เรดาร์สร้างภาพเป็นการประยุกต์ใช้เรดาร์ ที่ใช้ในการสร้าง ภาพสองมิติโดยทั่วไปจะเป็นภาพของภูมิประเทศ เรดาร์สร้างภาพใช้แสงส่องสว่างพื้นที่บนพื้นดินและถ่ายภาพที่ความยาวคลื่นวิทยุ โดยใช้เสาอากาศและหน่วยเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ดิจิทัลในการบันทึกภาพ ในภาพเรดาร์ เราจะเห็นเฉพาะพลังงานที่สะท้อนกลับไปยังเสาอากาศเรดาร์เท่านั้น เรดาร์จะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางการบิน และพื้นที่ที่เรดาร์ส่องสว่าง หรือรอยเท้า จะเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวเป็นแถบ สร้างภาพไปพร้อมกัน^{[ 1 ]}

ภาพเรดาร์ดิจิทัลประกอบด้วยจุดจำนวนมาก แต่ละพิกเซลในภาพเรดาร์แสดงถึงการสะท้อนกลับของเรดาร์สำหรับพื้นที่นั้นบนพื้นดิน ( การสะท้อนกลับของภูมิประเทศ ): พื้นที่สว่างแสดงถึงการสะท้อนกลับสูง พื้นที่มืดแสดงถึงการสะท้อนกลับต่ำ^{[ 1 ]}

การใช้งานเรดาร์แบบดั้งเดิมคือการแสดงตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีการสะท้อนแสงสูง (เช่นเครื่องบินหรือเรือ ) โดยการส่งสัญญาณคลื่นวิทยุออกไป แล้วตรวจจับทิศทางและเวลาหน่วงของสัญญาณสะท้อนกลับ ในทางกลับกัน เรดาร์สร้างภาพพยายามสร้างภาพของวัตถุหนึ่งชิ้น (เช่น ภูมิประเทศ) โดยการบันทึกความเข้มของสัญญาณสะท้อนกลับเพื่อกำหนดปริมาณการกระเจิงการกระเจิงของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่บันทึกไว้จะถูกแมปไปยังระนาบสองมิติ โดยจุดที่มีการสะท้อนแสงสูงกว่ามักจะได้รับสีที่สว่างกว่า จึงสร้างเป็นภาพได้

มีการพัฒนาเทคนิคหลายอย่างเพื่อทำเช่นนี้ โดยทั่วไปแล้วเทคนิคเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ที่เกิดจากการหมุนหรือการเคลื่อนที่อื่นๆ ของวัตถุ และจากการเปลี่ยนแปลงมุมมองของวัตถุที่เกิดจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างวัตถุและการสะท้อนกลับที่เรดาร์ตรวจจับได้ของวัตถุ (โดยทั่วไปคือเครื่องบิน) ที่บินอยู่เหนือโลก ด้วยการปรับปรุงเทคนิคในปัจจุบัน การสร้างภาพด้วยเรดาร์จึงมีความแม่นยำมากขึ้น การสร้างภาพด้วยเรดาร์ถูกนำมาใช้ในการทำแผนที่โลก ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ดาวเคราะห์น้อย วัตถุทางดาราศาสตร์อื่นๆ และเพื่อจำแนกประเภทเป้าหมายสำหรับระบบทางทหาร

เรดาร์สร้างภาพเป็นอุปกรณ์เรดาร์ชนิดหนึ่งที่สามารถใช้สำหรับการสร้างภาพ เทคโนโลยีเรดาร์ทั่วไปประกอบด้วยการปล่อยคลื่นวิทยุ รับการสะท้อน และใช้ข้อมูลนี้เพื่อสร้างข้อมูล สำหรับเรดาร์สร้างภาพ คลื่นที่สะท้อนกลับมาจะถูกนำมาใช้สร้างภาพ เมื่อคลื่นวิทยุสะท้อนจากวัตถุ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคลื่นวิทยุและสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุได้ รวมถึงระยะทางที่คลื่นเดินทางและชนิดของวัตถุที่คลื่นพบเจอ โดยใช้ข้อมูลที่ได้มา คอมพิวเตอร์สามารถสร้างภาพ 3 มิติหรือ 2 มิติของเป้าหมายได้^{[ 2 ]}

