什么是数字多普勒(Digital Doppler)？

数字多普勒是利用多普勒效应计算物体速度的一种信号处理技术，最初，军事上发展了用于跟踪、寻找和照亮目标的雷达数字多普勒技术，随着数字计算成本的降低，多普勒雷达在民用上的应用越来越普遍，如脉冲多普勒雷达在天气预报中...

数字多普勒是利用多普勒效应计算物体速度的一种信号处理技术，最初，军事上发展了用于跟踪、寻找和照亮目标的雷达数字多普勒技术，随着数字计算成本的降低，多普勒雷达在民用上的应用越来越普遍，如脉冲多普勒雷达在天气预报中的重要作用，数字多普勒成像技术也越来越多地应用于不同的医学领域预报风暴。
多普勒效应实质上是运动目标反射信号频率的变化。运动目标反射信号的频率将高于原始信号的频率。运动目标反射信号的频率来自观察者的多普勒频移将低于原始信号的频率。这种多普勒频移现象可以记录为随着时间的推移，信号的频率相对于原始信号增加或减少。随后的频率变化用于计算物体相对于观察者的速度。

云和降水中的水滴反射电磁波。
计算机用于将每个信号发射、反射和接收时收集的信息数字化最简单的形式是，多普勒雷达向目标发射电磁波。接触时，波被散射，部分波被反射回雷达。数字多普勒接收器计算机对反射波进行采样，并计算出发射波的相移，从而确定频率的变化虽然目标的距离和方位无法确定，但目标的速度可以根据频率的变化来计算。
随着计算机的速度和存储容量的提高，计算机处理多普勒频移信息的能力也在提高。例如，更快的计算机可以管理从微波脉冲的快速发射而来的信息，而不是简单的连续波信号。可以计算脉冲从目标反射回来的时间延迟以及返回信号的强度。这使得目标的位置和密度可以结合起来确定这些脉冲多普勒雷达通常会在不同高度对雷达进行360度扫描，数字多普勒计算机将采集到的数据合成起来。
天气多普勒利用脉冲多普勒雷达研究风暴的运动和降水的强度。云中的水滴和降水反射电磁波。因此，数字多普勒处理可用于确定从云层运动的速度来看，一个即将来临的风暴系统。密集的冰雹或大雨反射出的波会很强，而雪和细雨更像筛子，减弱和分散了波，导致信号减弱。使用脉冲延时分析，可以确定风暴的确切位置，也可以确定降水类型。
计算机将信息显示在两种多普勒图中。在反射率图中，降水信息按强度进行颜色编码，并叠加在指示定位的地理图上。第二个多普勒图显示风暴的径向速度，可用于确定风向飓风、超级单体雷暴和龙卷风等恶劣天气系统在多普勒速度图上留下了信号特征，允许预报员发布恶劣天气警报。
民用多普勒制造商的创新使其技术在医疗领域具有实用性。其中一个应用是检测血管血流的超声心动图。同样，三维多普勒胎儿超声图也越来越受欢迎，因为他们可以让父母和医生看到胎儿在子宫内移动的高分辨率图像。

发表于 2020-07-10 12:47
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分类：技术

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