Efecte Doppler aplicat als radars de velocitat

El radar compara la freqüència de l’ona emesa amb la freqüència de l’eco rebut. La diferència entre totes dues permet calcular la velocitat del vehicle, com?

Per calcular la velocitat d’un vehicle, el radar utilitza dos valors coneguts: la velocitat de la llum (c = 300.000.000 m/s) i la freqüència d’emissió del mateix radar (f₀). El radar rep l’eco reflectit pel vehicle i compara la seva freqüència (f_r) amb la freqüència emesa. Aquesta diferència, anomenada desplaçament Doppler, és la magnitud que permet calcular la velocitat. El factor 2 té en compte que l’ona experimenta l’efecte Doppler en el recorregut d’anada fins al vehicle i novament en el retorn fins al radar.

Fórmula de la velocitat

v = [c · |fᵣ − f₀|] ⁄ (2f₀)

Càlcul de la velocitat mitjançant el desplaçament Doppler.

Representació gràfica

Imatge

Per això deduïm una vegada vista la fórmula que, com més alta és la freqüència d'emissió del radar, més capacitat té per detectar petites variacions de velocitat i, per tant, més precisa pot ser la mesura.

Per a una mateixa velocitat, un radar de 35 GHz genera un desplaçament Doppler un 46 % més gran que un radar de 24 GHz. Aquesta relació deriva directament de la fórmula de l’efecte Doppler. Això no determina, per si sol, quin radar és més precís, ja que la precisió depèn de les característiques de cada equip. Tanmateix, si tots els altres factors són equivalents, una freqüència més alta proporciona una sensibilitat més gran als petits canvis de velocitat i pot permetre una mesura més precisa.

Parlem Angle

Parlem Freqüències

El fenomen que fa que les ones semblin comprimir-se quan un objecte s’acosta i separar-se quan s’allunya s’anomena efecte Doppler. Aquest fenomen permet determinar la velocitat amb què un objecte s’acosta o s’allunya de l’observador. L’efecte Doppler es produeix tant en les ones sonores com en les ones lluminoses i electromagnètiques, aquestes últimes són les que utilitzen els radars de velocitat.

1 

Vehicle aturat

El radar envia una ona electromagnètica cap al vehicle. L’ona hi rebota i torna a l’antena pràcticament amb la mateixa freqüència amb què ha estat emesa. Com que no hi ha cap canvi de freqüència, la velocitat relativa mesurada és de 0 km/h.

Imatge

2  

Vehicle que s’allunya

Quan el vehicle s’allunya, les ones de l’eco tornen més separades i la seva freqüència és més baixa. El radar mesura aquesta diferència i calcula la velocitat amb què el vehicle s’allunya.

Imatge

3  

Vehicle que s’acosta

Quan el vehicle s’acosta, les ones de l’eco tornen més juntes i la seva freqüència és més alta. El radar mesura aquesta diferència i calcula la velocitat amb què el vehicle s’acosta.

Imatge