Das Prinzip
Annäherung komprimiert die Welle, Entfernung dehnt sie.
Polizei-Radar
X- oder K-Band, Strahlbreite klein, Lesung in 0,5 s.
Wetter
Rotierende Tornados zeigen rote/grüne Couplets im Doppler-Bild.
Blindgeschwindigkeit umgehen
Frühe Doppler-Radare litten unter 'Blindgeschwindigkeiten', bei denen sich Flugzeuge exakt um eine Wellenlänge zwischen den Pulsen bewegten und so für den Sensor stillzustehen schienen. Moderne Systeme nutzen wechselnde Pulsfrequenzen (PRF), um diese Lücken zu schließen und eine lückenlose Verfolgung schneller Objekte zu gewährleisten.
Vom Dauerstrich zum Impuls
Während frühe Dauerstrichradare (CW) zwar Geschwindigkeiten präzise messen konnten, fehlte ihnen die Fähigkeit zur Distanzmessung. Erst die Entwicklung kohärenter Impulsoszillatoren ermöglichte es, sowohl die Entfernung als auch die Geschwindigkeit gleichzeitig zu bestimmen, was die moderne Look-Down-Fähigkeit von Abfangjägern erst möglich machte.
Das Doppler-Dilemma
Die Messung hoher Geschwindigkeiten erfordert eine hohe Pulsrate, was jedoch zu Uneindeutigkeiten bei der Reichweite führt. Wenn ein Echo zurückkehrt, nachdem der nächste Puls bereits gesendet wurde, ist die Distanzbestimmung fehlerhaft. Moderne Radarsysteme nutzen variable Pulsintervalle, um dieses mathematische Limit bei der gleichzeitigen Erfassung von Position und Tempo zu umgehen.
Historischer Ursprung
Christian Doppler beschrieb den Effekt 1842 zunächst für die Farbe von Gestirnen. Den praktischen Beweis erbrachte 1845 ein Versuch mit Trompetern auf einer fahrenden Dampflokomotive. Erst mit der Entwicklung kohärenter Oszillatoren in den 1960er Jahren konnte die Phasenverschiebung präzise genug gemessen werden, um heute Standard in der Luftfahrt und Meteorologie zu sein.