Prinsip RADAR (I)

RADAR memiliki kepanjangan RAdio Detection And Ranging. Istilah RADAR pertama kali diperkenalkan oleh US Navy pada tahun 1941 dan menjadi terkenal sampai sekarang. Istilah RADAR sendiri telah masuk dalam kamus Bahasa Inggris (serta bahasa lainnya) dan sekarang menjadi istilah umum dengan cukup menulis "radar" (tanpa huruf kapital).

Radar bekerja berdasarkan sistem elektromagnetik. Alat ini berguna sebagai detektor terhadap suatu objek berdasarkan pantulan gelombang elektromagnetik yang diterima dari benda-benda seperti pesawat terbang, kapal laut, kendaraan bermotor, tetesan air hujan, serta berbagai benda yang bersifat mampu memantulkan gelombang elektromagnetik. Tentunya berbagai jenis radar memiliki tujuannya masing-masing. Sebagai contoh, radar tempur udara fokus mendeteksi objek-objek terbang seperti pesawat terbang, radar meteorologi untuk memprediksi kondisi cuaca akan fokus pada kandungan butiran-butiran kecil air di udara dan radar untuk memantau kondisi hutan akan fokus pada vegetasi dari hutan itu sendiri. Setiap benda yang menjadi objek penelitian memiliki sifat yang khas dalam memantulkan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh radar.

Pemancar (transmiter) pada radar bertugas untuk membangkitkan gelombang elektromagnetik (sebagai contoh pulsa pendek berbentuk sinusoidal), dan gelombang ini selanjutnya akan dipancarkan oleh antena. gelombang yang terpancarkan ini akan menabrak target, dan selanjutnya target akan memantulkan gelombang ini ke berbagai berbagai arah. Sejumlah sinyal akan terpantulkan menuju antenna, dan selanjutnya akan ditangkap oleh bagian penerima (receiver) pada antena itu sendiri. 


Prinsip radar dapat disimpulkan sebagai berikut :

• Radar meradiasikan energi elektromagnetik dari antena dan selanjutnya merambat di udara.
• Beberapa energi yang terpancarkan dari radar tersebut akan mengenai target yang berada pada jarak tertentu dari posisi radar.
• Energi yang tertangkap oleh target akan diradiasikan balik ke berbagai arah.
• Sebagaian dari energi tersebut akan terpantulkan balik dan ditangkap oleh antena radar
• Setelah dilakukan proses penguatan sinyal pada bagian receiver (penerima) dan dengan proses pengolahan sinyal yang tepat, keputusan apakah sinyal yang terpantulkan balik ke arah antena radar tersebut sesuai dengan target yang diinginkan atau tidak. Pada langkah ini, lokasi target dan kemungkinan untuk memperoleh informasi lain akan dilakukan.

Dengan sistem pengolahan sinyal yang tepat, dapat ditentukan jarak target terhadap posisi radar dengan menghitung rentang waktu antara saat sinyal dipancarkan dengan diterimanya kembali sinyal tersebut. Untuk radar, "jarak" ini dikenal dengan istilah range. Tidak menutup kemungkinan bahwa berbagai informasi lain (selain range) dapat diperoleh dari sistem radar ini. Sebagai contoh, jika target dalam posisi bergerak, terdapat pergeseran frekuensi (frequency shift) pada gelombang yang terpantulkan akibat efek Doppler. Frequency shift ini sebanding dengan kecepatan target relatif terhadap radar (disebut juga dengan istilah radial velocity). Prinsip Doppler frequency shift ini umum digunakan untuk membedakan target dengan pantulan dari benda tetap seperti tanah, laut ataupun hujan.

Gelombang umum yang dipancarkan oleh radar adalah serangkaian gelombang sempit (narrow) dengan bentuk menyerupai sinyal kotak (rectangular-like pulses). Sebagai contoh, radar dengan kemampuan deteksi jarak menengah (medium-range radar) yang mendeteksi keberadaan pesawat terbang mungkin memiliki parameter sinyal terpancar sebanyak 1 juta gelombang dalam waktu 1 detik (periode 1 mikro detik); rentang tiap pulsa pada sinyal tersebut misalnya 1 mili detik (jadi frekuensi pengulangan pulsa sebesar 1 kiloHerzt). Mengenai Daya yang dipancarkan, radar jenis ini memiliki daya (peak power) 1 Megawatt pada sisi transmitter. Nilai ini setara dengan daya rata-rata (average power) sebesar 1 kilowatt. Daya rata-rata sebesar 1 kilowatt ini mungkin sama halnya (atau bahkan kurang) dengan daya listrik untuk ruangan kelas secara umum. Contoh ini diambil berdasarkan asumsi jika radar bekerja pada frekuensi gelombang mikro sebesar 2,7 sampai 2,9 GHz, dimana pada rentang frequensi ini umumnya dipakai untuk keperluan sipil.

Referensi

1. Merrill I. Skolnik, "Introduction to Radar System", third edition, McGraw-Hill, 2001.

2. Merrill I. Skolnik, "Radar Handbook", third edition, McGraw-Hill, 2008.

3. Wikipedia : http://en.wikipedia.org/wiki/Radar