Roterende smalle golfbundel reflecteert op statisch vlak (doppler effect?)

[317070]

Wij hebben dit experiment gedaan in een meer met dieptes varierend van 1 to 40 m (aan de kanten erg steil)

Nogmaals: het is niet erg waarschijnlijk, maar ook weer niet uit te sluiten dat de fabrikant dit effect compenseert. In dat geval wil hij blijkbaar niet dat dit publiek wordt.

Ok, dat vind ik vreemd. Overigens zou je je dan nog moeten afvragen hoe de fabrikant dit dan zou doen?

Maar dan zou het inderdaad kloppen dat er voor gecompenseerd wordt.

Edit:

Voor de waarnemer die meedraait met de bron wel ja, maar voor het signaal dat niet meedraait en dat al uitgestuurd is op laten we zeggen t=1 onder een bepaalde hoek blijft de afstand van de bron en de muur ongewijzigd. DAT signaal zal dus geen frequentie verschuiving aangaan, dus geen dopplereffect. Op t=2 zal een ander signaal worden uitgestuurd dat een langere of kortere weg zal afleggen maar ook weer geen frequentie verschuiving aangaat.

Als er een ambulance op mij afkomt, zal op tijdstip t=1 de frequentie op het eerste zicht ook niet verandert zijn, en op tijdstip t=2 ook niet. Yet, de frequentie verandert wel degelijk. Dit komt doordat frequentie zelf tijdsafhankelijk is, en je dus niet 2 discrete situaties mag gaan veralgemenen naar de continue situatie.

Beide signalen zullen wel een verschil in tijdsduur hebben tussen het uitzenden en ontvangen ervan, waarmee afstand kan bepaald worden.

Ik denk dat het eerder een synchronisatie is tussen het uitzenden van het signaal door de bron en het ontvangen ervan door de waarnemer om over goede gegevens te beschikken.

Het is een piste, maar zo werken doppler-navigatie systemen niet.

Ergens heb je wel gelijk, maar om die synchronisatie te kunnen doen, meten ze de beat-frequentie uit tussen het verzonden en inkomende signaal. Die beat wordt precies veroorzaakt door de frequentieverschuiving in het doppler-effect. Het is een eenvoudigere (en goedkopere) manier van werken, dan het tijdsverschil hard uit te meten, zoals je voorstelt.

[Verwonderaar]

Ok, dat vind ik vreemd. Overigens zou je je dan nog moeten afvragen hoe de fabrikant dit dan zou doen?

Maar dan zou het inderdaad kloppen dat er voor gecompenseerd wordt.

Edit: Als er een ambulance op mij afkomt, zal op tijdstip t=1 de frequentie op het eerste zicht ook niet verandert zijn, en op tijdstip t=2 ook niet. Yet, de frequentie verandert wel degelijk. Dit komt doordat frequentie zelf tijdsafhankelijk is, en je dus niet 2 discrete situaties mag gaan veralgemenen naar de continue situatie.

Het is een piste, maar zo werken doppler-navigatie systemen niet.

Ergens heb je wel gelijk, maar om die synchronisatie te kunnen doen, meten ze de beat-frequentie uit tussen het verzonden en inkomende signaal. Die beat wordt precies veroorzaakt door de frequentieverschuiving in het doppler-effect. Het is een eenvoudigere (en goedkopere) manier van werken, dan het tijdsverschil hard uit te meten, zoals je voorstelt.

Zoals jullie in mijn eerste post al kunnen lezen, heb ik om verwarring te voorkomen, de source gedefinieerd als continue bron. M.i maakt het niet uit of hij 'pulsed'of 'continu' is indien er werkelijk een frequentie-shift gemeten wordt. Een pulsed systeem suggereert echter dat wanneer de puls 'los' is van de transducer, hij zijn eigen 'statische'leven gaat leiden. Dat is wel zo, maar gedurende de puls (hoe kort ook) heeft de transducer ook gedraaid en zal dus het return signaal dus (volgens mij) een shift (kunnen) bevatten.