เรดาร์ภาพมีข้อดีหลายประการ^{[ 3 ]}สามารถทำงานได้แม้จะมีสิ่งกีดขวางที่บดบังเป้าหมาย และสามารถทะลุผ่านพื้นดิน (ทราย) น้ำ หรือกำแพงได้^{[ 4 ] [ 5 ]}

เทคนิคโดเมนเวลา-ความถี่มีความสำคัญอย่างยิ่งในเรดาร์ภาพเพื่อวิเคราะห์และประมวลผลสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงทั้งในเวลาและความถี่ สัญญาณเรดาร์มักไม่คงที่เนื่องจากเป้าหมายเคลื่อนที่หรือการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม เทคนิคโดเมนเวลา-ความถี่ช่วยให้เข้าใจว่าลักษณะของสัญญาณ (เช่น ความถี่) เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้สามารถเข้าใจและดึงข้อมูลเป้าหมายได้ดียิ่งขึ้น

วิธีการวิเคราะห์ความถี่เวลาที่ใช้กันทั่วไป:

การใช้งานรวมถึง: ลักษณะภูมิประเทศพื้นผิวและการเปลี่ยนแปลงชายฝั่ง การตรวจสอบการใช้ที่ดิน การตรวจสอบทางการเกษตร การลาดตระเวนน้ำแข็ง การ ตรวจสอบสิ่งแวดล้อมเรดาร์ตรวจสภาพอากาศ - การตรวจสอบพายุ การเตือน ลมเฉือน การถ่ายภาพรังสีไมโครเวฟทางการแพทย์^{[ 5 ]}การถ่ายภาพเรดาร์ผ่านผนัง^{[ 6 ]}การวัดแบบ 3 มิติ^{[ 7 ]}เป็นต้น

การประมาณค่าพารามิเตอร์ผนังใช้ระบบเรดาร์อัลตร้าไวด์แบนด์ เรดาร์ UWB แบบ M-sequence ที่มีฮอร์นและเสาอากาศแบบวงกลมถูกใช้สำหรับการรวบรวมข้อมูลและสนับสนุนวิธีการสแกน^{[ 6 ]}

การวัดแบบ 3 มิติได้มาจากเรดาร์เลเซอร์แบบปรับแอมพลิจูด—เซ็นเซอร์ Erim และเซ็นเซอร์ Perceptron การวัดแบบ 3 มิติมีประสิทธิภาพเหนือกว่าในแง่ของความเร็วและความน่าเชื่อถือสำหรับการทำงานในระยะปานกลาง^{[ 7 ]}

เทคนิคการสร้างภาพด้วยเรดาร์ในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ การสร้างภาพ ด้วยเรดาร์แบบสังเคราะห์รูรับแสง (SAR) และเรดาร์แบบสังเคราะห์รูรับแสงผกผัน (ISAR) เทคโนโลยีใหม่ที่กำลังพัฒนาใช้การสร้างภาพสามมิติ ด้วยเรดาร์แบบโมโนพัลส์

เรดาร์แบบช่องรับสัญญาณจริง ( RAR ) เป็นเรดาร์รูปแบบหนึ่งที่ส่งลำแสงคลื่นวิทยุ แบบพัลส์ ในมุมแคบไปยังทิศทางระยะทาง โดยตั้งฉากกับทิศทางการบิน และรับสัญญาณสะท้อนกลับจากเป้าหมาย ซึ่งจะถูกแปลงเป็นภาพเรดาร์จากสัญญาณที่ได้รับ

โดยปกติแล้ว สัญญาณสะท้อนจะถูกจัดเรียงตามลำดับเวลาที่สัญญาณกลับมาจากเป้าหมาย ซึ่งสอดคล้องกับทิศทางการสแกนระยะทาง

ความละเอียดในทิศทางระยะขึ้นอยู่กับความกว้างของพัลส์ ความละเอียดในทิศทางอะซิมุธจะเท่ากับผลคูณของความกว้างของลำแสงและระยะห่างไปยังเป้าหมาย^{[ 8 ]}

เรดาร์ AVTIS เป็นเรดาร์สร้างภาพ 3 มิติแบบช่องรับสัญญาณจริง 94 GHz โดยใช้การมอดูเลตคลื่นต่อเนื่องแบบปรับความถี่ และใช้โมโนสแตติกแบบสแกนเชิงกลที่มีความละเอียดระยะต่ำกว่าเมตร^{[ 9 ]}

