Radar

Radar (yang dalam bahasa Inggris merupakan singkatan dari radio detection and ranging, yang berarti deteksi dan penjarakan radio) adalah suatu sistem gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, berbagai kendaraan bermotor dan informasi cuaca (hujan).

Sejarah singkat

U.S. Navy Relocatable Over-the-Horizon Radar station

Airborne pulse-Doppler radar antenna

Radar pengendali tembakan. Westinghouse AN/APG-68 radar

OTH-B coverage from stations in Maine and Oregon.

Cakupan sistem Jindalee Operational Radar Network.

Cakupan dari PAVE PAWS ditunjukan dengan warna biru. Sistem ini berkomplemen dengan sistem BMEWS yang berwarna merah. Keduanya melapor pada Markas Udara Cheyenne Mountain di Colorado.

Radar PAVE PAWS di Clear AFS, Alaska

Sebuah layar radar dari PAVE PAWS di Cape Cod AFS, 1986.

Radar cuaca di Darwin Airport (WF44 Radar).

Seorang ahli fisika Inggris bernama James Clerk Maxwell mengembangkan dasar-dasar teori tentang elektromagnetik pada tahun 1865. Setahun kemudian, seorang ahli fisika asal Jerman bernama Heinrich Rudolf Hertz berhasil membuktikan teori Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik dengan menemukan gelombang elektromagnetik itu sendiri.

Pendeteksian keberadaan suatu benda dengan menggunakan gelombang elektromagnetik pertama kali diterapkan oleh Christian Hülsmeyer pada tahun 1904. Bentuk nyata dari pendeteksian itu dilakukan dengan memperlihatkan kebolehan gelombang elektromagnetik dalam mendeteksi kehadiran suatu kapal pada cuaca yang berkabut tebal. Namun di kala itu, pendeteksian belum sampai pada kemampuan mengetahui jarak kapal tersebut.

Pada tahun 1921, Albert Wallace Hull menemukan magnetron sebagai tabung pemancar sinyal/transmitter yang efisien. Kemudian transmitter berhasil ditempatkan pada kapal kayu dan pesawat terbang untuk pertama kalinya secara berturut-turut oleh A. H. Taylor dan L. C. Young pada tahun 1922 dan L. A. Hyland dari Laboratorium Riset Kelautan Amerika Serikat pada tahun 1930.

Istilah radar sendiri pertama kali digunakan pada tahun 1941, menggantikan istilah dari singkatan Inggris RDF (Radio Directon Finding), tetapi perkembangan radar itu sendiri sudah mulai banyak dikembangkan sebelum Perang Dunia II oleh ilmuwan dari Amerika, Jerman, Prancis dan Inggris. Dari sekian banyak ilmuwan, yang paling berperan penting dalam pengembangan radar adalah Robert Watson-Watt asal Skotlandia, yang mulai melakukan penelitiannya mengenai cikal bakal radar pada tahun 1915. Pada tahun 1920-an, ia bergabung dengan bagian radio National Physical Laboratory. Di tempat ini, ia mempelajari dan mengembangkan peralatan navigasi dan juga menara radio. Watson-Watt menjadi salah satu orang yang ditunjuk dan diberikan kebebasan penuh oleh Kementrian Udara dan Kementrian Produksi Pesawat Terbang untuk mengembangkan radar. Watson-Watt kemudian menciptakan radar yang dapat mendeteksi pesawat terbang yang sedang mendekat dari jarak 40 mil (sekitar 64 km). Dua tahun berikutnya, Inggris memiliki jaringan stasiun radar yang berfungsi untuk melindungi pantainya.

Pada awalnya, radar memiliki kekurangan, yakni gelombang elektromagnetik yang dipancarkannya terpancar di dalam gelombang yang tidak terputus-putus. Hal ini menyebabkan radar mampu mendeteksi kehadiran suatu benda, tetapi tidak pada lokasi yang tepat. Terobosan pun akhirnya terjadi pada tahun 1936 dengan pengembangan radar berdenyut (pulsed). Dengan radar ini, sinyal diputus secara berirama sehingga memungkinkan untuk mengukur antara gema untuk mengetahui kecepatan dan arah yang tepat mengenai target.

