レーダーは、 RAdio Detection And Rangingの略で、電波を使用して物体の距離、角度、速度を測定する検出システムです。航空機、船舶、宇宙船、誘導ミサイル、自動車、気象、地形などの物体を見つけることができます。レーダー システムは電波の形で無線信号を送信します。この電波は物体に当たって跳ね返り、信号が戻ってくるまでの時間に基づいて物体までの距離をレーダー システムが計算します。
レーダーの概念は、ハインリッヒ・ヘルツが電波が金属物体に反射されることを実証した 19 世紀から存在しています。しかし、今日知られているレーダーは、主に第二次世界大戦中の軍事目的で 1930 年代から 1940 年代に開発されました。それ以来、レーダーは軍事と民間の両方の分野でナビゲーションに不可欠なツールへと進化してきました。
レーダー システムの動作を理解するには、電磁波の基礎を理解することが不可欠です。レーダーが信号を送信すると、電磁波が放出され、光速 (約\(3.00 \times 10^8\)メートル/秒) で空気中を移動します。レーダー信号が戻ってくるまでの時間 ( \ \(D\) \(T\) ) を計算する式は、次のようになります。
\(D = \frac{c \times T}{2}\)ここで、 \(c\)光の速度です。信号は物体まで往復するため、距離が 2 倍になるため、2 で割る必要があります。
レーダー システムにはいくつかの種類があり、それぞれ特定の目的に合わせて設計されています。
レーダーは船舶や航空機の航行に欠かせないものです。衝突の回避、悪天候での航行、捜索救助活動に役立ちます。
ドップラー効果は、オーストリアの物理学者クリスチャン・ドップラーにちなんで名付けられ、波の発生源に対して移動する観測者に対する波の周波数または波長の変化です。レーダー技術では、ドップラー効果は検出された物体の速度を測定するために使用されます。ドップラーレーダーは、返されたレーダー信号の周波数の変化を観察することで、移動物体の速度を判定できます。これは、風速と風向を測定する天気予報で特に役立ちます。
レーダーシステムは効果的であるにもかかわらず、限界があります。
これらの制限を克服するために、レーダー技術は大きく進歩しました。
ナビゲーションは依然としてレーダー システムの主な用途ですが、その用途はさまざまな分野に広がっています。
レーダー技術は、民間および軍事目的の両方で、現代のナビゲーション システムで重要な役割を果たしています。レーダー システムは、電波を発射してその反響を分析することで、遠く離れた物体を検出し、追跡することができます。レーダー技術には限界がありますが、その進歩により、精度、解像度、信頼性が向上し続けています。多目的ツールであるレーダーの用途は、安全な海上および航空旅行の確保から、天気予報の強化、宇宙探査への貢献まで多岐にわたります。レーダーの原理と多様な用途を理解することで、さまざまな分野の安全性、科学研究、日常業務への影響を理解できます。