เรดาร์เลเซอร์เป็น เทคโนโลยี การตรวจจับระยะไกลที่วัดระยะทางโดยการส่องแสงเลเซอร์ไปยังเป้าหมายและวิเคราะห์แสงสะท้อน^{[ 10 ]}

เรดาร์เลเซอร์ใช้สำหรับการสร้างภาพหลายมิติและการรวบรวมข้อมูล ในโหมดการรวบรวมข้อมูลทั้งหมด จำเป็นต้องใช้เลเซอร์ที่ส่งสัญญาณในช่วงที่ปลอดภัยต่อสายตา รวมถึงตัวรับสัญญาณที่ไวต่อความยาวคลื่นเหล่านี้ด้วย^{[ 11 ]}

การสร้างภาพสามมิติจำเป็นต้องมีความสามารถในการวัดระยะไปยังการกระเจิงครั้งแรกภายในทุกพิกเซล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีอาร์เรย์ของตัวนับระยะ แนวทางแบบโมโนลิธิกสำหรับอาร์เรย์ของตัวนับระยะกำลังได้รับการพัฒนา เทคโนโลยีนี้จะต้องเชื่อมโยงกับตัวตรวจจับที่มีความไวสูงของความยาวคลื่นที่ปลอดภัยต่อสายตา^{[ 11 ]}

การวัดข้อมูลดอปเปลอร์ต้องใช้รูปแบบการตรวจจับที่แตกต่างจากที่ใช้สำหรับการสร้างภาพเชิงพื้นที่ พลังงานเลเซอร์ที่สะท้อนกลับจะต้องผสมกับออสซิลเลเตอร์ภายในในระบบเฮเทอโรไดน์เพื่อให้สามารถแยกการเลื่อนดอปเปลอร์ได้^{[ 11 ]}

เรดาร์สังเคราะห์รูรับแสง (SAR) เป็นเรดาร์รูปแบบหนึ่งที่เคลื่อนรูรับแสงหรือเสาอากาศจริงไปตามตำแหน่งต่างๆ ตามแนววัตถุ เพื่อสร้างสัญญาณที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องและเป็นเอกลักษณ์ในระยะยาว ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้ภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้น

SAR สร้างภาพสองมิติ (2-D) มิติหนึ่งในภาพเรียกว่าระยะทาง ซึ่งเป็นการวัดระยะ "แนวสายตา" จากเรดาร์ไปยังวัตถุ ระยะทางถูกกำหนดโดยการวัดเวลาตั้งแต่การส่งพัลส์จนถึงการรับเสียงสะท้อนจากเป้าหมาย นอกจากนี้ ความละเอียดของระยะทางยังถูกกำหนดโดยความกว้างของพัลส์ที่ส่ง อีกมิติหนึ่งเรียกว่ามุมอะซิมุธ ซึ่งตั้งฉากกับระยะทาง ความสามารถของ SAR ในการสร้างความละเอียดของมุมอะซิมุธที่ค่อนข้างละเอียดทำให้แตกต่างจากเรดาร์อื่นๆ เพื่อให้ได้ความละเอียดของมุมอะซิมุธที่ดี จำเป็นต้องใช้เสาอากาศขนาดใหญ่เพื่อโฟกัสพลังงานที่ส่งและรับให้เป็นลำแสงที่คมชัด ความคมชัดของลำแสงเป็นตัวกำหนดความละเอียดของมุมอะซิมุธ เรดาร์บนเครื่องบินสามารถรวบรวมข้อมูลขณะบินในระยะทางนี้และประมวลผลข้อมูลราวกับว่ามาจากเสาอากาศที่มีความยาว ระยะทางที่เครื่องบินบินในการสังเคราะห์เสาอากาศเรียกว่ารูรับแสงสังเคราะห์ ความกว้างของลำแสงสังเคราะห์ที่แคบเป็นผลมาจากรูรับแสงสังเคราะห์ที่ค่อนข้างยาว ซึ่งให้ความละเอียดที่ดีกว่าเสาอากาศทางกายภาพขนาดเล็ก^{[ 12 ]}

