多普勒频移

使用 ADCP 测量流速的依据是多普勒频移原理。多普勒效应（或多普勒频移）是指相对于观察者（观察者相对于波源移动）而言的波频变化。多普勒频移的一个常见示例是，鸣笛的车辆接近观察者然后离开观察者时所听到的音高变化。

ADCP 中使用了多普勒频移原理来测量水流速度的大小和方向。 ADCP 换能器元件以特定频率发出一系列声波。 ADCP 系统接收器接收回波并进行处理。 ADCP 系统接收器接收回波并进行处理。多普勒效应将导致接收的回波发生频移或时间膨胀。从漂流生物反射的回波的频移与水流速度成正比。

Fd = 2Fs*(V/C)

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Fd：多普勒频移 [赫兹]。

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Fs：ADCP 换能器发射的声波的频率 [赫兹]。

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V：在波束方向上，声源和声音接收器之间的相对速度 [米/秒]。

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C：声速 [米/秒]

多普勒频移也可以使用时间膨胀来解释。这意味着信号的时间变化而不是频率变化与漂流生物的速度成正比。当粒子静止时，从声音脉冲发射到粒子的回波看起来将是相同的。如果粒子离开发射器，在脉冲结束时的回波返回所历经的距离要比在脉冲开始时稍长。因此，接收的脉冲是发射的脉冲的拉伸型。如果脉冲是正弦波，我们将看到脉冲的拉伸使其频率更低，这就是频移。