RADAR DAN FUNGSINYA

A. Pengertian RadarRadar kependekan dari Radio Detection And Ranging. Radar merupakan sistem gelombang elektromagnetik yang digunakan untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, kendaraan bermotor dan informasi cuaca/hujan.Gelombang radio/sinyal yang dipancarkan dari suatu benda dapat ditangkap oleh radar kemudian dianalisa untuk mengetahui lokasi dan bahkan jenis benda tersebut. Walaupun sinyal yang diterima relatif lemah, namun radar dapat dengan mudah mendeteksi dan memperkuat sinyal tersebut. 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.Sedangkan alat pendeteksi konvensional, radar atau kepanjangannya Radio Detection and Ranging, menggunakan gelombang radio untuk pendeteksian. Jika gelombang yang dipancarkan mengenai benda (dalam hal ini adalah pesawat) akan berbalik arah, dan waktu yang diperlukan untuk kembali lewat alat penerima dapat mengetahui informasi jarak, kecepatan, arah, dan ketinggian.Perkembangan radar menambah peralatan baru yang bernama SSR (Secondary Surveillance Radar) sebagai pelengkap radar (Primary Surveillance Radar). SSR merupakan penemuan militer yang bernama IFF (Identification Friend or Foe). Cara kerjanya setiap kali radar melakukan sapuan gelombang maka disaat itu juga sinyal berfrekuensi tinggi akan dipancarkan. Sinyal ini diterima oleh transponder di pesawat dan akan memancarkan sinyal untuk dikembalikan ke stasiun radar darat. Ini akan memberikan keakuratan terhadap lokasi pesawat daripada hanya mengandalkan gelombang radar semata.Ketika kita menggunakan radar, kita pasti ingin mencapai salah satu dari tiga hal dibawah ini:a. Mendeteksi kehadiran sebuah objek dari jarak jauh. Umumnya objek tersebut bergerak, seperti pesawat terbang. Tapi radar juga bisa digunakan mendeteksi objek-objek yang terkubur di dalam tanah. Dalam beberapa kasus, radar bisa mengenali tipe pesawat yang dideteksinya. b. Mendeteksi kecepatan sebuah objek c. Memetakan sesuatu, misalnya orbit satelit dan pesawat ruang angkasa.

Dalam pesawat terbang pun sebenarnya penggunaan radar sangat signifikan. Dalam situs Wikipedia disebutkan, pesawat peringatan dini (Airborne Early Warning -- AEW) adalah sebuah sistem radar yang dibawa oleh sebuah pesawat terbang yang dirancang untuk mendeteksi pesawat terbang lain. Radar ini dapat membedakan antara pesawat terbang kawan dan pesawat terbang musuh dari jarak jauh. Pesawat peringatan dini digunakan dalam operasi penerbangan defensif maupun ofensif. Secara ofensif, sistem ini bertugas untuk mengarahkan pesawat tempur ke targetnya. Secara defensif, sistem bertugas untuk mengawasi serangan musuh.