Sementara itu, terobosan yang paling signifikan terjadi pada tahun 1939 dengan ditemukannya pemancar gelombang mikro berkekuatan tinggi . Keunggulan dari pemancar ini adalah ketepatannya dalam mendeteksi keberadaan sasaran, tidak peduli dalam keadaan cuaca apapun. Keunggulan lainnya adalah bahwa gelombang ini dapat ditangkap menggunakan antena yang lebih kecil, sehingga radar dapat dipasang di pesawat terbang dan benda-benda lainnya. Hal ini yang pada akhirnya membuat Inggris menjadi lebih unggul dibandingkan negara-negara lainnya di dunia. Pada tahun-tahun berikutnya, sistem radar berkembang lebih pesat lagi, baik dalam hal tingkat resolusi dan portabilitas yang lebih tinggi, maupun dalam hal peningkatan kemampuan sistem radar itu sendiri sebagai pertahanan militer.

Prinsip kerja

Konsep radar adalah mengukur jarak dari sensor ke target. Ukuran jarak tersebut didapat dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang elektromagnetik selama penjalarannya mulai dari sensor ke target dan kembali lagi ke sensor.

Konsep radar hampir sama dengan metode seismik pada geofisika.^[1]

Klasifikasi radar

Berdasarkan bentuk gelombang (waveform)

Continuous wave/CW (gelombang berkesinambungan), merupakan radar yang menggunakan transmitter dan antena penerima (receive antenna) secara terpisah, di mana radar ini terus menerus memancarkan gelombang elektromagnetik. Radar CW yang tidak termodulasi dapat mengukur kecepatan target melalui serta posisi sudut target secara akurat. Radar CW yang tidak termodulasi biasanya digunakan untuk mengetahui kecepatan target dan menjadi pemandu rudal (missile guidance).
Pulsed radars/PR (radar berdenyut), merupakan radar yang gelombang elektromagnetiknya diputus secara berirama. Frekuensi denyut radar (Pulse Repetition Frequency/PRF) dapat diklasifikasikan menjadi 3 bagian, yaitu PRF high, PRF medium dan PRF low.

Berdasarkan jumlah antenanya

Radar monostatis: Monostatic radar adalah jenis radar yang hanya memiliki sebuah antena yang digunakan untuk memancarkan maupun menerima sinyal. Radar ini memiliki suatu bagian yang disebut duplexer untuk memisahkan antara penerima dan pemancar. Radar monostatic biasanya menggunakan bentuk gelombang (waveform) Namun dapat juga menggunakan CW. Untuk desain radar monostatic CW digunakan suatu alat yang disebut circulator untuk memisahkan antara gelombang yang dipancarkan dan diterima. Radar jenis ini mendominasi jenis-jenis radar yang ada saat ini.
Radar bistatis/multistatis: Bistatic radar merupakan suatu jenis sistem radar yang komponennya terdiri dari pemancar sinyal (transmitter) dan satu atau lebih penerima sinyal, di mana kedua komponen tersebut terpisah. Kedua komponen itu dipisahkan oleh suatu jarak yang dapat dibandingkan dengan jarak target/objek. Objek dapat dideteksi berdasarkan sinyal yang dipantulkan oleh objek tersebut ke pusat antena. Berdasarkan pemancarnya radar Bi/Multistatic dapat dibagi lebih lanjut menjadi dua macam yaitu:

Radar bi-static kooperatif: Yaitu radar bi-static yang pemancarnya sudah terintegrasi dengan unit radarnya, Contoh dari radar ini cukup banyak, di antaranya adalah radar OTH (Over The Horizon) seperti Jindalee dan radar Struna-1MU buatan Rusia.
Radar bi-static non-kooperatif: Yaitu radar bi-static yang pemancarnya tidak terintegrasi dengan unit radarnya, misalnya adalah Silent Sentry buatan Lockheed martin yang memanfaatkan pemancar seperti Stasiun Televisi atau Radio.

Susunan berfase

Dalam teori antena, susunan berfase adalah sebuah array dari antena di mana relatif fase sinyal masing-masing antena bervariasi dalam sedemikian rupa sehingga pola radiasi efektif array diperkuat dalam arah yang diinginkan dan ditekan dalam arah yang tidak diinginkan.

Over-the-horizon radar

Over-the-horizon radar, atau OTH (kadang-kadang juga beyond the horizon, atau BTH), adalah merupakan sebuah jenis sistem radar dengan kemampuan untuk mendeteksi target pada jarak yang sangat panjang, biasanya sampai ribuan kilometer.

Radar pengawas bandar udara

Radar pengawas bandar udara adalah sistem radar yang digunakan di bandara untuk mendeteksi dan menampilkan posisi perawat di terminal area.

Sistem radar

Ada tiga komponen utama yang tersusun di dalam sistem radar, yaitu antena, pemancar sinyal dan penerima sinyal.

