ลิงก์ข้ามภาษาในบทความนี้ มีไว้ให้ผู้อ่านและผู้ร่วมแก้ไขบทความศึกษาเพิ่มเติมโดยสะดวก เนื่องจากวิกิพีเดียภาษาไทยยังไม่มีบทความดังกล่าว กระนั้น ควรรีบสร้างเป็นบทความโดยเร็วที่สุด |
เรดาร์ (อังกฤษ: radar) เป็นระบบที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเครื่องมือในการระบุระยะ (range) , ความสูง (altitude) รวมถึงทิศทางหรือความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุ เดิมทีตั้งแต่ปี ค.ศ. 1941 คำว่า "เรดาร์" ในภาษาอังกฤษสะกดด้วยอักษรตัวพิมพ์ใหญ่ คือ RADAR และย่อมาจากคำว่า Radio Detection and Ranging อย่างไรก็ตามในระยะหลัง คำนี้ได้กลายเป็นคำทั่วไปในภาษาอังกฤษ เราจึงพบเห็นการสะกดด้วยตัวพิมพ์เล็กแทน สำหรับในสหราชอาณาจักร คำว่าเรดาร์ แต่เดิมถูกเรียกว่า RDF (radio direction finder)
วิวัฒนาการ
ประวัติศาสตร์ของเรดาร์สามารถกล่าวย้อนไปตั้งแต่สมัยแรกเริ่มค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในปี ค.ศ. 1886 Heinrich Hertz ได้สาธิตของคลื่นวิทยุ ในปี ค.ศ. 1904 วิศวกรชาวเยอรมัน ประสบความสำเร็จในการทดลองตรวจจับเรือที่อยู่ทามกลางหมอกทึบได้สำเร็จ อย่างไรก็ตามเขายังไม่สามารถระบุตำแหน่งของเรือได้ ต่อมาค.ศ. 1917 นิโคลา เทสลาได้อธิบายหลักการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการตรวจจับและวัดความเร็วของวัตถ ในปี ค.ศ. 1922 และ แห่ง (NRL) สาธิตการตรวจจับตำแหน่งของเรือโดยใช้เรดาร์ และต่อมาในปี ค.ศ. 1930 แห่งห้องทดลอง NRL เช่นกัน เป็นคนแรกที่สามารถตรวจจับเครื่องบิน(โดยบังเอิญ) โดยใช้เรดาร์ได้สำเร็จ จากความสำเร็จนี้ส่งผลให้มีการจดสิทธิบัตรเรดาร์ชนิด Continuous Wave (CW) ในปี ค.ศ. 1934
วิวัฒนาการของเรดาร์ได้ก้าวไปอย่างรวดเร็วในช่วงกลางยุค 1930 มีการพัฒนาทั้งในสหรัฐอเมริกา บริเตนใหญ่ ฝรั่งเศส เยอรมนี รัสเซีย อิตาลี และญี่ปุ่น ในสหรัฐอเมริกา แห่งห้องทดลอง NRL สามารถพัฒนาเรดาร์แบบใหม่ที่เรียกว่า Pulsed radar ได้สำเร็จในปี ค.ศ. 1936 ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1938 เรดาร์ถูกเริ่มนำมาใช้ในการรบเป็นครั้งแรกใน ซึ่งเป็นระบบดักจับและทำลายเครื่องบินรบ (antiaircraft fire control system) และในปี ค.ศ. 1939 ระบบเรดาร์ ก็ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับเป็นระบบเตือนภัยล่วงหน้า (early warning system) ระบบ SCR-270 เป็นที่รู้จักในนาม Pearl Harbor Radar เนื่องจากเรดาร์สามารถตรวจจับผู้บุกรุกได้ล่วงหน้า 30 นาทีแต่จากความผิดพลาดของผู้ปฏิบัติการทำให้เพิกเฉยต่อการเตือนของเรดาร์จนทำให้เกิดโศกนาฏกรรม Pearl Harbor ในที่สุด
ในส่วนของบริเตนใหญ่ เนื่องจากในช่วงนั้นถูกกดดันจากข่าวลือว่าเยอรมนีกำลังพัฒนาอาวุธใหม่ที่เรียกว่า death ray แม้ว่าท้ายที่สุดแล้วจะพบว่าอาวุธดังกล่าวไม่มีทางเป็นไปได้ แต่แรงกระตุ้นดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ สามารถคิดค้น Pulsed radar ได้สำเร็จและในปี ค.ศ. 1938 ถูกนำมาใช้ในระบบ Home Chain สำหรับป้องกันการโจมตีจากระยะไกล โดยระบบนี้ถูกใช้จนกระทั่งจบสงครามโลกครั้งที่ 2
