ドップラーシフトとは?
どっぷらーしふと
ドップラーシフトとは、波の発生源または観測者が互いに移動しているときに、観測される波の周波数が実際の周波数からずれる現象です。
ドップラーシフト(Doppler Shift)とは、波の発生源(音源・光源・電波源など)と観測者の間に相対的な運動がある場合に、観測される波の周波数が、発生源が静止しているときの周波数と異なってみえる現象です。1842年にオーストリアの物理学者クリスティアン・ドップラーが提唱したことからこの名が付いています。
仕組みとして、発生源が観測者に近づくときは波の波長が圧縮されて周波数が高く(音なら高音に)なり、遠ざかるときは波長が伸びて周波数が低く(音なら低音に)なります。救急車のサイレンが近づくと音が高く、遠ざかると低く聞こえるのが日常的な例です。電波・光でも同様に発生します。
ドップラーシフトはさまざまな分野で応用されています。
- 気象レーダー:降雨粒子からの電波反射のドップラーシフトで風速・風向を測定する「ドップラーレーダー」
- 移動体通信:高速移動する端末がフェージングや周波数ずれを起こす要因として考慮が必要
- 天文学:遠方の星や銀河が地球から遠ざかるほど光の周波数が赤方偏移(レッドシフト)する現象で宇宙膨張を確認
- 医療用超音波:血流速度の計測に利用されるドップラー血流計
- 速度測定:交通取締のレーダー速度計
通信工学では、高速移動する端末との通信でドップラーシフトによる受信周波数のずれを補正するチャネル推定・等化技術が不可欠です。
使い方・例文
電車やバスに乗りながらスマートフォンで通信する際、端末の移動速度によって基地局からの電波の周波数がわずかにずれるため、端末側でドップラーシフトの補正処理が行われています。
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