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![探知距離
レーダーの仕組み
参考: http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html
電波を放射してから反射して帰ってくるまでの時間から、ターゲットとの距
離を導き出せる。
9
𝑅 =
𝑐𝑡
2
= 1.5𝑡 × 108
= 150τ [m]
𝑐: 電波の速度(3 × 108
)[m]
𝑡: 電波放射から受信するまでの時間[s]
τ: 𝑡[s] = τ[μs]
𝑅: 反射物までの距離[m]
探知距離
問題(3分)
エコー観測時間を100 × 10−6
[s]とすると、ターゲットまでの距離𝑅はいくらか？](https://image.slidesharecdn.com/reder-190114225025/85/slide-9-320.jpg)
![探知距離
レーダーの仕組み
参考: http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html
電波を放射してから反射して帰ってくるまでの時間から、ターゲットとの距
離を導き出せる。
10
𝑅 =
𝑐𝑡
2
= 1.5𝑡 × 108
= 150τ [m]
𝑐: 電波の速度(3 × 108
)[m]
𝑡: 電波放射から受信するまでの時間[s]
τ: 𝑡[s] = τ[μs]
𝑅: 反射物までの距離[m]
探知距離
問題(3分)
エコー観測時間を100 × 10−6
[s]とすると、ターゲットまでの距離𝑅はいくらか？
解）15km](https://image.slidesharecdn.com/reder-190114225025/85/slide-10-320.jpg)
![最大探知距離
レーダーの仕組み
参考: http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html
物標を探知できる最も遠い距離。レーダー方程式で導ける。
11
𝑅 𝑚𝑎𝑥 =
4 𝑃𝐺2 𝜆2 𝛿
(4𝜋)3 𝑃 𝑚𝑖𝑛
[m]
P: 送信尖頭電力[W]
G: アンテナの利得
λ: 波長[m]
δ: 物標の有効反射面積[m2]
Pmin: 最小受信信号電力[W]
Rmax: 最大探知距離[m]
レーダ方程式
最大探知距離を長くするには
1. 送信電力を大きくする
2. 受信機の感度を良くする
3. アンテナの高さを高くする
4. アンテナ利得を大きくする
5. パルス幅を広くする
6. 繰返し周期を長くする](https://image.slidesharecdn.com/reder-190114225025/85/slide-11-320.jpg)
![見通し距離
レーダーの仕組み
レーダー電波は地表を伝わるが、ごくわずかに湾曲する。したがって、工学
的な見通し距離に比べてレーダーによる見通し距離は約6%長くなる。
13
𝐷 = 4.12( ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡) [km]
ℎ 𝑎: レーダーの設置高[]m
ℎ 𝑡: 物標高[m]
見通し距離
問題(5分)
自船のアンテナの設置高が12mで、最大探知距離が60kmの場合、最大探知
距離で発見することができる物標の最低限必要な高さは何mか？
参考: https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2005/00135/contents/0002.htm](https://image.slidesharecdn.com/reder-190114225025/85/slide-13-320.jpg)
![見通し距離
レーダーの仕組み
参考: https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2005/00135/contents/0002.htm
レーダー電波は地表を伝わるが、ごくわずかに湾曲する。したがって、工学
的な見通し距離に比べてレーダーによる見通し距離は約6%長くなる。
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𝐷 = 4.12( ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡) [km]
ℎ 𝑎: レーダーの設置高[]m
ℎ 𝑡: 物標高[m]
見通し距離
問題(5分)
自船のアンテナの設置高が12mで、最大探知距離が60kmの場合、最大探知
距離で発見することができる物標の最低限必要な高さは何mか？
解） ℎ𝑡 =
152
4.122 − 12 ≅ 200.08[m]
𝐷2
= 4.122
× ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡
ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡 =
𝐷2
4.122
ℎ𝑡 =
𝐷2
4.122 − ℎ 𝑎 [m]](https://image.slidesharecdn.com/reder-190114225025/85/slide-14-320.jpg)
レーダーってなあに
- 1. レーダーってなあに？ What is RAdioDetection And Ranking ? 平成31年1月15日(火) ディジタル通信工学特論 T1803035 平木場風太 アジェンダ 1. レーダーとは 2. レーダーの歴史 3. レーダーの仕組み 4. 電波ステルスの仕組み
- 2. レーダー(Radar)とは • RAdio DetectionAnd Rankingの略 • 電波(radio)によって遠方の対象物を検出 (detection)し、その方向と距離を測る(ranking) 2 送信パルス エコーパルス 受信アンテナ送信アンテナ
- 3.
