レーダー物理シミュレーター
1つのレーダーパルスが光速で飛び出し、目標に当たって戻ってくる様子を見てみましょう — その時間は距離を、強さは探知可能性を、周波数の変化は速度を教えてくれます。
インタラクティブシミュレーションを読み込んでいます...
電磁波伝搬とレーダー方程式 🖖
レーダーシステムは、電磁パルスを送信して反射波（エコー）を測定することで動作します。最大探知距離はレーダー方程式 P_r = (P_t * G² * λ² * σ) / ((4π)³ * R⁴) に支配されます。ここで、Rは距離、σはターゲットのレーダー反射断面積です。R⁴に反比例するのは、送信波と反射波の双方がそれぞれ 1/R² で減衰するためです。
1つのエコー、3つの答え 🖖
レーダーは電波のパルスを1つ発射し、返ってくるエコーを同時に3通りに読み取ります。戻るまでの遅延が距離を与え(R = c·Δt/2、パルスが往復するため2で割る)、エコーの強さは目標がそもそも検出できるかを示し、周波数のずれは目標が近づく・遠ざかる速さを明かします。要点:光は非常に速いため、150 km先の目標でも1ミリ秒未満で応答が返ります。
適切な速度で航空機が消える仕組み 🖖
MTIレーダー(移動目標指示)は、パルスごとに周波数が変わらないエコーを無視することで地表クラッターを除去します。しかしブラインド速度で飛ぶ目標——ドップラー偏移がちょうどPRFの整数倍になる速度——はパルス間で静止して見え、丘と一緒に濾し取られてしまいます。これらの速度は v = n·λ·PRF/2 に従い、λ = 0.1 m、PRF = 1000 Hz なら最初は 50 m/s です。実際のレーダーはPRFを切り替えてこの隙間を埋めます。