Radar merupakan singkatan dari Radio Detection and Ranging merupakan alat untuk mendeteksi dan memetakan keberadaan objek seperti pesawat dan kondisi cuaca terutama awan. Radar merupakan suatu system atau teknik untuk mendeteksi posisi dan pergerakan suatu objek yang jauh dengan menggunakan gelombang radio yang dipantulkan dari permukaan ojek tersebut.
< Sejarah Perkembangan radar
Radar pertama kali dibuat oleh Hulsmeyer pada tahun 1904 yang digunakan di pelabuhan pada tahun 1984 dan dikembangkan sekitar tahun 1930 pada perang dunia 1 oleh beberapa negara yang memiliki tujuan militer untuk mendeteksi pesawat dan kapal.
Salah seorang pengembang radar pada tahun 1934-1935 adalah Sir Robert Watson-Watt seorang fisikawan berkebangsaan Skotlandia dan keturunan langsung dari James Watt, penemu mesin uap. Setelah PD 1, ketika melihat kapal-kapal perang ia mulai memikirkan cara untuk mendeteksi adanya pesawat melalui perubahan sinyal gelombang radio. Saat itu, prinsip gelombang radio dan elektromagnetik telah ditemukan oleh ilmuan lainnya, James Maxwell.
Stasiun radio yang didirikan Watson_Watt akhirnya pada tahun 1936 berhasil mendeteksi adanya pesawat hingga 70 mil. Ia kemudian menyarankan kepada pemerintah untuk mendirikan jaringan stasiun radar untuk mendeteksi adanya serangan pesawat udara. Keberhasilan ini dirasakan Inggris ketika melawan Jerman dalam perang Inggris yang berlangsung sejak Agustus hingga Oktober 1940. Atas jasanya itu Watson Watt diberi hadiah uang dan medali penghargaan oleh pemerintah Inggris. Ia meninggal dunia pada tahun 1973.
Radar berkembang pesat pada saat perang dunia ke 2 dan selanjutnya menjadi perkembangan awal astronomi modern Karen pada tahun 1958 yang mendeteksi adanya Planet Mars.
Prinsip Dasar Radar
Radar bekerja dengan menggunakan gelombang radio yang dipantukan dari permukaan objek.
Radar menghasilkan sinyal energi elektromagnetik yang difokuskan oleh antenna dan ditransmisikan ke atmosfer. Benda yang berada dalam alur sinyal elektromagnetik ini yang disebut objek, menyebarkan energi elektromagnetik tersebut. Sebagian dari energi elektromagnetik tersebut disebarkan kembali ke arah radar. Antena penerima yang biasanya juga antenna pemancar menangkap sebaran balik tersebut dan memasukkannya ke alat yang disebut receiver.
Komponen Radar.
o Modulator, adalah alat pengendali transmitter dengan menentukan waktu dan jumlah sinyal yang harus ditransmisikan.
o Transmitter adalah alat yang menghasilakn energi untuk sinyal yang akan ditransmisikan.
o Antena, menfokuskan energi sinyal untuk dipancarkan ke atmosfer dan mengumpulkan echo hasil pantulan kembali dari objek, untuk jenis radar Doppler dibutuhkan dua antenna tersendiri untuk memancarkan dan mengumpulkan sinyal dan echo.
o Duplexer sebagai penghubung antara transmitter dan receiver
o Receiver sebagai penguat sinyal kembali(echo) yang diterima antenna.
o Signal Processor sebagai pengolah sinyal kembali
o Layer tampilan, menampilkan informasi actual tentang echo yang telah diterima
Penyebaran sinyal Radar
Ketika sinyal bertemu objek, sinyal disebarkan ke segala arah. Komponen sinyal yang diterima kembali ke radar biasanya lebih lemah. Sinyal yang dterima receiver disebut echo. Semakin besar ukuran objek, semakin kuat sinyal disebarkan. Semakin banyak jumlah objek, semakin kuat juga sinyal kembalinya. Itu artinya butir hujan saat hujan lebat akan menghasilkan sinyal kembali lebih kuat dibandingkan dengan butir hujan saat gerimis.
Kuantitas sinyal kembali dikonversi oleh radar menjadi factor refleksi, kemudian dikonversi menjadi nilai parameter yang diingikan seperti duhu, kecepatan dan arah angin dll. Untuk menggambarkan besarnya refleksitas radar biasanya diplot menggunakan warna yang menunjukkan lokasi dan intensitas presipitasi.
Komponen gelombang
Panjang gelombang berpengaruh pada sensitifitas radar, yaitu kemampuan untuk mendeteksi objek dalam jarak tertentu. Radar gelombang pendek lebih efektif dalam mendeteksi partikel kecil seperti butir awan dan butir hujan gerimis. Energi elektromagnetik gelombang pendek juga di absorbsi sebagian oleh partikel tersebut , prosesnya disebut attenuation., sehingga sulit untuk mengukur secara akurat intensitas energi sinyal kembali terlebih pada objek yang jauh.