B. Sejarah RadarDiakhir tahun 1940-an, radar telah diintegrasikan ke dalam sistem pemanduan lalu lintas udara . Sejak itu telah banyak kemajuan yang dicapai baik peralatan maupun prosedur sehingga radar saat ini mempunyai kinerja jauh lebih baik dibandingkan yang dibayangkan semula beberapa tahun yang lampau. Peralatan radar saat ini telah dipasang di hampir seluruh unit pemandu lalu lintas udara di seluru dunia. Sistem radar sangat membantu tenaga pemandu lalu lintas udara yaitu menjaga keselamatan, kelancarandan keteraturan lalul intas udara. Keberadaan radar pertama kali adalah merupakan gagasan dari dua ilmuan Jerman yaitu Heinrich dan Christian Hulsmeyer, pada tahun 1922. Percobaan dlakukan oleh kedua ilmuan tersebut dan selanjutnya mereka dapat mempraktekandi lapangan. Mereka gunakan untuk menghindarkan tabrakan antar kapal laut di lautan. Dari situlah akhirnya membawa arah perkembangan radar. Sistem radar pertamakali digunakan pada tahun 1925 oleh Gregory Briet dan Merle A. Tune dari Amerika.Pada tahun 1930, dilakukan penyelidikan penggunaan radio untuk mencari kapal laut dan pesawat terbang musuh oleh Angkatan Laut Amerika Serikat. Dan hasilnya adalah alat tersebut mampu mendeteksi pesawat dengan mengunakan panntulan gelombang radio. Setelah berhasil dilakukan lagi untuk selanjutnya penelitian mengembangkan instrument untuk mengumpulkan data, mencatat data secara otomatis dan mengkorelasikan data untuk menunjukan posisi, sudut dan kecepatan kapal laut atau pesawat terbang. Kemajuan berlanjut pada tahun berikutnya dilakukan oleh Angkatan Darat dan Laut Amerika. Selama Perang Dunia II, industri radar mencapai puncaknya. Banyak perusahaan elektronik yang memperoleh kontrak untuk pembatan peralatan radar. Badan Penerbangan Inggris mengakui kuntungan yang diperoleh dari radar dalam sistem pengendalian Lalu Lintas Udara. Pada Badan Meteorologi Amerika memanfaatkan radar dalam melacak badai untuk mengadakan perkiraan cuaca sedini mungkin.Penggunaan radar dalam pengendalian Lalu Lintas Udara pertama kalinya adalah untuk alat bantu pendaratan. Setelah pengembangan peralatan yang lebih baik,peralatan tersebut kemudian ditingkatkan untuk mengatur arus lalu lintas. Radar telah memungkinkan pengendalian Lalu lintas Udara untuk melihat dan mengarahkan pesawat guna menghindarkan tabrakan antar pesawat atau antara pesawat dan rintangan di darat.

C. Prinsip Kerja RadarPrinsip Kerja Radar, sama halnya seperti pada Echo (gema) dan Efek Doppler yang sering kita alami setiap hari. Kita sudah tahu bahwa suara gema dapat digunakan untuk menentukan seberapa jauh benda, dan kita juga telah tahu bahwa kita dapat menggunakan pergeseran Doppler dari gema untuk menentukan seberapa cepat benda/sesuatu yang terjadi. Oleh karena itu, hal ini memungkinkan untuk menciptakan suara Radar atau disebut juga sonar. Kapal selam dan kapal menggunakan sonar sepanjang waktu.Bagaimana dengan radar yang khusus dirancang untuk mendeteksi pesawat dalam penerbangan. Radar menyala dari pemancar dan dengan intensitas tinggi dan frekuensi tinggi gelombang radio. Ledakan radar ini berlangsung dalam hitungan mikrodetik. Radar kemudian mematikan pemancar nya, kemudian menyalakan alat penerima dan mendengarkan echo yang dihasilkan.Radar mengukur waktu yang diperlukan untuk echo tiba, serta pergeseran Doppler dari echo. Gelombang radio bergerak dengan kecepatan cahaya, sekitar 1.000 meter per mikrodetik, sehingga jika Radar memiliki kecepatan tinggi sehingga dapat mengukur jarak pesawat dengan sangat akurat. Menggunakan peralatan pengolahan sinyal khusus, Radar juga dapat mengukur pergeseran Doppler sangat akurat dan dapat menentukan kecepatan pesawat.

Komponen Penyusun Sistem RadarSistem radar mempunyai tiga komponen utama yakni: Antena, Transmitter (Pemancar sinyal), Receiver (penerima sinyal).

Gambar 1. Sistem Radar

1. Antena

Gambar 2. Antena Radar

Antena radar adalah suatu antena reflektor berbentuk parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dicerminkan melalui permukaan yang berbentuk parabola sebagai berkas sempit (gambar A). Antena radar merupakan dwikutub (gambar B). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array yang merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem radar (gambar C).

2. Pemancar Sinyal (Transmitter)Transmitter pada sistem radar berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui reflektor antena agar sinyal objek yang berada pada daerah tangkapan radar dapat dikenali, umumnya Transmitter mempunyai bandwidth yang besar dan tenaga yang kuat serta dapat bekerja efisien, dapat dipercaya, tidak terlalu besar ukurannya dan juga tidak terlalu berat serta mudah perawatannya.

Gambar 3. Pemancar Sinyal

3. Penerima Sinyal (Receiver)Receiver pada sistem radar berfungsi untuk menerima pantulan kembali gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap radar melalui reflektor antena, umumnya Receiver mempunyai kemampuan untuk menyaring sinyal agar sesuai dengan pendeteksian serta dapat menguatkan sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke signal and data processor (Pemroses data dan sinyal) serta menampilkan gambarnya di layar monitor (Display).

