ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีสมัยใหม่ เครื่องมือและอุปกรณ์นำทางประเภทใหม่ ๆ ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของแพลตฟอร์มข้อมูลจึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้สามารถรวมข้อมูลและแบ่งปันข้อมูลกับเรดาร์ทางทะเลได้ ระบบระบุตำแหน่งอิเล็กทรอนิกส์ (EPFS) ซึ่งโดยทั่วไปใช้ GPS, BeiDou, GLONASS และระบบที่คล้ายกัน จะให้ข้อมูลตำแหน่งและข้อมูลอ้างอิงเวลาของเรือแก่เรดาร์อุปกรณ์วัดความเร็วและระยะทาง (SDME) ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยเครื่องบันทึกความเร็ว ให้ข้อมูลความเร็วของเรือไปยังเรดาร์ ระบบ AIS ให้ข้อมูลการระบุเป้าหมายแก่เรดาร์ รวมถึงรายละเอียดการระบุเรือ ข้อมูลแบบไดนามิก และข้อมูลทุ่น อุปกรณ์ส่งทิศทาง (THD) เช่น ไจโรคอมเพส ให้ทิศทางของเรือไปยังเรดาร์แผนที่เดินเรืออิเล็กทรอนิกส์ (ENC) หรือระบบแผนที่เวกเตอร์อื่น ๆ จะให้ข้อมูลแผนที่ไปยังเรดาร์ เรดาร์จะส่งข้อมูลภาพและการติดตามเป้าหมายไปยังเครื่องบันทึกข้อมูลการเดินเรือ (VDR) เพื่อจัดเก็บและบันทึก เซ็นเซอร์อื่น ๆ เช่น ระบบเตือนภัยการเฝ้าระวังบนสะพานเดินเรือ ก็สามารถเชื่อมต่อกับเรดาร์ได้เช่นกัน ซึ่งทั้งหมดนี้จะรวมกันเป็นระบบข้อมูลการเดินเรือที่มีความแม่นยำสูง สามารถทำงานหลายหน้าที่และหลายภารกิจพร้อมกัน

ขึ้นอยู่กับลักษณะการติดตั้ง ระบบเรดาร์พื้นฐานสามารถแบ่งออกเป็นเรดาร์ใต้เสา (ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเรดาร์สามหน่วย) และเรดาร์เหนือเสา (ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเรดาร์สองหน่วย) ในเรดาร์ใต้เสา ส่วนประกอบหลักจะถูกติดตั้งอยู่ในสามหน่วยแยกกัน ได้แก่ เสาอากาศ เครื่องส่ง-รับ และจอแสดงผลเสาอากาศติดตั้งอยู่บนเสากระโดงหลักหรือเสากระโดงเรดาร์, จอแสดงผลติดตั้งอยู่ในห้องบังคับการ, และเครื่องส่งรับวิทยุมักติดตั้งอยู่ในห้องเครื่องหรือห้องเก็บอุปกรณ์ใกล้กับห้องบังคับการ.หากตัวส่งสัญญาณและตัวรับสัญญาณถูกผสานรวมกับฐานเสาอากาศและติดตั้งบนเสาอากาศ ระบบนี้จะถูกเรียกว่าเรดาร์เหนือเสาอากาศ (above-mast radar) เรดาร์ใต้เสาอากาศ (below-mast radars) ง่ายต่อการบำรุงรักษาและใช้กันอย่างแพร่หลายบนเรือขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังมักมีกำลังส่งสัญญาณสูงกว่า เรือขนาดเล็กและขนาดกลางมักใช้การติดตั้งแบบเหนือเสาอากาศ (above-mast configuration) แม้ว่ากำลังส่งสัญญาณจะต่ำกว่าและมีค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์น้อยกว่า แต่การบำรุงรักษาก็ยากกว่า

องค์ประกอบของระบบเรดาร์ทางทะเลมีความซับซ้อนค่อนข้างมาก และสามารถแบ่งออกได้เป็นหน่วยเสาอากาศ หน่วยส่ง-รับสัญญาณ หน่วยประมวลผล หน่วยแสดงผล หน่วยควบคุม และแหล่งจ่ายไฟ จากมุมมองเชิงหน้าที่ หน่วยส่ง-รับสัญญาณสามารถแบ่งย่อยออกเป็นสี่ส่วน ได้แก่ ตัวจับเวลา ระบบส่งสัญญาณ ระบบรับสัญญาณ และตัวแยกสัญญาณแบบสองทาง รูปที่ 1-1-1 แสดงการกำหนดค่าของระบบเรดาร์รุ่น Furuno รุ่นหนึ่ง

