資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：多普勒效應物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。波長變得較長，頻率變得較低紅移波源的速度越高，所產生的效應越大。其中多普勒頻率為正，目標向著雷達飛行多普勒頻率為負，目標逆著雷達飛行。
多普勒效應：物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產生變化。
因為在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高（藍移）；在運動的波源后面時，會產生相反的效應。波長變得較長，頻率變得較低（紅移）；波源的速度越高，所產生的效應越大。根據波紅移或藍移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。因此雷達領域測速便是根據多普勒效應而實現測速的，以下進行公式推導：
在雷達領域通俗來講：當雷達探測的目標運動，由于物體輻射波長隨波源與觀測者的相對運動而變化，因此，雷達本身的回波信號頻率和主波發射信號的頻率，這兩個頻率會存在頻率差，這個頻率差被成為多普勒頻率，fd = fr - ft (fd：多普勒頻率，fr : 接收機接收到頻率， ft：發射頻率)
其中，若發射與接收信號在目標不動的情況下，fd = 0，因此，只有目標移動的過程中，才會發生多普勒效應。
一般的發射信號為: St(t) = Acos(2 π /pi π * f0 * t + φ /varphi φ)
接收信號： Sr(t) = Acos(2 π /pi π * f0 * t + φ /varphi φ - 2 π /pi π * f0 * tr )
其中，角頻率為相位的導數（相對于時間）, 瞬時頻率：f(t) = d ? /phi ?(t) / （2 π /pi π * d(t)）
在0<= t <= τ /tau τ:
tr = 2(R0 - Vrt)/c
回波信號：Sr(t) = kSt(t - tr) = kAcos(2 π /pi π * f0 * (t - 2(R0 - Vrt)/c) + φ /varphi φ)
瞬時頻率可由上式相位求導：fr = f0 + 2f0Vr/c = ft + 2Vr/ λ /lambda λ
所以：fd = fr - ft =2Vr/ λ /lambda λ （1-1）
從（1-1）式子推導得：Vr = λ /lambda λ fd/2 = λ /lambda λ (fr - ft)/2
因此，若已知波長、發射頻率、接收頻率，即可求出目標移動速度Vr。
其中：多普勒頻率為正，目標向著雷達飛行；多普勒頻率為負，目標逆著雷達飛行。
多普勒效應原理應用：
1.雷達領域測速
2.多普勒效應在醫學應用：
超聲脈沖多普勒檢查儀，測量血流速度及方向；
心臟彩色多普勒：診斷心臟病
3.宇宙研究中的多普勒效應
4.移動通信中的多普勒效應
5.農業中的多普勒效應：植物聲頻控制技術
6.微波運動傳感器
7.可移動式多普勒天氣雷達
8.半自動化駝峰控制系統
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