Getting your questions ready
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英語版クイズをもとにAIで日本語で作成しました。出典は日本語版ウィキペディアにリンクしています。
レーダーは電波を発射し、その反射波から対象物までの距離や方向を測る装置です。雲や霧を通して遠くの目標を探知できることから、船舶や航空機の航行、気象観測、自動車の衝突被害軽減ブレーキまで幅広く使われています。 このクイズでは、レーダーの語源や基本的な構成、PPIスコープなどの表示方式、電波の屈折や減衰といった仕組みに加え、日本の電波法での扱いや旧日本軍の呼称も取り上げます。さらに、第二次世界大戦で生まれたレーダー妨害手段「チャフ」の歴史にも触れます。 技術好きにも歴史好きにも楽しめる問題をそろえました。
全30問の答えと解説。クイズで遊ぶ
Q 01レーダーのアンテナを保護する外装の名称は？
レドーム
レーダーは送信機、アンテナ、受信機など様々なコンポーネントで構成され、実用機では送信と受信のアンテナを共用するのが一般的です。
Q 02「レーダー」の語源である英語の略語を日本語にすると？
電波探知測距
radarはアメリカ人による命名で、当初イギリスではradio locator（電波標定機）と呼ばれていました。
Q 03送信機を持たず、放送局などの既存の電波を利用して目標を探知するレーダーは？
パッシブレーダー
自ら電波を発しないため省電力で周波数帯域の節減にもなり、軍事的には電子防護能力やステルス性にも優れます。
Q 04レーダーの受信電力を送信出力やアンテナ利得、距離などから計算する式は？
レーダー方程式
この式にはレーダー反射断面積や送信波長も含まれ、受信電力は目標までの距離の関数として求められます。
Q 05パルスレーダーのうち、ドップラー処理を行うものの名称は？
パルスドップラーレーダー
この方式は処理装置と変調器の間にCW発生器を挟んで各送信パルスをコヒーレントにしており、クラッタから移動目標を抽出する能力に優れています。
Q 06パルスレーダーで送信周波数を高くすると有利になる性能は？
分解能
周波数が低いほうが大気伝搬損失が少なく大電力化も容易なため、探知距離の延伸と分解能の向上は原則としてトレードオフの関係にあります。
Q 07目標の形や大きさを精密に測るため、高い周波数の電波を使う傾向があるレーダーは？
射撃管制レーダー
逆に遠距離の目標をいち早く発見する必要がある捜索用レーダーでは、減衰の少ない低い周波数の電波を用いる傾向があります。
Q 08レーダー位置を中心に、アンテナの回転と同期して放射状に掃引表示する方式は？
PPIスコープ
捉えた目標が鳥瞰的に表示されるため直感的に理解しやすく、アナログ表示の時代にはこの方式のブラウン管が主流でした。
Q 09送信と受信で1本のアンテナを共用するための送受アンテナ共用器の英語名は？
duplexer
送信パルスは受信パルスよりはるかに電力が高いため、送信中の反射エネルギーから受信機を保護する対策が必要になります。
Q 10レーダー受信機の方式のうち、大部分を占めているのは？
スーパーヘテロダイン方式
レーダー受信機の性能は基本的に雑音によって決まるため、設計ではSN比の向上が目標となります。
Q 11パルスレーダーのデューティサイクルは、パルス持続時間を何で割った値？
パルス繰返し間隔
パルス波はきれいな立ち上がり・立ち下がり特性を持つ極めて短い送信信号で、この比率は比較的低くなります。
Q 12ステルス兵器の発見に有効とされる、送信と受信のアンテナを遠く離したレーダーは？
バイスタティックレーダー
初期のステルス兵器は平面で構成された外面を持ち、レーダー波を送信方向とは別の特定の方向にまとめて反射させる工夫がされていました。
Q 13縦軸に受信信号強度、横軸に距離をとって波形を表示するレーダー表示方式は？
Aスコープ
開発初期から使われてきた方式で、現在でも受信信号強度の測定や信号の弁別のためにオシロスコープ表示として用いられています。