ระบบเรดาร์ในช่วงก่อนปี ค.ศ. 1940 ใช้ความถี่ในย่าน และ เป็นหลัก ต่อมาในปี ค.ศ. 1940 จากการที่อังกฤษและสหรัฐอเมริกาแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีทางด้านเรดาร์ต่อกันทำให้มีการพัฒนาเรดาร์ที่ทำงานที่ความถี่ย่านไมโครเวฟได้สำเร็จ สำหรับประเทศอื่นๆ ที่มีการพัฒนาด้านเรดาร์เช่น ฝรั่งเศส และรัสเซียในช่วงนั้นก็ต้องชะงักเมื่อถูกรุกรานจากเยอรมนี สำหรับญี่ปุ่น การพัฒนาเทคโนโลยีด้านเรดาร์ในช่วงนั้นเป็นผลพวงจากการที่ญี่ปุ่นสามารถยึดเรดาร์ของสหรัฐได้ที่ฟิลิปปินส์ และการแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีกับเยอรมนี ในตอนท้ายของสงครามโลกครั้งที่ 2 เทคโนโลยีเรดาร์ที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในแง่ของประสิทธิภาพจึงเป็นเรดาร์ที่ทำงานที่ย่านความถี่ไมโครเวฟและเป็นแบบ pulsed radar
ในยุคแรกๆ วิวัฒนาการเรดาร์ขับเคลื่อนไปอย่างรวดเร็วเนื่องจากเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญทางการทหาร แต่ในปัจจุบัน เรดาร์ถูกนำมาใช้งานในชีวิตประจำวันมากขึ้น ได้แก่เรดาร์จับความเร็วรถยนต์ของตำรวจเพื่อตรวจจับผู้ขับขี่ที่ขับรถเร็วเกินตามที่กฎหมายกำหนด การวัดความเร็วลูกเบสบอลหรือเทนนิสในการแข่งขันกีฬา การใช้เรดาร์ในการพยากรณ์อากาศ ใช้นำทางเครื่องบินโดยสาร ใช้เป็นระบบเตือนการชนสิ่งกีดขวางของรถยนต์ ใช้ในระบบดาวเทียมเพื่อสร้างภาพถ่ายทางอากาศที่แสดงสภาวะของโลก เช่นสภาพป่า น้ำ มลภาวะ หรือการใช้ที่ดิน เป็นต้น
การประยุกต์ใช้งาน
ข้อมูลที่ให้โดยเรดาร์ประกอบด้วยทิศทางและระยะ (และก็คือตำแหน่ง) ของวัตถุจากสแกนเนอร์เรดาร์ จึงมีการใช้งานในหลาย ๆ ขอบเขตแตกต่างกันที่จำเป็นสำหรับการรู้ตำแหน่งดังกล่าวอันเป็นสิ่งที่สำคัญมาก เรดาร์ถูกนำมาใช้งานเป็นครั้งแรกเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร: เพื่อค้นหาเป้าหมายทางอากาศ ทางภาคพื้นดินและในทะเล
หลักการและทฤษฏี
ระบบเรดาร์มีเครื่องส่งสัญญาณที่ปล่อยคลื่นวิทยุที่เรียกว่าสัญญาณเรดาร์ออกมาในทิศทางที่กำหนดไว้ เมื่อสิ่งเหล่านี้สัมผัสกับวัตถุพวกมันมักจะสะท้อนกลับหรือกระจายอยู่ในหลาย ๆ ทิศทาง สัญญาณเรดาร์ถูกสะท้อนกลับได้เป็นอย่างดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งวัสดุที่มีสภาพนำไฟฟ้ามากโดยเฉพาะโลหะโดยส่วนใหญ่, โดยน้ำทะเล, โดยพื้นดินที่เปียก, และโดยพื้นที่ชุ่มน้ำ (wetland) บางส่วนเหล่านี้ทำให้การใช้ () เป็นสิ่งที่เป็นไปได้ สัญญาณเรดาร์ที่สะท้อนกลับไปสู่เครื่องส่งสัญญาณเป็นสิ่งที่พึงประสงค์ในการทำงานของเรดาร์ ถ้าวัตถุมีการเคลื่อนไหวอย่างใดอย่างหนึ่งที่ใกล้ชิดหรือห่างไกลออกไป จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความถี่ของคลื่นวิทยุ, ที่เกิดจากผลของปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ ()
เครื่องรับเรดาร์มักจะถูกติดตั้ง แต่ไม่เสมอไปในตำแหน่งที่ตั้งเดียวกับเครื่องส่งสัญญาณ แม้ว่าสัญญาณเรดาร์ที่สะท้อนกลับที่ถูกดักจับโดยสายอากาศรับสัญญาณมักจะอ่อนมาก แต่สามารถขยายให้มีความเข้มขึ้นได้โดยเครื่องขยายอิเล็กทรอนิกส์ วิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้นจากการประมวลผลสัญญาณยังใช้เพื่อกู้คืนสัญญาณเรดาร์ที่มีประโยชน์
