Doppler Effect   도플러 효과

1. 도플러 효과 (Doppler Effect)

  ㅇ 음파 또는 전파의 발생지/수신지가 다가오거나 멀어짐에 따라,
     - 겉보기 수신 주파수가, 높아지거나 낮아지는 현상

  ㅇ 즉, 
     - 발생점,관측점이 가까워질 때 => 겉보기 수신 주파수가 높아짐
     - 발생점,관측점이 멀어질 때   => 겉보기 수신 주파수가 낮아짐

  ※ 도플러 (Christian Johann Doppler,1803~1853) : 오스트리아 물리학자 (1842년 제안)


2. 도플러 효과 관계식 - 1차원 직선 관계

  ㅇ 이동 파원, 이동 관측자 일 때,
     

  ㅇ 정지 파원, 이동 관측자 일 때,
     

  ㅇ 이동 파원, 정지 관측자 일 때,
     

  ※ 한편, 빛과 같은 전자기파는 상대론적 고려가 있을 경우 다른 관계식을 따름
     - 광속은 광원,관측자 이동에 무관하게 일정함
         
        . fr : 수신 주파수, v : 이동체 접근 속도, c : 빛 속도, f : 송신 주파수


3. 도플러 효과 관계식 - 2차원 평면 관계 (각도 고려 필요)

  ㅇ 이동 파원, 정지 관측자 일 때,
     
     -  t > 0 : 파원 속도가 양수 즉, 파원이 멀어짐 
     -  t < 0 : 파원 속도가 음수 즉, 파원이 가까워짐


4. 이동 무선 채널 상의 도플러 효과  

  ㅇ 무선단말이 이동함에 따라, 
     - 도플러 효과에 의한 주파수 천이량  ☞ 도플러 천이(Doppler Shift) 참조
        . 발생점,관측점이 가까워지거나 멀어질 때 => 겉보기 주파수가 천이/편이됨
     - 도플러 효과에 의한 주파수 변동 특성  ☞ 도플러 확산 참조
        . 다중경로 채널의 시변(時變) 특성 => 도플러 확산 (Doppler Spread) 또는 주파수 분산 초래
           .. 이는 채널의 시간적 상관 특성과 관련되며, 신호의 상관 시간(Coherence Time)을 결정