レーダーの広範囲な利用方法 -

レーダーがなければ、世界は非常に安全とはかけ離れた場所になっていただろう。19世紀後半に初めて考案されたレーダーは、20世紀を通じて探知と航行に使用される重要な機器として発展した。レーダーは軍事的な用途だけでなく、民間航空、海運、気象など数多くの分野で貴重な存在であることが証明された。では、レーダーはどのように発明されたのか、そしてこの驚異的な探知技術を前進させた先駆者は誰だったのか？ 

レーダーの魅力的な発展の軌跡をたどってみよう。

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ハインリヒ・ルドルフ・ヘルツ（1857年－1894年） -

ドイツの物理学者ハインリヒ・ルドルフ・ヘルツが1880年代に行った研究で、電波が金属物によって反射されることがわかった。

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画期的な実験 -

彼の電磁放射に関する画期的な実験は、光も電波も電磁波の一種であるという、スコットランドの物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェル（1831年-1879年）が提唱した以前の理論を証明した。

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クリスティアン・ヒュルスマイヤー（1881年－1957年） -

ドイツ人技師のクリスティアン・ヒュルスマイヤーは、レーダーの発明者とされている。しかし、彼の「テレモビロスコープ」と呼ぶ装置による特許（1904年）は、目標物までの距離を直接測定することはできなかった。船舶のような遠方の物体の存在を検出するために電波を使用した最初の装置であった。

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第一次世界大戦におけるレーダー -

第一次世界大戦は、レーダー技術を進歩させるきっかけとなった。多くのヨーロッパ諸国が、より遠距離の航空機のエンジン音を探知するために音響鏡の実験を行ったが、この方法はほとんど信頼できないことが判明した。

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ロバート・ワトソン＝ワット（1892年－1973年） -

真のレーダー技術は、その後20年にわたって発展した。1930年代、英国の科学者ロバート・ワトソン＝ワットとアーノルド・ウィルキンスは、長距離の航空機の位置を特定するために無線信号を使用する先駆者となった。

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アーノルド・ウィルキンス（1907年－1985年） -

航空機の探知に反射電波が使えるかもしれないと提案したのはウィルキンスだった。

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航空機からの跳ね返り -

自身の理論を証明するため、ウィルキンスはBBCの短波送信機からの信号をハンドレイページヘイフォード航空機に跳ね返らせる実験を行った。これは成功した。

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チェーンホームレーダーシステム -

ワトソン＝ワットは、この装置の実用版の開発を主導した。このシステムはコードネーム「チェーンホーム」と呼ばれ、イギリス空軍（RAF）が建設した沿岸早期警戒レーダー局のリングで構成されていた。

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初の早期警戒レーダーネットワーク -

チェーンホームは世界初の早期警戒レーダーネットワークであり、運用状態に達した最初の軍事レーダーシステムであった。バトル・オブ・ブリテンで空軍を助けた重要な事前情報を提供した。

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平面位置表示器 -

1940年当時、航空機はレーダー管制官によって「プラン・ポジション・インジケータ（PPI）」と呼ばれるシステムを使って識別されていた。このシステムは、航空機の距離だけでなく、その速度も示していた。

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無線探知と測距 -

同じ年の1940年、アメリカ海軍は今日私たちが使っているRADAR（Radio Detection and Ranging）という略語を作った。

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初の海洋レーダー -

海洋レーダーが初めて使用されたのも第二次世界大戦中のことで、1941年に「USS Semmes」に搭載された。1942年までには、米英の艦隊に大量に搭載されるようになった。

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戦後のレーダーの進歩 -

第二次世界大戦の終結により、ドイツと日本におけるレーダー開発は数年間中断された。しかし、他の国々、特にアメリカ、イギリス、ソ連にとっては、冷戦時代はレーダー技術の進歩に新たな緊急性をもたらした。