รูปที่ 1-1-1: การกำหนดค่าระบบของเรดาร์ Furuno รุ่นหนึ่ง

(1) ความปลอดภัยส่วนบุคคล

ระบบเรดาร์สร้างแรงดันไฟฟ้าสูงในระหว่างการปฏิบัติงาน เมื่อดำเนินการบำรุงรักษาอุปกรณ์ ผู้ปฏิบัติงานต้องปิดแหล่งจ่ายไฟและปล่อยประจุไฟฟ้าออกจากส่วนประกอบที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงก่อนดำเนินการซ่อมแซม หากจำเป็นต้องทำงานกับระบบที่มีไฟฟ้าอยู่ ต้องมีการใช้มาตรการป้องกันที่เหมาะสมล่วงหน้าเพื่อป้องกันการเกิดอุบัติเหตุจากไฟฟ้าช็อตแรงดันสูงและหลีกเลี่ยงอันตรายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากมีสนามแม่เหล็กแรงรอบๆ แมกนีตรอน บุคลากรที่ทำการบำรุงรักษาต้องเก็บนาฬิกา โทรศัพท์มือถือ และวัตถุที่เป็นเหล็กให้ห่างจากแมกนีตรอนขณะทำงาน

(2) ความปลอดภัยของอุปกรณ์

เพื่อยืดอายุการใช้งานของแมกนีตรอน จำเป็นต้องอุ่นเครื่องให้ร้อนอย่างทั่วถึงอย่างน้อย 3 นาทีก่อนเปิดใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ควรเพิ่มเวลาอุ่นเครื่องให้เหมาะสมเมื่อไม่ได้ใช้งานเรดาร์เป็นเวลานานในขณะที่เรือจอดเทียบท่า หรือในสภาพอากาศที่หนาวเย็นและชื้นเพื่อปกป้องคุณสมบัติแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร ห้ามวางวัตถุที่เป็นเหล็กแม่เหล็กใกล้กับแมกนีตรอนโดยเด็ดขาด ต้องใช้เครื่องมือที่ไม่เป็นเหล็กแม่เหล็กในการถอดประกอบ ชิ้นส่วนอะไหล่ของแมกนีตรอนมักบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เมื่อหยิบจับให้แน่ใจว่าแมกนีตรอนอยู่ห่างจากวัสดุที่เป็นเหล็กแม่เหล็กอย่างน้อย 10 ซม. และระยะห่างระหว่างอะไหล่สองชิ้นต้องมากกว่า 20 ซม.

(3) การเปลี่ยนแมกนีตรอนและการใช้งานแบบ “อบเครื่อง”

เมื่อต้องเปลี่ยนแมกเนตรอน หน่วยใหม่จะต้องผ่านขั้นตอนการ “เบรกอิน” ก่อนเพื่อปรับปรุงสุญญากาศภายในหลอดและป้องกันการเกิดอาร์คในระหว่างการปฏิบัติงาน ซึ่งอาจทำให้แคโทดเสียหายได้วิธีการเฉพาะสำหรับการ “รันอิน” มีดังนี้: ตั้งค่าเรดาร์ให้อยู่ในโหมดสแตนด์บายและปล่อยให้อยู่ในสถานะนี้เป็นเวลาอย่างน้อยครึ่งชั่วโมง จากนั้นดำเนินการส่งสัญญาณเป็นเวลาอย่างน้อย 10 นาที ในระหว่างกระบวนการนี้ ผู้ปฏิบัติงานต้องตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของกระแสแมกนีตรอน สังเกตการแสดงผลบนหน้าจอ และฟังเสียงการทำงานของหลอดหากเข็มแอมมิเตอร์คงที่โดยไม่มีการแกว่ง การสแกนหน้าจอเป็นสม่ำเสมอ และไม่มีเสียงการปล่อยประจุขณะหลอดกำลังทำงาน ระบบสามารถปิดได้ ปรับแรงดันไฟฟ้าสูงให้อยู่ในระดับปกติ และเปิดเรดาร์ เมื่อยืนยันแล้วว่ากระแสแมกนีตรอนคงที่ การสแกนเป็นสม่ำเสมอ และไม่มีเสียงผิดปกติระหว่างการส่งสัญญาณ ขั้นตอนการ “เบรกอิน” จะเสร็จสมบูรณ์ มิฉะนั้น เวลาอุ่นเครื่องขณะเรดาร์อยู่ในโหมดสแตนด์บายจะต้องขยายออกไป หากสภาพเอื้ออำนวย ควรหมุนเวียนการใช้แมกนีตรอนสำรองทุกหกเดือน