- 4.
- 5.
- 6. 基本原理 レーダーの仕組み ① 送信 ③ 受信 ②反射 送信と受信を交互に切り替える 6
- 7. 構成要素 レーダーの仕組み アンテナ 送受切替 送信部 変調部 操作部表示部 制御部 信号処理部 映像増幅検波周波数変 換・増幅 ペアリング・ヘディングパルス トリガー信号 ビデオ信号 空中線部 参考: https://www.furuno.com/special/jp/radar/technology/ 7
- 8. 発射電波 レーダーの仕組み 送信パルス 反射波 送信パルス パルス幅 パルス繰返し周波数 受信可能時間 パルス幅や繰返し周波数は探知したい距離によって決まる 8参考:https://www.furuno.com/special/jp/radar/technology/
- 9. 探知距離 レーダーの仕組み 参考: http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html 電波を放射してから反射して帰ってくるまでの時間から、ターゲットとの距 離を導き出せる。 9 𝑅 = 𝑐𝑡 2 =1.5𝑡 × 108 = 150τ [m] 𝑐: 電波の速度(3 × 108 )[m] 𝑡: 電波放射から受信するまでの時間[s] τ: 𝑡[s] = τ[μs] 𝑅: 反射物までの距離[m] 探知距離 問題(3分) エコー観測時間を100 × 10−6 [s]とすると、ターゲットまでの距離𝑅はいくらか？
- 10. 探知距離 レーダーの仕組み 参考: http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html 電波を放射してから反射して帰ってくるまでの時間から、ターゲットとの距 離を導き出せる。 10 𝑅 = 𝑐𝑡 2 =1.5𝑡 × 108 = 150τ [m] 𝑐: 電波の速度(3 × 108 )[m] 𝑡: 電波放射から受信するまでの時間[s] τ: 𝑡[s] = τ[μs] 𝑅: 反射物までの距離[m] 探知距離 問題(3分) エコー観測時間を100 × 10−6 [s]とすると、ターゲットまでの距離𝑅はいくらか？ 解）15km
- 11. 最大探知距離 レーダーの仕組み 参考: http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html 物標を探知できる最も遠い距離。レーダー方程式で導ける。 11 𝑅 𝑚𝑎𝑥= 4 𝑃𝐺2 𝜆2 𝛿 (4𝜋)3 𝑃 𝑚𝑖𝑛 [m] P: 送信尖頭電力[W] G: アンテナの利得 λ: 波長[m] δ: 物標の有効反射面積[m2] Pmin: 最小受信信号電力[W] Rmax: 最大探知距離[m] レーダ方程式 最大探知距離を長くするには 1. 送信電力を大きくする 2. 受信機の感度を良くする 3. アンテナの高さを高くする 4. アンテナ利得を大きくする 5. パルス幅を広くする 6. 繰返し周期を長くする
- 12.
- 13. 見通し距離 レーダーの仕組み レーダー電波は地表を伝わるが、ごくわずかに湾曲する。したがって、工学 的な見通し距離に比べてレーダーによる見通し距離は約6%長くなる。 13 𝐷 = 4.12(ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡) [km] ℎ 𝑎: レーダーの設置高[]m ℎ 𝑡: 物標高[m] 見通し距離 問題(5分) 自船のアンテナの設置高が12mで、最大探知距離が60kmの場合、最大探知 距離で発見することができる物標の最低限必要な高さは何mか？ 参考: https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2005/00135/contents/0002.htm
- 14. 見通し距離 レーダーの仕組み 参考: https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2005/00135/contents/0002.htm レーダー電波は地表を伝わるが、ごくわずかに湾曲する。したがって、工学 的な見通し距離に比べてレーダーによる見通し距離は約6%長くなる。 14 𝐷 =4.12( ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡) [km] ℎ 𝑎: レーダーの設置高[]m ℎ 𝑡: 物標高[m] 見通し距離 問題(5分) 自船のアンテナの設置高が12mで、最大探知距離が60kmの場合、最大探知 距離で発見することができる物標の最低限必要な高さは何mか？ 解） ℎ𝑡 = 152 4.122 − 12 ≅ 200.08[m] 𝐷2 = 4.122 × ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡 ℎ 𝑎 + ℎ 𝑡 = 𝐷2 4.122 ℎ𝑡 = 𝐷2 4.122 − ℎ 𝑎 [m]
- 15. ステルスとは？ 電波ステルスの仕組み レーダー等のセンサー類から探知され難くする軍事技術。 15 ① 送信 ②反射…しない！ 見えない？？ 電波ステルス 光学ステルス 赤外線放射量多 赤外線放射量少 赤外線ステルス
- 16.