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パルスドップラー・レーダー -

1940年代後半から1950年代にかけて、新しく優れたレーダーシステムが登場した。中でも注目すべきはパルスドップラー・レーダーである。このシステムは現在も使用されており、パルスタイミング技術を用いて目標までの距離を測定し、戻ってきた信号のドップラー効果を利用して目標物の速度を決定する。ドップラー効果は、1842年にこの現象を説明した物理学者クリスチャン・ドップラーにちなんで名付けられた。

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モノパルスレーダー -

もうひとつの重要な開発はモノパルスレーダーで、これは無線信号をさらに暗号化し正確な方向と追跡情報を提供するものであった。

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フェーズドアレイレーダー -

フェーズドアレイレーダーは、複数の物体を追跡するために、アンテナの配列を使って電波のビームを作る。第二次世界大戦中に初めて導入されたフェーズドアレイレーダー・システムは、今日でも使用されている。

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移動目標表示（MTI）レーダー -

1960年代のレーダー技術の大きな発展は、移動目標指示（MTI）レーダーの導入であった。航空機探知用の空中MTIレーダーは、この時代に米海軍のグラマンE-2「ホークアイ」空中早期警戒（AEW）機用に開発された。

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ミサイル探知 -

OHF（オーバー・ザ・ホライズン）レーダーは、レーダーの水平線から数百マイル（数百キロメートル）から数千マイル（数千キロメートル）という非常に長い距離の目標を探知する能力を持つミサイルレーダー・システムである。弾道ミサイルや人工衛星を探知するために設計された最初のレーダーも登場した。

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デジタルレーダー -

1970年代、デジタルレーダーの時代が到来した。この新技術は、現代のレーダーに必要な信号処理とデータ処理を実用化した。

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新たなフロンティア -

レーダーはまた、1970年代に宇宙船で環境のリモートセンシングに使われ始めたことで、新たなフロンティアを達成した。

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民間のレーダー使用 -

レーダーは、その明白な軍事的用途のほかに、民間の航空管制（ATC）システムにも革命をもたらした。1946年の実験を果て1952年には着陸、離陸時、管制で初めて日常的に使用されるようになった。

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民間航空の枠を超えて -

民間航空にとって、レーダーは航空機の技術的性能と空中での安全性に大きな進歩をもたらした。しかし、レーダーは気象学、医学、海洋航行など、他の多くの分野でも非常に貴重であることが証明された。

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天気レーダー -

気象学では、気象監視レーダー（WSR）やドップラー気象レーダーを使って気象パターンを特定し、追跡することができる。

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海洋地形学 -

その延長線上で、レーダーは人工衛星にも採用され、地球の海の地形図をコンピューターで作成する。この画像は、海洋地形実験衛星（TOPEX）が収集したデータから作成された。この衛星はレーダー高度計を使って海面の高さ変化を測定し、海流、渦、海底の地質構造、風、波などの詳細を明らかにしている。

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重要な航行補助装置 -

1940年代初頭に誕生して以来、海上レーダーは指定された周辺にある他の船舶や陸地の位置を特定するために使用されてきた。

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新しい航海機器 -

海洋レーダーは、船乗りやレジャーボートに欠かせない航行補助装置として、視界がかなり悪くなっても障害物や気象システムを探知するのに役立つ。

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医療用レーダー -

医療用レーダーシステムは、バイタルサインの非接触モニタリングや臨床性能評価に使用できる。例えば、呼吸や心拍によって引き起こされる胸壁の周期的な動きを遠隔で測定することができる。

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スピード測定器 -

スピード測定器は、今日最も広く使われているレーダー装置のひとつである。1940年代後半に、動いている物体の速度を測定するために発明された。スピード測定器は、警察が交通取り締まりを行う際に、動いている車の速度をチェックするために一般的に使用されている。

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スポーツへの応用 -

スピード測定器はプロスポーツ界でも、野球のピッチ、テニスのサーブ、クリケットのボウルなどの速度を計算するのに使われている。

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進化したレーダー技術 -

今日の戦争において、電磁スペクトルはますます論争の的になっている。高度なレーダーの技術は戦場で使用するための情報、監視、偵察システムの設計と知恵をテストしている。

出典 (Britannica） （SkyRadar） （ScienceDirect）

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