Effet Doppler: Applications en télédétection (Radar - Sonar - Echographie)
Chapitre 1. Effet Doppler - Eléments Théoriques
Chapitre 2. Radar et aéronautique
Chapitre 3. Radar et volcanologie
Chapitre 4. Radar et météorologie
Chapitre 5. Le radar Doppler de contrôle de vitesse automobile
Chapitre 6. Le sonar
Chapitre 7. Echographie
7.1. Historique
7.2. Les ultrasons en échographie
7.3. Propagation et réflexion dans les tissus
7.4. Faisceaux ultrasonores
7.5. Diagramme de rayonnement
7.6. Focalisation mécanique
7.7. Focalisation électronique
7.8. Constitution de l'image
7.9. Les sondes ultrasonores
7.10. Le balayage mécanique sectoriel
7.11. Le balayage électronique 2D
7.12. Le balayage électronique 3D
7.13. L'échographie Doppler
7.13.1. Le Doppler continu
7.13.2. Traitement du signal appliqué à l'écho
7.13.3. Le Doppler pulsé
7.13.4. Allure temporelle des impulsions ultrasonores
7.14. L'échographie Doppler couleur
Chapitre 8. Les lithotriteurs - Le scanner
Chapitre 9. Propagation sur une ligne de transmission
Chapitre 10. Annexes
Chapitre 11. Exercices
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7.13.3. Le Doppler pulsé

Le Doppler pulsé est caractérisé par une sonde constituée d'un élément piézo-électrique unique, à la fois émetteur et récepteur. L'onde sonore émise n'est plus continue mais pulsée avec une période de répétition To.

La PRF Fo = 1/To détermine la profondeur maximale d'exploration. La vitesse maximale ambiguë est liée, comme nous l'avons vu précédemment, à la notion de repliement spectral.

½Vrmaxi½ £    (l/4). Fo

dmaxi =  c/(2.Fo)

dmaxi = 10cm Þ Fo = 7700Hz

F = 4MHz   c = 1540m/s   Þ l = 0,4mm

½Vrmaxi½= 0,77m/s

Plus la profondeur est importante, plus la PRF Fo diminue et plus la vitesse maximale mesurable est faible. On aura donc des difficultés pour mesurer des vitesses importantes sur des artères profondes.

L'opérateur a la possibilité de choisir la position et la taille de la fenêtre d'écoute (Fig.VII.28), en fonction de la profondeur et du volume à explorer, ce qui nécessite un repérage spatial morphologique sous forme d'une image échographique.

Des systèmes duplex permettent l'acquisition alternée de l'image échographique et du signal Doppler.

c40.gif (3174 octets)

Fig. VII.28  Les signaux en échographie Doppler pulsée

 

Après démodulation et filtrage, le signal Doppler obtenu (Fig. I.20), est un signal discret, dont l'enveloppe est de fréquence DF (représentative de la vitesse) et dont l'amplitude maximale est représentative de l'amplitude des échos considérés. Les échantillons de ce signal sont espacés de To, période de répétition des tirs ultrasonores.

Il est donc indispensable d'effectuer plusieurs tirs ultrasonores successifs par cible, pour obtenir l'information sur la vitesse de cette cible.

v = 0,2m/s   a = 20°  F = 4MHz  c = 1540m/s

DF = (2.v.F/c).cosa » 1000Hz

dmaxi =  c/(2.Fo) = 8cm Þ Fo » 10kHz

Le nombre de tirs ultrasonores permettant d'obtenir une période du signal Doppler est:

NT = Fo / DF = 10 tirs

Dix tirs successifs (10ms) seront donc nécessaires pour construire une période du signal Doppler. Une analyse par Transformée de Fourier Rapide (FFT) permet de connaître le spectre du signal Doppler.

La précision sur la mesure de la vitesse est liée au nombre de points de cette FFT.

dv = 2.½Vrmaxi ½/N

½Vrmaxi½= 1m/s      N = 64  Þ dv = 0,03m/s

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