RADAR DE MICROONDAS (Cinemometros de microondas utilizados por la DGT)

Actualmente el sistema mas utilizado, lo podemos encontrar tanto en radares fijos en arcenes y pórticos, como en radares móviles en vehículos patrulla ya que puede medir la velocidad de los vehículos tanto en estacionario como en movimiento. Su principio de funcionamiento es el efecto Doppler.



Efecto Doppler.-

El efecto doppler consiste en la modificación de la frecuencia de cualquier señal, ya sea sonido, radio frecuencia, o luz al ser emitida o rebotar en objetos en movimiento. Lo entenderemos mejor con el siguiente ejemplo, si nos encontramos a la orilla de una carretera, notaremos que los vehículos que se acercan a nosotros, presentan un sonido mas agudo y que en el momento que pasan a nuestro lado y se alejan de nosotros, el sonido se hace mas grave y por nuestra experiencia sabemos que en el interior del vehículo el sonido no cambia de frecuencia. Esto se debe a que el vehículo esta emitiendo ondas sonoras en todas direcciones, pero en la dirección del avance hace que las ondas sonoras se compriman ligeramente y por detrás hace que se estiren ligeramente, es decir las ondas sonoras hacia delante son de mayor frecuencia que las que dejamos atrás, esto no pasa solamente con el sonido, con la luz que rebota en el coche pasa lo mismo, pero la velocidad del coche es tan insignificante respecto a la velocidad de la luz que el cambio de color no es perceptible, si lo pudiéramos percibir notaríamos que al acercarse el coche es ligeramente mas azulado y al alejarse mas rojo. Esto se utiliza para medir la velocidad de sistemas estelares lejanos, donde las velocidades de movimiento de galaxias lejanas es lo suficientemente elevada como para que sea detectable el cambio de frecuencia de la luz.



(Cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del micrófono.)

Álgebra del efecto Doppler en ondas sonoras:

1.- Si el observador se está acercando a la fuente:

Imaginemos que un observador O se mueve con una velocidad Vo que tiene una dirección y sentido hacia una fuente S que se encuentra en reposo. El medio es aire y también se encuentra en reposo. La fuente emite un sonido de velocidad v, frecuencia f y longitud de onda "landa". Por lo tanto, la velocidad de las ondas respecto del observador no será v, sino la siguiente:

Sin embargo, no debemos olvidar que como la velocidad del medio no cambia, la longitud de onda será la misma, y por tanto:

Pero como mencionamos en la primera explicación, el observador al acercarse a la fuente oirá un sonido más agudo, esto implica que su frecuencia es mayor. A esta frecuencia mayor captada por el observador se la denomina frecuencia aparente, que la denominamos f'.

El observador escuchará un sonido de mayor frecuencia debido a que:

2.- Si el observador se aleja de la fuente:

En este caso la velocidad y la frecuencia serán:

3.- Si la fuente se acerca al observador:

En este caso la frecuencia aparente percibida por el observador será mayor que la frecuencia real emitida por la fuente, lo que genera que el observador perciba un sonido más agudo.

Por tanto, la longitud de onda percibida para una fuente que se mueve con velocidad Vs será:

Por lo tanto deducimos que:

4.- Si la fuente se aleja del observador:

Haciendo un razonamiento análogo para el caso contrario: fuente alejándose; podemos concluir que la frecuencia percibida por un observador en reposo con una fuente en movimiento será:

Cuando la fuente se acerque al observador se pondrá un signo (-) en el denominador, y cuando la fuente se aleje se reemplazará por (+).

- Conclusión:

¿Qué pasará si la fuente y el observador se mueven al mismo tiempo?. En este caso particular se aplica la siguiente fórmula, que no es más que una combinación de las dos:

Los signos "+ -" y "- +" deben ser aplicados de la siguiente manera: si el numerador es una suma, el denominador debe ser una resta y viceversa.