1. ช่วงความถี่ปฏิบัติการ
ระบบเรดาร์ที่ใช้บนเรือพาณิชย์ทำงานที่ความยาวคลื่นสองแบบ: 3 ซม. และ 10 ซม. ช่วงความถี่สำหรับเรดาร์ที่มีความยาวคลื่น 3 ซม. คือ 2.9–3.1 GHz ในขณะที่สำหรับเรดาร์ที่มีความยาวคลื่น 10 ซม. คือ 9.3–9.5 GHz เมื่อระยะเวลาการทำงานของเรดาร์เพิ่มขึ้น อาจเกิดข้อผิดพลาดในความถี่การส่งสัญญาณได้ สำหรับเรดาร์ X-band การเบี่ยงเบนของความถี่มักจะอยู่ภายใน ±55 MHz

2. ความกว้างพัลส์
ในแต่ละรอบการส่งสัญญาณของระบบเรดาร์ ระยะเวลาของการสั่นของคลื่นความถี่วิทยุจะถูกเรียกว่าความกว้างของพัลส์ ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ τ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของการสังเกตการณ์เรดาร์ ความกว้างของพัลส์การส่งจะแตกต่างกันไปตามระยะทางที่เลือก ระบบเรดาร์เดียวโดยทั่วไปจะมีหลายความกว้างของพัลส์ โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.04 ถึง 1.2 ไมโครวินาที

3. ความถี่ในการกระตุ้นเป็นจังหวะ
จำนวนพัลส์ที่เรดาร์ปล่อยออกมาต่อหนึ่งวินาทีเรียกว่าความถี่การส่งซ้ำของพัลส์ ซึ่งสามารถแสดงเป็น fr, PRF (Pulse Repetition Frequency) หรือ PPS (Pulses Per Second); ค่าผกผันของมันคือช่วงเวลาการส่งซ้ำของพัลส์ T โดยทั่วไป ความถี่การส่งซ้ำของพัลส์ของเรดาร์จะอยู่ในช่วง 400 ถึง 4000 เฮิรตซ์

4. กำลังส่ง
ระบบเรดาร์ที่ใช้โหมดพัลส์โดยทั่วไปมีกำลังส่งสูงสุดอยู่ระหว่าง 4 ถึง 30 กิโลวัตต์

ดูเพล็กเซอร์ (Duplexer) หรือที่รู้จักกันในชื่อสวิตช์ส่ง-รับ (Transmit-Receive Switch) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับสลับสัญญาณระหว่างระบบส่งและระบบรับในอุปกรณ์ที่ใช้เสาอากาศร่วมกัน เช่น ระบบเรดาร์ เนื่องจากระบบเรดาร์ใช้เสาอากาศร่วมกันในการส่งและรับสัญญาณ หากมีสัญญาณกำลังส่งสูงรั่วไหลเข้าสู่ระบบรับ อาจทำให้วงจรส่วนหน้าของระบบรับเสียหายได้ เมื่อระบบส่งกำลังทำงาน ดูเพล็กเซอร์จะเชื่อมต่อเสาอากาศกับระบบส่ง และเมื่อการส่งสัญญาณเสร็จสิ้น ดูเพล็กเซอร์จะตัดการเชื่อมต่อเสาอากาศออกจากระบบส่งโดยอัตโนมัติ และเชื่อมต่อเสาอากาศกลับไปยังระบบรับ ทำให้เสาอากาศสามารถทำหน้าที่ทั้งส่งและรับสัญญาณได้อย่างต่อเนื่องดังนั้น ดูเพล็กเซอร์จึงป้องกันไม่ให้พัลส์ที่ส่งผ่านเข้าไปในระบบรับสัญญาณ ซึ่งช่วยปกป้องวงจรรับสัญญาณ ปัจจุบัน วงจรหมุนเวียนเฟอร์ไรต์เป็นประเภทหลักของดูเพล็กเซอร์ที่ใช้

