Način rada radara

Dopplerov efekt i primjer

U svakodnevnom životu se susrećemo s Dopplerovim efektom vezanim uz zvuk. Sirena na vlaku je dobar primjer. Kada se vlak približava stacionarnom slušatelju, pitch (frekvencija) sirene zvuči više nago u trenutku kada upravo prolazi pored slušatelja i tada je frekvencija jednaka kao da vlak stoji s upaljenom sirenom pored slušatelja. Kako vlak odlazi od slušatelja frekvencija se snižava. Ista stvar se događa i s automobilskom trubom i svim ostalim zvukovima. Isti efek se dobiva ako je sirena stacionarna a slušatelj se primiče ili odmiče, ka ili od sirene.
Elektromagnetski valovi koji su emitirani iz prometnog radara, baš kao i zvučni valovi, slijede Dopplerov princip, iako elektromagnetski valovi putuju brzinom svjetlosti, a zvučni to čine brzinom zvuka. Dopplerov efekt je frekvencijski pomak koji rezultira iz relativnog kretanja između frkvencijskog izvora i slušatelja. Kada se izvor i slušatelj ne kreču jedan u odnosu na drugog (iako se mogu kretati jednakom brzinom i u istom smjeru), neće se dogoditi Dopplerov pomak. Ako se izvor i slušatelj kreču jedan prema drugom, slušatelj će zamjetiti višu frekvenciju, što se brže približavaju jedan drugom, veći je Dopplerov pomak. Ako se izvor i slušatelj udaljavaju jedan od drugoga, slušatelj će zamjetiti nižu frekvenciju, što se brže udaljavaju jedan od drugoga, niža je i frekvencija. Dopplerov pomak je direktno proporcionalan brzini izmedu izvora i slušatelja, frekvenciji izvora i brzini kojom val putuje (to je brzina svjetlosti za elektromagnetske valove).

Stacionarni Doppler Radar (Komar, Traffipax, Multanova 6F,...)

Policijski prometni radar emitira nemodulirani kontinuirani val (CW) i mjeri refleksije (echoes). Refleksije su frekvencijski pomaknute (Dopplerov pomak) ako se meta krece; što se meta brže krece, to je i veci frekvencijski pomak. Meta koja se krece prema radaru pomice frekvenciju na više, dok je kod mete koja se udaljava od radara ta frekvencija niža (u usporedbi s emitiranom frekvencijom). Radar, po svojoj konstrukciji, istovremeno šalje kontinuirani signal i prima kontinuirane refleksije signala (echoes).

Radarski signal

Reflektirana frekvencija od mete (ft) je funkcija od radarom emitirane frekvencije (fo) i radarskog Dopplerovog pomaka (fd). Dopplerov pomak se događa samo kada se meta pomiče. fd je pozitivan (+) kod meta koje se približavaju radaru i negativan (-) kod meta koje se udaljavaju od radara.

ft = fo + fd za mete koje se približavaju

ft = fo - fd za mete koje se udaljavaju

Radarski Dopplerov pomak frekvencija je funkcija radarom prenesene frekvencije (fo), brzine vala (c = brzina svjetloasti) i brzine mete (vt). Obratite pažnju, vt je pozitivna (+) za mete koje se približavaju i negativna (-) kod meta koje se udaljavaju od radara.

fd = ± 2vtfo / c

vt = ± cfd / 2fo

ft = fo ± 2vt fo / c

Približavajuće (dolazeće) mete imaju pozitivan Dopplerov pomak (metina echo frekvencija je veća od predajne). Udaljavajuće (odlazeće) mete imaju negativan Dopplerov pomak (metina echo frekvencija je manja od predajne). Ako je brzina vt pozitivna (+), meta se približava radaru, a ako je brzina vt negativna (-), meta se udaljava od radara.