導入
レーダーは、電波を使用して、飛行機、ボート、さらには雨などの物体の距離や速度を検出および測定するシステムです。送信機は電波を送信し、その電波はターゲットで反射され、多くの場合送信機と同じ場所にある受信機で検出されます。信号の戻り時間を使用して位置を推定し、ドップラー効果による信号の周波数の変化から速度を測定します。
レーダーは、気象学、航空交通管制、道路交通監視、軍事、宇宙飛行など、さまざまな場面で使用されています。この言葉自体は、英語の頭字語「 RA dio Detection And Ranging 」から来た造語で、「電波による距離の検出と推定」、「無線探知と測距」、あるいはもっと単純に「無線判定」と訳すことができます。
このアメリカ起源の頭字語は、以前に使用されていた英語の頭字語「RDF」( Radio Direction Finding ) に取って代わりました。それ以来、この言葉は共通語となり、その頭字語表記は失われています。 「レーダー」という言葉は頭字語であると同時に回文でもあります。
歴史
1864 年、ジェームス クラーク マクスウェルは電磁気の法則を説明し、これにより電磁気の発生源を解明することが初めて可能になりました。 1888 年、ハインリヒ ルドルフ ヘルツは、電磁波が金属表面で反射されることを示しました。 20世紀初頭、無線と TSF (特にマルコーニによる) の開発により、レーダーの使用に必要なアンテナの開発が可能になりました。
その後、数人の発明家、科学者、エンジニアがレーダーの概念の開発に貢献しました。理論的基礎は、1904 年にドイツのクリスチャン ヒュルスマイヤーが「テレモビルスコープ」の特許を申請したことに遡ります (ライヒ特許番号 165546)。これは、非常に濃い霧の中でもボートの存在を検出できる可能性を実証しました。多極アンテナを使用して波を送信することにより、彼のシステムはダイポール アンテナを使用して障害物からの反射を記録しましたが、おおよその方位角以上の距離を定義することはできませんでした。つまり、AR (方位角と半径) ではなく、 RAD (無線検出) でした。
次に、1917 年にニコラ テスラによって提起された波長とパワーの問題を解決する必要があります。 1920 年代に、アンテナによる探知実験が始まりました。 1934 年、マグネトロンの体系的な研究に続き、フランスでテスラの原理に従って CSF (波長 16 および80 cm ) による短波検出システムのテストが実施されました。特許出願中（[フランス特許第788795号]）。こうしてデシメートル波「レーダー」が誕生しました。最初は 1934 年に貨物船オレゴンに搭載され、続いて 1935 年に定期船ノルマンディーに搭載されました。
1935 年、ロバート ワトソン ワット (レーダーのいわゆる「公式」発明者) が申請した特許 (英国特許 GB593017) を受けて、最初のレーダーネットワークが英国によって発注され、コードネーム「チェーン ホーム」と呼ばれました。ハンガリーのゾルターン・ラヨシュ・ベイは、1936 年にタングスラム社 (ハンガリー) の研究室で別の最初の運用モデルを製造しました。ナチスドイツとアメリカもこの分野の研究を続けました。
レーダーのアーキテクチャは、第二次世界大戦の初期にほぼ完成されたと考えられます。しかし、それは技術者に多くの技術的改善を見つけることを強いる作戦戦闘経験を欠いていた。そこで、航空兵器による夜間の爆撃や狩猟を可能にするために、航空機レーダーが開発されました。偏光に関する実験も行われました。
レーダーを運用上使用する際、オペレーターはアーティファクトの存在に気づきました。たとえば、連合軍のマイクロ波レーダーオペレーターは画像内のノイズに気づきました。これらの騒音は降水（雨、雪など）からのエコーであることが判明し、この観測が戦闘終了後の気象レーダーの開発につながりました。最初の妨害技術と電子的対策も開発されました。
この戦争以来、レーダーは気象学から道路や航空交通管制を含む天文測量に至るまで、多くの分野で使用されてきました。 1950 年代、合成開口レーダーの発明により、非常に高解像度のレーダー画像を取得する道が開かれました。 1965 年に、クーリーとタッキーは高速フーリエ変換を(再) 発見しました。これは、コンピューティングが十分に効率的になり始めたときに特に興味深いものになりました。このアルゴリズムは、今日のほとんどのデジタル レーダー処理の基礎です。