- 17.
- 18.
- 19.
- 20. 参考等 電波ステルスの仕組み 20 • 太平洋戦争 レーダー開発史 http://home.e01.itscom.net/ikasas/index.htm •レーダーの基礎知識 https://www.furuno.com/special/jp/radar/technology/ • レーダの性能 http://2nd.geocities.jp/takestudy/file/seinou.html • マイクロ波の伝搬 https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2005/00135/contents/0002.htm • ステルス機はなぜ見えないのか？ 実は少し見えてる、レーダーをあざむく技術の基本 https://trafficnews.jp/post/81410/2 • レーダ方程式 http://physics.thick.jp/Radar_Technique/Section1/1- 2.html • レーダの原理 http://www.kusamalab.org/experiment/cn5/cn5_radar_slide.pdf • クルマの衝突予防 ミリ波レーダー進化で普及加速へ https://www.nikkei.com/article/DGXMZO78095290X01C14A0000000/ • 地中レーダーの現状 http://www.soumu.go.jp/main_content/000477175.pdf • 気象レーダー https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/radar/kaisetsu.html • いらすとや https://www.irasutoya.com
Editor's Notes
- #3 http://physics.thick.jp/Radar_Technique/Section1/1-1.html
- #4 http://home.e01.itscom.net/ikasas/radar/gerrdf01.htm
- #5 https://ja.wikipedia.org/wiki/レーダーの歴史 1930年代から、アメリカ🇺🇸・イギリス🇬🇧・ドイツ🇩🇪などの列強国でレーダーの実用化と軍事への応用が始まる。 また、船舶だけでなく、航空機の探知もできるようになる。
- #6 https://ja.wikipedia.org/wiki/レーダーの歴史 1930年代から、アメリカ🇺🇸・イギリス🇬🇧・ドイツ🇩🇪などの列強国でレーダーの実用化と軍事への応用が始まる。 また、船舶だけでなく、航空機の探知もできるようになる。
- #8 空中線部（アンテナ・モーター部）：電波を輻射するアンテナと、アンテナを回転させるモーター部で構成 送受信部：電波を生成、または受信し信号処理を行う 制御部：レーダーの各ブロックや外部機器の信号を制御 表示部：レーダー映像や接続された各種センサーの情報を表示 操作部：レーダーの各種操作を行う まず、信号処理部からのトリガー信号を元に、送受信部の変調部で作られたパルス電圧でマグネトロンを制御し、強力なマイクロ波を発生させます。マイクロ波は導波管という特殊なパイプを伝ってアンテナまで送られ、アンテナの輻射面から一定方向へ発射されます。 発射されたマイクロ波は海面上をまっすぐに進行します。途中、マイクロ波は物標にあたり、その一部分が反射波として元のアンテナまで返ってきます。 アンテナで受信されたマイクロ波は、周波数変換、信号の増幅、ビデオ検波などの各回路を通過し、ビデオ増幅された後、アンテナ部内で信号処理を行い、デジタル信号として制御部に送り込まれます。 制御部に送り込まれたレーダーの信号は、接続された他の航海計器の情報とともに、ディスプレイに表示するための映像に変換され、ユーザーにとって見やすい形でディスプレイ上に表示されます。
- #10 答え 15 [km]
- #11 答え 15 [km]