[Verwonderaar]

Het lijkt er een beetje op alsof de discussie is gestrand, maar naar mijn idee is er nog geen conclusie.

Ik zou graag in willen ingaan op de opmerking van 317070

Nu snap ik niet goed je probleem. Als het faseverschil verandert in de tijd, heb je inderdaad een frequentieverschuiving zoals je opmerkt (Doppler-effect zo je wil, al vind ik het geen goede benaming).

Maar als de bron roteert, staat hij toch niet stil??? :eusa_whistle: Waar zie jij precies een tegenspraak? Doppler zei toch helemaal niet dat er ENKEL een frequentieverschuiving kan optreden als bron of waarnemer bewegen?

Bij mij weten is het iets als: "Een dopplereffect treedt op, wanneer de lengte van de (optische/akoestische) afgelegde weg van je signaal verandert in de tijd". In jouw geval verandert de afgelegde weg, en dus heb je een dopplereffect.

Je zegt dat een roterende bron niet stil staat. Ok, maar als we het eerder genoemde scenario nemen van een perfect horizontaal varende boot en hellende zeebodem, dan is de verticale snelheids component van zowel bron als waarnemer nul, maar toch verwachten we een continue veranderend fase verschil (=frequentie shift) als gevolg van een padlengte verandering. Is het niet zo dat de Doppler theorie hier een frequentie shift van nul voorspelt? (zowel snelheid -in vertikale richting- en rotatie van bron tov waarnemer zijn nu nul).

Je zou je ook kunnen gaan afvragen wat het nut is van Doppler radar (die bestaan!) als dezelfde meting gedaan kan worden door twee sequentiele afstandsmetingen (dus traditionele radar metingen). Door die van elkaar af te trekken en te delen door de tijd tussen de twee metingen verkrijg je ook de padlengte verandering/tijdseenheid. Het feit dat deze apparaten echter bestaan, zou dus kunnen pleiten voor de veronderstelling dat er toch geen shift wordt waargenomen!

[317070]

...dan is de verticale snelheids component van zowel bron als waarnemer nul, maar toch verwachten we een continue veranderend fase verschil (=frequentie shift) als gevolg van een padlengte verandering. Is het niet zo dat de Doppler theorie hier een frequentie shift van nul voorspelt? (zowel snelheid -in vertikale richting- en rotatie van bron tov waarnemer zijn nu nul).

Bij Doppler mag je niet eenvoudigweg de snelheidscomponenten scheiden.

Verder is het (zoals eerder gezegd) een slechte benaming. Strikt genomen zegt Doppler niets over de situatie (dus ook geen nulfrequentieshift), omdat Doppler enkel geldig is als waarnemer en bron een eenparige rechtlijnige beweging uitvoeren t.o.v. het medium. Dit is hier niet het geval (vandaar de verwarring ook waarschijnlijk).

Daarom dat je hier beter kijkt naar de ruimere definitie van (optische/akoestische) weglengte, ook al om alle verwarring te vermijden rond het al dan niet bewegen van een van de objecten.

Je zou je ook kunnen gaan afvragen wat het nut is van Doppler radar (die bestaan!) als dezelfde meting gedaan kan worden door twee sequentiele afstandsmetingen (dus traditionele radar metingen). Door die van elkaar af te trekken en te delen door de tijd tussen de twee metingen verkrijg je ook de padlengte verandering/tijdseenheid. Het feit dat deze apparaten echter bestaan, zou dus kunnen pleiten voor de veronderstelling dat er toch geen shift wordt waargenomen!

Er zijn nog voordelen aan de niet-gepulste versie. Een eerste en belangrijkste is dat je er geen digitale elektronica voor nodig hebt (waardoor men ze al voor de jaren '80 goedkoop kon maken).

Hier kun je nog een paar voor/nadelen vinden.

Ik vermoed dan ook (ik ben geen expert!) dat die eenvoudige Doppler-radars minder en minder voorkomen...