1. รีเฟลกเตอร์

เวฟไกด์ ซึ่งมักเรียกสั้น ๆ ว่า 'ไกด์' เป็นท่อกลวงรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ทำจากทองเหลืองหรือทองแดง โดยมีพื้นผิวด้านในที่มีความเรียบสูงมาก ขนาดของเวฟไกด์ที่ใช้สำหรับเรดาร์ 3 ซม. คือ 23 มม. × 10 มม. ในขณะที่ขนาดสำหรับเรดาร์ 10 ซม. คือ 72 มม. × 34 มม.เมื่อติดตั้งเวฟไกด์ ตัวเชื่อมต่อแบบแบนต้องหันหน้าไปทางเสาอากาศ ในขณะที่ตัวเชื่อมต่อแบบโช้กต้องหันหน้าไปทางทรานซีฟเวอร์ เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณไมโครเวฟมีความต่อเนื่องทางไฟฟ้าแม้ว่าจะไม่มีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างปลายเชื่อมต่อก็ตาม ควรสังเกตจุดต่อไปนี้เมื่อติดตั้งเวฟไกด์ด้วย:

รูปที่ 1-1-7 แนวทางคลื่นและส่วนประกอบของแนวทางคลื่น

• (1) การตรวจสอบความสะอาด: อะไหล่เวฟไกด์ติดตั้งฝาปิดซีลที่ปลายทั้งสองด้าน ซึ่งต้องถอดออกก่อนการใช้งาน เมื่อถอดฝาออกแล้ว ให้ตรวจสอบอย่างระมัดระวังว่าผนังด้านในของเวฟไกด์สะอาด หากจำเป็น ให้ทำความสะอาดด้วยแอลกอฮอล์บริสุทธิ์
• (2) ความยาวและการลดทอน: เวฟไกด์ทำให้เกิดการลดทอนของไมโครเวฟในระดับหนึ่ง ดังนั้น ความยาวในการติดตั้งไม่ควรเกิน 20 เมตร และจำนวนการโค้งงอไม่ควรเกินห้าครั้ง หากเวฟไกด์ยาวเกินไปจะทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณในการส่งผ่านเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
• (3) ข้อห้ามสำหรับการใช้ตัวนำคลื่นแบบยืดหยุ่น: เนื่องจากตัวนำคลื่นที่ยืดหยุ่นได้มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน จึงไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร
• (4) การจัดวางและป้องกันหน้าแปลน: ระหว่างการติดตั้ง ให้แน่ใจว่าหน้าแปลนแบนหันไปทางเสาอากาศและหน้าแปลนสำหรับรัดสายหันไปทางเครื่องส่งรับสัญญาณ และติดตั้งปะเก็นยางกันน้ำให้เรียบร้อย สลักเกลียวเชื่อมต่อต้องขันให้แน่นสนิท และหลังการติดตั้งแล้วต้องทาสีประกอบเพื่อป้องกันการเกิดสนิม
• (5) การรั่วซึมของน้ำ: เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำจากเสาอากาศเข้าไปในเครื่องส่งรับสัญญาณ ควรวางแผ่นไมกาไว้เหนือทางออกของท่อคลื่นนำคลื่นของเครื่องส่งรับสัญญาณ
• (6) การติดตั้งด้วยขายึด: ระหว่างการติดตั้ง ให้แน่ใจว่าท่อส่งคลื่นไม่ถูกกระทำด้วยแรงภายนอกที่มากเกินไป; ควรติดตั้งขาจับในระยะห่าง 1–2 เมตร. ในกรณีที่ท่อส่งคลื่นอาจถูกสัมผัสหรือกระแทก ควรติดตั้งฝาครอบป้องกันในตำแหน่งที่จำเป็น.

1. ลักษณะทิศทาง: รูปแบบการแผ่รังสีที่เหมาะสมที่สุดของเสาอากาศเรดาร์คือรูปทรงหอยสมมาตร ในทางทฤษฎี ลักษณะการแผ่รังสีของเสาอากาศมักอธิบายโดยใช้รูปแบบการแผ่รังสี ภายในส่วนที่แผ่รังสีของเรดาร์ ลำแสงที่มีการแผ่รังสีแรงที่สุดเรียกว่าลำแสงหลัก ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 90% ของกำลังการแผ่รังสีทั้งหมดของเรดาร์ การกระจายตัวอย่างสมมาตรรอบลำแสงหลักคือลำแสงข้างที่อ่อนแอจำนวนมาก ซึ่งโดยทั่วไปไม่มีผลกระทบสำคัญต่อการสังเกตการณ์ของเรดาร์

