ドップラー効果とスピードガンについて

質問

ただいま、スピードガンについて調べています。
スピードガンについてのHPなどを調べましたが、詳しく載っているHPが見つかりませんでした。教えて！gooでも検索して、見つけたのですが、「ページを表示できません。」となってしまいました。
スピードガンの仕組み、原理について詳しく載っているサイトがあれば教えてください。お願いしますm(_ _)m

回答No.1

SCNK · ベストアンサー

サイトについては知りませんが、似たようなものを扱ってきましたので、だいたい予想はつきます。

まず基本的に、スピードガンはレーダー（日本語では電波探深儀、略して電探です。）です。レーダーとはラジオディテクティングアンドレンジングの頭文字をつないだものです。つまり電波を使用して目標を探知、測距する装置です。

スピードガンがすべてドプラー効果を用いているというわけではなく、大きく分けてパルス式、ドプラー式、パルスドプラー式に大別されます。

レーダーの基本構成は、送信系、受信系、空中線系、表示系、同期系からなります。

送信系とは電波をつくりだす部分であり、送信管とか半導体送信素子などを主体としたものです。いろいろな形式はありますが、通常現在一般的なものは二つの基本周波数をミキシングするものでしょう。低いほうの基本周波数に波形信号を用いて変調します。パルス式であればパルス型の波形の信号を用いますし、ドプラ式であれば変調しないＣＷ型か、周波数を鋸波上に変調するものでしょう。ここで変調した低い基本周波数をさらに高い周波数に載せます。

受信系では、目標に反射してきた電波を、検波し最初の波形信号を取り出します。通常、感度を上げるために前段に増幅器を置く場合が多いようですが、送信系と同じく、高い基本周波数を取り除き、増幅して、さらに低い基本周波数を取り除き、さらに増幅します。このときレンジゲートとか周波数ゲートを通過させ、通過したものだけ処理する回路と、すべてを処理する回路で比較するのです。パルス式ではレンジゲートが使われます。レンジゲートは反射時間、すなわち距離に対応して、一瞬目を開くような機能を持っています。ドプラー式では周波数ゲートを周波数変調、すなわち接近速度に対応して、一瞬目を開くのです。すべてを処理する回路は、常時目が開いていて、目標を捕らえていることを確認します。

空中線系は電波が飛んでゆく方向を制御するものですが、スピードガンでは、機材そのものを人が操作して向けるので省略します。通常、適当なビーム幅を得るため、電磁ラッパやパラボラなどが使用されます。

表示系は、単なる反射波の表示をするものから、自動計測するような電子計算機と言ってよいものまであります。スピードガンの場合は、計測した結果を数字として表示するものです。ドプラー式に見られる、周波数ゲート方式では、順に対応する周波数の窓を、高い、あるいは低い周波数へと移動します。そうすると受信した電波と合致した時の周波数の時に、検地信号を出し、それを数字として表示するわけです。パルス式ではレンジゲートで距離を検地します。距離の変化を微分して行けば速度が計算されます。

同期系は、これらの各系の動作のタイミングを同期する役割を持っています。

お礼

すごいですね！！物理の先生ですか？？
参考にさせていただきます。大変詳しい説明をありがとうございました。