什么是多卜勒（多普勒）原理

大家都有這樣的體驗：當鳴笛的火車迎面開過來的時候，我們聽到的笛聲音調是由低到高的；在火車急弛而過向遠離我們的方向運動時，我們聽到的笛聲音調是由高到低的?；疖囆旭偟乃俣仍娇?，我們聽到笛聲音調的高低變化也就越明顯。這種音調變化實際上是由于火車與人之間的相對運動，聲源（車笛）對空氣介質振動的頻率偏移了聲源本身的振動頻率所引起的。它首先被奧地利物理學家多卜勒（Doppler）在1842年發現。所以，人們就將這種現象按照科學家的名字命名為多卜勒效應。


上面的例子說明了多卜勒效應在音頻范圍內存在的事實。實際上，多卜勒效應在電磁波范圍內也是存在的。并且人們早已證明：當物體相對微波信號源運動時，有下面的關系式成立：
f0′= f0+(2V/C）f0 （1）
式中 f0′為反射信號的頻率；
f0為微波源產生的發射頻率；
V為運動物體的徑向速度分量；
C為電磁波在空間的傳播速度。
從（1）式中可以看出，接收到的反射信號頻率f0′是由兩部分組成的，第一項是由微波源產生的發射頻率f0；第二項就是由物體運動引起反射信號的多卜勒頻移。這個頻移量就叫做多卜勒頻率。通常用字母發fd來表示，于是
fd = (2V/C) f0 （2）
其中雷達發射頻率f0和電磁波傳播的速度C是不變的。因此，當f0選定之后，多卜勒頻率的大小只與物體相對微波源的運動速度成正比例關系，只要我們把反映目標運動速度信息的多卜勒頻率fd找到，再經過適當的處理，就可測出目標的運動速度。

上面是假定當微波源處于靜止不動，而物體相對微波源移動時的情形；反之，當物體處于靜止不動，而微波源相對物體移動時，上面的結果也是成立的。也就是說，只要兩者之間有相對運動，多卜勒效應就會發生。

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