D. Jenis-Jenis Radar1. Doppler RadarRadar Doppler merupakan jenis radar yang menggunakan Efek Doppler untuk mengukur kecepatan radial dari sebuah objek yang masuk daerah tangkapan radar. Radar jenis ini sangat akurat dalam mengukur kecepatan radial. Contoh Radar Doppler yaitu Weather radar yang digunakan untuk mendeteksi cuaca.

Gambar 4. Efek Doppler

2. Bistatic RadarRadar Bistatic adalah jenis sistem radar yang mempunyai kompenen pemancar sinyal (transmitter) dan penerima sinyal (receiver) dipisahkan oleh suatu jarak yang dapat dibanding dengan jarak target/objek. Objek dideteksi berdasarkan pantulan sinyal dari objek tersebut ke pusat antena. Contoh Radar Bistatic yaitu Passive radar.

Gambar 5. Sistem Deteksi Objek Radar Bistatic

E. Prinsip Pengoperasian Radar

Gambar 6. Prinsip Kerja RadarRadar pada umumnya beroperasi dengan menyebar tenaga elektromagnetik terbatas di dalam piringan antena yang bertujuan untuk menangkap sinyal dari benda yang melintas pada daerah tangkapan yang bersudut 20o 40o. Ketika suatu benda masuk dalam daerah tangkapan antena, maka sinyal yang ditangkap akan diteruskan ke pusat sitem radar dan akan diproses hingga benda tersebut nantinya akan tampak dalam layar monitor/display.Kode huruf untuk berbagai pita (bands) yang aslinya dipilih dengan sewenangwenang oleh militer untuk meyakinkan keamanan ketika tahap awal perkembangan teknologi radar. Mereka terus meneruS didalam penggunaannya sebagai masalah konvini (kepercayaan). Kebanyakan imaging radar dioperasi pada frekuensi antara 1.25 dan 35.2 GHz (24 cm 0.8 cm). Panjang gelombang sinyal radar menentukan luas (extent) yang mana gelombang mikro (microwave) dilemahkan (attenuated) dan/atau dibubarkan (disperse) oleh atmosfir. Atmosferik yang serius (serious atmospheric) adalah typically confined dengan panjang gelombang yang lebih pendek, kurang dari 3 cm. Bahkan pada wavelength ini didalam banyak kondisi operasi normal, maka atmosfir hanya slightly (sedikit) melemahkan sinyal.

F. Kegunaan Radar1. Keperluan Militera. Airborne Early Warning (AEW)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 yang dilakukan 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.

Gambar 7. Contoh Pesawat Yang Menggunakan AEW

b. Radar Pengendali/Pemandu Peluru KendaliPesawat tempur Amerika Serikat F-14 yang menembakkan peluru kendali udara ke udara (air-to-air missile) AIM-54 Phoenix yang menggunakan radar pemandu untuk mencapai target penembakkan.

Gambar 8. Contoh Pesawat dengan Radar Pengendali

2. Keperluan KepolisianRadar Gun dan Microdigicam radar merupakan contoh radar yang sering digunakan pihak kepolisian untuk mendeteksi kecepatan kendaraan bermotor di jalan.

Gambar 9. Contoh Radar Gun

3. Keperluan PenerbanganAir traffic control (ATC) adalah Kendali lalu lintas udara yang bertugas mengatur kelancaran lalulintas udara bagi pesawat terbang yang akan lepas landas, ketika terbang di udara maupun ketika akan mendarat serta meberikan layanan informasi bagi pilot tentang cuaca, situasi dan kondisi Bandara.

Gambar 10. Penggunaan ATC di Bandara

4. Keperluan Cuacaa. Weather Radarmerupakan jenis radar cuaca yang mampu mendeteksi intensitas curah hujan dan cuaca buruk seperti adanya badai.

Gambar 11. Weather Radar

b. Wind ProfilerMerupakan jenis radar cuaca yang menggunakan gelombang suara (SODAR) untuk mendeteksi kecepatan dan arah angin.