การถูกดูดซึมอย่างอ่อน ๆ ของคลื่นวิทยุโดยสื่อตัวกลางที่มันเคลื่อนที่ผ่านไปเป็นสิ่งที่ช่วยให้ชุดเรดาร์ตรวจจับวัตถุที่ช่วงระยะสัมพัทธ์ที่ยาวขึ้น-ช่วงที่ซึ่งเป็นความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ เช่นแสง, รังสีอินฟราเรด, และ รังสีอัลตราไวโอเลต, ที่มีความเข้มมากเกินไปให้เจือจางลง
สมการเรดาร์
กำลัง Pr ที่จะย้อนกลับไปยังสายอากาศรับสัญญาณหาได้จากสมการ:
เมื่อ
- Pt = กำลังส่ง
- Gt = () ของสายอากาศรับ-ส่ง
- Ar = ประสิทธิภาพของช่องรับพลังงานรังสี (พื้นที่) ของสายอากาศรับสัญญาณ
- σ = () หรือค่าสัมประสิทธิ์การกระเจิงของเป้าหมาย
- F = รูปแบบปัจจัยการแพร่กระจาย
- Rt = ระยะทางจากเครื่องส่งไปยังเป้าหมาย
- Rr = ระยะทางจากเป้าหมายไปยังเครื่องรับ
- Clutter
- Jamming
ส่วนนี้รอเพิ่มเติมข้อมูล คุณสามารถช่วยเพิ่มข้อมูลส่วนนี้ได้ |
การประมวลผลสัญญาณเรดาร์
การวัดระยะทาง
เวลาขนส่ง
วิธีหนึ่งที่จะใช้กับจะขึ้นอยู่กับ (time-of-flight): โดยการส่งผ่านคลื่นพัลส์สั้น ๆ จากสัญญาณวิทยุ (การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า) และวัดเวลาที่ใช้สำหรับการสะท้อนที่จะกลับมา
- Doppler Processing
- Detection
- Synthetic Aperture Imaging
ส่วนนี้รอเพิ่มเติมข้อมูล คุณสามารถช่วยเพิ่มข้อมูลส่วนนี้ได้ |
ข้อมูลเพิ่มเติม
- วิวัฒนาการของเรดาร์
อ้างอิง
- "Fundamentals of Radar Signal Processing," Mark A. Richards, McGraw Hill, 2005
wikipedia, แบบไทย, วิกิพีเดีย, วิกิ หนังสือ, หนังสือ, ห้องสมุด, บทความ, อ่าน, ดาวน์โหลด, ฟรี, ดาวน์โหลดฟรี, mp3, วิดีโอ, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, รูปภาพ, เพลง, เพลง, หนัง, หนังสือ, เกม, เกม, มือถือ, โทรศัพท์, Android, iOS, Apple, โทรศัพท์โมบิล, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, PC, พีซี, web, เว็บ, คอมพิวเตอร์
lingkkhamphasa inbthkhwamni miiwihphuxanaelaphurwmaekikhbthkhwamsuksaephimetimodysadwk enuxngcakwikiphiediyphasaithyyngimmibthkhwamdngklaw krann khwrribsrangepnbthkhwamodyerwthisud erdar xngkvs radar epnrabbthiichkhlunaemehlkiffaepnekhruxngmuxinkarraburaya range khwamsung altitude rwmthungthisthanghruxkhwamerwinkarekhluxnthikhxngwtthu edimthitngaetpi kh s 1941 khawa erdar inphasaxngkvssakddwyxksrtwphimphihy khux RADAR aelayxmacakkhawa Radio Detection and Ranging xyangirktaminrayahlng khaniidklayepnkhathwipinphasaxngkvs eracungphbehnkarsakddwytwphimphelkaethn sahrbinshrachxanackr khawaerdar aetedimthukeriykwa RDF radio direction finder erdarthisunyxwkasekhnendi khxngxngkhkarnasaesaxakaserdarrayaiklthieriykwa Altair thiichinkartrwccbaelatidtamwtthuinphunthirwmkbkarthdsxb ABM thiistthdsxbornld eraeknbnekaakhwacalin wiwthnakarprawtisastrkhxngerdarsamarthklawyxniptngaetsmyaerkerimkhnphbkhlunaemehlkiffa inpi kh s 1886 Heinrich Hertz idsathitkhxngkhlunwithyu inpi kh s 1904 wiswkrchaweyxrmn prasbkhwamsaercinkarthdlxngtrwccberuxthixyuthamklanghmxkthubidsaerc