2. ความกว้างของลำแสง: ความกว้างของลำคลื่นของเสาอากาศถูกกำหนดเป็นมุมระหว่างจุดครึ่งกำลังสองจุดบนโพลหลัก เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของมุมอะซิมัธและความละเอียดของมุมอะซิมัธในการตรวจจับเป้าหมายเรดาร์ เสาอากาศจะต้องความกว้างของคานแนวนอน (HBW)มันมีความแคบมาก โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1° ถึง 2° เพื่อป้องกันไม่ให้เรือสูญเสียการติดตามเป้าหมายบนพื้นผิวในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น การโคลงเคลง เรดาร์จะความกว้างของลำแสงแนวตั้ง (VBW)มันค่อนข้างใหญ่ ประมาณ 20° ถึง 30°

3. กำไร: ทิศทางของเสาอากาศสามารถแสดงออกได้ในแง่ของอัตราขยายด้วยเช่นกัน อัตราขยายของเสาอากาศหมายถึงอัตราส่วนของความหนาแน่นกำลังสัญญาณที่เสาอากาศจริงผลิตได้ เทียบกับความหนาแน่นกำลังสัญญาณที่องค์ประกอบแผ่รังสีในอุดมคติผลิตได้ที่จุดเดียวกันในอวกาศ โดยมีกำลังขับเท่ากัน

ระบบรับสัญญาณเรดาร์มีความสามารถในการเลือกความถี่ได้ดีเยี่ยม มีอัตราขยายสูง แบนด์วิดท์กว้าง และช่วงไดนามิกที่กว้าง ทำให้สามารถแยกสัญญาณสะท้อนจากเป้าหมายที่มีระดับความเข้มแตกต่างกันอย่างมากออกจากสัญญาณรบกวน สัญญาณรบกวนจากพื้นหลัง และสัญญาณรบกวนจากคลัตเตอร์ได้ จากนั้นจึงประมวลผลและขยายสัญญาณเหล่านั้น และส่งสัญญาณวิดีโอที่ชัดเจนไปยังอุปกรณ์แสดงผล

(1) องค์ประกอบพื้นฐานของระบบรับสัญญาณเรดาร์

ระบบรับสัญญาณของเรดาร์ Furuno FAR-2827 ตั้งอยู่ในส่วนบนของหน่วยส่งสัญญาณและรับสัญญาณ (transceiver unit) ตามที่แสดงในรูปที่ 1-1-10 ระบบรับสัญญาณประกอบด้วยตัวขยายสัญญาณไมโครเวฟแบบรวม (MIC module) ตัวแปลงความถี่ (frequency converter) ตัวขยายสัญญาณความถี่กลาง (intermediate frequency amplifier circuit) และแผงวงจรควบคุมความถี่วิทยุ (radio frequency control circuit board)

รูปที่ 1-1-10: ระบบรับสัญญาณของเรดาร์ Furuno FAR-2827

(2) ข้อกำหนดทางเทคนิคหลักของระบบรับสัญญาณเรดาร์

• 1. ช่วงความถี่ปานกลาง: ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและรุ่นของอุปกรณ์ ความถี่กลางของเรดาร์มักจะทำงานที่ 30 MHz, 60 MHz หรือ 45 MHz
• 2. ความไวและการขยาย: ความไวมักแสดงในรูปของกำลังสัญญาณต่ำสุดที่สามารถตรวจจับได้ (Prmin) ซึ่งโดยทั่วไปมีค่าตั้งแต่ 10⁻¹² ถึง 10⁻¹⁴ วัตต์ อัตราขยายของเครื่องขยายสัญญาณความถี่กลางต้องถึง 120–160 เดซิเบล。
• 3. แบนด์ผ่าน: หรือที่รู้จักในนามของแบนด์วิดท์. ยิ่งแบนด์วิดท์กว้างขึ้น ความบิดเบือนของสัญญาณก็จะน้อยลง และความถูกต้องของการสังเกตก็จะสูงขึ้น; อย่างไรก็ตาม การรักษาความไวอาจยากขึ้น.

ระบบเรดาร์สมัยใหม่ใช้จอแสดงผลแบบแบนคุณภาพสูง (เช่น TFT และ OLED) เป็นอุปกรณ์ปลายทางสำหรับการประมวลผลและแสดงข้อมูลเรดาร์จอแสดงผลเรดาร์ทางทะเลแสดงข้อมูลมากมาย รวมถึงแผนที่เดินเรือสี (เมื่อเชื่อมต่อกับ ECDIS) กราฟิกที่พล็อตไว้ เอกโค่ของเป้าหมายเรดาร์ ไอคอนเป้าหมาย AIS และเมนูการดำเนินการของระบบ จอแสดงผลเรดาร์ประกอบด้วยอินเทอร์เฟซอินพุต/เอาต์พุต (I/O) โปรเซสเซอร์วิดีโอ โปรเซสเซอร์ข้อมูล ตัวควบคุมหลัก และเทอร์มินัลควบคุมการแสดงผลและการดำเนินการแบบบูรณาการ