เรดาร์สังเคราะห์แบบผกผัน (ISAR) เป็นระบบ SAR อีกประเภทหนึ่งที่สามารถสร้างภาพความละเอียดสูงทั้งในแบบสองมิติและสามมิติได้

ระบบ ISAR ประกอบด้วยเสาอากาศเรดาร์แบบอยู่กับที่และฉากเป้าหมายที่กำลังเคลื่อนที่ ในทางทฤษฎีแล้ว ISAR เทียบเท่ากับ SAR ตรงที่สามารถให้ความละเอียดสูงในแนวราบได้โดยอาศัยการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างเซ็นเซอร์และวัตถุ อย่างไรก็ตาม ฉากเป้าหมายเคลื่อนที่ของ ISAR มักประกอบด้วยวัตถุที่ไม่ให้ความร่วมมือ

อัลกอริทึมที่มีรูปแบบที่ซับซ้อนกว่าสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดในการเคลื่อนไหวจำเป็นสำหรับการสร้างภาพ ISAR มากกว่าที่จำเป็นใน SAR เทคโนโลยี ISAR ใช้การเคลื่อนที่ของเป้าหมายแทนที่จะเป็นตัวส่งสัญญาณเพื่อสร้างรูรับแสงสังเคราะห์ เรดาร์ ISAR มักใช้บนเรือหรือเครื่องบิน และสามารถให้ภาพเรดาร์ที่มีคุณภาพเพียงพอสำหรับการระบุเป้าหมาย ภาพ ISAR มักจะเพียงพอที่จะแยกแยะระหว่างขีปนาวุธ เครื่องบินทหาร และเครื่องบินพลเรือนต่างๆ ได้^{[ 13 ]}

1. ระบบการถ่ายภาพ ISAR ไม่สามารถระบุทิศทางที่แท้จริงของเป้าหมายได้
2. บางครั้งอาจเกิดภาพกลับด้านขึ้นได้ ตัวอย่างเช่น ภาพที่เกิดขึ้นกับเรือขณะที่มันโคลงเคลงไปข้างหน้าและข้างหลังในมหาสมุทร
3. ภาพ ISAR เป็นภาพฉาย 2 มิติของเป้าหมายบนระนาบ Range-Doppler ซึ่งตั้งฉากกับแกนหมุน เมื่อระนาบ Range-Doppler และระนาบพิกัดแตกต่างกัน ภาพ ISAR จะไม่สามารถสะท้อนรูปร่างที่แท้จริงของเป้าหมายได้ ดังนั้น การถ่ายภาพ ISAR จึงไม่สามารถได้ข้อมูลรูปร่างที่แท้จริงของเป้าหมายในสถานการณ์ส่วนใหญ่^{[ 13 ]}

การกลิ้ง คือการเคลื่อนที่ไปด้านข้าง การเอียง คือการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลัง การหัน คือการหมุนไปทางซ้ายหรือขวา

เทคนิคการสร้างภาพสามมิติด้วยเรดาร์แบบโมโนพัลส์ ใช้ภาพระยะหนึ่งมิติและการวัดมุมแบบโมโนพัลส์เพื่อหาพิกัดที่แท้จริงของตัวกระจายสัญญาณแต่ละตัว ด้วยเทคนิคนี้ ภาพจะไม่เปลี่ยนแปลงไปตามการเคลื่อนที่ของเป้าหมาย การสร้างภาพสามมิติด้วยเรดาร์แบบโมโนพัลส์ใช้เทคนิค ISAR ในการแยกตัวกระจายสัญญาณในโดเมนดอปเปลอร์และทำการวัดมุมแบบโมโนพัลส์

การสร้างภาพสามมิติด้วยเรดาร์แบบโมโนพัลส์ สามารถสร้างภาพ 3 มุมของวัตถุสามมิติได้ โดยใช้พารามิเตอร์สองในสามค่าที่ได้จากการวัดความแตกต่างของมุมราบ ความแตกต่างของมุมเงย และระยะทาง ซึ่งหมายความว่าภาพด้านหน้า ด้านบน และด้านข้าง สามารถเป็นมุมราบ-มุมเงย มุมราบ-ระยะทาง และมุมเงย-ระยะทาง ตามลำดับ

