当运动在波源前面,即波源向观测点运动时,波会被压缩,波长会变短,致使频率变高;当运动在波源后面时,即波源向远离观测点运动时,则效应相反。波长变长,频率变低。波源相对观测处的相对速度越高,产生的效应越明显。根据波频移变化的程度及变大或变小,可以计算出波源朝着观测方向运动的速度。文献综述
经定量分析可以得到如下多普勒频率公式: (2-1)
其中 表示波源在该介质的运动速度, 表示观测者在该介质的运动速度, 表示波源所产生波的固有频率,u 是该波在该介质中的传播速度。当观测者与波源产生相对运动且互相接近时, 取正号;当观测者与波源产生相对运动且互相远离时, 取负号。当波源速度方向是朝着观测者方向时, 前面取负号;当波源运动方向远离观测者时, 取正号。由式2-1可知,如果观测者与声源以一定速度相互靠近时, > ;如果观测者与声源以一定速度相互远离时, < 。从20世纪30年代起,多普勒规律开始被应用于电波领域,在电磁波发射后,经物体可以反射回来,通过反射回来的波可进行测频来应用多普勒效应测速。由于电磁波所碰到的物体运动状态会发生改变,反射回的回波信号的振幅和频率也相应发生变化,其变化规律与目标物体运动状态呈相关。当电磁波所碰到的目标静止时即速度为0时,则被目标反射回的电磁波频率与发射波频率相同,如果目标是向发射电磁波处运动时,则反射回来的电磁波波长会减小,电磁波频率增加,如果目标的运动方向是远离电磁波发射处时,经目标反射后的电磁波信号频率相对于原来的波频率会降低。被目标反射后的电磁波信号频率相对于波的固有频率发生变化的数值称为多普勒频率。公式如下所示:
其中: 表示多普勒频率,C 表示光速, 表示目标运动的速度, 表示发射波频率。
2。1。2 多普勒雷达测速
现代多普勒雷达分为 和 两种。 为脉冲式雷达波,该种雷达可以从接收到的回波信号中经信号处理后得到目标的距离和速度信息,这种雷达的结构较复杂,脉冲测速方法容易产生解模糊,一般被应用于军事领域,本文所探讨的雷达导引头就是采用脉冲体制的雷达。而对于只需测定速度信息的雷达应用,可以采用结构形式简单的连续波雷达,这种雷达目的只是测定速度即信息处理阶段提取目标的多普勒频移而对回波延时忽略。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*
由于本文针对雷达导引头进行研究,在军事领域雷达导引头一般采用脉冲体制,以下我们给出脉冲多普勒雷达的测速原理。
雷达发射载波信号可表示为如下公式:
(2-3) 式(2-3)中, 为初相, 为发射出去信号的原始角频率, 为振幅。
同时雷达产生脉冲信号 : (2-4)
式中: 为脉冲幅度; 的宽度为 ,幅度为1的脉冲; 为脉冲个数; 为脉冲重复周期; 表示卷积算子符号。