(1) ผู้ควบคุม: ตัวควบคุมหลักทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมของระบบประมวลผลข้อมูลและการแสดงผล โดยทั่วไปจะใช้ชิป CPU อุตสาหกรรมประสิทธิภาพสูง และร่วมกับส่วนประกอบต่างๆ เช่น บัสและหน่วยความจำ เพื่อประสานการทำงานของทุกส่วนในระบบ

(2) อินเทอร์เฟซการรับส่งข้อมูลและตัวประมวลผลวิดีโอ: หน่วยซิงโครไนซ์ (เดิมเรียกว่า ไลน์หน่วงเวลา) ทำหน้าที่ซิงโครไนซ์การแสดงผลกับเวลาการส่งสัญญาณ เพื่อขจัดข้อผิดพลาดในการวัดระยะทางในระบบ ตัวแปลงพิกัดจะเปลี่ยนสัญญาณวิดีโอสะท้อนจากพิกัดเชิงขั้วเป็นวิดีโอในพิกัดเชิงเส้นตรง ทำให้สามารถแสดงผลแบบเรสเตอร์ได้ การประมวลผลวิดีโอรวมถึงการระงับสัญญาณรบกวนจากฝนและหิมะ การระงับสัญญาณรบกวนจากช่องสัญญาณเดียวกัน การแสดงผลเส้นลาก การประมวลผลที่เกี่ยวข้องกับการสแกน และการขยายสัญญาณสะท้อน

(3) ผู้ประมวลผลข้อมูล: รับผิดชอบการประมวลผลข้อมูลอย่างครอบคลุมจากเซ็นเซอร์ต่าง ๆ ทำให้สามารถติดตามเป้าหมายและผสานข้อมูลได้ และให้การสนับสนุนการหลีกเลี่ยงการชนแก่ลูกเรือ

(iv) หน้าจอแสดงผลและควบคุมแบบบูรณาการ: ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น เครื่องหมายระยะเสมือน (VRM), เส้นแนวราบอิเล็กทรอนิกส์ (EBL), เส้นแนวราบอิเล็กทรอนิกส์แบบช่วง (EBRLs) และเส้นหัว (HL) บนเทอร์มินัล สัญลักษณ์กราฟิกสำหรับเครื่องมือวัดเหล่านี้แสดงไว้ในรูปที่ 1-1-12

รูปที่ 1-1-11 หน้าจอแสดงผลและควบคุมแบบบูรณาการ |

รูปที่ 1-1-12 สัญลักษณ์กราฟิกสำหรับเครื่องมือวัด

ตัวเครื่องประมวลผลเรดาร์ Furuno FAR-2328W ตามที่แสดงในรูปที่ 1-1-13 ประกอบด้วยเมนบอร์ด, แหล่งจ่ายไฟ, ตัวแปลงสัญญาณเครือข่าย (LAN), พัดลม, บล็อกต่อสาย (TB board), ฟิวส์, และส่วนประกอบอื่น ๆแหล่งจ่ายไฟ AC คือ 100–230 V AC; แหล่งจ่ายไฟ DC คือ 24 V DC แหล่งจ่ายไฟมาตรฐานของจอมอนิเตอร์ทำงานที่ 100–230 V AC ฮับ (HUB) ที่เป็นอุปกรณ์เสริมใช้ไฟ 100–230 V AC

รูปที่ 1-1-13 ตัวเครื่องโปรเซสเซอร์ Furuno FRA-2328W

อินเตอร์เฟซ I/O ของเรดาร์รับข้อมูลภายนอกผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยอัตราการส่งข้อมูล (baud rate) จะถูกตั้งค่าตามข้อกำหนดของพอร์ต (4800–38400 บิต/วินาที) อุปกรณ์ภายนอกตามที่แสดงในรูปที่ 1-1-14 ได้แก่ ไจโรคอมเพรส, AIS, GPS, โอดอมิเตอร์, ECDIS, AMS และ VDR เป็นต้น ข้อมูลต้องเป็นไปตาม IEC 61162 และ AD-10 ข้อกำหนดการจัดรูปแบบ

รูปที่ 1-1-14: แผนผังโทโพโลยีสำหรับเซ็นเซอร์ภายนอก

(1) อินเทอร์เฟซการป้อนข้อมูล: ควรใช้สายเคเบิลแบบคู่บิดเกลียวที่มีฉนวนหุ้มสำหรับการเชื่อมต่อ เครื่องมือสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมต่อแบบอินเตอร์เฟซ เช่น RS-232, RS-422 และ RS-485