Gambar 12. Wind Profiler5. Bidang PelayaranDalam 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. Secara specifik kegunaannya :a. Untuk menentukan posisi kapal dari waktu ke waktu. Dalam menentukan posisi kapal dengan radar dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu menggunakan baringan dengan baringan, menggunakan baringan dengan jarak dan menggunakan jarak dengan jarak.b. Memandu kapal keluar masuk pelabuhan atau perairan sempit. Pada posisi Head Up, radar sangat efektif dan efisien untuk membantu para nakhoda atau pandu dalam melayarkan kapalnya keluar-masuk pelabuhan, sungai atau alur pelayaran sempit.c. Membantu menemukan ada atau tidaknya bahaya tubrukan. Dengan melihat pada layar Cathoda Ray Tube (CRT) adanya pantulan atau echo dari awan yang tebal.d. Membantu memperkirakan hujan melewati lintasan kapal. Dengan melihat pada layar radar (Cathoda Ray Tube) adanya pantulan atau echo dari awan yang tebal.

6. Wifi RadarWifi radar adalah aplikasi yang dirancang untuk ponsel Nokia s60v3 ataupun bisa juga dicoba di Nokia s60v5 sebagai aplikasi unuk mendeteksi keberadaan sinyal Wifi/Jaringan internet melalui sambungan gelombang radio.Aplikasi Wifi Radar ini akan memberitahukan dengan notifikasi suara jika aplikasi ini mendeteksi keberadaan Wifi,jadi menurut saya cukup berguna bagi anda yang memilki ponsel ber-Wifi dan sering menggunakan fasilitas Wifi jikaberinternet.Andatak perlu mencari sinyal Wifi secara manual,tinggal mengaktifkan aplikasi Wifi Radar dan mengoperasikannya,maka aplikasi Wifi Radar ini akan mendeteksi adanya sinyal Wifi yang ditangkap oleh ponsel anda.Wifi radar ini sangat berguna bagi pengguna yang suka memanfaatkan fasilitas Wifi untuk internet ,karena aplikasi ini akan memberitahukan adanya sinyal wifi di tempat yang sedangdilewati.

7. Secondary Surveillance Radar (SSR) di Bandara PolonRadar ada beberapa macam dan yang umum digunakan di bandara udara adalah Primary Surveillance Radar (PSR) dan Secondary Surveillance Radar (SSR). Kedua jenis radar baik PSR maupun SSR mempunyai cara kerja berbeda. Pada PSR sifatnya aktif dan pesawat yang ditargetkan sifatnya pasif. Karena PSR hanya menerima pantulan gelombang radio dari refleksi pesawat tersebut (echo). Sedangkan pesawat itu sendiri tidak tahu-menahu dengan kegiatan radar di bawah. Pada SSR, baik radar maupun pesawat kedua-duanya aktif. Hal ini dapat dilakukan karena pesawat terbang telah dilengkapi dengan transponder. Pesawat-pesawat yang tidak dilengkapi transponder tidak akan dapat dilihat pada radar scope seperti identifikasi pesawat, ketinggiannya, dan lain-lain.Dengan radar SSR, yang merupakan radar deteksi aktif dengan pesawat terpasang transponder, informasi yang didapatkan lebih dari deteksi PSR, yaitu :a. Jarak pesawatb. Posisi pesawatc. Kode pesawatd. Ketinggian pesawate. Kecepatan pesawat

Secondary Surveillance Radar (SSR) adalah radar yang bekerja dengan bantuan alat yang bernama transponder di pesawat udara. Secara sederhana cara kerjanya adalah sebagai berikut:a. SSR di darat memancarkan sinyal yang disebut dengan interrogation pada frekuensi 1030 Mhzb. Jika mendapatkan sinyal interogasi, maka transponder akan menjawab/ memberikan sinyal balasan pada frekuensi 1090 Mhzc. Dekoder yang ada di SSR akan menghitung jarak pesawat tersebut dari lamanya sinyal sampai kembali ke SSRd. Arah pesawat tersebut akan ditentukan oleh arah antena radar SSR yang berputar 360 derajat.

Gambar 13. Cara Kerja SSR

Jadi misalnya antena SSR sedang mengarah ke timur pada arah 090 dan mendapatkan jawaban (reply) dari sebuah transponder, maka jarak dan posisi pesawat akan diketahui oleh SSR.