การถ่ายภาพแบบโมโนพัลส์โดยทั่วไปจะปรับให้เข้ากับเป้าหมายระยะใกล้ และภาพที่ได้จากการถ่ายภาพ 3 มิติด้วยเรดาร์แบบโมโนพัลส์จะเป็นภาพทางกายภาพที่สอดคล้องกับขนาดจริงของวัตถุ^{[ 14 ]}

เรดาร์สร้างภาพ 4 มิติใช้ประโยชน์จากอาร์เรย์เสาอากาศแบบ Multiple Input Multiple Output (MiMo) เพื่อการตรวจจับ การสร้างแผนที่ และการติดตามเป้าหมายคงที่และเคลื่อนที่หลายเป้าหมายพร้อมกันด้วยความละเอียดสูง โดยผสมผสานการสร้างภาพ 3 มิติเข้ากับการวิเคราะห์ดอปเปลอร์เพื่อสร้างมิติเพิ่มเติมคือความเร็ว^{[ 15 ]}

ระบบเรดาร์ภาพ 4 มิติจะวัดเวลาการเดินทางของคลื่นจากเสาอากาศส่งสัญญาณ (Tx) แต่ละตัวไปยังเป้าหมายและกลับมายังเสาอากาศรับสัญญาณ (Rx) แต่ละตัว โดยประมวลผลข้อมูลจากรูปทรงรีจำนวนมากที่เกิดขึ้น จุดที่รูปทรงรีเหล่านี้ตัดกัน – ซึ่งเรียกว่าจุดร้อน – จะแสดงตำแหน่งที่แน่นอนของเป้าหมาย ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง

ความอเนกประสงค์และความน่าเชื่อถือทำให้เรดาร์ภาพ 4 มิติเหมาะอย่างยิ่งสำหรับบ้านอัจฉริยะ ยานยนต์ ร้านค้าปลีก ระบบรักษาความปลอดภัย การดูแลสุขภาพ และสภาพแวดล้อมอื่นๆ อีกมากมาย เทคโนโลยีนี้ได้รับการยกย่องว่ารวมเอาข้อดีทั้งหมดของเทคโนโลยีกล้อง LIDAR การถ่ายภาพความร้อน และอัลตราโซนิกเข้าไว้ด้วยกัน พร้อมด้วยข้อดีเพิ่มเติม:

• ความละเอียด : ชุดเสาอากาศ MiMo ขนาดใหญ่ช่วยให้สามารถตรวจจับและติดตามเป้าหมายทั้งแบบคงที่และแบบเคลื่อนที่หลายเป้าหมายพร้อมกันได้อย่างแม่นยำ
• ประสิทธิภาพด้านต้นทุน : เรดาร์ภาพ 4 มิติมีต้นทุนใกล้เคียงกับเซ็นเซอร์เรดาร์ 2 มิติ แต่มีมูลค่าเพิ่มมหาศาล ได้แก่ ข้อมูลที่ละเอียดกว่า ความแม่นยำสูงกว่า และฟังก์ชันการทำงานที่มากกว่า ในขณะเดียวกันก็มอบความสมดุลระหว่างราคาและประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
• ความทนทานและความเป็นส่วนตัว : เทคโนโลยีนี้ไม่มีส่วนประกอบทางแสง จึงมีความทนทานในทุกสภาพแสงและสภาพอากาศ เรดาร์ภาพ 4 มิติไม่จำเป็นต้องมองเห็นเป้าหมายโดยตรง ทำให้สามารถใช้งานได้ในที่มืด ควัน ไอน้ำ แสงจ้า และสภาพอากาศเลวร้าย นอกจากนี้ยังออกแบบมาเพื่อรักษาความเป็นส่วนตัวและการเฝ้าระวังอย่างรอบคอบ ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญมากขึ้นในทุกอุตสาหกรรม

• ดีเอสเอ็มเอซี
• การจดจำเป้าหมายอัตโนมัติ
• การถ่ายภาพแบบไบสแตติก
• เรดาร์ตรวจจับใต้ดิน
• ดาราศาสตร์เรดาร์
• เรดาร์ตรวจอากาศแบบมองด้านข้าง
• การบิดเบี้ยวทางภูมิศาสตร์
• เครื่องวัดรังสีไมโครเวฟแบบภาพ

• เรดาร์ภาพคืออะไร?
• การถ่ายภาพด้วยเรดาร์