6.4.7. Неперервно-хвильовий доплерівський метод

Неперервно-хвильовий доплерівський метод ґрунтується на використанні псевдобезперервного випромінювання і приймання віддзеркалених від рухомого відбивача сигналів. Використовують як мінімум два перетворювачі – випромінювальний і приймальний. Очевидно, що найсприятливішими є умови вимірювання в зоні перетину характеристик напрямленості випромінювання-приймання (рис. 6.19, д, заштрихована зона).

Основний недолік неперервно-хвильового доплерівського методу – не існує роздільної здатності за глибиною. В цьому випадку доплерівський зсув використовують як індикатор руху відбивача, розіщеного десь на шляху променя.

Перевага неперервно-хвильового методу – це обмеженість (вузькість) спектру випромінювання (рис. 6.22, а), що дозволяє досить точно визначати доплерівський зсув (6.13). У цьому разі (рис. 6.6) спектр доплерівського зсуву збігається зі спектром швидкостей ОК (6.14).

Рис.6.2.3 Формування спектру доплерівського сигналу в неперервно-хвильовому режимі:

а – істиний спектр доплерівського сигналу; б – спектр неперервного випромінюваного сигналу;

в – спектр прийнятого доплерівського сигналу

6.4.8. Імпульсний доплерівський метод

Такого недоліку, як відсутність роздільної здатності за глибиною імпульсний метод позбавлений. Суть імпульсного доплерівського методу полягає в тому, що під час імпульсного зондування формується часова розгортка відбитих сигналів (розгортка типу А, рис. 6.24). На цій розгортці стробуванням можна виділити сигнали, віддзеркалені окремими структурами, що необхідно для їх подальшого оброблення.

Рис. 6.24. Виділення (стробування) луносигналу, віддзеркаленого

окремими ділянками в перетині потоку рідини

Очевидно, що для кожної стробованої ділянки розгортки (або інтервалу за глибиною) можна визначити доплерівський зсув, отже, і швидкість руху.

Чим коротший зондувальний сигнал, тим вища роздільна здатність до диференціації рухомих структур за швидкостями.

Контрольний об'єм, у межах якого можливе вимірювання доплерівського зсуву, визначають областю перетину проміння випромінювання-приймання і тривалістю строба.

Слід погодитись з тим фактом, що збільшення променевої роздільної здатності за рахунок скорочення тривалості зондувального імпульсу погіршує точність визначення доплерівського зсуву, отже, і точність визначення швидкості . Це можна мояснити більш низьким рівнем енергії короткого зондувального сигналу і розширеним спектром частот (рис. 6.22, б). До того ж шуми і завади приводять до зменшення відношення сигнал/завада.

Припустімо, що відомий спектр швидкостей в перетині ОК і доплерівський кут (рис. 6.25). Тоді спектр частот доплерівського зсуву можна обчислити за формулою (6.32):

,

де – спектр сигналу випромінювання.

В імпульсному методі ширина спектру частот сигналу випромінювання істотно перевищує істинний спектр доплерівського зсуву (рис. 6.25). Тому прийнятий приймачем сигнал з такою шириною спектру не дозволяє обчислити спектр доплерівського зсуву, оскільки його спектр майже не відрізняється від спектру сигналу випромінювання.

Рис. 6.25. Формування спектру доплерівського сигналу в імпульсному режимі:

а – істиний спектр допплерівського сигналу; б – спектр випромінюваного сигналу;

в – спектр прийнятого доплерівського сигналу