G. Keuntungan dan Kerugian RadarAda banyak keuntungan penggunaan radar untuk remote sensing. Sensor radar tersedia pada semua kapabilitas cuaca sebagaimana energi gelombang mikro menembus awan dan hujan, biarpun, hujan menjadi sebuah faktor pada radar wavelength < 3 cm. Sensor radar merupakan system penginderaan jauh yang aktif (active remote sensing system), independen terhadap cahaya matahari, menyediakan sumber energi sendiri, dan juga mampu meneyediakan kemampuan pada siang/malam. Ada penetrasi partial terhadap vegetasi dan tanah.Data radar menawarkan informasi berbeda dari daerah visible dan infra merah dari spektrum elektromagnetik. Sebagaimana dengan yang ada terdapat/ada kekurangan dengan (drawback) dengan data radar. Radar imagery menampilkan distorsi yang melekat (inherent) pada geometry citra radar. Juga satu yang harus dikoreksi untuk speckle (bintik, bercak, kurik) atau coherent fading (warna yang pudar, kehilangan saling berlengketan). Radar sensitive terhadap topografi, permukaan yang kasar seperti tanah lapang (terrain) dan penutup tanah (ground cover), sifat-sifat dielektrik (dielectric properties) (moisture content), dan gerakan. Semuanya ini bisa dihubungkan dengan cirri-ciri permukaan seperti landform dan morfologinya, landcover (penutup tanah), dan cirri-ciri hidrologis (hydrological features).

H. Pengolahan Sinyal Radar (Radar Signal Processing)1. Pengolahan Radar (Radar Processing)Data mentah radar (Raw data Radar) tidak dapat diview sebagai sebuah citra (image), tetapi merupakan dalam bentuk sebuah data hologram yang dibutuhkan dalam bentuk sebuah citra (image). Di dalam kisaran dimensi (range dimension) bahwa data mentah (raw data) secara typical dikerik (chirped) atau bubaran frekuensi (frequency dispersed) dan harus dikompres (compressed). Dalam azimuth, history Doppler (Doppler history) harus mirip dikompres untuk menciptakan synthetic aperture. Data mental radar secara tipical complex, yang berisi dua pengukuran dari energi yang kembali untuk setiap pixel. Hal ini merepresentasikan phase dan amplitudo dari energi yang kembali di dalam sebuah sistem koordinat 2 dimensi seperti I dan O. Pengolahan data mentah radar menjadi citra (imagery) secara komputasi sangat intensif.

2. Pengolahan Secara Digital Data Mentah (Digital Processing of Raw Data)Menurut sejarah, prosesor optikal koheren (coherent optical processor) memakai kombinasi laser/lensa dengan pencatat film (film recorder) telah digunakan untuk memproses data radar yang dalam bentuk holographic. Sejak akhir 1970-an, prosesor optik (optical processor) secara besar-besaran menghilang karena tersedianya prosesor digital (digital processors) yang cepat dan lebih murah. Digital radar processors mampu mengkonversi slant-range ke ground range (slant-range to groundrange conversion), dan koreksi perolehan kisaran yang terikat (range dependent gain correction). Sejumlah bebas (independent) terlihat dalam dimensi azimuth yang divariasikan dalam sebuah quantitative fashion. Citra dicontoh ulang (image resampling) ke berbagai ukuran pixel dan menempatkan data dalam Geographical Information System (GIS). Kalibrasi radiometric dan geometric data citra dibutuhkan. Digital radar processing merupakan pengkonversian (conversion) dan penciutan (compression) dari Sejarah sinyal radar (radar signal histories) di dalam arah azimuth dan kisaran (azimuth and range direction) ke dalam sebuah format citra (an image format) yang dapat ditafsirkan oleh pengguna. Langkah-langkah dalam pengolahan biasanya dilakukan kompresi range (range compression), kompresi azimuth (azimuth compression), pendeteksian sinyal (detection of sinyal), pengolahan lihatan ganda (multi-look processing), dan penyimpanan data (data storage) ke dalam Computer Compatible Tape (CCT) atau Exabyte, dsb. Prosesor digital (digital processor) dapat berupa time domain atau frequency domain, beserta keuntungan untuk kedua tipe tersebut. Prosesor time domain (Time domain processor) menggunakan convolutions atau matched filtering, dan frequency domain menggunakan transformasi Fourier dan simplers multiplications. Produksi hasilnya (Output product) adalah sebuah citra yang rumit (a complex image) yang dapat dideteksi baik ke dalam real image atau dibawa keberikutnya ke dalam operasi yang lebih canggih (more sophisticated operations) seperti pengolahan interferometric.

1