xyangirktamekhayngimsamarthrabutaaehnngkhxngeruxid txmakh s 1917 niokhla ethslaidxthibayhlkkarichkhlunaemehlkiffainkartrwccbaelawdkhwamerwkhxngwtth inpi kh s 1922 aela aehng NRL sathitkartrwccbtaaehnngkhxngeruxodyicherdar aelatxmainpi kh s 1930 aehnghxngthdlxng NRL echnkn epnkhnaerkthisamarthtrwccbekhruxngbin odybngexiy odyicherdaridsaerc cakkhwamsaercnisngphlihmikarcdsiththibtrerdarchnid Continuous Wave CW inpi kh s 1934 wiwthnakarkhxngerdaridkawipxyangrwderwinchwngklangyukh 1930 mikarphthnathnginshrthxemrika brietnihy frngess eyxrmni rsesiy xitali aelayipun inshrthxemrika aehnghxngthdlxng NRL samarthphthnaerdaraebbihmthieriykwa Pulsed radar idsaercinpi kh s 1936 tngaetpi kh s 1938 erdarthukerimnamaichinkarrbepnkhrngaerkin sungepnrabbdkcbaelathalayekhruxngbinrb antiaircraft fire control system aelainpi kh s 1939 rabberdar kthukphthnakhunsahrbepnrabbetuxnphylwnghna early warning system rabb SCR 270 epnthiruckinnam Pearl Harbor Radar enuxngcakerdarsamarthtrwccbphubukrukidlwnghna 30 nathiaetcakkhwamphidphladkhxngphuptibtikarthaihephikechytxkaretuxnkhxngerdarcnthaihekidosknatkrrm Pearl Harbor inthisud erdar SCR 268 pracakar n Guadalcanal emuxeduxnsinghakhm kh s 1942erdar SCR 270 runediywkberdarthisamarthtrwccbekhruxngbinbukrukidthi Pearl Harbor inswnkhxngbrietnihy enuxngcakinchwngnnthukkddncakkhawluxwaeyxrmnikalngphthnaxawuthihmthieriykwa death ray aemwathaythisudaelwcaphbwaxawuthdngklawimmithangepnipid aetaerngkratundngklawthaihnkwithyasastrchawxngkvs samarthkhidkhn Pulsed radar idsaercaelainpi kh s 1938 thuknamaichinrabb Home Chain sahrbpxngknkarocmticakrayaikl odyrabbnithukichcnkrathngcbsngkhramolkkhrngthi 2 rabberdarinchwngkxnpi kh s 1940 ichkhwamthiinyan aela epnhlk txmainpi kh s 1940 cakkarthixngkvsaelashrthxemrikaaelkepliynethkhonolyithangdanerdartxknthaihmikarphthnaerdarthithanganthikhwamthiyanimokhrewfidsaerc sahrbpraethsxun thimikarphthnadanerdarechn frngess aelarsesiyinchwngnnktxngchangkemuxthukrukrancakeyxrmni sahrbyipun karphthnaethkhonolyidanerdarinchwngnnepnphlphwngcakkarthiyipunsamarthyuderdarkhxngshrthidthifilippins aelakaraelkepliynethkhonolyikbeyxrmni intxnthaykhxngsngkhramolkkhrngthi 2 ethkhonolyierdarthiepnthiyxmrbxyangkwangkhwanginaengkhxngprasiththiphaphcungepnerdarthithanganthiyankhwamthiimokhrewfaelaepnaebb pulsed radar inyukhaerk wiwthnakarerdarkhbekhluxnipxyangrwderwenuxngcakepnethkhonolyithisakhythangkarthhar aetinpccubn erdarthuknamaichnganinchiwitpracawnmakkhun idaekerdarcbkhwamerwrthyntkhxngtarwcephuxtrwccbphukhbkhithikhbrtherwekintamthikdhmaykahnd karwdkhwamerwlukebsbxlhruxethnnisinkaraekhngkhnkila karicherdarinkarphyakrnxakas ichnathangekhruxngbinodysar ichepnrabbetuxnkarchnsingkidkhwangkhxngrthynt