Antena

Antena yang terletak pada radar merupakan suatu antena reflektor berbentuk piring parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dipantulkan melalui permukaan yang berbentuk parabola. Antena radar memiliki dua kutub (dwikutub). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array (bertingkat atau bertahap). Ini merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem RADAR.

Pemancar sinyal

Pada sistem radar, pemancar sinyal berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui antena. Hal ini dilakukan agar sinyal objek yang berada di daerah tangkapan radar dapat dikenali. Pada umumnya, transmitter memiliki lebar pita dengan kapasitas yang besar. Transmitter juga memiliki tenaga yang cukup kuat, efisien, bisa dipercaya, ukurannya tidak terlalu besar dan tidak terlalu berat, serta mudah dalam hal perawatannya.

Penerima sinyal

Pada sistem radar, penerima sinyal berfungsi sebagai penerima kembali pantulan gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap oleh radar melalui reflektor antena. Pada umumnya, receiver memiliki kemampuan untuk menyaring sinyal yang diterimanya agar sesuai dengan pendeteksian yang diinginkan, dapat memperkuat sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke pemroses data dan sinyal, dan kemudian menampilkan gambarnya di layar monitor. Selain tiga komponen di atas, sistem radar juga terdiri dari beberapa komponen pendukung lainnya, yaitu

Pandu gelombang, berfungsi sebagai penghubung antara antena dan transmitter.
Duplexer, berfungsi sebagai tempat pertukaran atau peralihan antara antena dan penerima atau pemancar sinyal ketika antena digunakan dalam kedua situasi tersebut.
Perangkat lunak, merupakan suatu bagian elektronik yang berfungsi mengontrol kerja seluruh perangkat dan antena ketika melakukan tugasnya masing-masing.

Aplikasi radar

Prakiraan cuaca

Radar cuaca mendeteksi asap

Weather radar, merupakan jenis radar cuaca yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi intensitas curah hujan dan cuaca buruk, misalnya badai.
Wind profiler, merupakan jenis radar cuaca yang berguna untuk mendeteksi kecepatan dan arah angin dengan menggunakan gelombang suara (SODAR).

Militer

Airborne Early Warning (AEW), merupakan sebuah sistem radar yang berfungsi untuk mendeteksi posisi dan keberadaan pesawat terbang lain. Sistem radar ini biasanya dimanfaatkan untuk pertahanan dan penyerangan udara dalam dunia militer.
Radar pemandu peluru kendali, biasa digunakan oleh sejumlah pesawat tempur untuk mencapai sasaran/target penembakan. Salah satu pesawat yang menggunakan jenis radar ini adalah pesawat tempur Amerika Serikat F-14. Dengan memasang radar ini pada peluru kendali udara (AIM-54 Phoenix), maka peluru kendali yang ditembakkan ke udara itu (air-to-air missile) diharapkan dapat mencapai sasarannya dengan tepat.

Kepolisian

Radar biasa dimanfaatkan oleh kepolisian untuk mendeteksi kecepatan kendaraan bermotor saat melaju di jalan. Radar yang biasa digunakan untuk masalah ini adalah radar gun (radar kecepatan) yang berbentuk seperti pistol dan microdigicam radar.

Pelayaran

Berkas:The radar device that was installed at Ponto Beach in south Carlsbad to help crack down on drug and immigrant smuggling.jpg

Automatic Identification System DCU

Display of maritime traffic provided by Automatic Identification System. Only vessels equipped with AIS are displayed, which excludes most fishing boats, pleasure craft, inland navigation and vessels less than 300 tons.

Typical marine radar antenna on the stern of a small boat. It rotates on a vertical axis, scanning 360° of azmuth about every 2 seconds. It radiates a narrow vertical fan-shaped beam of microwaves horizontally toward the horizon, perpendicular to the long axis of the antenna.

Dalam bidang pelayaran, radar digunakan untuk mengatur jalur perjalanan kapal agar setiap kapal dapat berjalan dan berlalu lalang di jalurnya masing-masing dan tidak saling bertabrakan, sekalipun dalam cuaca yang kurang baik, misalnya cuaca berkabut.

Penerbangan

Dalam bidang penerbangan, penggunaan radar terlihat jelas pada pemakaian pemandu lalu lintas udara. Pemandu lalu lintas udara merupakan suatu kendali dalam pengaturan lalu lintas udara. Tugasnya adalah untuk mengatur lalu lalang serta kelancaran lalu lintas udara bagi setiap pesawat terbang yang akan lepas landas, terbang di udara, maupun yang akan mendarat. Pemandu lalu lintas udara juga berfungsi untuk memberikan layanan bantuan informasi bagi pilot tentang cuaca, situasi dan kondisi bandara yang dituju.

