Der Dopplereffekt

Der Doppler-Effekt tritt auf, wenn ein Objekt, dass eine Schwingung irgendeiner Form abstrahlt, bewegt wird. In diesem Fall kann ein Beobachter eine hohe Frequenz wahrnehmen. Diese sinkt rapide ab, sobald sich das Objekt an ihm vorbei bewegt und entfernt. Man erfährt diesen Effekt, wenn man Rettungsfahrzeuge schnell auf sich zukommen hört. Für die veränderte Frequenz gilt hierbei

Dabei ist ƒ0 die eigentliche Frequenz der Schwingung, v die Geschwindigkeit des Objekts und c die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwingung.

 

Funktionsprinzip des Dopplerradars

 

Nach Gleichung 4.4 lässt sich aus der beobachteten Frequenz ƒ und Kenntnis der eigentlichen Frequenz ƒ0 die Geschwindigkeit des Objekts so berechnen:

 

Bei Dopplerradars wird nun elektromagnetische Strahlung auf das bewegte Objekt gestrahlt. Die Frequenz der Strahlung ist dabei natürlich bekannt und liegt etwa bei Dopplerradars zu Verkehrsüberwachung im GHz-Bereich. Das Objekt reflektiert nun dieses Signal und zwar mit auf Grund der Bewegung veränderten Frequenz. Dieses Reflektierte Signal wird vom Radar wieder erfasst und kann dort mit ƒ0 und der Lichtgeschwindigkeit nach Gleichung 4.4 zur Geschwindigkeitsbestimmung verwendet werden.

Da die Messeinrichtung, wie im Falle der Verkehrsüberwachung, i.Allg. natürlich nicht auf der Bahn des Objekts platziert ist, muss bei der Geschwindigkeitsberechnung eine Korrektur vorgenommen werden. Dazu dividiert man die Lichtgeschwindigkeit in Gl. 4.4 durch den Kosinus des Messwinkels.