Doppler와 속도
움직이는 물체의 에코 위상은 시간에 따라 어떻게 바뀌는가? 물체가 일정한 속도 로 다가오면 거리가 로 줄고, 에코의 위상 는 일정한 빠르기로 줄어든다.
1초에 위상이 줄어드는 바퀴 수가 Doppler 주파수 이다. 이 책은 다가오는 속도를 으로 두므로 다가오는 물체는 이고, 에코 위상이 복소평면에서 시계 방향으로 돈다. 77 GHz에서 5 m/s로 다가오는 차는 Hz이고, 10 GHz에서 300 m/s로 다가오는 항공기는 kHz이다. 같은 속도라도 파장이 짧을수록 위상이 빨리 돈다.
①은 시각 t의 에코 위상이고, 회색 바늘은 t = 0의 위상, 호는 그사이에 돈 각이다. ②는 위상을 바퀴 수로 시간에 대해 그린 것으로, 직선의 기울기가 −fD이다.
해 보기
- 1 ms 동안 위상이 몇 바퀴 도는지 확인하라.
관찰
위상이 시계 방향으로 2.57바퀴 돈다. 1초로 늘리면 2568바퀴이고, 이것이 Hz이다.
- 같은 속도에서 반송파가 10 GHz이면 1 ms 동안 위상이 몇 바퀴 도는지 확인하라.
관찰
파장이 7.7배 길어 위상은 1 ms에 0.33바퀴만 돈다.
- 표적이 5 m/s로 멀어질 때 위상이 도는 방향과 의 부호를 확인하라.
관찰
위상이 반시계 방향으로 돌고 직선의 기울기가 양수이다. Hz이다.
강의 노트