อินเตอร์เฟซอินพุตทำหน้าที่ป้อนข้อมูลจากเซ็นเซอร์เข้าสู่ระบบเรดาร์ หากรูปแบบข้อมูลไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของอุปกรณ์เรดาร์ จะต้องทำการแปลงข้อมูลผ่านอินเตอร์เฟซนี้ โดยควรใช้สายเคเบิลแบบคู่บิดเกลียวที่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวนในการเชื่อมต่ออุปกรณ์

เครื่องมือทางทะเลสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมต่อแบบดิจิทัล ซึ่งไม่ต้องการการแปลงรูปแบบและสามารถเชื่อมต่อได้ค่อนข้างง่าย สำหรับการเชื่อมต่อแบบขยายสำหรับโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมที่ใช้ในระบบเรดาร์ อินเทอร์เฟซอนุกรมที่ใช้กันทั่วไปได้แก่ RS-232, RS-422 และ RS-485; เรดาร์บางรุ่นยังมีพอร์ต USB สำหรับการสื่อสารข้อมูลอีกด้วย ยกตัวอย่างเช่น อินเทอร์เฟซเรดาร์ Furuno FAR-28×7 ซีรีส์ ดังแสดงในรูปที่ 1-1-15เรดาร์ Furuno FAR-28×7 ซีรีส์ ใช้ตัวรับส่งสัญญาณ RS-485 ในการรับข้อมูลจากเซ็นเซอร์ทิศทาง โดยมีอัตราการส่งข้อมูลที่สามารถเลือกได้ 4800 บิต/วินาที หรือ 38.4 กิโลบิต/วินาที ตามที่แสดงในรูป 1-1-15(a) การเชื่อมต่อระหว่างเรดาร์กับล็อกหรือเครื่องมือนำทางอื่น ๆ แสดงไว้ในรูป 1-1-15(b) บางรุ่นของเรดาร์และระบบ ECDIS สามารถทำหน้าที่เป็นข้อมูลนำเข้าให้แก่กันได้; การเชื่อมต่อของพวกเขามีแสดงไว้ในรูปที่ 1-1-15(c)

(2) อินเทอร์เฟซเอาต์พุต: เรดาร์ต้องส่งข้อมูลไปยัง VDR อย่างน้อยที่สุด รูปแบบ RGB (1280×1024 พิกเซล)สัญญาณวิดีโอแบบแอนะล็อกหรือสัญญาณอินเตอร์เฟซอีเธอร์เน็ต/DVI

อินเทอร์เฟซเอาต์พุตใช้สำหรับส่งข้อมูลวิดีโอเรดาร์ไปยังอุปกรณ์หรือระบบนำทางอื่น ๆตามมาตรฐานการทดสอบประสิทธิภาพเรดาร์ของ IEC เรดาร์ต้องติดตั้งอินเตอร์เฟซที่สามารถส่งออกสัญญาณวิดีโอแบบแอนะล็อกในรูปแบบ RGB (1280×1024 พิกเซล) ไปยัง VDR ได้ หากความสามารถในการแสดงผลของเรดาร์ไม่รองรับรูปแบบ RGB ต้องติดตั้งอินเตอร์เฟซ DVI (Digital Visual Interface) หรือ Ethernet และแบนด์วิดท์ของเครือข่ายต้องเพียงพอที่จะรองรับการส่งภาพหน้าจอเรดาร์แบบสมบูรณ์ได้อย่างน้อยหนึ่งครั้งทุก ๆ 15 วินาที

(3) ข้อผิดพลาดในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์: ข้อผิดพลาดจะกระตุ้นให้เกิดกล่องแจ้งเตือน ตัวอย่างเช่น การตั้งค่าอัตราการส่งข้อมูลที่ไม่สอดคล้องกันอาจส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล

ข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูลเซ็นเซอร์จะกระตุ้นให้เกิดสัญญาณเตือนจากเรดาร์ และกล่องแจ้งเตือนจะแสดงข้อมูลการเตือนที่เฉพาะเจาะจง ข้อความเตือนบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เรดาร์แสดงอยู่ในตาราง 1-1-3

ตาราง 1-1-3 ข้อความแจ้งเตือนเกี่ยวกับการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เรดาร์ Furuno

(iv) ตัวอย่างการเชื่อมต่อเรดาร์:

เมื่อเชื่อมต่อระบบเรดาร์ คุณควรใช้สายเคเบิลที่ผู้ผลิตจัดมาให้เมื่อเป็นไปได้ หรือตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายเคเบิลเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานที่ระบุไว้ในคู่มือการติดตั้งเรดาร์

โดยยกตัวอย่างเรดาร์ทางทะเล SPERRY VISIONMASTER FT การกำหนดค่าเซ็นเซอร์และการตั้งค่าพารามิเตอร์จะแสดงในตาราง 1-1-1 สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือ อัตราการส่งข้อมูล (baud rate) ต้องตั้งค่าตามที่ระบุไว้ หากตั้งค่าอัตราการส่งข้อมูลไม่ถูกต้อง จะส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล

ตาราง 1-1-1 การกำหนดค่าและตั้งค่าพารามิเตอร์ของเซ็นเซอร์เรดาร์ SPERRY VISIONMASTER FT

การกำหนดค่า I/O ของเรดาร์ Furuya FAR-2××7 ซีรีส์และเซ็นเซอร์บางตัวแสดงอยู่ในตาราง 1-1-2 แหล่งจ่ายไฟของเรดาร์ต้องจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบต่างๆ เช่น โปรเซสเซอร์, จอแสดงผล, หน่วยควบคุม และเสาอากาศ ฟังก์ชันการวาดแผนที่อัตโนมัติของเรดาร์ถูกผสานรวมเข้ากับหน่วยประมวลผลสัญญาณ ในขณะที่ตัวตรวจสอบประสิทธิภาพถูกผสานรวมเข้ากับหน่วยเสาอากาศเป็นอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติม ฟังก์ชันสวิตช์ในตัวของเรดาร์ทำงานผ่านการเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่น

การสื่อสารระหว่างหน่วยเสาอากาศกับหน่วยประมวลผลเป็นแบบ RS-422 ที่อัตรา 115.2 kbit/s; การสื่อสารระหว่างหน่วยประมวลผลและหน่วยควบคุมก็ผ่าน RS-422 ด้วยอัตรา 19.2 kbit/s; ทั้งสองใช้การสื่อสารแบบอะซิงโครนัส สามารถเชื่อมต่อเรดาร์ได้สูงสุดแปดเครื่องจากซีรีส์เดียวกันผ่าน HUB-100 ระบบนำทางเฉื่อย (INS) รองรับ LAN และพอร์ตอนุกรม (RS-422/4800)

(บิตต่อวินาที) การเชื่อมต่อ

ตาราง 1-1-2 เรดาร์ Furuno และเซ็นเซอร์บางชนิดฉัน/O การกำหนดค่า

ตามอนุสัญญา SOLAS ปี 1974 เรือที่มีขนาด 3,000 ตันกรอสขึ้นไปจะต้องติดตั้งระบบเรดาร์อย่างน้อยสองระบบ โดยอย่างน้อยหนึ่งระบบต้องเป็นระบบ X-band สามารถติดตั้งเรดาร์หลายระบบพร้อมหน่วย Interswitch Unit เพื่อแบ่งปันภาพได้ ระบบนี้มาพร้อมกับกลไกป้องกันความล้มเหลวเพื่อป้องกันการเสียหายของระบบจากอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว

(1) ระบบเรดาร์คู่: สิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็นการกำหนดค่าความถี่เดียวกัน (ทั้ง X-band) และความถี่ต่างกัน (X-band และ S-band) ในระบบความถี่ต่างกัน เครื่องส่งสัญญาณ เสาอากาศ และสายส่งสัญญาณต้องสามารถสลับเปลี่ยนกันได้เป็นหน่วยเดียว การสลับเปลี่ยนทำได้ผ่านอุปกรณ์สลับที่แสดงในรูปที่ 1-1-16

รูปที่ 1-1-16 สถาปัตยกรรมระบบเรดาร์คู่

(2) ระบบเรดาร์หลายตัว: อาจใช้ระบบเรดาร์สามระบบหรือมากกว่า HUB-3000 กำหนดค่าการตั้งค่าเครือข่าย. ที่อยู่ IP, มาสก์เครือข่ายย่อย และเกตเวย์ต้องถูกตั้งค่าอย่างถูกต้อง. หลังจากเปลี่ยนที่อยู่ IP แล้ว ทุกรadar และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องที่เชื่อมต่ออยู่กับ LAN ต้องถูกเริ่มต้นใหม่.

รูปที่ 1-1-17 การกำหนดค่าเครือข่ายเรดาร์หลายตัวและ ECDIS