Misuriamo l'effetto Doppler con un ricevitore

L'effetto Doppler provoca la variazione di frequenza di un segnale tra una sorgente in movimento ( costante od accelerato ) rispetto ad un  punto di ricezione .
E' una "firma" del movimento relativo dei due punti che si usa in Astronomia , Radioastronomia ed anche nel Radioascolto .
La misura della entità dello spostamento Doppler puo' essere facilmente registrata tramite istogrammi del segnale RF ricevuto , come indicato ed esemplificato nella pubblicazione al link :
http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/satelliti-in-banda-136-138-mhz.html

Viceversa l'effetto Doppler non puo' essere rivelato dopo una demodulazione AM-FM o PM senza soppressione di portante

Per rivelare lo spostamento Doppler,  la tecnica antica piu' usata e' quella del BFO (Beat Frequency Oscillator) , in cui si fa "battere" in un elemento non lineare la frequenza generata da un oscillatore locale e il segnale RF affetto dallo spostamento Doppler , creando dei battimenti che possono essere valutati "ad orecchio" .

Questo fatto , ben noto a Radioamatori ed a  Radioascoltatori , sembra sovente creare malintesi in altri ambienti .

Vorrei cercare di chiarire il fenomeno con misure e filmati effettuati nel mio laboratorio .

Il primo filmato di riferisce alla ricezione di un segnale alla frequenza nominale di 10.7 MHz , modulato in AM al 30 % che si sposta in frequenza con una velocita' di 10Hz/s , per simulare l'effetto doppler di un oggetto con accelerazione costante .
Il segnale viene alternativamente demodulato in CW ( tecnica del BFO) ed AM .

In CW si sente la deriva costante del segnale, mentre in AM il tono demodulato ad 1 KHz non presenta nessuno scostamento , nonostante la deriva di frequenza .
Quanto sopra e' intuitivo per due semplici motivi :
L'effetto doppler lascia inalterata la distanza della bande laterali dalla portante ( come si vede nello spettrogramma ) e quindi il tono di 1 kHz demodulato .
E' noto che uno spostamento della sintonia di un ricevitore AM , fintanto che si rimane all'interno della banda del filtro di frequenza intermedia (IF), non provoca cambiamenti nel segnale demodulato .

Lo stesso principio e' valido per segnali modulati in AM-FM-PM  senza soppressione di portante .

Di seguito viene simulata una portante continua con deriva di 10Hz/s demodulata in CW (tecnica del BFO)

Per ultima viene simulata una portante continua con deriva di 1Hz/s demodulata in CW (tecnica del BFO)

Di seguito le foto della strumentazione impiegata .

Il generatore di funzioni HP genera la rampa da 1mHz ( un milliHertz) e quindi periodo di 1000s ,che modulando in continua il generatore di frequenza Marconi con deviazione di frequenza di 10 e 1 KHz , genera gli scostamenti (drift) di frequenza con velocita' di 10Hz/s e 1Hz/s .

Di seguito il risultato finale dopo la calibrazione in cui si vedono la rampe di frequenza (con modulazione AM a 1KHz ) della durata di  1000 secondi ( quasi 17 minuti ) per scandire 10 kHz a 10Hz/s .

CONCLUSIONI :

Nel caso di modulazioni AM-FM-PM senza soppressione di portante , con un ricevitore "normale" le operazioni di verifica dello spostamento Doppler e la ricezione , sono due operazioni completamente diverse e distinte .
Con l'uso del BFO e l'ascolto dei battimenti si valuta lo spostamento doppler .
La ricezione del contenuto trasmesso si effettua ovviamente senza BFO .
In questo secondo caso lo spostamento Doppler non sara' rilevabile .
A conferma che le operazioni devono essere distinte il fatto che nessuno metterebbe una portante di BFO sopra ad un segnale di cui vuole ascoltare il contenuto ....
Viceversa , nel caso onda portante continua (A0) o di CW ( Coherent Wave) con informazione trasmessa tramite interruzione di portante (A1) , le due operazioni possono coincidere per ovvi motivi .