也就是說有個(gè)波面，也就是說有

4、5個(gè)完個(gè)完好波經(jīng)過好波經(jīng)過50察看者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)，察看者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)，1秒內(nèi)有秒內(nèi)有3個(gè)波面，也就是個(gè)波面，也就是說有說有3個(gè)完好波經(jīng)過個(gè)完好波經(jīng)過3秒/50u秒/20RV00u3250000uVuR3)察看者靜止，波源以速率察看者靜止，波源以速率 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)SVa a、波源朝向察看者以速度、波源朝向察看者以速度 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)SVuSvt時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面t+1秒時(shí)辰秒時(shí)辰的波陣面的波陣面接納頻率接納頻率增高了！增高了！00TVuuS00TVuTuS0SVuu0TVSyyt時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面uSVt+1秒時(shí)辰秒時(shí)辰的波陣面的波陣面b b、波源遠(yuǎn)離察看者以速度、波源遠(yuǎn)離察看者以速度 運(yùn)動(dòng)運(yùn)

5、動(dòng)SV接納頻率接納頻率降低了！降低了！0TVSyy00TVuuS00TVuTuS0SVuu接納頻率降低了！接納頻率降低了！a a、波源與接納者相互接近、波源與接納者相互接近uSVSVt時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面t+1秒時(shí)辰秒時(shí)辰的波陣面的波陣面0SRVuVu接納頻率接納頻率增高了！增高了！4波源及察看者同時(shí)運(yùn)動(dòng)波源及察看者同時(shí)運(yùn)動(dòng)b b、波源與接納者相互遠(yuǎn)離、波源與接納者相互遠(yuǎn)離0SRVuVuuSVoVt時(shí)辰的波陣面時(shí)辰的波陣面t+1秒時(shí)辰秒時(shí)辰的波陣面的波陣面oV接納頻率接納頻率降低了！降低了！公式歸一：公式歸一：其中：波源靜止其中：波源靜止察看者靜止察看者靜止0SV0RV二者相互接近二者相互

6、接近RSVV 、取正值代入取正值代入RVSVoSRVuVu留意：默許的前題：留意：默許的前題：uVuVRS ,二者相互遠(yuǎn)離二者相互遠(yuǎn)離取負(fù)值代入。取負(fù)值代入。RSVV 、5沖擊波激波沖擊波激波) 假設(shè)波源的速度等于波的速度，波源總在波陣假設(shè)波源的速度等于波的速度，波源總在波陣面上面上能量聚集區(qū)能量聚集區(qū)聲障聲障 假設(shè)波源的速度等大于波的速度，波源總在波陣假設(shè)波源的速度等大于波的速度，波源總在波陣面前面面前面沖擊波沖擊波uttVssVusin馬赫角馬赫角馬赫數(shù)馬赫數(shù)=uVs飛機(jī)沖破聲障時(shí)將發(fā)出宏大聲響，呵斥燥聲污染飛機(jī)沖破聲障時(shí)將發(fā)出宏大聲響，呵斥燥聲污染2、電磁波的多普勒效應(yīng)、電磁波的多普勒效

7、應(yīng)1當(dāng)觀測者和光源相對運(yùn)動(dòng)時(shí)接近當(dāng)觀測者和光源相對運(yùn)動(dòng)時(shí)接近0ucuc其中其中 為觀測者與光源的相對運(yùn)動(dòng)速度為觀測者與光源的相對運(yùn)動(dòng)速度u0光源發(fā)光頻率光源發(fā)光頻率觀測者接納到的頻率觀測者接納到的頻率2當(dāng)觀測者和波源相互遠(yuǎn)離時(shí)當(dāng)觀測者和波源相互遠(yuǎn)離時(shí)0ucuc3綜合：綜合：0ucuc0u相互接近相互接近0u相互遠(yuǎn)離相互遠(yuǎn)離3、雷達(dá)的定位、測速、雷達(dá)的定位、測速1定位定位cts21 2測速測速目的以速度目的以速度 相對雷達(dá)運(yùn)動(dòng)相對雷達(dá)運(yùn)動(dòng) u0ucuc目的接納到的頻率目的接納到的頻率目的反射電磁波、目的作為波源，地面接納反射目的反射電磁波、目的作為波源，地面接納反射波的頻率為波的頻率為ucuc0

8、ucucucucucuc0ucuc00022cuucucu020cos2cucos2cos200cu 假設(shè)天線與目的飛行方向夾角為假設(shè)天線與目的飛行方向夾角為 , ,那那么么三、微波能的利用三、微波能的利用例例1一人測得火車來時(shí)鳴笛的頻率為一人測得火車來時(shí)鳴笛的頻率為Hz4401 離去離去 ，知聲速為，知聲速為Hz3922 smu/330 求車速求車速解：解：440330330001 ssvvuu392330330002 ssvvuu39244033033021 ss sms/19 得得：例例2、在雷達(dá)技術(shù)中常采用拍頻的方法測定物體的、在雷達(dá)技術(shù)中常采用拍頻的方法測定物體的運(yùn)動(dòng)速度，假設(shè)雷達(dá)天線發(fā)射的波長為運(yùn)動(dòng)速度，假設(shè)雷達(dá)天線發(fā)射的波長為0.1m的的的的雷達(dá)波與一架飛機(jī)相遇而被反射回來，反射波束雷達(dá)波與一架飛機(jī)相遇而被反射回來，反射波束與發(fā)射波束的頻率差為與發(fā)射波束的頻率差為 ，求飛機(jī)指向雷達(dá)，求飛機(jī)指向雷達(dá)方向的速度為多大？方向的速度為多大？Hz990解：解： 02cusmcccu/5 .441 . 029902/22000 例例3 利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測車速，固定波源發(fā)出頻率為利用多普勒效應(yīng)監(jiān)測車速，固定波源發(fā)出頻率為 的超聲波，當(dāng)汽車向波源行駛時(shí)，與波源安裝在一同的接納器接的超聲波，當(dāng)汽車向波源行駛時(shí)，與波源安裝在一同的接納器接納到從汽