Pengaruh Kelengkungan Bumi dan refraksi Radar
Kelengkungan bumi harus diperhitungkan saat menentukan tingi suatu objek. Objek jauh yang dekat dengan permukaan bumi tidak dapat terlihat oleh radar karena objek berada dibawah horizon. Tinggi objek jauh yang berada di atas horizon akan salah hitung jika kelengkungan bumi tidak dimasukkan kedalam perhitungan.
Refraksi juga mempengaruhi alur energi elektromagnetik dengan menyebarkan sampai ke atmosfer. Dalam kondisi normal, karena kerapatan atmosfer berkurang cepat terhadap ketinggian, sinyal radar akan dibelokkan ke bawah seperti cahaya saat melewati prisma kaca. Dalam kasus yang ekstrem, saat suhu naik terhadap ketinggian dan udara kering melapisi udara hangat (biasanya terjadi di sepanjang garis pantai), sinyal radar dapat diturunkan dramatis bahkan sampai membentur tanah. Ahli meteorology menyebutnya anomalous Propagation .
Menentukan lokasi Objek.
Radar membutuhkan 3 informasi untuk menentukan lokasi sebuah objek.
1. Sudut sinyal radar terhadap arah utara (sudut azimuth)
2. Sudut sinyal radar terhadap arah tanah (sudut elevasi)
3. Jarak (D) dari radar ke objek
Jarak ditentukan dengan mengukur waktu yang diperlukan sinyal radar mencapai objek dan kembali lagi menggunakan persamaan jarak=waktu* kecepaan. Kecepetan adalah kecepatan cahaya yaitu kecepatan saat sinyal bergerak (c) . Saat sinyal bergerak menuju objek dan kembali lagi, jarak total yang ditempuh sinyal sama dengan 2D. Jika t adalah waktu, maka 2D=ct atau D=ct/2. degan menggunakan perhitungan jarak, sudut azimut dan sudut elevasi, lokasi objek yang pasti dapat ditentukan.
Radial Velocity
Radar Doppler dapat mengukur komponen kecepatan objek yang mendekat atau menjauh radar. Komponen ini diesebut radial velocity. Informasi suatu objek yang dapat diketahui adalah posisi dan kecepatannya, untuk radar-radar tertentu bahkan dapat mengetahui bentuk objeknya.
Jenis Radar
Band Ka : 0.8-1.1 cm (33.4-36 GHz)
Band C: 6 GHz , banyak digunakan NASA untuk penelitian luar angkasa
Band L: 1-2 GHz digunakan satelit SEASAT milik Amerika, satelit JERS-1 milik jepang dan system radar terbang milik NASA
Band X:10 GHz, digunakan pada radar terbang di bidang militer untuk pemetaan topografi
Band K: 30 GHz
Band S:3 GHz, digunakan oleh satelit rusia ALMAZ
Band P: 30-100, digunakan oleh radar Magellan untuk pemetaan topografi planet Venus.
Tipe Pengamatan
Tiga tipe pengamatan yang digunakan dalam bidang meteorology yaitu:
Scope
Tampilan satu dimensi yang hanya menampilkan nilai echo satu titik (azimuth dan elevasi tertentu)
PPI (plan position indicator)
Radar menahan sudut elavasi agar konstan tapi sudut azimuth berubah-ubah. Jika radar berotasi lebih dari 360 derajat, pengamatannya disebut surveillance scan. Jika radar berotasi kurang dari 360 derajat, pengamatannya disebut sector scan. Jenis ini sering digunakan dalam berbagai jenis radar termasuk juga dalam radar hujan. Tampilan berupa ruang spastial yang masih termasuk dalam daerah jangkauan, sehingga dapat dilihat daerah mana saja yang mengalami
suatu kejadia cuaca tertentu. RHI (range Height Indicator)
Tampilan yang diberikan berupa penampang vertical suatu titik azimuth serta dapat melihat objek berorientasi ketinggian. Radar menahan sudut azimuth agar constant tapi sudut elvasi berubah-ubah. Sudut elevasi biasanya dirotasikan dari horizon ke zenith (titik di langit di atas kepala).cocok untuk pengamatan fisika awan.
Contoh Aplikasi Radar
Penerbangan komersial menggunakan radar untuk membimbing pesawat tepat pada jalur horizontal dan vertikalnya. Selain itu rada dapat membantu membimbing pilot pesawat untuk mendaratkan pesawat dalam keadaan kabut.
Pada bidang meteorology, radar dapat digunakan untuk mendeteksi hujan dan telah menjadi bagian yang penting dalam prakiraan cuaca jangka pendek selain itu juga dapat mengamati cuaca eksterm seperti thunderstorm dan tornado
Tidak ada komentar:
Posting Komentar