¿Cómo funciona el radar Doppler?

¿Cómo funciona el radar Doppler?

Un descubrimiento que se usa de varias maneras es el  efecto Doppler , aunque a primera vista el descubrimiento científico parece ser poco práctico.

El efecto Doppler tiene que ver con las ondas, las cosas que producen esas ondas (fuentes) y las cosas que reciben esas ondas (observadores). Básicamente dice que si la fuente y el observador se mueven uno con respecto al otro, entonces la frecuencia de la onda será diferente para los dos. Esto significa que es una forma de relatividad científica.

En realidad, hay dos áreas principales en las que esta idea se ha aprovechado para lograr un resultado práctico, y ambas terminaron con el control del “radar Doppler”. Técnicamente, el radar Doppler es lo que usan los “cañones de radar” de los oficiales de policía para determinar la velocidad de un vehículo motorizado. Otra forma es el radar Pulse-Doppler, que se usa para rastrear la velocidad de la precipitación del clima, y ​​por lo general, la gente conoce el término utilizado en este contexto durante los informes del clima.

Radar Doppler: pistola de radar de la policía

El radar Doppler funciona enviando un haz de ondas de radiación electromagnética , sintonizadas a una frecuencia precisa, a un objeto en movimiento. (Puedes usar el radar Doppler en un objeto estacionario, por supuesto, pero no es interesante a menos que el objetivo se esté moviendo).

Cuando la onda de radiación electromagnética golpea el objeto en movimiento, “rebota” hacia la fuente, que también contiene un receptor y el transmisor original. Sin embargo, dado que la onda se refleja en el objeto en movimiento, la onda se desplaza como se indica en el efecto Doppler relativista .

Básicamente, la ola que regresa hacia la pistola de radar se trata como una ola completamente nueva, como si fuera emitida por el objetivo desde el que rebotó. El objetivo es básicamente actuar como una nueva fuente para esta nueva ola. Cuando se recibe en la pistola, esta onda tiene una frecuencia diferente de la frecuencia cuando se envió originalmente hacia el objetivo.

Dado que la radiación electromagnética estaba en una frecuencia precisa cuando se enviaba y está en una nueva frecuencia a su regreso, esto se puede usar para calcular la velocidad, v , del objetivo. 

Radar Doppler de pulso: Radar Doppler del tiempo

Al observar el clima, es este sistema el que permite las representaciones en movimiento de los patrones del clima y, lo que es más importante, un análisis detallado de su movimiento.

El sistema de radar Pulse Doppler no solo permite la determinación de la velocidad lineal, como en el caso de la pistola de radar, sino que también permite el cálculo de las velocidades radiales. Lo hace enviando pulsos en lugar de haces de radiación. El cambio no solo en la frecuencia sino también en los ciclos portadores permite determinar estas velocidades radiales.

Para lograr esto, se requiere un control cuidadoso del sistema de radar. El sistema debe estar en un estado coherente que permita la estabilidad de las fases de los pulsos de radiación. Un inconveniente de esto es que hay una velocidad máxima por encima de la cual el sistema Pulse Doppler no puede medir la velocidad radial.

Para comprender esto, considere una situación en la que la medición hace que la fase del pulso se desplace 400 grados. Matemáticamente, esto es idéntico a un cambio de 40 grados, porque ha pasado por un ciclo completo (360 grados completos). Las velocidades que causan cambios de este tipo se denominan “velocidad ciega”. Es una función de la frecuencia de repetición del pulso de la señal, por lo tanto, al alterar esta señal, los meteorólogos pueden evitar esto hasta cierto punto.

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