Radar altimeter

Berkas:Bandwidth radar altimeter sm.jpg

Radar altimeter

IAI EL-M-20600, radar detection pod

Sebuah altimeter radar, altimeter elektronik, altimeter refleksi, altimeter radio (RADALT), radio altimeter kisaran rendah (LRRA) atau hanya RA merupakan sebuah alat ukur ketinggian di atas medan saat ini di bawah pesawat atau pesawat ruang angkasa.

Radar astronomi

Gemini 5 Radar Evaluation Pod (REP)

Computer model of asteroid (216) Kleopatra, based on radar analysis.

Radar images and computer model of asteroid 1998 JM8

Radar astronomi adalah teknik mengamati benda-benda astronomi terdekat dengan merefleksikan objek target microwave off dan menganalisis refleksi. Penelitian ini telah dilakukan selama enam dekade. Radar astronomi berbeda dari astronomi radio di kedua adalah pengamatan pasif dan mantan satu aktif. Sistem radar telah digunakan untuk berbagai studi tata surya. Transmisi radar baik dapat berbentuk pulsa atau kontinu.

Radar adalah teknik yang kuat untuk mempelajari ukuran asteroid, bentuk,rotasi, fitur permukaan dan untuk meningkatkan perhitungan orbit asteroid. Pengukuran jarak dan kecepatan asteroid menggunakan radar memungkinkan perhitungan orbit asteroid jauh ke masa depan.

LIDAR

Pengukuran Lidar dari topografi bulan pada misi Clementine

LIDAR (Light Detection and Ranging) adalah sebuah teknologi sensor jarak jauh menggunakan properti cahaya yang tersebar untuk menemukan jarak dan informasi suatu objek dari target yang dituju. Metode untuk menentukan jarak suatu objek adalah dengan menggunakan pulsa laser. Seperti teknologi radar, yang menggunakan gelombang radio, jarak menuju objek ditentukan dengan mengukur selang waktu antara transmisi pulsa dan deteksi sinyal yang dipancarkan.

Lihat pula

Sonar
Side-scan sonar
Ekolokasi atau biosonar adalah sonar biologi yang digunakan oleh beberapa jenis binatang.

Referensi

^ Telford, W. M.; Geldart, L. P.; Sheriff, R. E. Applied Geophysics. Cambridge: Cambridge University Press. hlm. 62–135. ISBN 9781139167932.