Overigens meet een simpele Doppler-radar (die maar in 1 frequentie uitzendt) GEEN afstand. Om de afstand te kunnen meten moet je de frequentie gaan moduleren om de afstand daar dan te kunnen afleiden.

[Verwonderaar]

Bij Doppler mag je niet eenvoudigweg de snelheidscomponenten scheiden.

Waar staat dat? En waarom zou dat zo zijn? Bij de bekende voorbijsuizende ambulance gaat het toch echt om de snelheidscomponent in de richting van de waarnemer...

Verder is het (zoals eerder gezegd) een slechte benaming. Strikt genomen zegt Doppler niets over de situatie (dus ook geen nulfrequentieshift), omdat Doppler enkel geldig is als waarnemer en bron een eenparige rechtlijnige beweging uitvoeren t.o.v. het medium. Dit is hier niet het geval (vandaar de verwarring ook waarschijnlijk).

Dit snap ik niet.

1. Waar staat "als waarnemer en bron een eenparige rechtlijnige beweging uitvoeren t.o.v. het medium". Ik ben dat in nog geen enkele versie van Doppler definities tegengekomen.

2. In het geval van de hellende zeebodem wordt hier trouwens zeker aan voldaan

[Verwonderaar]

Dit artikel beschrijft een snelheids / range meter gebaseerd op gemoduleerde laser pulsen (NASA) voor gebruik bij landingen op verre planeten.

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntr..._2008026116.pdf

Citaat uit dit artikel:

"The all-fiber coherent laser radar has several important advantages over more

conventional pulsed laser altimeters or range finders. One of the advantages of the coherent laser

radar is its ability to measure directly the platform velocity by extracting the Doppler shift

generated from the motion, as opposed to time of flight range finders where terrain features such

as hills, cliffs, or slopes add error to the velocity measurement. Doppler measurements are about

two orders of magnitude more accurate than the velocity estimates obtained by pulsed laser

altimeters [4]."

[317070]

Waar staat dat? En waarom zou dat zo zijn? Bij de bekende voorbijsuizende ambulance gaat het toch echt om de snelheidscomponent in de richting van de waarnemer...

Reken hetzelfde eens uit, maar nu beweeg jij loodrecht op het pad van de ambulance.

Als je de componenten zou gaan scheiden, krijg je 2 afzonderlijke effecten, en nu?

Je zult zien dat je beide effecten dus niet zomaar mag gaan samenstellen/optellen of wat je er ook mee zou gaan doen...

Dit snap ik niet.

1. Waar staat "als waarnemer en bron een eenparige rechtlijnige beweging uitvoeren t.o.v. het medium". Ik ben dat in nog geen enkele versie van Doppler definities tegengekomen.

Geen idee, ik zeg ook maar de dingen die ik weet. Ik zou enkel Doppler gebruiken in dat geval, omdat ik dan zeker ben dat hij (meestal) werkt, anders zou ik bij verwarring (zoals hier het geval is/was) gewoon naar weglengte overstappen...

2. In het geval van de hellende zeebodem wordt hier trouwens zeker aan voldaan

1) Is de zeebodem nu een bron/medium of ontvanger?

2) Beweegt ze nu of staat ze stil?

3) Je neemt trouwens steeds een ander punt op de zeebodem om te peilen, dus strikt genomen heb je zelfs steeds een ander object dat je peilt. Het gaat niet over DE zeebodem, maar EEN punt op de zeebodem. Doppler zegt niets over meting op een continu veranderend punt...

Overigens, zelfs ALS Doppler zou opgaan, kun je kijken naar de weglengte om zeker te zijn...

De weglengte zegt nu dat er een frequentieverschuiving is, DUS maakt het voor mij niet bijster veel uit of Doppler nu iets zinnigs te vertellen heeft of niet :eusa_whistle:

[Verwonderaar]

Reken hetzelfde eens uit, maar nu beweeg jij loodrecht op het pad van de ambulance.

Als je de componenten zou gaan scheiden, krijg je 2 afzonderlijke effecten, en nu?

