ระบบเรดาร์

เช่นเดียวกับเทคโนโลยีส่วนใหญ่ มีการพัฒนาวิธีการใช้งานใหม่ๆ ให้ดีขึ้นและอยู่ระหว่างการทดสอบ Jonathan Algeo นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่ Rutgers University ได้ใช้เวลาศึกษาของเขาในการทำให้เรดาร์เจาะภาคพื้นดินดีขึ้นสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การวัดความชื้นในดิน Algeo อธิบายว่า "เป็นเครื่องมือทั่วไปในการวิจัย เกษตรกรรม วิศวกรรม และการทหารในการดูวัตถุที่ถูกฝังและวัดปริมาณน้ำ" "ประโยชน์หลักอย่างหนึ่งของมันคือมันเร็วมาก ตัวอย่างหนึ่งคือเครื่องมือที่มีล้อที่ช่วยให้เรดาร์ทำการวัดในขณะที่คุณลากมันไปตามพื้น ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถวัดได้อย่างรวดเร็วทั่วทั้งสนามขนาดใหญ่ หรือเส้นที่ยาวเป็นไมล์ ๆ สามารถใช้เรดาร์ในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็วเพื่อตอบคำถามต่าง ๆ มากมาย" เทคโนโลยีนี้สามารถใช้เพื่อค้นหาอุโมงค์ใต้ดิน พื้นผิวหิน หรือรอยร้าวของโลหะในส่วนรองรับของสะพาน ในแง่ของดิน คำถามอาจแตกต่างกันไป อยู่ใกล้ผิวน้ำมากน้อยเพียงใด มันแตกต่างกันอย่างไรทั่วทั้งไซต์ภาคสนาม? ปริมาณน้ำใกล้ผิวดินอาจส่งผลต่อสภาพอากาศ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญสำหรับแบบจำลองสภาพอากาศที่ใช้คอมพิวเตอร์เช่นกัน ความสามารถในการวัดความชื้นของดินในแปลงนาช่วยให้เกษตรกรใช้น้ำได้อย่างเหมาะสม โดยไม่ใช้น้ำมากเกินไปหรือน้อยเกินไป โดยเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้งซึ่งมีน้ำจำกัด การดูที่ผิวดินที่ตื้นมากทำให้เกษตรกรสามารถทดสอบประสิทธิภาพของระบบชลประทานได้ มันทำสิ่งนี้ได้อย่างไร? “ เรดาร์ เจาะทะลุภาคพื้นดินใช้เสาอากาศสองเสา เสาหนึ่งส่งสัญญาณและอีกเสาหนึ่งรับสัญญาณ” Algeo กล่าว “สัญญาณขาออกจะคล้ายกับคลื่นไมโครเวฟหรือสัญญาณโทรศัพท์มือถือ สัญญาณนั้นเดินทางได้ทุกทิศทาง แต่พลังงานส่วนใหญ่จะถูกส่งลงสู่พื้นดิน เมื่อมีวัตถุฝังอยู่หรือมีการเปลี่ยนแปลงของวัสดุ สัญญาณเรดาร์จะสะท้อนกลับมาที่ พื้นผิวที่เสาอากาศอื่นรับได้ " เขาเสริมว่าเมื่อมีน้ำในดินมากขึ้น คลื่นจะเคลื่อนที่ช้าลง เมื่อน้ำน้อยก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้น นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ข้อมูลที่เสาอากาศรวบรวมจากคลื่นเพื่อประเมินปริมาณน้ำในดิน สมการและวิธีการที่นักวิจัยใช้ในการประเมินปริมาณน้ำมีหลายรูปแบบ การวิจัยล่าสุดของ Algeo ทดสอบว่าสิ่งใดดีที่สุดในการประมาณปริมาณน้ำ สมการวิเคราะห์สัญญาณบอกเวลาล่วงหน้า นี่เป็นคลื่นเรดาร์แรกที่ส่งกลับไปยังเสาอากาศรับสัญญาณหลังจากผ่านไปแค่ยอดดิน ความแรงของสัญญาณนี้เปลี่ยนแปลงตามปริมาณน้ำบนหน้าดิน สามารถวัดได้แม้ในดินที่อุดมด้วยดินเหนียว ซึ่งโดยปกติแล้วเรดาร์จะไม่มีประโยชน์ Algeo และทีมของเขาเปรียบเทียบสองวิธีในการคำนวณค่าสำหรับสัญญาณบอกเวลาล่วงหน้า เพื่อพิจารณาว่าวิธีใดดีกว่าในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของความชื้นในดิน พวกเขาพบว่าทั้งสองวิธีประสบความสำเร็จ สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถประเมินปริมาณน้ำในพื้นที่ภาคสนามขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว Algeo กล่าวว่า "เพื่อให้วิธีการใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม จะต้องได้รับการพิสูจน์โดยปราศจากข้อกังขาจากนักวิจัยอย่างเรา" "เรากำลังพยายามหารายละเอียดทั้งหมดว่าที่ไหน อย่างไร และเมื่อใด การวิเคราะห์สัญญาณล่วงหน้าจะมีประโยชน์มากที่สุด ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้เรดาร์เจาะทะลุภาคพื้นดินจะมีเครื่องมืออีกชิ้นในกล่องเครื่องมือเมื่อพวกเขาพยายามวัดปริมาณน้ำใต้ผิวดินอย่างรวดเร็ว " "เรดาร์เจาะทะลุภาคพื้นดินเป็นเครื่องมือทางธรณีฟิสิกส์ที่ฉันชื่นชอบ เพราะเราสามารถรับข้อมูลที่หลากหลายจากใต้ผิวดินได้" เขากล่าวเสริม "หากมีคำถามเกี่ยวกับพื้นผิวใต้พิภพ เป็นไปได้มากที่จะสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น"