Philbin,Tom.2005.100 Penciptaan Terbesar Sepanjang Masa.Batam:Kharisma Publishing.
Wickens,Christopher D..1998.The Future of Air Traffic Control:Human Operators and Automation.Washington DC:National Academy Press EY6016.
Skolnik,Merrill.1990.Radar Handbook Second Edition.United States:McGraw-Hill,Inc.
Raemer,Harold R..1997.Radar Systems Principles.Florida:CRC Press LLC.
Barrett, Dick, "All you ever wanted to know about British air defence radar". The Radar Pages. (History and details of various British radar systems)
Buderi, "Telephone History: Radar History Diarsipkan 2015-10-22 di Wayback Machine.". Privateline.com. (Anecdotal account of the carriage of the world's first high power cavity magnetron from Britain to the US during WW2.)
Ekco Radar WW2 Shadow Factory Diarsipkan 2005-12-12 di Wayback Machine. The secret development of British radar.
ES310 "Introduction to Naval Weapons Engineering.". (Radar fundamentals section)
Hollmann, Martin, "Radar Family Tree". Radar World.
Penley, Bill, and Jonathan Penley, "Early Radar History—an Introduction". 2002.
Pub 1310 Radar Navigation and Maneuvering Board Manual, National Imagery and Mapping Agency, Bethesda, MD 2001 (US govt publication '...intended to be used primarily as a manual of instruction in navigation schools and by naval and merchant marine personnel.')
Swords, Seán S., "Technical History of the Beginnings of Radar", IEE History of Technology Series, Vol. 6, London: Peter Peregrinus, 1986
Reg Batt (1991). The radar army: winning the war of the airwaves. ISBN 978-0-7090-4508-3.
E. G. Bowen (1998-01-01). Radar Days. Taylor & Francis. ISBN 978-0-7503-0586-0.
Michael Bragg (2002-05-01). RDF1: The Location of Aircraft by Radio Methods 1935-1945. Twayne Publishers. ISBN 978-0-9531544-0-1.
Louis Brown (1999). A radar history of World War II: technical and military imperatives. Taylor & Francis. ISBN 978-0-7503-0659-1.
Robert Buderi (1996). The invention that changed the world: how a small group of radar pioneers won the Second World War and launched a technological revolution. ISBN 978-0-684-81021-8.
Burch, David F., Radar For Mariners, McGraw Hill, 2005, ISBN 978-0-07-139867-1.
Ian Goult (2011). Secret Location: A witness to the Birth of Radar and its Postwar Influence. History Press. ISBN 978-0-7524-5776-5.
Peter S. Hall (March 1991). Radar. Potomac Books Inc. ISBN 978-0-08-037711-7.
Derek Howse (February 1993). Radar at sea: the royal Navy in World War 2. Naval Institute Press. ISBN 978-1-55750-704-4.
R. V. Jones (August 1998). Most Secret War. Wordsworth Editions Ltd. ISBN 978-1-85326-699-7.
Kaiser, Gerald, Chapter 10 in "A Friendly Guide to Wavelets", Birkhauser, Boston, 1994.
Kouemou, Guy (Ed.): Radar Technology. InTech, 2010, ISBN 978-953-307-029-2, (Radar Technology - Free Open Access Book | InTechOpen).
Colin Latham (January 1997). Radar: A Wartime Miracle. Sutton Pub Ltd. ISBN 978-0-7509-1643-1.
François Le Chevalier (2002). Principles of radar and sonar signal processing. Artech House Publishers. ISBN 978-1-58053-338-6.
David Pritchard (August 1989). The radar war: Germany's pioneering achievement 1904-45. Harpercollins. ISBN 978-1-85260-246-8.
Merrill Ivan Skolnik (1980-12-01). Introduction to radar systems. ISBN 978-0-07-066572-9.
Merrill Ivan Skolnik (1990). Radar handbook. McGraw-Hill Professional. ISBN 978-0-07-057913-2.
George W. Stimson (1998). Introduction to airborne radar. SciTech Publishing. ISBN 978-1-891121-01-2.
Younghusband, Eileen., Not an Ordinary Life. How Changing Times Brought Historical Events into my Life, Cardiff Centre for Lifelong Learning, Cardiff, 2009., ISBN 978-0-9561156-9-0 (Pages 36–67 contain the experiences of a WAAF radar plotter in WWII.)
Younghusband, Eileen., One Woman's War. Cardiff. Candy Jar Books. 2011. ISBN 978-0-9566826-2-8
David Zimmerman (February 2001). Britain's shield: radar and the defeat of the Luftwaffe. Sutton Pub Ltd. ISBN 978-0-7509-1799-5.

Pranala luar

Teknologi Radar
Sistem Radar^{[pranala nonaktif permanen]}
Macam Antena dan Radar
Radar Indonesia
Penginderaan Jauh
MIT Video Course: Introduction to Radar Systems A set of 10 video lectures developed at Lincoln Laboratory to develop an understanding of radar systems and technologies.
Popular Science, August 1943, What Are the Facts About RADAR one of the first detailed factual articles on radar history, principles and operation published in the US
"The Great Detective", 1946. Story of the development of radar by the Chrysler Corporation Diarsipkan 2010-04-11 di Wayback Machine.
Christian Hülsmeyer and the early days of radar
Radar: The Canadian History of Radar - Canadian War Museum
Radar technology principles
History of radar
Radar invisibility with metamaterials Diarsipkan 2012-12-25 di Wayback Machine.
Early radar development in the UK
RAF Air Defence Radar Museum
Radar - A case study highlighting the vital contribution physics research has made to major technological development Diarsipkan 2012-06-06 di Wayback Machine.
Film pendek Radar and Its Applications (1962) tersedia untuk diunduh secara gratis di the Internet Archive [selebihnya]
Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR
Space Observation Radar TIRA (Tracking and Imaging Radar) of Fraunhofer FHR
http://www.utsandiego.com/news/2013/Sep/04/carlsbad-radar-ponto-smuggling-immigration-drugs/
http://newenglandboating.com/fishing/using-radar-to-find-birds-and-fish.html Diarsipkan 2014-12-20 di Wayback Machine.
http://washington.cbslocal.com/2014/03/19/physics-professor-there-is-a-chance-that-we-may-never-find-the-wreckage/ http://cbswashington.files.wordpress.com/2014/03/479273845.jpg?w=620&h=349&crop=1 Diarsipkan 2014-12-22 di Wayback Machine.

[1] Telford, W. M.; Geldart, L. P.; Sheriff, R. E. Applied Geophysics. Cambridge: Cambridge University Press. hlm. 62–135. ISBN 9781139167932.

[1]