《雷达多普勒效应》ppt课件

1、二、多普勒效应、雷达二、多普勒效应、雷达 3-7微波、雷达及其运用微波、雷达及其运用一、微波通讯一、微波通讯1、多普勒效应机械波、多普勒效应机械波 多普勒效应波源或察者相对于媒质运而使多普勒效应波源或察者相对于媒质运而使察看者接遭到的波的频率有所变化的景象察看者接遭到的波的频率有所变化的景象察看者察看者RS波源波源uSVRVRV察看者的运动速度察看者的运动速度u：波速：波速0波源和察看者相对静止时察看者接纳到的波波源和察看者相对静止时察看者接纳到的波源的频率源的频率SV波源的运动速度波源的运动速度波源和察看者相对运动时察看者接纳到的波波源和察看者相对运动时察看者接纳到的波源的频率源的频率1波源

2、与察看者均相对媒质静止波源与察看者均相对媒质静止t时辰的波阵面时辰的波阵面t+1秒时辰的波阵面秒时辰的波阵面u察看者察看者00uTuu波源振动的频率波源振动的频率0也就是说，波源每秒钟发出也就是说，波源每秒钟发出 个完好波个完好波00SV0RV接纳的频率，就是接纳者单位时间内接纳接纳的频率，就是接纳者单位时间内接纳到的波的个数到的波的个数2 2波源不动，察看者以速度波源不动，察看者以速度 相对媒质运动相对媒质运动RVa a、察看者朝向波源运动、察看者朝向波源运动RVut+1秒时辰秒时辰的波阵面的波阵面t时辰的波阵面时辰的波阵面0uVuR0SVRVu假设：假设： ，也就是说，一秒钟能走过两个，也

3、就是说，一秒钟能走过两个波长波长021RV察看者不动，察看者不动，1秒内有秒内有5个波面，也就是说有个波面，也就是说有5个完个完好波经过好波经过50察看者运动，察看者运动，1秒内有秒内有7个波面，也就是说有个波面，也就是说有7个完个完好波经过好波经过7秒/50u秒/20RV00u7250000uVuRb b、察看者远离波源运动、察看者远离波源运动t+1秒时辰秒时辰的波阵面的波阵面t时辰的波阵面时辰的波阵面RVu0uVuR0SVRVu假设：假设： ，也就是说，一秒钟能走过两个，也就是说，一秒钟能走过两个波长波长021RV察看者不动，察看者不动，1秒内有秒内有5个波面，也就是说有个波面，也就是说有

4、5个完个完好波经过好波经过50察看者远离波源运动，察看者远离波源运动，1秒内有秒内有3个波面，也就是个波面，也就是说有说有3个完好波经过个完好波经过3秒/50u秒/20RV00u3250000uVuR3)察看者静止，波源以速率察看者静止，波源以速率 运动运动SVa a、波源朝向察看者以速度、波源朝向察看者以速度 运动运动SVuSvt时辰的波阵面时辰的波阵面t+1秒时辰秒时辰的波阵面的波阵面接纳频率接纳频率增高了！增高了！00TVuuS00TVuTuS0SVuu0TVSyyt时辰的波阵面时辰的波阵面uSVt+1秒时辰秒时辰的波阵面的波阵面b b、波源远离察看者以速度、波源远离察看者以速度 运动运

5、动SV接纳频率接纳频率降低了！降低了！0TVSyy00TVuuS00TVuTuS0SVuu接纳频率降低了！接纳频率降低了！a a、波源与接纳者相互接近、波源与接纳者相互接近uSVSVt时辰的波阵面时辰的波阵面t+1秒时辰秒时辰的波阵面的波阵面0SRVuVu接纳频率接纳频率增高了！增高了！4波源及察看者同时运动波源及察看者同时运动b b、波源与接纳者相互远离、波源与接纳者相互远离0SRVuVuuSVoVt时辰的波阵面时辰的波阵面t+1秒时辰秒时辰的波阵面的波阵面oV接纳频率接纳频率降低了！降低了！公式归一：公式归一：其中：波源静止其中：波源静止察看者静止察看者静止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：默许的前题：留意：默许的前题：uVuVRS ,二者相互远离二者相互远离取负值代入。取负值代入。RSVV 、5冲击波激波冲击波激波) 假设波源的速度等于波的速度，波源总在波阵假设波源的速度等于波的速度，波源总在波阵面上面上能量聚集区能量聚集区声障声障 假设波源的速度等大于波的速度，波源总在波阵假设波源的速度等大于波的速度，波源总在波阵面前面面前面冲击波冲击波uttVssVusin马赫角马赫角马赫数马赫数=uVs飞机冲破声障时将发出宏大声响，呵斥燥声污染飞机冲破声障时将发出宏大声响，呵斥燥声污染2、电磁波的多普勒效应、电磁波的多普勒效

7、应1当观测者和光源相对运动时接近当观测者和光源相对运动时接近0ucuc其中其中 为观测者与光源的相对运动速度为观测者与光源的相对运动速度u0光源发光频率光源发光频率观测者接纳到的频率观测者接纳到的频率2当观测者和波源相互远离时当观测者和波源相互远离时0ucuc3综合：综合：0ucuc0u相互接近相互接近0u相互远离相互远离3、雷达的定位、测速、雷达的定位、测速1定位定位cts21 2测速测速目的以速度目的以速度 相对雷达运动相对雷达运动 u0ucuc目的接纳到的频率目的接纳到的频率目的反射电磁波、目的作为波源，地面接纳反射目的反射电磁波、目的作为波源，地面接纳反射波的频率为波的频率为ucuc0

8、ucucucucucuc0ucuc00022cuucucu020cos2cucos2cos200cu 假设天线与目的飞行方向夹角为假设天线与目的飞行方向夹角为 , ,那那么么三、微波能的利用三、微波能的利用例例1一人测得火车来时鸣笛的频率为一人测得火车来时鸣笛的频率为Hz4401 离去离去 ，知声速为，知声速为Hz3922 smu/330 求车速求车速解：解：440330330001 ssvvuu392330330002 ssvvuu39244033033021 ss sms/19 得得：例例2、在雷达技术中常采用拍频的方法测定物体的、在雷达技术中常采用拍频的方法测定物体的运动速度，假设雷达天线发射的波长为运动速度，假设雷达天线发射的波长为0.1m的的的的雷达波与一架飞机相遇而被反射回来，反射波束雷达波与一架飞机相遇而被反射回来，反射波束与发射波束的频率差为与发射波束的频率差为 ，求飞机指向雷达，求飞机指向雷达方向的速度为多大？方向的速度为多大？Hz990解：解： 02cusmcccu/5 .441 . 029902/22000 例例3 利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为 的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一同的接纳器接的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一同的接纳器接纳到从汽