Q 14FM変調したレーダーで距離測定に使う、送信波と反射波の周波数差を何と呼ぶ？
Q 21電波が海面反射と下方への屈折を繰り返し、非常に遠方まで届く現象は？
ラジオダクト
スーパー・リフラクションの状態がさらに著しくなると起こり、レーダー水平線までの距離が大きく伸びます。
Q 22遠方目標の反射が次のパルス送信後に届き、距離を短く誤認させる現象は？
2次エコー
パルス繰返し周期が短いときに起こる現象で、しばしば実目標のエコーと混同されます。
Q 232019年時点でレーダー業界の収益の最大を占めたのは何レーダー？
連続波
2000年代以降、自動車の衝突被害軽減ブレーキ用ミリ波レーダーの普及で、以前とは桁違いの数のレーダーが量産されています。
Q 24送信パルスに線形周波数変調を加えるパルス圧縮方式のレーダーは？
ビート周波数
反射波が戻ってくる時点では送信波の周波数がすでに変化しているため、その差から目標までの距離を求められます。
Q 15電離層反射波などを使って水平線の向こうを観測するレーダーの略称は？
OTH
このレーダーはアンテナ群が巨大施設になり旋回が非現実的なため、アレイアンテナが必須となります。
Q 16目標側の運動を利用して写真のような映像を得るイメージングレーダーは？
逆合成開口レーダー
イメージングレーダーでは、レンジ方向の精度はパルス圧縮で、クロスレンジ方向の精度はドップラー周波数の解析で高めることが多いです。
Q 17通常の昼間光のもとでも見られる、現代のレーダー表示画面の呼び名は？
デイライト・タイプ
アナログ表示の時代は画面更新がアンテナの動きと同期していたためリフレッシュレートが低く、明るい場所では画像が見づらい問題がありました。
Q 18地上の移動目標の探知を目的とした「移動目標指示装置」の略称は？
MTI
この装置は低PRF方式でドップラー処理を行う方式の一種で、速度の精度は低い一方、距離の精度では優れています。
Q 19近距離の強い反射波に感度を下げ、遠距離ほど感度を上げる海面反射抑制回路の略称は？
STC
この回路は、近距離からの強い反射でPPI表示の中心付近が明るくなりすぎるときに用いられます。
Q 20最初にレーダーを開発したヒュルスマイヤーが自らの装置につけた名前は？
テレモビロスコープ
レーダーは可視光線よりはるかに波長の長い電波を使うため、雲や霧を通して遠方の目標を探知できます。
チャープレーダー
パルス圧縮は、探知距離を延ばすには広いパルス幅が、距離の識別精度を上げるには狭いパルス幅が必要というジレンマを克服する手法です。
Q 25電波が上方に曲げられ、レーダー水平線までの距離が短縮される現象は？
サブ・リフラクション
高さに対する温度低下が急激だったり、相対湿度が高さとともに増加したりする逆転状態の大気で起こります。
Q 26濃霧がレーダーの探知距離に影響を与えるようになる視程の目安は？
50m
視程が100m以上程度の雲や霧では探知距離はほとんど影響を受けませんが、往復距離の長い遠方の目標ほど減衰は大きくなります。
Q 27横軸に距離、縦軸に高さを表示するEスコープの一種の略称は？
RHI
水平面の情報を表示する他の方式に対し、Eスコープは垂直面の表示に用いられ、縦軸に仰角をとるタイプもあります。
Q 28FM変調したCWレーダーで、現実的な距離分離能力の限界とされる値は？
20cm
この方式は周波数偏移幅を広げるほど細かく距離を分離できるとされますが、帯域幅1.5GHzでもこの限界を超えることはできません。
Q 29大気中の酸素や水蒸気による電波の吸収がほぼ無視できるのは何GHz以下？
10GHz
波長の短い電波ほど大気中の気体に吸収されやすく、雨や雪では雨滴が大きくなると散乱が急増して減衰が起きます。
Q 30水平線上の探知可能距離の式で、自分と相手の高度の平方根の和に掛ける係数は？
4.12
標準大気では屈折率が高度とともに直線的に減少するため電波は下方に曲がり、レーダー水平線は見通し距離より少し遠くなります。