MERJENJE HITROSTI Z DOPPLERJEVIM RADARJEM

MERJENJE HITROSTI Z DOPPLERJEVIM RADARJEM

UVOD:

Dopplerjev je pojav, kjer se zaradi premikanja oddajnika in/ali sprejemnika spremeni frekvenca valovanja v sprejemni točki. Najbolj slaven in najbolj praktičen primer tega je mimo-potujoči rešilec.  
Iz slike je jasno razvidno, da se zaradi hitrosti rešilca, valovna dolžina pred rešilcem navidezno zmanjša. V tem primeru govorimo o hitrosti zvoka, ki pa se ne glede na hitrost oddajnika ne spreminja. Formula:
 
Nam lepo prikaže zakaj se frekvenca spremeni oziroma poviša. Hitrost potovanja zvoka ostaja ista, valovna dolžina se zmanjšuje, torej se mora frekvenca za ohranjanje ravnovesja povišati.

V primeru potovanja svetlobe, so hitrosti potovanja tako visoke, da človek sam Dopplerjevega pomika ne more opaziti vseeno pa lahko ta moti naše radijske zveze, predvsem pri komunikaciji v vesolje. Vseeno pa se Dopplerjev pomik:
   





uporablja tudi na zemlji, saj lahko moderna oprema vseeno zazna Dopplerjev pomik tudi na kratke razdalje. Ta se naprimer uporablja v prometu, kjer radar odda signal, ki se od tablice avta (ki se vede kot mačje oko, saj odbije signal v isti smeri, kot je signal nanjo vpadel) odbije in nato vrne do radarja. Radar nato izmeri Dopplerjev pomik in na podlagi tega izračuna hitrost s katero je potoval avtomobil.

Ilustracija vaje:

NAVODILA VAJE:

Za vajo izmerimo hitrost nihala na dva načina in na koncu primerjamo rezultate. Hitrost v obeh slučajih določamo v najnižji točki nihala, ko je ta največja. Pri matematičnem nihalu hitrost preprosto izračunamo iz odmika nihala, saj se potencialna energija uteži povsem pretvori v kinetično energijo. Zračni upor upoštevamo tako, da izmerimo upadanje amplitude v enem celem nihaju in potem vzamemo povprečno vrednost za energijo. Hitrost lahko seveda izračunamo tudi iz odmika dvojnega Dopplerjevega pomika na osciloskopu. En nihaj dvojne Dopplerjeve razlike ustreza poti ene polovice valovne dolžine odbojnika v prostoru. 



MERITVE IN IZRAČUNI:

f0=15GHz 

 
Drugi stolpec predstavlja hitrost izračunano po:

Tretji stolpec predstavlja hitrost izračunano po:
v = f * c / f0

KOMENTAR:

Odstopanja izmerjenih vrednosti od teoretičnih, so posledica večih faktorjev. Eden možnih je, da utež ni bila spuščena naravnost proti anteni in je s tem opravila navidezno krajšo pot v istem času. Lahko je posledica tudi zračnega upora. Prav tako je lahko posledica napačnega oziroma nenatančnega odčitavanja iz osciloskopa.

Komentarji

Objavite komentar

Priljubljene objave iz tega spletnega dnevnika

INTERFERENCA VALOV NAD RAVNO POVRŠINO

Slika
INTERFERENCA VALOV NAD RAVNO POVRŠINO UVOD: V radijski zvezah slabljenje pogosto povzroča pojav, ki ga imenujemo odboj. Ta je še posebej nevaren, ko sta višini oddajne in sprejemne antene relativno majhni proti njuni medsebojni oddaljenosti, saj je pri nizkih vpadnih kotih odbojnost zemeljske površine -1, ne glede na prevodnost ali neravnost tal. Prav pri majhnih višinah obeh anten nad ravno zemeljsko površino je interferenca med neposrednim in odbitim valom uničujoča in znatno slabi polje na mestu sprejema. Zanimivo pa je, da se pri visokih antenah pojavi nasprotni pojav in se lahko prispevki odbitega in neposrednega vala celo seštejejo v fazi kot posledico tega pa dobimo celo močnejše polje, kot tisto ki bi ga imeli pri neposredni zvezi v praznem prostoru.  Rezultat ojačanja ali slabljenja take zveze je podan s enačbo: Levi del enačbe predstavlja slabljenje v praznem prostoru, desni pa dodatek zaradi interference. V primeru radijske zveze, kjer sta višini anten rela...
Preberite več

OPTIČNI REFLEKTOMETER V ČASOVNEM PROSTORU

Slika
OPTIČNI REFLEKTOMETER V ČASOVNEM PROSTORU UVOD: Optična vlakna so pogosto več 10 do 100 kilometrov dolga. To pomeni, da če se zveza med 100km oddaljenima krajema prekine, ne vemo kje pride do prekinitve zveze. Vlakna so ponavadi položena pod zemljo kar še bolj oteži naše delo. Obstaja pa zelo praktičen način za iskanje napak v optični povezavi. Meritvam, ki jih izvedemo, da napako najdemo imenujemo reflektometerska meritev. Izvedemo jo tako, da v vlakno usmerimo signal in merimo čez koliko časa se ta vrne. Ker nam je poznana hitrost signala po vlaknu, čas ki smo ga izmerili preprosto prepolovimo in iz tega izračunamo oddaljenost.  Poslani signal pa se ne odbija samo od konca vlakna, del se ga odbije tudi priu zvarih in konektorjih, ki jih lahko vidimo na spodnji skici: OTDR je priprava, ki nam omogoča izvedbo reflektometerske meritve. Vsebuje  optičnih impulzov, smerni sklopnik, optični sprejemnik in prikazovalnik rezultata meritve. Edino, kar nas pri OTDR omejuje ...
Preberite več