Je zult zien dat je beide effecten dus niet zomaar mag gaan samenstellen/optellen of wat je er ook mee zou gaan doen...

Ik zie het probleem niet: Je projecteert simpelweg de twee snelheden op de lijn tussen bron en waarnemer, trekt ze van elkaar af en voila: je hebt de gezamelijke relatieve snelheid te pakken die het Doppler effect veroorzaakt. Doe ik hier iets fout?

1) Is de zeebodem nu een bron/medium of ontvanger?

2) Beweegt ze nu of staat ze stil?

3) Je neemt trouwens steeds een ander punt op de zeebodem om te peilen, dus strikt genomen heb je zelfs steeds een ander object dat je peilt. Het gaat niet over DE zeebodem, maar EEN punt op de zeebodem. Doppler zegt niets over meting op een continu veranderend punt...

Re 1. In elk geval geen medium en ook geen ontvanger.

Re 2. De relatieve vertikale snelheid tussen zeebodem en sensor is en blijft nul.

[317070]

Ik zie het probleem niet: Je projecteert simpelweg de twee snelheden op de lijn tussen bron en waarnemer, trekt ze van elkaar af en voila: je hebt de gezamelijke relatieve snelheid te pakken die het Doppler effect veroorzaakt. Doe ik hier iets fout?

Die lijn verandert voortdurend van 'absolute' richting, m.a.w. je lijn beweegt t.o.v. het medium (en dat mag je dus niet doen)...

[Verwonderaar]

Die lijn verandert voortdurend van 'absolute' richting, m.a.w. je lijn beweegt t.o.v. het medium (en dat mag je dus niet doen)...

Die lijn beweegt ook tov van het medium als alleen de bron een snelheid heeft.

Overigens, sinds wanneer heeft een medium een richting?

[Verwonderaar]

Die lijn verandert voortdurend van 'absolute' richting, m.a.w. je lijn beweegt t.o.v. het medium (en dat mag je dus niet doen)...

Je hebt denk ik toch een punt, in elk geval in het akoestische geval. Je zou bijvoorbeeld de watermassa (het medium) kunnen laten meedraaien met de roterende bron (en dit als statisch zien), waardoor de muur nu beweegt tov van het medium. Hieruit volgt overigens overduidelijk een Doppler shift die door de bewegende muur wordt veroorzaakt.

Voor de boot die horizontaal vaart echter, blijft de verticale snelheids component (ook tov het medium) nul.

Hoe zit dat met EM golven (zonder medium of 'ether')?

[317070]

Voor de boot die horizontaal vaart echter, blijft de verticale snelheids component (ook tov het medium) nul.

Als je mij niet gelooft, moet je het gewoon eens tekenen. Een boot vaart naar rechts, en op ieder punt straalt hij een cirkel uit, met steeds even snel groeiende straal. Als je verticaal een lijn door de cirkels tekent, gaan de snijpunten van de lijn met de cirkels NIET even ver van elkaar liggen. Dus als hij horizontaal beweegt is er verticaal ook een frequentieverschuiving....

Hoe zit dat met EM golven (zonder medium of 'ether')?

Het effect is er ook, maar stukken kleiner natuurlijk.

[Verwonderaar]

Als je mij niet gelooft, moet je het gewoon eens tekenen. Een boot vaart naar rechts, en op ieder punt straalt hij een cirkel uit, met steeds even snel groeiende straal. Als je verticaal een lijn door de cirkels tekent, gaan de snijpunten van de lijn met de cirkels NIET even ver van elkaar liggen. Dus als hij horizontaal beweegt is er verticaal ook een frequentieverschuiving....

Jij beweert dus, dat een bron die horizontaal door het water gaat, voor een waarnemer die op enige afstand recht onder de bron meevaart een frequentie shift veroorzaakt. Hoe groot is die shift volgens jou? (snelheid boot 10 m/s, c=1500 m/s, f=1000 kHz). Ik denk dat dit niet klopt.

Het effect is er ook, maar stukken kleiner natuurlijk.

Dat is wel erg makkelijk. Kun je dat uitleggen?