レーダウォール

■ レーダとは

　レーダとは、電波を使って対象物の距離や方向、速度や性質などを調べる装置のことです。たとえば空港のレーダでは、アンテナから電波を発射し、飛行機からの反射波を受信することで、距離や方向がわかります。またレーダを使って、雲の中の状態や、潮の流れを調べることもできます。このように離れた場所から対象物を調べることを「リモートセンシング」と呼び、レーダはリモートセンシングの1つの方法です。

■ どうして場所と速度がわかるの？

■ レーダでわかること　1　- 距離と方向 -

　レーダを使うと、離れた場所にある対象物の情報を知ることができます。
たとえば空港のレーダでは、特定の方向だけに電波を発射するパラボラアンテナを使い、アンテナを常に回転させています。飛行機のいる方向は、反射波を受信した時のアンテナの向きでわかります。

　また電波を発射してから、反射波を受信するまでの時間を測ることで、飛行機までの距離もわかります。

　沖縄電磁波技術センターで研究しているレーダでも、同じように台風や雲などの方向と距離を測っています。

　ブースでは，映像シミュレーションを使って、空港の管制塔にあるレーダのしくみを紹介します。レーダを使うことで、飛行機までの距離と方向がわかります。

■ レーダでわかること　2　- 速度 -

　電波でのドップラー効果は、周波数の変化として現れます。これを利用したドップラーレーダでは、離れた場所にある対象物の速度がわかります。沖縄電磁波技術センターで研究しているレーダもドップラーレーダです。
ドップラーレーダを使って雲の中を観測すると、雲の中にある雨粒の速度が知ることができ、これにより風の速度がわかります。

■ ドップラー効果とは？

　「ドップラー効果」という言葉を聞いたことがありますか。もっとも身近な例として、走っている救急車のサイレンの音の変化があげられます。
走っている救急車のサイレンは、常に一定の高さの音を出しています。しかし止まっている人間には、救急車が近づいてくる時は音が高く聞こえ、遠ざかるときは音が低く聞こえます。この現象は音を出している物体と、受ける側との距離の変化によって起こります。これをドップラー効果と呼びます。
ドップラー効果は音だけでなく、同じ波である電波にも起こります。ドップラー効果による変化を測れば、速度を知ることができます。

　ブースでは，レーダを使うと対象となる物体の速度もわかります。これはドップラー効果という現象を利用したものです。ビデオを通してドップラー効果とはどんなものか解説します。

■ どうして特性がわかるの？

■ レーダでわかること　3　物体の特性 -

　レーダを使って物体の量や形などを知ることもできます。たとえば雨の量は、反射波が強いか、弱いかによっておおよそわかります。
また物体の形は、発射する電波の振動方向を利用して調べることができます。沖縄電磁波技術センターで研究しているレーダでも、この振動方向をそろえた電波＝偏波を利用しています。

■ 偏波とは？

　偏波とは、電波が特定の振動方向を持っている状態を言います。 電界の波が地面に対して水平方向に振動しているものを「水平偏波」、垂直方向に振動しているものを「垂直偏波」と呼びます。この他にも振動する方向が回転しながら伝わっていく「円偏波」や「楕円偏波」があります。

■ 偏波で雨粒の形がわかる

　偏波を利用すると、雨粒の形がわかります。空中にある雨粒は小さい場合は円形ですが、大きくなると上下に少しつぶれた楕円形になります。
雨粒が小さい場合は、垂直偏波と水平偏波の反射波の強さに差はありません。それに対して雨粒が大きくなると、水平偏波の反射波の方が強くなります。このことから雨粒の形がわかり、雨粒の大きさを推測できます。

ブースではシミュレーションを使って、雲の中の雨滴の大きさをレーダで調べる方法を紹介します。

■ イルカの超音波とレーダ

　イルカは暗い海の中でも、えさとなる魚を探すことができます。これはイルカが人間の耳には聞こえない音（超音波）を出し、やまびこのように戻ってきた音をキャッチしているためです。目には見えなくても、超音波を使ってえさの方向や距離がわかるのです。 レーダのしくみも、イルカの超音波とほぼ同じです。空港で使われているレーダでは、アンテナから電波を出し、飛行機に反射される電波をキャッチします。これにより飛行機のいる方向や距離がわかります。