ichinrabbdawethiymephuxsrangphaphthaythangxakasthiaesdngsphawakhxngolk echnsphaphpa na mlphawa hruxkarichthidin epntnkarprayuktichnganesaxakaserdarphanichythangthael esaxakashmunaephkracaylakhlunrupphdaenwtngxxkma khxmulthiihodyerdarprakxbdwythisthangaelaraya aelakkhuxtaaehnng khxngwtthucaksaeknenxrerdar cungmikarichnganinhlay khxbekhtaetktangknthicaepnsahrbkarrutaaehnngdngklawxnepnsingthisakhymak erdarthuknamaichnganepnkhrngaerkephuxwtthuprasngkhthangthhar ephuxkhnhaepahmaythangxakas thangphakhphundinaelainthaelhlkkaraelathvstirabberdarmiekhruxngsngsyyanthiplxykhlunwithyuthieriykwasyyanerdarxxkmainthisthangthikahndiw emuxsingehlanismphskbwtthuphwkmnmkcasathxnklbhruxkracayxyuinhlay thisthang syyanerdarthuksathxnklbidepnxyangdiodyechphaaxyangyingwsduthimisphaphnaiffamakodyechphaaolhaodyswnihy odynathael odyphundinthiepiyk aelaodyphunthichumna wetland bangswnehlanithaihkarich epnsingthiepnipid syyanerdarthisathxnklbipsuekhruxngsngsyyanepnsingthiphungprasngkhinkarthangankhxngerdar thawtthumikarekhluxnihwxyangidxyanghnungthiiklchidhruxhangiklxxkip cathaihekidkarepliynaeplngelknxyinkhwamthikhxngkhlunwithyu thiekidcakphlkhxngpraktkarndxpeplxr ekhruxngrberdarmkcathuktidtng aetimesmxipintaaehnngthitngediywkbekhruxngsngsyyan aemwasyyanerdarthisathxnklbthithukdkcbodysayxakasrbsyyanmkcaxxnmak aetsamarthkhyayihmikhwamekhmkhunidodyekhruxngkhyayxielkthrxniks withikarthisbsxnmakkhuncakkarpramwlphlsyyanyngichephuxkukhunsyyanerdarthimipraoychn karthukdudsumxyangxxn khxngkhlunwithyuodysuxtwklangthimnekhluxnthiphanipepnsingthichwyihchuderdartrwccbwtthuthichwngrayasmphthththiyawkhun chwngthisungepnkhwamyawkhlunaemehlkiffaxun echnaesng rngsixinfraerd aela rngsixltraiwoxelt thimikhwamekhmmakekinipihecuxcanglngsmkarerdarkalng Pr thicayxnklbipyngsayxakasrbsyyanhaidcaksmkar Pr PtGtArsF4 4p 2Rt2Rr2 displaystyle P r P t G t A r sigma F 4 over 4 pi 2 R t 2 R r 2 emux Pt kalngsng Gt khxngsayxakasrb sng Ar prasiththiphaphkhxngchxngrbphlngnganrngsi phunthi khxngsayxakasrbsyyan s hruxkhasmprasiththikarkraecingkhxngepahmay F rupaebbpccykaraephrkracay Rt rayathangcakekhruxngsngipyngepahmay Rr rayathangcakepahmayipyngekhruxngrb Clutter Jammingswnnirxephimetimkhxmul khunsamarthchwyephimkhxmulswnniidkarpramwlphlsyyanerdarkarwdrayathang ewlakhnsng withihnungthicaichkbcakhunxyukb time of flight odykarsngphankhlunphlssn caksyyanwithyu karaephrngsiaemehlkiffa aelawdewlathiichsahrbkarsathxnthicaklbma Doppler Processing Detection Synthetic Aperture Imagingswnnirxephimetimkhxmul khunsamarthchwyephimkhxmulswnniidkhxmulephimetimwiwthnakarkhxngerdarxangxing Fundamentals of Radar Signal Processing Mark A Richards McGraw Hill 2005 wikimiediykhxmmxnsmisuxthiekiywkhxngkb erdar