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スマートな活用: パッシブレーダーは周囲の無線信号をどのように使用しますか?
軍事および民間技術が急速に発展している今日の時代において、パッシブレーダーシステムは徐々にその独特の魅力を明らかにしてきました。このレーダー技術の可能性は、環境内の既存の無線信号を使用して物体を検出および追跡できることにあります。無線信号は、多くの場合、放送局や商用通信信号などの非協力的なソースから送信されます。従来のレーダー システムと比較して、パッシブ レーダー システムは特別な送信機を必要としないため、コスト、効率、隠蔽性の点で明らかな利点が得られます。
従来のレーダー システムには、パルス信号を通じて物体の位置を測定する共通の送信機と受信機があります。パッシブレーダーシステムでは、受信機は環境内の第三者を使用して信号を放射し、放射された信号の物体までの直接距離と反射距離を比較することによって物体の位置情報を計算します。このプロセスでは、ターゲットの距離を提供するだけでなく、ドップラー周波数シフトや到達方向などの複数のパラメーターを測定して、ターゲットの速度と方位を計算します。
パッシブ レーダー システムの利点は、運用コストが低く、隠蔽性に優れているため、特別な周波数設定を必要とせずに情報を迅速に更新できることです。
パッシブレーダーの歴史的背景
パッシブレーダーシステムの概念は新しいものではありません。 1935 年には英国のロバート ワトソン ワットが初めて電波を使用して爆撃機を探知し、これがレーダー技術開発の基礎を築きました。技術の進化に伴い、多くの国が航空脅威に対処するためにさまざまなタイプのバイスタティック レーダー システムを配備し始めています。英国の CHAIN HOME やフランスの CW レーダーがその初期の例です。
第二次世界大戦中、ドイツは英国の CHAIN HOME レーダーを通じて航空機を探知するためにパッシブバイスタティックレーダーも使用しました。送信機および受信機技術の進歩によりモノスタティック レーダーが普及しましたが、コンピュータ技術とデジタル受信機技術が向上するにつれて、1980 年代にパッシブ レーダー システムが再び注目を集めました。
パッシブレーダーの仕組み
パッシブレーダーシステムでは、受信機は複数の信号源からの反射波を正確に受信する必要があります。これには、テレビ放送信号、FM ラジオ、GPS 衛星などが含まれます。このシステムは、送信信号の基準チャネルをキャプチャすることで信号形式を動的にサンプリングし、デジタル ビーム フォーミングや適応フィルタリングなどの複数の処理ステップを実行して、ターゲット情報を正確に抽出できるようにします。
パッシブ レーダー システムでは、強い干渉下で極めて小さなエコー信号を識別するために、低ノイズ、高ダイナミック レンジ、高直線性を備えた受信機設計が必要です。
パッシブレーダーの利点と課題
パッシブレーダーシステムのメリットとしては、調達コストが削減できるだけでなく、運用やメンテナンスが容易になるという点が挙げられます。秘密作戦が必要な一部のミッションでは、パッシブレーダーは特定の周波数を送信せずに確実にオプションを提供します。ただし、このテクノロジーには課題も伴います。最大の課題は、システムが外部信号ソースに大きく依存しているため、その可用性が環境要因に大きく影響されることです。
さらに、パッシブレーダーの性能は従来の短距離および中距離レーダーシステムの性能に徐々に近づいていますが、その測位精度と追跡安定性はまださらに改善する必要があります。マルチベース レーダーを使用すると精度が向上しますが、システムの複雑さも増加します。
現在の研究と将来の展望
現在、世界中の多くの商業機関や学術機関がパッシブレーダーの研究を積極的に進めており、その応用分野を拡大しています。米国、英国、フランス、その他の国の研究者は、最新のデジタル放送信号を利用する可能性のさらなる開発に取り組んでいます。たとえば、HDTV 規格は、その優れた曖昧さ機能により、パッシブ レーダーにとって理想的な信号源と考えられており、関連研究において徐々に注目を集めています。
パッシブレーダーシステムは低コストであるため、この技術は予算が限られている研究機関やその他の部門にとって特に魅力的です。必要なハードウェア設備が少ないため、研究者はアルゴリズムの改善と計算能力の強化に集中できます。デジタル信号処理技術の進歩により、将来的にはパッシブレーダー技術のさらなる発展が見られ、その適用範囲はさらに多くの応用分野に拡大されるでしょう。これにより、無線信号利用に対する私たちの基本的な理解が変わるでしょうか。
