Radar, viết tắt của "Radio Detection and Ranging" (Phát hiện và định vị bằng sóng vô tuyến), là một công nghệ sử dụng sóng điện từ để xác định và định vị các vật thể.

Nó hoạt động bằng cách phát ra sóng điện từ và sau đó thu nhận các tín hiệu phản xạ để tính toán khoảng cách, hướng, tốc độ và các dữ liệu khác của vật thể.

Công nghệ này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như hàng không dân dụng, hoạt động hàng hải, khí tượng học và nghiên cứu địa chất.

Nguyên lý hoạt động của radar dựa trên một số bước thiết yếu: truyền tín hiệu, thu tín hiệu, xử lý tín hiệu và hiển thị dữ liệu. Đầu tiên, radar phát ra sóng điện từ với tần số cụ thể hướng về mục tiêu.

Khi các sóng này gặp mục tiêu, một phần năng lượng của chúng sẽ phản xạ trở lại và được bộ thu radar thu nhận. Sau đó, radar truyền tín hiệu phản xạ đến một bộ xử lý tín hiệu để giải mã và trích xuất thông tin về mục tiêu.

Cuối cùng, dữ liệu thu được được hiển thị trên màn hình mà người vận hành radar có thể truy cập.

Hiệu quả của radar trong việc đo khoảng cách và hướng mục tiêu bắt nguồn từ đặc điểm của sự lan truyền sóng điện từ:

- Sóng điện từ thường truyền trong không gian với tốc độ không đổi dọc theo đường thẳng, mặc dù điều kiện khí quyển và khí hậu có thể ảnh hưởng nhẹ đến vận tốc của chúng.

- Sóng điện từ truyền trong không khí với vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng.

- Hiện tượng phản xạ sóng điện từ xảy ra khi các sóng này gặp vật cản và bật trở lại.

Bằng cách phân tích các tín hiệu phản xạ điện từ, dữ liệu liên quan đến hướng của mục tiêu có thể được suy ra dựa trên các thuộc tính của sóng điện từ. Radar hoạt động tương tự như khái niệm phản xạ sóng âm. Ví dụ, khi hét vào một hẻm núi đá, tiếng vọng sẽ dội lại.

Bằng cách biết tốc độ âm thanh trong không khí, người ta có thể ước tính khoảng cách và hướng gần đúng của nguồn âm. Radar sử dụng các xung năng lượng điện từ theo cách tương tự để xác định thông tin về hướng của một vật thể.

Mặc dù nguyên lý cơ bản của radar dễ hiểu, nhưng việc triển khai thực tế lại phức tạp, liên quan đến các lĩnh vực như kỹ thuật điện và cơ khí, truyền dẫn vi sóng công suất cao và xử lý tín hiệu và dữ liệu nhanh.

Vai trò và ứng dụng của radar

Công nghệ radar có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm:

- Hàng không dân dụng: Được sử dụng để ngăn ngừa va chạm máy bay và hỗ trợ định vị.

- Hoạt động hàng hải: Được sử dụng để xác định các đặc điểm địa chất dưới nước, phát hiện sự phân bố tảo trên đáy biển và theo dõi vị trí của cá.

- Khí tượng học: Được sử dụng để cảm nhận các thông số khí quyển khác nhau như lượng mưa, độ cao của mây và hướng gió.

- Thăm dò địa chất: Được sử dụng cho các hoạt động như thăm dò địa chấn và khoáng sản.