Dopplerecho

Dopplerecho bezeichnet das Echo einer Welle, dessen Frequenz durch das Dopplerprinzip verschoben wird, wenn sich der Reflektor relativ zum Sender oder Empfänger bewegt. Das Phänomen tritt vor allem bei akustischen Wellen und bei elektromagnetischen Wellen im Kontext von Radar, Sonar oder medizinischer Ultraschallmessung auf. Der gemessene Frequenzwechsel hängt von der Radialgeschwindigkeit des Reflektors gegenüber dem Sender/Empfänger ab.

Bei einer Schallquelle, deren Welle auf einen bewegten Reflektor trifft und von dort zurückkehrt, verschiebt sich die Frequenz des reflektierten Signals. Für kleine Geschwindigkeiten v gegenüber der Ausbreitungsgeschwindigkeit c des Mediums gilt annähernd f′ ≈ f0 (1 + 2v/c), wobei f0 die ausgesendete Frequenz ist. Die Größe des Doppler-Effekts, oft als Δf = f′ − f0, ist proportional zur Radialgeschwindigkeit und wird genutzt, um diese Geschwindigkeit zu bestimmen. Für größere Geschwindigkeiten sind relativistische oder präzise akustische Formeln nötig.

Anwendungen finden sich in der medizinischen Ultraschall-Doppler-Echografie, wo Blutflussgeschwindigkeiten gemessen werden, sowie in Radar- und Sirenentechnik, wo die Bewegungen von Fahrzeugen, Schiffen oder Wettersystemen bestimmt werden. In der Astronomie dienen Dopplerechos dazu, Geschwindigkeiten von Himmelskörpern relativ zur Erde abzuleiten.

Historisch leitet sich der Begriff vom Physiker Christian Doppler ab, der 1842 das zugrunde liegende Prinzip formulierte. Das Dopplerecho bleibt ein zentrales Messprinzip in Wissenschaft und Technik, um Bewegung anhand von Frequenzverschiebungen zu quantifizieren.